Стан аварійності

Автомобіль міцно увійшов до життя людини і темпів автомобілізації мабуть не знижуватимуться. Проте автомобіль породив одну з щонайгостріших соціально-економічних проблем сучасності - проблему безпеки дорожнього руху.

Перша дорожньо-транспортна подія (наїзд на пішохода) відбулась в 1896 р. Перша смерть в ДТП - в 1899г. і далі спостерігається щорічне зростання ДТП.

Щорічно в світі від ДТП гине 300 тис. чоловік. У 30 разів більше отримають травми. У 1990 р. в колишньому СРСР загинули приблизно 63 тис. чоловік (більш ніж за всю війну в Афганістані), в США що постраждали від ДТП займають приблизно 7% лікарняних ліжок.

Величезний матеріальний збиток від ДТП, в США він складає близько

100 млрд. доларів в рік.

Так що ж таке автомобіль - благо або зло? Разом з негативними соціальними явищами автомобіль надає величезний позитивний вплив на економіку держав, створює зручності і комфорт для людей. Автомобіль володіє рядом переваг перед іншими видами транспорту і у багатьох випадках незамінний.

Причини зростання аварійності.

Можна назвати три найважливіші характерні межі сучасних автомобільних перевезень, що визначають низький рівень безпеки:

- недостатня забезпеченість автомобільного транспорту відповідними по своїх параметрах дорогами;

- недостатня ізоляція транспортних потоків від інших учасників дорожнього руху;

- масовість професії водія, що обумовлює невисокий середній рівень кваліфікації.

У зростання аварійності є свої об'єктивні і суб'єктивні причини. Об'єктивні:

1. Безперервне зростання парку автомобілів у всьому світі.

- загальний 945120390520

- легкового 63690270400

2. Неухильне зростання населення міст, зменшення числа сільських жителів.

3. Недостатня мережа автомобільних доріг і життєві темпи її розвитку в порівнянні з темпами зростання автопарку. Норматив для найбільших міст (понад 1 млн. чіл.) - 2км автомобільних доріг на 1 км2 міста.

4. Зростання потужностей автомобільних двигунів і динамічності автомобілів.

5. Недооцінка проблеми БР.

Суб'єктивні причини (ті, які залежать від людини):

1. Відсутність у людини інстинкту боязні небезпеки автомобіля.

2. Незнання і порушення правив ДР, як водіями, так і пішоходами.

1.2 Дорожній рух, як система

На дорогах функціонує складна соціально-технічна система, що є сукупністю пішоходів, що беруть участь в русі, і різних типів транспортних засобів, керованих людьми.

Специфічні особливості і проблеми дорожнього руху обумовлені перш за все системою “водій - автомобіль - дорога - середовище руху” (ВАДС).

Використовуючи елементарні поняття теорії множин, цю систему можна представити у вигляді взаїмонопов’язаних компонентів В, А, Д, що функціонують в середовищі С. Кроме того, в структурі можна виділити механічну підсистему АД - “автомобіль - дорога” і біомеханічні підсистеми ВА - “водій - автомобіль” і ВД - “водій - дорога”, а також підсистеми СВ, СА, СД. У даній інтерпрітациі термін “середовище” охоплює пішоходів, стільник копалень ДАІ (регулювальників), а також погодний-кліматичні чинники. Середовище надає дію на автомобіль, водія і дорогу.

Стосовно водія повинно йтися про стан його здоров'я, ступінь стомленості, рівень підготовки, умінні приймати рішення в умовах дефіциту часу і правильно вибрати швидкість відповідно до умов руху.

Стосовно автомобіля можна відзначити, що на безпеку руху істотно впливають його габаритні розміри, тягові і гальмівні якості, головне освітлення, зручність робочого місця водія, маневреність, елементи пасивної безпеки і ін.

Стосовно дороги це такі характеристики, як ширина проїжджої частини, коефіцієнт зчеплення і рівність покриття, геометричні параметри, стан узбіч, наявність і якість огорож і інших елементів інженерного устаткування.

Стосовно середовища руху можна відзначити, що на безпеку руху роблять вплив погодний-кліматичні умови, наявність пішоходів і співробітників ДАІ, що здійснюють нагляд за рухом.

Безпека дорожнього руху залежить від надійності елементів, що входять в систему ВАДС. Очевидно, що для забезпечення безпечного функціонування системи потрібні чималі витрати, але і за цієї умови створення абсолютно безпечної системи неможливе, оскільки в неї входить людина, дії і помилки якогї істотно впливають на працездатність системи в цілому.

Специфіка функціонування системи ДР полягає у взаємодії технічного і людського чинника. У ДР бере участь величезна кількість людей, як

професійних так і непрофесійних водіїв, пішоходів. У кожної людини свої психофізіологічні особливості. Діяльність водія характеризується поряду негативних чинників:

1. Великий об'єм інформації, що переробляється, і необхідність її безперервного синтезу.

2. Хронічний дефіцит часу для ухвалення рішень.

3. Високий рівень відповідальності за ухвалювані рішення.

1.3 Вимоги до ДР

Дорожній рух характеризується:

- ефективністю (економічністю, продуктивністю);

- безпекою;

- комфортабельністю.

Відповідні з характеристики вимоги:

Ефектівність- продуктивний ДР передбачає створення таких умов ДР, які забезпечують високу швидкість, малий час повідомлення, мінімум затримок транспортних засобів.

Під безпекою ДР розуміється створення комплексу умов (вимог) до транспортних засобів, дороги, водіїв, що забезпечують мінімальну вірогідність ДТП.

Дослідження і досвід свідчать, що безпечний рух є одночасно і комфортабельним. Для зручності водіїв і пішоходів передбачають розміщення автозаправних станцій, СТО, пунктів живлення, відпочинку і т.д.

Таким чином, вирішення проблеми БР, економічності і комфортабельності досягається з використанням системного підходу, тобто при взаємопов'язаному рішенні питань функціонування системи В-А-Д-С.

Але чи існує 100% можливість запобігання ДТП? Навіть при ідеальному функціонуванні системи В-А-Д-С вірогідність виникнення ДТП зберігається.

На ОДР впливає безліч чинників різної значущості. Основні чинники:

1. Рівень автомобілізації і структура парку транспортних засобів.

2. Ступінь розвитку вулично-дорожньої мережі (щільність мережі).

3. Погодний-кліматичні умови.

4. Підготовка і дисциплінованість населення.

5. Насиченість і досконалість технічних засобів регулювання ДР.

6. Раціональність розташування основних об'єктів транспортного тяжіння

(транспортне планування міст).

Вимоги до ОДР можуть бути реалізовані шляхом вдосконалення ОДР в наступних напрямах:

1. Вдосконалення конструкцій транспортних засобів.

2. Підвищення транспортної культури учасників ДР.

3. Вдосконалення методів управління ДР, розробка АСУ-Д і т.д.

4. Вдосконалення архітектурно-планувальних рішень при проектуванні, реконструкції дорогий, міст.

5. Створення нових способів переміщення вантажів і пасажирів.

6. Вдосконалення конструкції і експлуатаційних характеристик т.с.

Рішення цих задач проводиться на державному рівні.

Організація дорожнього руху (ОДР) як наука вивчає характеристики, закономірності ДР і розробляє на їх основі методи планування, регулювання, проектування ДР.

Зрештою заходи щодо організації дорожнього руху направлені на підвищення надійності системи ВАДС і зведення до мінімуму можливих помилок водія в оцінці умов руху.

2 ХАРАКТЕРИСТИКИ ДОРОЖНЬОГО РУХУ

2.1 Транспортний потік

Транспортний потік – це сукупність транспортних засобів, які рухаються в одному напрямку по одній смузі руху дороги.

Транспортний потік не є сталою величиною він має властивість змінюватися по довжині магістралі, по годинам доби та сезонам року.

Усі параметри транспортного потоку мають випадковий характер. Транспортний потік характеризується наступними параметрами:

- інтенсивністю руху транспортних засобів;

- щільністю транспортних засобів;

- швидкістю транспортних засобів.

Інтенсивність руху N - число транспортних засобів, що проходять через перетин дороги Х-Х в одиницю часу (за годину, добу, тиждень, рік) або протягом заданого проміжку часу (t1; t2).

Інтенсивність руху носить нерівномірний характер «пікові періоди» і

характеризується коефіцієнтами нерівномірності (по годиннику доби, по днях тижня, по місяцях року).

Коефіцієнт нерівномірності

K = N Ф

, (2.1)

N

H

СР

що є відношенням фактичної інтенсивності Nф за даний період до середньої інтенсивності Nср за триваліший проміжок часу, так, наприклад, коефіцієнт річної нерівномірності

K = 12 N М

H Г N

, (2.2)

Г

де Nм - інтенсивність руху за порівнюваний місяць, авт/міс.;

Nг - сумарна інтенсивність руху за рік, авт/рік.

Так-як транспортний потік складається з різних видів транспорту до приведення їх до одного типу автомобіля. В світовій практиці використовують метод приведення до розрахункового легкового автомобіля.

N пр ij

= å Ki

× Nij, (2.3)

де Ki – коефіцієнт приведення i-того виду транспортного засобу до легкового автомобіля, наведено в таблиці 2.1;

Nij – інтенсивність і-того виду транспортного засобу.

Таблиця 3.1 – Коефіцієнти приведення різних видів транспорту до легкового автомобіля

Вид транспортного засобу	Коефіцієнт приведення
Мотоцикл	0,5
Легкові автомобілі	1,0
Мікроавтобус, вантажні автомобілі до 2 т	1,5
Вантажний автомобіль вантажопідйомністю, т: - від 2 до 5; - від 5 до 8; - більше 8.	2,0 2,5 3,0
Автобус
Автобус зчеплений	3,5
Тролейбуси	3,0
Тролейбуси зчеплені	3,5
Трамвай одиночний	6,0
Трамвай (система)	8,0

Щільність транспортного потоку q - це число транспортних засобів,

що знаходяться в даний момент часу t на заданій ділянці дороги, авт/км.

Щільність потоку характеризує завантаження дороги. Гранична щільність даної ділянки відповідає числу нерухомих транспортних засобів, розташованих впритул один до одного. Щільність транспортного потоку вимірюється в межах 0-200 авт/км. Кожен транспортний засіб має різний динамічний габарит (Д). Із збільшенням щільності збільшується взаємовплив транспортних засобів в потоці, знижується можливість виконання маневрів і, як наслідок, знижується пропускна спроможність.

qmax – максимальна щільність транспортного потоку характеризує заторів стан на ділянці дороги

max, (2.4)

q = 81 + 0,125 × пл

де n - частка легкових автомобілів в потоці, %.

Швидкість руху є найважливішим показником, оскільки представляє цільову функцію дорожнього руху. Розрізняють: миттєву швидкість, швидкість повідомлення, крейсерську швидкість (0,7 – 0,85 Vmax), технічну, експлуатаційну, транспортного потоку.

Миттєва швидкість характеризується миттєвим фіксованим значенням

Va. у певному перетині дорогі.

Швидкість повідомлення Vп. визначається як відношення відстані між пунктами повідомлення до часу знаходження транспортного засобу на маршруті.

Темп руху - час, що витрачається на подолання одиниці довжини шляху, тобто величина, зворотна швидкості повідомлення, Т = 1/vп. Верхня межа визначається максимальною конструктивною швидкістю Vmax, закладеною в конструкцію транспортного засобу заводом- виготівником.

У реальних умовах автомобіль рухається з крейсерською швидкістю, складовою (0,7... 0,85) Vmax.

Технічна швидкість визначається відношенням пройденої відстані до суми часу руху і зупинок, зв'язаних, з ОДР (світлофори, залізничні переїзди і т. п.).

Експлуатаційна швидкість визначається відношенням пройденої відстані до всього часу знаходження транспортного засобу на маршруті, включаючи час, пов'язаний з технологією перевезень (вантаження, вивантаження і т. п.).

Швидкість транспортного потоку - це середня швидкість руху транспортних засобів на певному відрізку шляху за певний відрізок часу.

На основі перерахованих вище параметрів можна побудувати основну діаграму транспортних потоків.

Рисунок 3.1 Основна діаграма транспортного потоку

Основна діаграма транспортного потоку (інтенсивність - N, щільність - q): 1 - N= f(q); 2 - V= f(q); Nmax - пропускна спроможність; - кут нахилу радіального вектора, що характеризує середню швидкість потоку

v = N

q

= tg a

, (2.5)

Максимум кривій по діаграмі відповідає пропускній спроможності.

Головне значення графіка полягає в тому, що по ньому простежується найважливіша залежність, що характеризує безпечний транспортний потік, - по мірі зростання щільності потоку падає його швидкість. Високі v можуть бути отримані лише для малих q, тобто в умовах вільного руху ТЗ. В точках 0 і qmax інтенсивність руху N = 0, що відповідає відсутності ТЗ на дорозі або стану затору V = 0.

Основні параметри потоку можна визначити також наступними виразами:

æ

÷

æ q ö

è

v = v 1 -

N v q q ö

N = q

æ v 2 ö

v -

c ç q

max ø,

= c ç

è

- ÷

q max ø,

max ç

è

÷

vc ø.

де Vс - швидкість вільного руху.

Із збільшенням щільності транспортного потоку падає його швидкість, V=0 - умова затору.

Для стійкого функціонування дорожнього руху необхідно мати деякий запас пропускної спроможності.

Існують два види заторів:

- регулярні.

- нерегулярні.

Регулярні затори - утворюються у вузьких місцях унаслідок перевищення їх пропускної спроможності (потрібна реконструкція дорогий).

Нерегулярні затори - виникають унаслідок ДТП або інших обурень транспортних потоків.

Затор супроводжується виникненням ударної хвилі, що розповсюджується в напрямі, протилежному напряму руху ТЗ і характеризується збільшенням щільності потоку.

Для ефективного використання дорогі, необхідно мати резерв пропускної спроможності для забезпечення стійкості потоку при різних обуреннях. Основна діаграма транспортного потоку не може відобразити всю складність процесів, що відбуваються в транспортному потоці. всяка зміна дорожніх умов, складу транспортних потоків змінює характер діаграми.

2.2 Вулично - дорожня мережа

Рівень розвитку вулично-дорожньої мережі характеризується довжиною (I∑) та щільністю

‘

ç

æ q = l å

è F

ö

÷, (2.6)

м ø

де Fм – площа міста.

Вулично-дорожня мережа повинна забезпечувати вимоги до ДР (БР, ефективність, комфортабельність). найбільш прийнятною є щільність рівна 2 км/км2 - це лінійна щільність. Існує питома щільність

g = F дор

F м, (2.7)

де Fдор – площа доріг.

Вулиці та дороги міста класифікуються у залежності від свого функціонального значення, а саме:

- швидкісні дороги – дороги, які з’єднують віддалені райони міста. Влаштовують у верхньому або у нижньому рівнях (естакади, тунелі);

- магістральні вулиці загального значення – призначені для забезпечення транспортних зв’язків житлових та промислових районів між собою, а також з центром міста і мають вихід на позаміські дороги. Для цих вулиць характерна велика інтенсивність руху транспорту та пішоходів. Також на них прийнято уникати трамвайного руху або влаштовувати його на окремих полотнах. Ці дороги мають кількість смуг, в один бік, не менше 3- ох, рух транспорту може бути регульованим або безперервним (при перехрестях в різних рівнях). Швидкість руху при регульованому русі 80-100 км/год, при нерегульованому 100/110 км/год;

- магістральні вулиці районного значення – забезпечують транспортні зв’язки житлових та промислових об’єктів по району. Мають зв’язки з магістральними вулицями загального та міського значення та між суміжними районами. Мають не менше 2-ох смуг руху в одному напрямі, швидкість – 80 км/год;

- вулиці та дороги міського значення – забезпечують під’їзд до будинків у середині мікрорайону та мають вихід на магістральні вулиці. Мають по 1-ій смузі руху в кожному напрямі руху;

- промислова дорога – забезпечують зв’язок в середині підприємств, мають вихід на міські магістралі;

- паркові дороги - зв’язок з парковою зоною та місцями відпочинку населення;

- пішохідні доріжки – призначені для руху пішоходів.

На сьогоднішній день існує чотири основні форми планування ВДМ:

- радіальна – ця схема забезпечує зв’язок віддалених перефірійних районів міста з центром. Ця планувальна

структура характерна для старих міст.

Переваги:

- всі напрями до центру. Недоліки:

- всі потоки проходять через центр (не завжди добре);

- утруднено повідомлення між переферійнимі районами міста.

- радіально-кільцева – існує зв’язок перефірійних районів як з центром так і між собою, транзитний транспорт не проходить через центральні магістралі міста та центр;

- прямокутна – має магістралі які проходять паралельно та відсутній явно виявлений центр. Розподіл транспортних потоків стає більш рівномірним але як недолік слід відмітити труднощі в зв’язоку між перефірійними районами;

- прямокутно-діагональна – дає змогу з’єднати перефірійні райони між собою, а також з центром і має розсредоточені транспортні потоки по напрямкам;

- вільна – не має чіткої геометричної форми, частіше використовується саме ця форма.

Вимоги до ВДМ:

- зручність транспортних зв'язків;

- мінімальний час повідомлення;

- необхідна пропускна спроможність магістралей, вузлів;

- можливість впровадження АСУ.

Ефективність вулично-дорожньої мережі оцінюється:

- коефіцієнт прямолінійності ВДМ - це відношення відстані між двома пунктами по вуличній мережі до відстані по повітряній лінії;

- відсоток транзитного руху в загальному об'ємі руху. Транзитні потоки повинні бути малі.

2.3 Пропускна здатність

Існує два види пропускної здатності:

- на перехресті;

- на дузі.

Пропускна здатність буває:

- розрахована (Рр);

- фактична (Рф);

- нормативна (Рн).

Найбільш простим є використання нормативної пропускної здатності, яка задається будівельними нормами та правилами або дорожньо- будівельних документах, тому її значення для деяких конкретних умов може бути занижене або завищене.

Теоретичне визначення пропускної здатності дороги засноване на використанні різних математичних моделей. Найпростіший метод розрахунку Рр заснований на спрощеній динамічній моделі яка розглядає транспортний потік як рівномірно розподілену на прямолінійній смузі довжини колони однотипних легкових автомобілів.

Пропускна спроможність вулиць безперервного руху з багато смуговою частиною розраховується по формулі

i = n

Р = Ррас ÕК i

i =1

, (2.8)

де: Ррас - розрахункова пропускна спроможність однієї смуги (Ррас =900

авт/год);

Ki - коефіцієнт, що враховує дорожні умови, склад потоку, число смуг руху і т.д. Значення даних коефіцієнтів наведено в таблиці 2.2.

Таблиця 2.2 – Значення коефіцієнтів, що враховують дорожні умови

Кількість смуг руху						-
КП	1,8	2,4	2,9	3,4	3,9	-
Частка легк. автомобілів, %

Продовження таблиці 2.2

Кгр		0,95	0,90	0,85	0,78	0,72
Тип покриття П/Ч	асфальтобетон	Збірне- бетонне	-	брущатка	-	грунтове
Кф	1,0	0,88	-	0,42	-	0,30
Поздовжній ухил, % Кi при довжині підйому, м	До 20
200-300 300-500 більше 500	1,00 1,00 0,95	1,00 0,95 0,93	0,95 0,90 0,88	0,90 0,85 0,82	0,80 0,75 0,70	0,75 0,65 0,60
Ширина смуги руху, м	2,5-2,75	3,0	3,5 і більше
Кшп	0,90	0,98

Пропускна спроможність нерегульованих перетинів в одному рівні.

На нерегульованому перехресті виникають затримки (t∆) автомобілів, що рухаються по другорядній дорозі. Через це знижується пропускна спроможність, Оскільки кожен автомобіль затримується на якийсь час t∆, то:

(3600 - t) V

P = D

L д

, (2.9)

Пропускна спроможність регульованих перетинів.

Протягом години час затримки на регульованому перехресті рівний:

t D = (Т ц - to) k

/ 2, (2.10)

k = 3600

Тц

- кількість циклів регулювання за годину, тоді

ц

é (Т

ê3600 -

- to

)3600ù

û

ú V

P = êë

2 T ц

ú = 2 × 3600 × T ц

- 3600 × Т ц

+ to