Раздел II

ВЛИЯНИЕ ПРИРОДНЫХ ФАКТОРОВ

НА БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

НА ТРАНСПОРТЕ

Глава 3

ЗАВИСИМОСТЬ ТРАНСПОРТНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

ОТ ПРИРОДНЫХ ФАКТОРОВ В НОРМАЛЬНЫХ

УСЛОВИЯХ ЭКСПЛУАТАЦИИ

3.1. Метеорологические условии

Общие вопросы безопасности жизнедеятельности, рассмотрен­ные применительно к сферам существования человека, являются основой для изучения вопросов безопасности жизнедеятельности на транспорте, функционирующем вместе с его инфраструктурой в природной, производственной и социальной сферах. В то же время следует учитывать специфические особенности транспорта, влия­ющие на характер проявления опасностей и способы защиты от них.

Одной из особенностей транспорта является высокая степень зависимости режима его функционирования от природных фак­торов. Большое влияние на характер движения транспортных средств оказывают метеорологические условия, которые могут зна­чительно осложнить и даже приостановить их работу.

Метеорологические условия характеризуют состояние атмос­феры и происходящие в ней процессы. К таким условиям отно­сятся температура, давление, влажность воздуха, направление и скорость ветра, облачность, осадки, туманы, грозы, продолжи­тельность солнечного сияния, температура и состояние почвы, высота снежного покровз-и др. Метеоусловия могут быть длитель­но влияющими, как, например, отрицательная температура и снежный покров в зимнее время, и кратковременно проявляю­щимися - осадки, туман или гололед.

Транспортная безопасность в наибольшей степени зависит от наличия и характера осадков, которые определяют дальность ви­димости, ухудшают сцепление шин с дорожным покрытием. Осо­бую опасность для всех видов транспорта представляет туман. Силь­ный туман приводит почти к полному отсутствию видимости, в результате чего скорость движения транспортных средств должна быть резко снижена, а вавиации и на водном транспорте движе­ние может быть полностью прекращено. При низкой облачности ухудшаются условия взлета и посадки самолетов, что иногда требует закрытия аэропортов. Грозовые фронты в атмосфере также - представляют собой источник опасности для самолетов и вертолетов.

. Температура и состояние почвы оказывают влияние на возможность использования и сроки существования автозимников в северных и северо-восточных районах России. К авто­зимникам относятся сезонные дороги, сооруженные из снега и • льда. По продолжительности эксплуатации их подразделяют на ре­гулярные, возобновляемые каждую зиму в течение ряда лет; вре­менные, используемые в течение одного или двух зимних сезо­нов, и дороги разового пользования, служащие для однократного пропуска транспортных средств. Автозимники прокладывают на суше или по льду рек, озер и морей. Для увеличения прочности ледовых переправ осуществляют послойное замораживание льда или укладывают деревянные настилы.

Эксплуатация автозимников связана с ограничением допусти­мой нагрузки на ледяное полотно дороги в соответствии с толщи­ной льда. Для обеспечения безопасности движения по границе ле­довой переправы устанавливают вехи и знаки, указывающие до­пустимую нагрузку, скорость транспортных средств, интервалы движения, часы работы, особые условия движения и т.д. На переправе не допускаются остановка и обгон. Перевозка пассажиров через ледовые переправы запрещается. При повышении темпера­туры несущая способность автозимников снижается, и они стано­вятся опасными для движения.

Состояние почвы является важным условием функционирова­ния не только автозимников, но и регулярных дорог, действую­щих всесезонно. В весенний период грунт дорожного земляного полотна переувлажняется, и его прочность снижается. Разжижен­ный грунт оказывает слабое сопротивление нагрузке, создавае­мой колесами автомобиля. Дорожная одежда под ее действием прогибается, а после снятия нагрузки возвращается в прежнее положение. В это время года, являющееся самым неблагоприят­ным для эксплуатации, дорога выполняет свои функции в значи­тельной степени за счет прочности дорожной одежды и подвер­жена разрушению.

Находящаяся в грунте земляного полотна вода постоянно пе­ремещается от участков с повышенной влажностью к более сухим и от нагретых к более холодным. Вследствие этого вода, проник­шая в поры земляного полотна, при снижении температуры поч­вы до отрицательных значений замерзает, увеличиваясь в объеме на (/] 1 часть его первоначальной величины. В результате частицы грунта раздвигаются, и происходит выпучивание дорожной одеж­ды. При оттаивании грунта наблюдается обратное явление: дорож­ная одежда оседает и ее несущая способность снижается. Поэтому |в весенний период на дорогах низших категорий вводят ограничение для движения транспортных средств большой грузоподъем­ности.

Скользкие дороги являются согласно статистике одной из глав­ных причин автотранспортных аварий и катастроф. До 30 % ава­рий на автомобильном транспорте в зимний период обусловлено гололедными явлениями. На большей части территории России длительность этого периода составляет от 5 до 50 сут. Го­лоледом называют образование слоя льда на поверхности дорож­ного покрытия в результате выпадения дождя или мороси при положительной температуре воздуха (3 °С) на покрытие с отри­цательной температурой. В 95 % случаев гололед появляется при температуре воздуха, приближающейся к 0°С, и его относитель­ной влажности от 80 до 100%. Коэффициент сцепления шин с поверхностью скользкой дороги уменьшается до 0,08 — 0,15, что приводит к резкому снижению безопасности движения.

На железных дорогах условия торможения грузовых поездов в утренние часы при заморозках и наличии инея ухудшаются, что приводит к разрыву составов.

Снежный покров на дороге также создает опасность для транспорта. На территории России он сохраняется от 200 суток в северных районах до нескольких суток в южных. Наличие слоя снега на проезжей части толщиной 3...5 см вызывает необходи­мость снижения скорости движения автомобилей, а при толщине свыше 25 см движение становится невозможным. Уплотнение сне­га колесами движущихся автомобилей приводит к образованию снежного наката со скользкой поверхностью. Снежные заносы на железных дорогах создают помехи движению и могут вызвать его прекращение.

Основным способом защиты дорог от снежных заносов и борь­бы с наледями является снегоочистка — один из наиболее рас­пространенных видов работ по зимнему содержанию дорог, но в то же время трудоемкий и дорогостоящий.

Комплексная проблема обеспечения безопасности жизнедея­тельности в авиации возникает при наземном обледенении самолетов, которое оказывает влияние на их летно-технические характеристики и может вызвать авиационные происшествия или создать предпосылки к ним. Современные самолеты на дальних линиях пересекают различные климатические зоны, что обуслов­ливает возможность обледенения практически в любое время года, но наиболее часто на территории России оно происходит в весен­ний и осенний периоды.

На практике встречаются различные виды наземного обледене­ния, среди которых можно выделить три основные группы. К пер­вой относится обледенение как результат сублимации пара, когда он превращается в лед, минуя жидкое состояние. При этом обра­зуется иней, твердый (кристаллический) налет или кристаллическая изморозь. Иней возникает в ясную тихую погоду в виде тонкого слоя ледяных кристаллов на поверхности объектов, со­здающих сильное тепловое излучение ночью и охлаждающихся при этом до температур ниже О °С. Твердый (кристаллический) налет толщиной несколько миллиметров появляется при потепле­нии, когда объекты имеют более низкую отрицательную температу­ру, чем у пришедших масс воздуха. Кристаллическая изморозь образуется в тихую погоду при сильном морозе в виде рыхлых снегообразных кристаллов льда вследствие пресыщения воздуха водяными парами. Все вышеуказанные виды обледенения непрочны и могут сравнительно легко удаляться с поверхности самолетов.

Значительно более прочными являются ледяные отложения второй группы, которые обусловлены присутствием в атмосфере переохлажденной воды в виде капель дождя, тумана или мороси. Они могут кристаллизоваться на поверхности самолетов в виде слоев больших размеров.

Прочные образования при наземном обледенении третьей груп­пы появляются в результате замерзания на поверхности самолета непереохлажденного дождя, мокрого снега, конденсата водяных паров и т.д.

В целях обеспечения безопасности полетов взлет самолетов за­прещается при наземном обледенении любого вида. Это требование, записанное в наставлении по производству полетов и руководствах по летной эксплуатации, основано на многолетнем опыте, кото­рый свидетельствует о том, что даже самое незначительное обле­денение поверхности самолета может привести к авиационному происшествию при взлете. Благополучный взлет обледеневшего самолета возможен, но степень риска настолько велика, что та­кие взлеты запрещаются не только при выполнении рейсов, но и в испытательных целях.

На практике имели место случаи нарушения работы двигате­лей, возникновения опасных вибраций и крена на взлете на мно­гих типах зарубежных и отечественных самолетов. Так, в 1982 г. при взлете самолета «Боинг-737» произошла катастрофа в нацио­нальном аэропорту Вашингтон в результате наземного обледене­ния двигателей и уменьшения их тяги. В 1985 г. в аэропорту Минск в условиях обледенения потерпел аварию самолет «Ту-134» вслед­ствие отказа двух двигателей. В легкомоторной авиации летные происшествия, связанные с наземным обледенением, происхо­дят ежегодно.

Для защиты от наземного обледенения проводят распыление по поверхности самолета противообледенительной жидкости (с низ­кой температурой замерзания), которая способствует удалению ледяных отложений и препятствует повторному обледенению. В оте­чественной авиации используют противообледенительную жид­кость «Арктика-200», которая предохраняет самолет от повторного обледенения в течение 30 мин. Помимо этого для удаления льда с поверхности самолета применяют тепловые обдувочные маши­ны, которые эффективны лишь в случае, когда процесс наземно­го обледенения прекратился. Иначе в течение времени руления самолета и его взлета лед образуется вновь.

Наземное обледенение самолета более обширно и опасно в сравнении с его обледенением в полете, когда лед образуется, как правило, лишь на лобовых частях самолета. При полетах с большой скоростью (свыше 600 км/ч) происходит кинетический нагрев самолета, предотвращающий отложение льда. Обледене­ние возникает во время взлета, набора высоты, снижения и захода на посадку. Оно является одним из наиболее сложных природных явлений, напрямую влияющих на безопасность и регулярность по­летов в авиации.

3.2. Суточные изменения освещенности

Потенциальная опасность неблагоприятных метеорологических условий возрастает при эксплуатации транспорта в темное время суток — в период между окончанием вечерних и началом утрен­них сумерек. В течение этого периода аварийность увеличивается по сравнению с дневным временем суток, хотя интенсивность движения снижается в 2—3 раза. Это связано с ухудшением усло­вий видимости и соответствующим уменьшением объема информа­ции, воспринимаемой лицом, которое управляет транспортным средством. Так, например, на железных дорогах наиболее сложные условия для работы машинистов поездов складываются во второй половине ночного периода суток — примерно с 3 до 7 ч. В это время увеличивается число случаев проезда запрещающих сигна­лов, что является наиболее распространенным нарушением без­опасности движения. Для крупных городов и их пригородных зон число проездов запрещающих сигналов возрастает в большей сте­пени с 5 ч утра, что связано с повышающейся интенсивностью движения.

Условия движения по дорогам в темный период суток суще­ственно отличаются от дневных. При естественном освещении в дневное время на горизонтальном участке дороги водитель видит предметы на расстоянии около 1 км. В пасмурную погоду даль­ность видимости сокращается до 800 м, а в тумане — в еще боль­шей степени. Ночью при освещении дальним светом фар крупные предметы различимы на расстоянии 100... 130 м, значительно мень­шем, чем то, которое требуется для безопасного движения, осо­бенно с большой скоростью.

При движении в ночное время осветительные приборы транс­портного средства освещают лишь часть находящегося впереди пространства, и многие предметы по направлению движения остаются вне зоны видимости. Водителю приходится руководствовать­ся догадками о возможных препятствиях или опасностях. Ночью объекты появляются в освещенной зоне внезапно, время на их опознавание возрастает, а на принятие решения сокращается. Уста­новлено, что время реакции водителя ночью также увеличивается в среднем в 2 раза: если в дневное время при хорошей видимости в течение 1 с водитель может воспринимать 3 — 5 объектов, то ночью — лишь Один-два.

Световосприятие предметов ночью почти полностью наруша­ется, они различаются не по цвету, а по яркости. При этом по отражательной способности и контрастности такие объекты до­рожной обстановки, как пешеходы и транспортные средства, не­значительно отличаются от основного фона (дороги). Если отра­жательная способность и контрастность уменьшаются до значе­ний ниже пороговых, то предметы и объекты не несут никакой информации, и водитель не различает ни их контуров, ни окрас­ки. Следовательно, дорожная обстановка и ситуация на ней вос­принимаются не адекватно действительности. Ухудшается также способность оценки расстояния до объектов и между ними и ско­рости перемещения. Расстояние, начиная с которого водитель вос­принимает приближающееся транспортное средство, сокращает­ся вдвое по сравнению с расстоянием его обнаружения в светлое время суток. В результате у водителя создается иллюзия, что он находится на большем расстоянии до объекта, и это представляет опасность.

Резкие изменения освещенности и яркости предметов, встре­чающихся на дороге, требуют времени для аккомодации глаз во­дителя. В течение этого времени способность различения пред­метов ухудшается в еще большей степени, и число ошибок при управлении транспортным средством возрастает. Опасными явля­ются как темновая, так и световая адаптации. Однако первая бо­лее затяжная, особенно после ослепления светом фар автомоби­лей, движущихся во встречном направлении.

В зависимости от силы и интенсивности светового воздействия, а также индивидуальных особенностей водителя действие ослеп­ления продолжается от нескольких секунд до 2 мин. Наибольшую опасность представляет внезапное ослепление на поворотах или пе­реломах вертикального профиля дороги, а в городских условиях — на перекрестках. За время зрительного ослепления в период тсмновой адаптации управление транспортным средством становится ненадежным, с повышенной степенью риска. Водитель не может контролировать траекторию движения автомобиля. Находясь в со­стоянии ослепления в течение 10 с, при скорости 40 км/ч он про­едет расстояние более ПО м, а при 60 км/ч — почти 180 м.

Еще более опасны условия движения по дороге ночью во вре­мя дождя. Световой поток фар, попадая на мокрую поверхность,отражается от нее, как от зеркала, и поэтому видимость резко ухудшается. Блики на влажной поверхности, а также загрязнение ветрового стекла, маятниковое перемещение щеток стеклоочис­тителей создают большую нафузку на зрение и ускоряют утомля­емость водителя: усталость наступает в среднем в 2 раза быстрее, чем в светлое время суток.

Туман, как и сильный дождь или снегопад, снижает прозрач­ность атмосферы. Образующаяся пелена рассеивает свет фар, и даже в дневное время движение сопряжено с высокой степенью риска. Такие условия движения считаются самыми неблагоприят­ными с точки зрения безопасности жизнедеятельности на транс­порте.

Таким образом, степень информированности водителя о до­рожной ситуации находится в прямой зависимости от условий видимости; освещенности дороги и обочины, степени загрязне­ния стекол салона автомобиля, наличия в воздухе тумана, снега, пыли, дыма и др., а также от наличия разметки и дорожных ука­зателей .

Как правило, негативные вышеназванные условия действуют в совокупности, что повышает риск ДТП. Так, например, ночью в дополнение к низкой освещенности возможен туман; в зимнее время при коротком световом дне движение осложняется также вследствие ухудшения видимости из-за загрязнения и обледене­ния стекол кабины водителя и слепящего действия света фар дви­жущихся навстречу автомобилей.

Из всего парка автомобилей обычно подвержена влиянию этих негативных факторов определенная группа транспортных средств, в частности большегрузные автомобили и специализированная тех­ника. Большегрузные автомобили в отличие от легковых, особен­но тех, которые принадлежат частным лицам, эксплуатируются всесезонно, причем зачастую именно в темное время суток, когда дороги более свободны. Специализированная техника, например снегоуборочные машины, работает в условиях плохой видимости — ночью, в сильный снегопад.

Проведенные натурные наблюдения за движением автомоби­лей в тумане показали, что при сокращении метеорологической дальности видимости (из-за неблагоприятных метеоусловий) до 100...150 м многие водители работают в условиях повышенного риска, так как превышают безопасную скорость движения. Ско­рость должна быть такой, чтобы можно было остановить автомобиль на расстоянии ^₀, не большем, чем дальность видимости 5_В,>. т. с. должно выполняться условие безопасности

(3.1) >

В темное время суток на дальность видимости влияют длина 5оси отрезка дороги, освещаемого фарами, скорость движения и_а,

Ё а также размер, цвет и расположение объектов относительно дороги. С достаточной степенью точности эти зависимости отражает I эмпирическая формула

И где ц„ — коэффициент, учитывающий время, с, опознавания I объектов на дороге и зависящий от их размера, цвета и расположения.

Светотехнические характеристики стандартных фар обеспечивают дальность видимости 5₀₁;_В при освещении дороги ближним [светом в среднем 50 м, а дальним светом — 130 м.

Восприятие водителем визуальной информации о дорожных объектах происходит не мгновенно, а с определенной задержкой по времени. Продолжительность опознавания элементов дорож­ной обстановки в зависимости от сложности ситуации изменяет­ся в широком диапазоне — от 0,4 с (одиночный объект на хорошо освещенной дороге) до 3,6 с (один из семи объектов на плохо ] освещенной дороге). Современные автомобильные фары обеспечивают яркость фона, которая сокращает продолжительность опознавания до 1... 2 с. Крупные контрастные объекты на дороге воспринимаются быстрее, чем небольшие слаборазличимые.

Для оценки безопасности движения в темное время суток рассматривается график зависимости безопасного движения от ско-1рости транспортных средств и характера помех при мокром и су-ром дорожных покрытиях применительно к автомобилям средней ^грузоподъемности или автобусам средней вместимости (рис. 3.!). На графике прямые I и 2 представляют собой зависимости ^максимальной дальности видимости 5„ от скорости движения v эй значениях ц_в, равных 0,6 и 2,0 с соответственно. Кривые ,?и 4 Охарактеризуют изменение остановочного пути ^ автомобиля в зависимости от скорости движения при сухом и мокром покрытиях ^соответственно.

Проекции точек пересечения линий 1 и 3, 2 и 4 на ось абсцисс являются границами зон безопасной максимальной скорости для сухого (г>_бс) и мокрого (ъ&,) покрытий. Во всех точках, лежащих правее границы зоны безопасной максимальной скорости, нару­шается условие безопасности, т.е. ^о > «Уц- Следовательно, в случае появления помехи автомобиль не сможет погасить скорость за время торможения, и произойдет наезд на препятствие.

Согласно графику, безопасная максимальная скорость грузо­вых автомобилей средней, грузоподъемности и автобусов при дви­жении по сухому покрытию составляет 36 км/ч, по мокрому — 25 км/ч.

Экспериментальные исследования по определению дальности видимости препятствий ггозволили рассчитать и рекомендовать ори­ентировочные значения безопасной скорости движения легковых автомобилей. Все современные системы освещения при использо­вании ближнего света фф обеспечивают безопасное движение но­чью со скоростью 40 ... 5р^км/ч, при использовании дальнего света фар — 90. ..110 км/ч [9]. Таким образом, ограничение видимости в условиях темного времеЙИ суток требует регламентирования ско­рости движения и осуществления других мероприятий по повы­шению безопасности движения.

Информированность;^одителя о дорожной ситуации можно улучшить различными способами. Данная задача решается выпол­нением контрастной разметки автодорог и повышением их осве­щенности. При этом значительно снижается риск наезда на лю­бые препятствия, находящиеся на дороге. Улучшению видимости в ночных условиях способствует создание инфракрасных систем ночного видения. ОднаКЙ из всех негативных факторов, снижаю­щих видимость, они устраняют только недостаточную освещен­ность. В условиях сильного тумана или снегопада такие системы неэффективны.

Чтобы преодолеть воздействие всех факторов, вызывающих ухудшение видимости, ведутся разработки систем радиовидения, предназначенных для автомобилей и действующих в миллиметро­вом диапазоне длин воли» На их работе не сказываются погодные условия, дым и пыль. П6$0бные системы являются аналогами ра­диолокационных систем' переднего обзора, уже более 50 лет при­меняемых в авиации и судовождении.

Система радиовидения информирует водителя о скрытых от него из-за плохой видимости границах дорожного полотна и опас­ных объектах на дорогершволяя двигаться при любой освещен­ности. Систему радиовинмя целесообразно устанавливать в пер­вую очередь на автомобилях аварийных и аэродромных служб, по­жарных машинах, технике, используемой за Полярным кругом, а также на автомобилях, предназначенных для перевозки опасных грузов, междугородных и туристических автобусах.