Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Методическое пособие 826

.pdf
Скачиваний:
5
Добавлен:
30.04.2022
Размер:
40.53 Mб
Скачать

Научный журнал строительства и архитектуры

18.Hussein, I. A. InfluenceofMwofLDPE andVinyl AcetateContent ofEVA on theRheologyofPolymer ModifiedAsphalt/ I. A.Hussein, M.H. Iqbal, H. I. Al-Abdul Whhab// Rheologica Acta.—2005.—Vol. 45.—P.92—104.

19.Isacsson, U. Properties of Bitumens Modified with Elastomers and Plastomers / U. Isacsson, X. Lu. // Proc. 2nd Eurasphalt and Eurobitume Congress Barcelona. — 2000. — Book II. — P. 342—349.

20.Mahrez, A. Rheological Evaluation of Agein Properties of Rubber Crumb Modofied Bitumen / A. Mahrez, M. R. Karim // Journal of the Eastern Asia Society for Transportation Studies. — 2003. — Vol. 5. — P.820—833.

21.FEHRL (Forum of European National Highway Research Laboratories). BiTVal-Analysis of Available Data for Validation of Bitumen Tests // Report of Phase 1 of the BiTVal Project / Ed. C. Nicholls. — 213 p.

ELECTROMAGNETIC INSTALLATION FOR MODIFICATION

OF BITUMINO-POLYMER COMPOSITES APPLICABLE IN CONSTRUCTION AND REPAIR OF RIGID COATINGS OF STATE AVIATION AERODROMS

A. V. Burakov 1, E. E. Sobolev 2

Military Training and Scientific Center of the Air Force

«Air Force Academy named after Professor N. Ye. Zhukovsky and Yu. A. Gagarin» 1, 2 Russia, Voronezh

1PhD in Engineering, Lecturer of the Dept. of Engineering and Airfield Support, tel.: (8919)245-72-25, e-mail: schetchik777@mail.ru

2PhD student of the Dept. of Engineering and Airfield Support, tel.: (8980)530-90-99, e-mail: sobolev_jenia@mail.ru

Statement of the problem. The objective of the study is to develop a technical device that improves the physicomechanical characteristics of bitumen-polymer composites in the expansion joints of hard airfield coatings.

Results. An electromagnetic setup for processing aerodrome bitumen-polymer sealants in a constant magnetic field is designed and manufactured. The setup was checked for magnetic field uniformity. A calibrated dependence of the magnetic field induction of the setup on the current strength is obtained. During mechanical tests of samples of airfield sealants treated with the electromagnetic field of the experimental setup, a 40 % increase in the rheological characteristics of the sealingmaterial was revealed.

Conclusions. In order to implement the technology of modifying bitumen-polymer composites in a magnetic field, an electromagnetic setup was developed that enables the processing of sealing material in a fairly wide range of magnetic field strengths. Rational regimes of material processing are highlighted. An original technical solution is proposed for the practical application of the technology for modifying bitu- men-polymer composites in a constant magnetic field in the form of equipping the melting and filling plants with an electromagnetic module, which allows us to increase the physical and mechanical characteristics of bitumen-polymer sealants.

Keywords: hard aerodrome coating, expansion joint, bitumen-polymer composite, electromagnetic setup for modifying aerodrome bitumen-polymer sealants, depressurization of expansion joints.

23-Й МОСКОВСКИЙ МЕЖДУНАРОДНЫЙ САЛОН ИЗОБРЕТЕНИЙ

ИИННОВАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ «АРХИМЕД»

С24 по 27 марта 2020 года в Москве, в павильоне № 2 Конгрессно-выставочного центра «Сокольники» пройдет ХХIII Московский международный салон изобретений и инновационных технологий «Архимед— 2020». Основной целью организации и проведения салона «Архимед» является активизация изобретательской, патентно-лицензионной и инновационной деятельности, развитие рынка новых продуктов и услуг. Салон «Архимед» — это стартовая площадка для выхода на рынок новых прорывных изобретений и технологий. До 80% результатов интеллектуальной деятельности, представляемых на Салоне, внедряются в производство.

Все представленные экспонаты пройдут отбор и оценку экспертной комиссии и международного жюри, лучшие из них будут удостоены золотых, серебряных и бронзовых медалей, специальных призов и наград.

Подробнее: http://www.archimedes.ru.

90

Выпуск № 4 (56), 2019

ISSN 2541-7592

DOI 0.25987/VSTU.2019.56.4.008

УДК 625.768.5

МОНИТОРИНГ СНЕГОЗАНОСИМЫХ УЧАСТКОВ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ — ИНФОРМАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

Т. В. Самодурова 1, О. В. Гладышева 2, Н. Ю. Алимова 3, В. Н. Перегудова 4

Воронежский государственный технический университет 1, 2, 3 Россия, г. Воронеж

Филиал Воронежского государственного технического университета в г. Борисоглебске 4 Россия, г. Борисоглебск

1Д-р техн. наук, проф. кафедры проектирования автомобильных дорог и мостов, тел.: (743)271-52-02, e-mail: samodurova@vgasu.vrn.ru

2Канд. техн. наук, доц. кафедры проектирования автомобильных дорог и мостов, e-mail: ov-glad@ya.ru

3Канд. техн. наук, доц. кафедры проектирования автомобильных дорог и мостов, e-mail: natalimowa@ya.ru

4Аспирант кафедры проектирования автомобильных дорог и мостов, e-mail: lapusia2@yandex.ru

Постановка задачи. Рассмотрена задача информационного моделирования мониторинга состояния снегозаносимых участков автомобильных дорог в зимний период.

Результаты. В качестве снегозаносимого участка рассмотрен участок дороги, проходящий в выемке. Проведено обоснование информационной модели, описывающей геометрические параметры снегозаносимого участка. Описаны информационные ресурсы, характеризующие состояние внешней среды. Расчетно-аналитическая составляющая информационной модели представлена алгоритмом получения предупреждений о состоянии снегозаносимого участка дороги и необходимости проведения работ по снегоочистке.

Выводы. Сделан вывод о возможности формирования информационных моделей, которые могут быть использованы на этапе содержания жизненного цикла автомобильной дороги для организации оперативного управления работами по снегоочистке.

Ключевые слова: зимнее содержание автомобильных дорог, снегозаносимый участок, мониторинг, информационное моделирование, уровень проработки.

Введение. Указом Президента РФ определен перечень новых национальных проектов на период до 2024 года по 12 стратегическим направлениям, одним из которых является проект «Безопасные и качественные дороги». Национальным проектом предусмотрены мероприятия по повышению безопасности движения на автомобильных дорогах, профилактике возникновения дорожно-транспортных происшествий (ДТП) и снижению смертности при ДТП. Реализация этих мероприятий будет осуществляться за счет развития информационных технологий на автомобильных дорогах — интеллектуальных транспортных систем, цифровизации процессов управления дорожным хозяйством.

Одним из приоритетных направлений развития информационных технологий в дорожном хозяйстве является внедрение концепции информационного моделирования, которое предусматривает создание информационной модели дорожного объекта, выступающей в качестве общего ресурса получения информации о нем для принятия оптимальных решений на всех этапах жизненного цикла [12, 13].

Зимний период считается наиболее сложным с точки зрения безопасности движения. Опасными для движения автотранспорта являются снегозаносимые участки автомобильных дорог из-за низких сцепных качеств дорожного покрытия [4]. Выемки на дорогах норматив-

© Самодурова Т. В., Гладышева О. В., Алимова Н. Ю., Перегудова В. Н., 2019

91

Научный журнал строительства и архитектуры

ные документы относят к категории сильнозаносимых1. Организация постоянных наблюде ний за такими участками, прогнозирование образования на них снежных заносов и своевременное проведение работ по снегоочистке — актуальная задача, решение которой позволит повысить безопасность дорожного движения.

Цель проведенного исследования — анализ и обоснование информационных ресурсов, необходимых для управления работами по зимнему содержанию снегозаносимых участков дорог с позиций информационного моделирования. Объект исследования — участок дороги, проходящей в выемке.

1.Теоретическое обоснование информационных ресурсов для мониторинга снего-

заносимых участков. Технический мониторинг автомобильных дорог на стадии содержания предусматривает систематическое наблюдение за их состоянием с целью своевременного выявления фактических изменений, предупреждения негативных процессов и устранения их последствий. При этом прогнозируется состояние объекта с учетом взаимного влияния объекта и окружающей среды.

Государственные стандарты России предъявляют жесткие требования к уровню зимне-

го содержания автомобильных дорог и регламентируют толщину снежных отложений и время их уборки после снегопадов и метелей2. Для обеспечения высоких потребительских свойств дорог в зимний период дорожно-эксплуатационная служба проводит работы по борьбе со снежными отложениями. Необходимые материально-технические ресурсы в виде дорожной спецтехники, время начала выполнения работ и их объемы могут быть рассчитаны на основе количественной оценки снежных отложений на покрытии.

Ранее авторами были проведены исследования по количественной оценке объемов снежных накоплений в дорожных выемках и объемов снежных отложений на проезжей части автомобильных дорог [7]. Так как в течение зимнего периода количество снегоотложений в пределах земляного полотна автомобильной дороги постоянно изменяется, были проведены исследования по динамике снегонакоплений в течение зимнего периода [10, 18]. Рассчитаны рост объемов отложений за счет снега, принесенного при метелях и выпавшего при снегопадах, снега, удаляемого с проезжей части и обочин при проведении патрульной снегоочистки,

иуменьшение объемов в межметелевый период под действием погодных факторов — уплотнения и таяния снега.

Адекватность предложенных авторами моделей проверена на снегозаносимых участках автомобильных дорог Воронежской и Орловской областей при проведении опытноэкспериментальных исследований [9]. Сравнение данных, полученных при снегомерных съемках и результатов численного моделирования с использованием предложенных авторами моделей показало, что их сходимость превышает 85 %. Таким образом, был сделан вывод, что данные модели можно использовать для исследования динамики накопления снега на автомобильных дорогах в течение зимнего периода. Однако в настоящее время с учетом наличия технических средств, связи и вычислительной техники в дорожноэксплуатационных подразделениях возможно решение практических задач на этапе содержания дорог по результатам непрерывного мониторинга эксплуатационного состояния выемок в зимний период [5].

Адекватная динамическая математическая модель, описывающая снегонакопление на снегозаносимом участке автомобильной дороги, позволяет организовать мониторинг его эксплуатационного состояния в зимний период при условии наличия информационного обеспечения, алгоритмов и моделей обработки и анализа информации, необходимой для принятия решений.

1ОДМ218.5.001-2008. Методические рекомендации позащите и очистке автомобильных дорог от снега.—

Введ. 2008-03-01. — М.: Информавтодор, 2008. — 101 с.

2 ГОСТ 33181-2014. Дороги автомобильные общего пользования. Требования к уровню зимнего содержания. — М.: Стандартинформ, 2016. — 8 с.

92

Выпуск № 4 (56), 2019

ISSN 2541-7592

Наличие информационной модели позволяет выявить эксплуатационное состояние снегозаносимого участка, прогнозировать его в будущем, выбрать технологии проведения работ о снегоочистке.

Основная цель управления транспортными объектами на этапе содержания может быть определена как обеспечение сохранности и работоспособности дороги и дорожных сооружений и поддержание их транспортно-эксплуатационного состояния в соответствии с требованиями, допустимыми по условиям обеспечения непрерывности и безопасности дорожного движения в любой период года. При зимнем содержании дорог, из-за воздействия внешней среды, наиболее важно рассматривать управление с позиций обеспечения информацией. В этом случае обобщенная схема управления может быть представлена в виде, отражающем взаимодействие нескольких подсистем [8]: информационно-измерительной, информационносправочной и телекоммуникационной (системы связи). Схематично взаимодействие подсистем представлено на рис. 1.

Рис. 1. Основные подсистемы при управлении дорогами на этапе содержания (информационный аспект)

Для получения информации о внешних воздействиях и фактическом состоянии объекта управления (транспортного сооружения) необходима информационно-измерительная подсистема. Для эффективной организации работ по зимнему содержанию дорог необходимо получение оперативной информации о погодных параметрах вблизи дорог и информацию о состоянии дорожного покрытия. Измерение указанных параметров не только описывает фактическую ситуацию, сложившуюся на объекте управления, но и позволяет при определенных условиях прогнозировать ее изменение.

Информационно-справочная подсистема содержит информацию о нормативном со-

стоянии объекта управления, закрепленную в Государственных стандартах. Ранее предполагалось, что эта же подсистема должна включать электронные базы данных, описывающие объект управления — автомобильную дорогу и имеющиеся ресурсы (на схеме не показаны) [8]. Однако на современном этапе развития информационных технологий в качестве информа-

93

Научный журнал строительства и архитектуры

ции об объекте управления должна выступать его информационная модель [12], некоторые аспекты которой затронуты в данной статье.

Управляющая подсистема на основе анализа поступающей информации обеспечивает выбор оптимальных управляющих воздействий. Эффективная организация работ невозможна без надежной связи. Эта подсистема обеспечивает передачу информации от измерительных устройств и датчиков в центр ее переработки, позволяет передавать рекомендации по выбору технологии работ, контролировать ход их проведения и зафиксировать результат на основе обратной связи.

Рассмотрим реализацию предложенной схемы на примере организации работ по содержанию снегозаносимого участка дороги, проходящего в выемке.

Динамика изменения объемов снегоотложений на откосах и в кюветах дорожных выемок в любой момент времени t была описана в общем виде динамической моделью [10]:

Qотл (t) f

 

(t); Qмет

(t); Qуб

(t); Qпот(t); t

 

,

(1)

Qснп

 

где Qснп — объем снега, выпавший при снегопадах, м3/м; Qмет объем снега, принесенный при метелях, м3/м; Qуб — объем снега, перемещенный с проезжей части и обочин на откосы и в кюветы выемки при патрульной снегоочистке, м3/м; Qпот объем потерь снега под действием погодных факторов, м3/м; t — время, ч.

Каждая из составляющих модели зависит от множества факторов и рассчитывается в зависимости от их значений [10].

Наличие динамической математической модели, адекватно описывающей процессы снегонакопления в выемке, позволяет организовать мониторинг эксплуатационного состояния снегозаносимого участка в зимний период при условии наличия информационного обеспечения, алгоритмов и моделей обработки и анализа информации, необходимой для принятия решений.

Все факторы, влияющие на эксплуатационное состояние снегозаносимого участка можно разделить на внутренние (дорожные) и внешние (описывающие состояние окружающей среды) [8].

По функциональному назначению для поставленной задачи мониторинга снеозаносимости информационного моделирования может состоять из следующих частей:

объектной, которая будет включать описание снегозаносимого участка дороги;

погодно-климатической, содержащей фактическое описание внешней среды и прогнозы ее изменения;

расчетно-аналитической, включающей проведение расчетов, анализ результатов, прогнозирование состояния объекта, выбор рекомендаций и технологиий проведения работ по предупреждению или устранению снежных заносов.

2. Геометрическая модель снегозаносимого участка дороги в выемке. Заносимость участка дороги снегом при метелях определяется физическими процессами обтекания поперечного профиля земляного полотна снеговетровым потоком.

Для мониторинга процессов снегонакопления в выемках можно использовать геометрические модели, описывающие поперечный профиль земляного полотна [3, 18]. Расчетная схема с указанием геометрических параметров нераскрытой выемки представлена на рис. 2.

В зависимости от соотношения между объемом снегоприноса и снегоемкостью нераскрытой выемки используются две расчетные схемы. Первая используется при объемах снегоприноса, не превышающих снегоемкости выемки, и для нее верхняя поверхность снегоотложений ограничена линией AB с заложением откоса в сторону оси дороги 1:8 [3]. Вторая расчетная схема используется в тех случаях, когда объемы снегоприноса превышают снегоемкость выемки по первой расчетной схеме. В этом случае площадь снегоотложений на откосе и в кювете выемки ограничена заштрихованным многоугольником.

94

Выпуск № 4 (56), 2019 ISSN 2541-7592

Vп

A

1:8

 

 

 

 

B

H

1:m1

1:0,5

h

1:m3

1:m2

l2

 

l1

Рис. 2. Расчетная схема для определения снегозаносимости дорожной выемки H — глубина выемки, м; m1, m2 и m3 — коэффициенты заложений откосов выемки;

l1 — ширина полки кювета, м; l2 — ширина дна кювета выемки, м; h — глубина кювета выемки, м

Для первой расчетной схемы максимальный объем снегоотложений на одном погонном метре подветренного откоса выемки (с учетом ее геометрических параметров) рассчитывается по формуле:

Qотк,кюв 0,5 Н2 m1 l2 H 0,5H 2l1 2h m2 m3 0,5H

(2)

0,5h 2l1 h m2 m3 0,0625 H m1 l1 l2 h m2 m3 0,5H 2 .

Аналогично на основе геометрических расчетов максимальный объем отложений снега на подветренном откосе выемки по второй схеме рассчитывается по формуле:

Qотк,кюв 0,5 Н2 m1 l2 H

(3)

0,5H 2l1 2h m2 m3 0,5H 0,5h 2l1 h m2 m3 .

Зависимости (2) и (3) описывают максимальную снегоемкость выемки. Предложенные модели позволяют рассчитать так называемую остаточную снегоемкость откосов и спрогнозировать одну из возможных ситуаций:

1)весь снег, принесенный метелью Wпр, разместится на откосе и в кюветах выемки, и снежных заносов на покрытии дороги не ожидается;

2)часть снега, принесенного метелью, отложится на дорожном покрытии и подлежит уборке в нормативные сроки.

Для второй ситуации объем снега, который отложится на земляном полотне Qзп, определяется по формуле:

Qз.п. Wпр Qотк,кюв ,

(4)

где Wпр — объем снега, принесенного к дороге во время метели, м3/м.

На этот объем рассчитываются ресурсы, необходимые для проведения работ по снегоочистке.

Рассмотрим возможность формирования информационной модели, описывающей геометрические параметры поперечного профиля, приведенного на рис. 2.

Согласно существующей терминологии под информационной моделью (ИМ) понимается совокупность представленных в электронном виде графических и текстовых данных по объекту, представляющих единый достоверный источник информации по объекту на всех или отдельных этапах его жизненного цикла. Если рассматривать снегозаносимый участок дороги как элемент цифровой информационной модели, то к геометрическим данным относятся данные, определяющие его размеры, форму и пространственное расположение.

Все параметры в уравнениях (2) и (3) для каждого конкретного снегозаносимого участка можно представить через пространственные координаты (x, y, z) всех его характерных то-

95

Научный журнал строительства и архитектуры

чек. Пространственное расположение участка дороги дает возможность определить объемы снегоприноса в конкретную метель в зависимости от направления метелевого ветра.

В настоящее время трехмерные цифровые информационные модели (ЦИМ) транспортных сооружений в виде цифровой модели проекта, построенной с использованием цифровой модели местности, формируются на этапе изысканий и проектирования с использованием САПР [1, 14, 15]. При передаче их на следующие этапы жизненного цикла — строительство и эксплуатацию — информационная модель должна дополняться различными атрибутами.

Для возможности использования информационной модели (ИМ) на различных этапах жизненного цикла вводится понятие уровня проработки модели (LOD) [11, 17] — набор требований, определяющий полноту проработки элемента ЦИМ (минимальный объем геометрических, пространственных и атрибутивных данных, необходимых для решения задач на конкретной стадии жизненного цикла объекта).

СП 333.1325800.2017 определяет пять базовых уровней проработки: LOD 100, LOD 200, LOD 300, LOD 400, LOD 500. Анализ описаний базовых уровней проработки элементов ЦИМ, приведенный в этом нормативном документе, позволил сделать вывод о том, что описания геометрической схемы, приведенной на рис. 2, и последующего решения задач мониторинга снегозаносимости и снегоочистки, достаточно для уровня проработки информационной модели LOD 300.

Для этого уровня элемент цифровой информационной модели представлен в виде объекта с точными фиксированными размерами, формой, точным пространственным положением, ориентацией и необходимой атрибутивной информацией. Несмотря на то, что область применения для этого уровня — этап проектирования, подготовка проектной и рабочей документации, он может использоваться для геометрического описания снегозаносимого участка.

3. Информационные ресурсы, описывающие внешнюю среду. Работы по зимнему содержанию — сложный управляемый процесс, зависящий от погодных условий. Он связан со сбором, обработкой и передачей информации, которая может поступать из разных источников. Для принятия решения о начале проведения работ по снегоочистке необходимо располагать информацией, поступающей из подразделений Росгидромета и с сети дорог от автоматических дорожных метеостанций (АДМС) [6, 8].

С учетом имеющихся в Росгидромете информационных ресурсов и практического опыта работы дорожных систем погодного мониторинга может быть сформулирован состав информации, необходимой для оперативного управления работами по борьбе со снежными отложениями и заносами, приведенный в «Концепции метеорологического обеспечения дорожного хозяйства Российской Федерации» [6].

Перечень информации, поступающей от Росгидромета, приведен в таблице.

 

Таблица

Погодная информация для мониторинга снегозаносимости, поступающая из Рогосгидромета

 

 

Состав информации

Параметры, необходимые для информационных моделей

Предупреждение о возможных осадках

Время начала и окончания осадков, их вид и интенсивность

Информация о ветре

Направление и скорость ветра

Данные метеорологических

Интенсивность и количество осадков по основным направлени-

радиолокаторов

ям дорог в картографическом и табличном виде с расшифровкой

 

в виде текста

Прогнозы погоды на 12 ч (с 9 до 21 ч

Прогнозы погоды по основным трассам

и с 21 до 9 ч)

 

Специализированные прогнозы погоды

Температура, ветер, зона осадков с указанием интенсивности

на 4 ч с перекрытием 1 ч

 

(до 8 раз в сутки)

 

Штормовые предупреждения

Время начала и окончания (затухания) явления

с обязательной отменой шторма

 

и заблаговременностью 2 ч

 

96

Выпуск № 4 (56), 2019

ISSN 2541-7592

Информацию о погодных условиях вблизи дороги (температуре воздуха, скорости и направлении ветра, времени выпадения и виде осадков) целесообразно запрашивать с сети АДМС, которая успешно функционирует на основных трассах автомобильных дорог России. Оснащение АДМС, современными бесконтактными оптическими датчиками «интеллектуальный глаз» позволяет дополнительно в режиме реального времени получать данные о виде и интенсивности выпадения осадков, толщине отложения снега на покрытии, на откосах и в кюветах земляного полотна дороги [16, 19, 20]. Информация о погодных условиях, полученная с сети АДМС превосходит по оперативности данные, получаемые с метеорологических станций подразделений Росгидромета, поскольку опрос датчиков проводится в пределах полосы отвода дороги в автоматическом режиме. Период опроса может варьироваться в зависимости от степени опасности погодных условий для состояния дорожного покрытия.

Информация о погодных явлениях, состоянии дорожного покрытия и земляного полотна может быть дополнена видеоинформацией, получаемой в режиме реального времени с дорожных видеокамер, устанавливаемых как совместно с АДМС, так и отдельно стоящих [2]. Измерения датчиков АДМС в совокупности с данными видеокамер позволяют создать полную картину о состоянии дороги в пределах полосы отвода на контролируемом участке.

4. Алгоритм мониторинга снегозаносимости выемки и выдачи предупреждений о проведении снегоуборочных работ. Расчетно-аналитическая составляющая мониторинга предусматривает наличие комплекса математических моделей, описывающих как сам объект наблюдения, так и параметры внешней среды.

Основным параметром, от которого зависит принятие решений о назначении мероприятий по снегоочистке, является толщина снежных отложений на покрытии.

При выпадении осадков или прохождении метели необходимо:

выявить возможность отложения снега на отдельных участках дорог;

определить время накопления максимально допустимой толщины снежных отложений на покрытии для каждого характерного участка;

выдать рекомендации о начале проведения снегоуборочных работ участков, занесенных снегом.

Предупреждения о проведении снегоуборочных работ должны выдаваться отдельно для каждого снегозаносимого участка дорог. Именно эти участки в первую очередь заносятся снегом и им необходимо уделять особое внимание.

Пошаговый алгоритм мониторинга состояния участков дорог, проходящих в выемках, может быть представлен последовательностью из 9 шагов. Расчетные формулы для отдельных шагов алгоритма приведены в ранее опубликованных работах [7, 10].

Шаг 1. По данным прогноза о возможном выпадении твердых осадков пересчитываются объемы накоплений снега на откосах и в кюветах выемок с учетом потерь снега от воздействия погодных факторов (испарение и таяние) за период времени от момента последнего выпадения осадков.

Шаг 2. Если ожидается снегопад без переноса снега, идти на Шаг 4.

Шаг 3. По данным прогноза о скорости, направлении ветра и продолжительности выпадения твердых осадков рассчитываются объем снегопереноса и объемы снегоприноса к участку дороги, проходящему в нераскрытой выемке. Идти на Шаг 5.

Шаг 4. По данным прогноза определяется возможный объем снегоотложений на земляном полотне, на откосе и в кювете нераскрытой выемки от прогнозируемого снегопада.

Шаг 5. Полученные значения суммируются с объемом снега, накопленного на подветренном откосе и в кювете к моменту прохождения метели или снегопада.

Шаг 6. Оценивается величина остаточной снегоемкости с учетом рассчитанных объемов снега.

97

Научный журнал строительства и архитектуры

Шаг 7. Определяется средняя высота накоплений на проезжей части и обочинах дороги, и выдаются рекомендации о проведении работ по снегоочистке дороги. Если необходимости в проведении снегоочистки нет, то идти на Шаг 9.

Шаг 8. При условии проведения патрульной снегоочистки проезжей части и обочин провести перерасчет объема снегонакоплений на откосе и в кювете нераскрытой выемки.

Шаг 9. Сформировать базу данных с объемами снегонакопления в нераскрытой выемке. Шаги 1—9 повторяются многократно в течение всего зимнего сезона.

При изменении погодных условий и получении обновленных прогнозов необходимо проводить дополнительные расчеты и корректировать технологические режимы проведения работ по зимнему содержанию.

Реализация расчетов по предложенному алгоритму позволяет получить всю необходимую текущую и прогностическую информацию для учета динамики снежных накоплений на участке дороги, проходящем в выемке, и выдачи рекомендаций о проведении работ по снегоочистке. Предложенный алгоритм учитывает физическую сущность процесса накопления снега, поэтому может быть использован при проведении расчетов для любой дорожноклиматической зоны.

Выводы

1.Впервые предложен подход к организации мониторинга снегозаностимости дорог с позиций информационного моделирования. Обоснованы ресурсы, описывающие объект мониторинга и внешнюю среду.

2.Для геометрического описания снегозаносимого участка предлагается использовать 3D-модель дороги, формируемую в САПР на стадии проектирования. Обоснован уровень проработки модели (LOD) для мониторинга снегозаносимости.

3.Обоснованы информационные ресурсы, описывающие внешнюю среду и источники их получения.

4.Расчетно-аналитическая составляющая информационного моделирования впервые представлена алгоритмом обработки и анализа информации для принятия решений по проведению работ по снегоочистке.

Библиографический список

1.Автоматизированное проектирование транспортных сооружений с использованием программных средств CREDO III / Т. В. Самодурова [и др.]; ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет». — Воронеж: Изд-во ВГТУ, 2019. — 120 с.

2.Автоматизированные системы метеорологического обеспечения (АСМО) [Электронный ресурс] / Интеллектуальные транспортные системы. — Новосибирск: ООО «ИТС-Сибирь», 2018. — http://its-sib.ru/mm- solutions/mm-asmo.

3.Васильев, А. П. Проектирование дорог и влияние климата на условия движения / А. П. Васильев. — М.: Транспорт, 1986. — 248 с.

4.Васильев, А. П. Состояние дорог и безопасность движения автомобилей в сложных погодных условиях / А. П. Васильев. — М.: Транспорт, 1976. — 224 с.

5.Евстигнеев, И. А. Интеллектуальные транспортные системы на автомобильных дорогах федерального значения России / И. А. Евстигнеев. — М.: Перо, 2015. — 164 с.

6.Концепция метеорологического обеспечения дорожного хозяйства Российской Федерации / ФДС России. — Утв. 1999-08-06 Руководителем ФДС. — Москва, 1999. — 11 с.

7.Самодурова, Т. В. Мониторинг накопления снега на снегозаносимых участках автомобильных дорог / Т. В. Самодурова, О. В. Гладышева, Н. Ю. Алимова // Дороги и мосты. — 2012. — Вып. 27. — С. 87—101.

8.Самодурова, Т. В. Оперативное управление зимним содержанием дорог / Т. В. Самодурова // Научные основы. — Воронеж: Изд-во Воронеж. гос. ун-та, 2003. — 168 с.

9.Самодурова, Т. В. Проверка адекватности моделей для оценки снегозаносимости автомобильных дорог / Т. В. Самодурова, О. В. Гладышева, Н. Ю. Алимова, С. М. Ширяева // Научный вестник Воронежского ГАСУ. Строительство и архитектура. — 2013. — № 1 (29). — С. 66—74.

10.Самодурова, Т. В. Учет воздействия погодных факторов на динамику снегонакоплений в нераскрытых выемках / Т. В. Самодурова, О. В. Гладышева, Н. Ю. Алимова // Вестник ТГАСУ. — 2011. — №4 (33). — С. 198—208.

98

Выпуск № 4 (56), 2019

ISSN 2541-7592

11.Сарычев, Д. С. Элементы моделей автомобильных дорог и уровни проработки как основа требований к информационным технологиям / Д. С. Сарычев, А. В. Скворцов // САПР и ГИС автомобильных дорог. — 2015. — № 1 (4). — С. 30−36.

12.Скворцов, А. В. Жизненный цикл проектов автомобильных дорог в контексте информационного моделирования / А. В. Скворцов, Д. С. Сарычев // САПР и ГИС автомобильных дорог. — 2015. — № 1 (4). — С. 4—14.

13.Скворцов, А. В. Трудности перехода от автоматизированного проектирования к информационному моделированию дорог / А. В. Скворцов // САПР и ГИС автомобильных дорог. — 2015. — № 2 (5). — С. 4—12.

14.Федотов, Г. А. Автоматизированное проектирование автомобильных дорог / Г. А. Федотов. — М.: Транспорт, 1986. — 317 с.

15.Федотов, Г. А. Проектирование автомобильных дорог. Справочная энциклопедия дорожника (СЭД). Т. V / Г. А. Федотов, П. П. Поспелов. — М.: ФГУП «Информавтодор», 2007. — 668 с.

16.

Kosugi, K. Estimation of

Blowing

Snow

Intensity Using Acoustic Signals / K. Kosugi, T. Sato //

11 International Road Weather Conference, 26—28 January. — Sapporo, Japan, 2002. — 8 p.

17.

Level of Development Specification. Version 2015—Draft // Bitforum—2015. — http://bimforum.org/wp-

content/uploads/2015/04.

 

 

 

18.

Samodurova, T. V. 2D

and 3D

Road

Climatic Models / T. V. Samodurova, O. V. Gladisheva,

N. Y. Alimova, S. M. Shiryaeva // 16th International Road Weather Conference SIRWEC, Proceedings, 23—25 May 2012. — Helsinki, Finland, 2012. — 7 p.

19.Schmid, W. Nowcasting Winter Precipitation with Radar / W. Schmid // 10-th International Road Weather Conference, 22—24 March. — Davos, Switzerland, 2000. — P. 17—24.

20.State of play: Installation of Road Weather Information Systems around the World. — http://www.sirwec.org/homologation.html.

References

1.Avtomatizirovannoe proektirovanie transportnykh sooruzhenii s ispol'zovaniem programmnykh sredstv CREDO III / T. V. Samodurova [i dr.]; FGBOU VO «Voronezhskii gosudarstvennyi tekhnicheskii universitet». — Voronezh: Izd-vo VGTU, 2019. — 120 s.

2.Avtomatizirovannye sistemy meteorologicheskogo obespecheniya (ASMO) [Elektronnyi resurs] / Intellektual'nyetransportnyesistemy.—Novosibirsk: OOO«ITS-Sibir'», 2018.—http://its-sib.ru/mm-solutions/mm-asmo.

3.Vasil'ev, A. P. Proektirovanie dorog i vliyanie klimata na usloviya dvizheniya / A. P. Vasil'ev. — M.: Transport, 1986. — 248 s.

4.Vasil'ev, A. P. Sostoyanie dorog i bezopasnost' dvizheniya avtomobilei v slozhnykh pogodnykh usloviyakh / A. P. Vasil'ev. — M.: Transport, 1976. — 224 s.

5.Evstigneev, I. A. Intellektual'nye transportnye sistemy na avtomobil'nykh dorogakh federal'nogo znacheniya Rossii / I. A. Evstigneev. — M.: Pero, 2015. — 164 s.

6.Kontseptsiya meteorologicheskogo obespecheniya dorozhnogo khozyaistva Rossiiskoi Federatsii / FDS Rossii. — Utv. 1999-08-06 Rukovoditelem FDS. — Moskva, 1999. — 11 s.

7.Samodurova, T. V. Monitoring nakopleniya snega na snegozanosimykh uchastkakh avtomobil'nykh dorog / T. V. Samodurova, O. V. Gladysheva, N. Yu. Alimova // Dorogi i mosty. — 2012. — Vyp. 27. — S. 87—101.

8.Samodurova, T. V. Operativnoe upravlenie zimnim soderzhaniem dorog / T. V. Samodurova // Nauchnye osnovy. — Voronezh: Izd-vo Voronezh. gos. un-ta, 2003. — 168 s.

9.Samodurova, T. V. Proverka adekvatnosti modelei dlya otsenki snegozanosimosti avtomobil'nykh dorog / T. V. Samodurova, O. V. Gladysheva, N. Yu. Alimova, S. M. Shiryaeva // Nauchnyi vestnik Voronezhskogo GASU. Stroitel'stvo i arkhitektura. — 2013. — № 1 (29). — S. 66—74.

10.Samodurova, T. V. Uchet vozdeistviya pogodnykh faktorov na dinamiku snegonakoplenii v neraskrytykh vyemkakh / T. V. Samodurova, O. V. Gladysheva, N. Yu. Alimova // Vestnik TGASU. — 2011. — № 4 (33). — S. 198—208.

11.Sarychev, D. S. Elementy modelei avtomobil'nykh dorog i urovni prorabotki kak osnova trebovanii k informatsionnym tekhnologiyam / D. S. Sarychev, A. V. Skvortsov // SAPR i GIS avtomobil'nykh dorog. — 2015. — № 1 (4). — S. 30−36.

12.Skvortsov, A. V. Zhiznennyi tsikl proektov avtomobil'nykh dorog v kontekste informatsionnogo modelirovaniya / A. V. Skvortsov, D. S. Sarychev// SAPRi GISavtomobil'nykh dorog.— 2015. — №1 (4). —S. 4—14.

13.Skvortsov, A. V. Trudnosti perekhoda ot avtomatizirovannogo proektirovaniya k informatsionnomu modelirovaniyu dorog / A. V. Skvortsov // SAPR i GIS avtomobil'nykh dorog. — 2015. — № 2 (5). — S. 4—12.

14.Fedotov, G. A. Avtomatizirovannoe proektirovanie avtomobil'nykh dorog / G. A. Fedotov. — M.: Transport, 1986. — 317 s.

15.Fedotov, G. A. Proektirovanie avtomobil'nykh dorog. Spravochnaya entsiklopediya dorozhnika (SED). T. V / G. A. Fedotov, P. P. Pospelov. — M.: FGUP «Informavtodor», 2007. — 668 s.

99