3722

темный анализ и моделирование процессов управления качеством в инновационном развитии агропромышленного комплекса: сб. науч. тр. конф. — Воронеж, ВГУИТ, 2015. — С. 587—594.

24.Скрыпников, А. В. Техногенное воздействие мобильных сельскохозяйственных машин на почву / А. В. Скрыпников, Е. В. Кондрашова, Ю. И. Трофимов, М. Леонова // Вестник Воронежского государственного аграрного университета. — 2013. — № 1 (36). — С. 51—56.

25.Скрыпников, А. В. Экологические показатели функционирования автомобильных дорог в системах автоматизированного проектирования / А. В. Скрыпников, О. В. Бурмистрова // Лес и молодежь ВГЛТА — 2000 г.: сб. науч. тр. юбилейной конф. молодых ученых, посвященной 70-летию образования ВГЛТА / под ред. акад. РАЕН Л. Т. Свиридова. — Воронеж: ВГЛТА, 2000. — Т. 1. — С. 186—188.

26.Умаров, М. М. Применение цифровых моделей местности для трассирования лесных автомобильных дорог / М. М. Умаров, А. В. Скрыпников, Е. В. Чернышова, Е. Ю. Микова // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. — 2018. — № 2 (262). — С. 58—69.

27.Умаров, М. М. Расчет плановых элементов клотоидной трассы, подобранной на стереомодели местности / М. М. Умаров, А. В. Скрыпников, Д. В. Ломакин, Е. Ю. Микова // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. — 2018. — № 4 (364). — С. 97—106.

28.Урюпин, А. И. Стратегия управления запаса годности машины в процессе управления ее ремонтным обеспечением на уровне элемента / А. И. Урюпин [и др.]; ВГЛТА. — Воронеж, 2007. — Деп. в Рос. акад. наук. 07.11.2007, № 1027-В2007.

29.Ярошутин, А. С. Управление дорожно-строительными потоками многоуровневых интегрированных структур в лесопромышленном комплексе / А. С. Ярошутин [и др.]. — Деп. рукопись 26.06.2006, № 859В2006.

30. Kozlov, V. G.Mathematical Modeling of Damage Function When Attacking File Server /V.G. Kozlov,

A.V. Skrypnikov, E. V.Chernyshova [et al.] //Journal ofPhysics: ConferenceSeries.— 2018.— V. 1015.— P. 032069.

31.Kozlov, V. G. Method of Individual Forecasting of Technical State of Logging Machines / V. G. Kozlov,

V. A. Gulevsky, A. V. Skrypnikov, A. S. Menzhulova // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering Electronic Resource. — 2018. — P. 042056.

32.Skrypnikov, A. V. Mathematical Model of Statistical Identification of Car Transport Informational Provision / A. V. Skrypnikov, S. V. Dorokhin, V. G. Kozlov, E. V. Chernyshova // ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. — 2017. — V. 12, № 2. — P. 511—515.

33.Skrypnikov, A. V. Theoretical Foundations of the Method of Designing a Clothoid Track with Approximation of Succession of Points / A. V. Skrypnikov, V. G. Kozlov, A. N. Belyaev, E. V. Chernyshova // Advances in Intelligent Systems and Computing. — 2019. — V. 726. — P. 654—667.

References

1.Gulevskii, V. A. Eksperimental'naya otsenka stsepnykh kachestv i rovnosti pokrytii pri razlichnykh sostoyaniyakh avtomobil'nykh dorog i pogodnykh usloviyakh / V. A. Gulevskii, A. V. Skrypnikov, V. G. Kozlov [et al.] // Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. — 2018. — № 1 (56). — S. 112—118.

2.Doppert, V. A. Model' mnogourovnevogo protsessa posledovatel'noi pererabotki mnogourovnevykh integrirovannykh struktur v lesopromyshlennom komplekse / V. A. Doppert [et al.]; VGLTA. — Voronezh, 2006. — 144 s. — Dep. v Ros. akad. nauk 17.07.2006, № 938-V2006.

3.Kondrashova, E. V. Issledovanie vliyaniya parametrov khodovoi chasti i shin na intensivnost' kolebanii koles avtomobilei / E. V. Kondrashova, I. M. Petrishchev, A. V. Skrypnikov [et al.] // Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. — 2015. — № 2 (45). — S. 46—55.

4. Kondrashova, E. V. Prognozirovanie intensivnosti iznashivaniya protektora shin avtomobilei / E. V. Kondrashova, I. M. Petrishchev, A. V. Skrypnikov, S. V. Dorokhin // Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. — 2014. — № 1—2 (40—41). — S. 99—105.

5.Kur'yanov, V. K. Vozdeistvie otrabotannykh gazov dvigatelei vnutrennego sgoraniya lesovoznogo avtotransporta na okruzhayushchuyu sredu / V. K. Kur'yanov, A. V. Skrypnikov, S. A. Lebedinskii, A. A. Lyapin // Matematicheskoe modelirovanie, komp'yuternaya optimizatsiya tekhnologii, parametrov oborudovaniya i sistem upravleniya lesnogo kompleksa, VGLTA. — Voronezh, 2005. — S. 126—129.

6.Kur'yanov, V. K. Model' rezhimov dvizheniya transportnykh potokov na lesovoznykh avtomobil'nykh dorogakh / V. K. Kur'yanov, A. V. Skrypnikov, E. V. Kondrashova, V. A. Morkovin // Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedenii. Lesnoi zhurnal. — 2014. — № 2 (338). — S. 61—67.

7.Kur'yanov, V. K. Sistema povysheniya transportno-ekspluatatsionnogo urovnya avtomobil'nykh dorog respubliki Komi / V. K. Kur'yanov, O. V. Ryabova, A. V. Skrypnikov, O. N. Burmistrova. — Voronezh: Izd-vo VGU, 2005. — 53 s.

8.Kur'yanov, V. K. Stadiinoe povyshenie transportno-ekspluatatsionnykh kachestv avtomobil'nykh dorog v sisteme avtomatizirovannogo proektirovaniya / V. K. Kur'yanov, O. V. Ryabova, A. V. Skrypnikov. — Voronezh: Izdvo VGU, 2004. — 192 s.

51

Научный журнал строительства и архитектуры

9.Kur'yanov, V. K. Ekologicheskie trebovaniya k lesovoznym avtomobil'nym dorogam v lesnykh predpriyatiyakh Tsentral'no-Chernozemnogo raiona / V. K. Kur'yanov, A. V. Skrypnikov // Matematicheskoe modelirovanie, komp'yuternaya optimizatsiya tekhnologii, parametrov oborudovaniya i sistem lesnogo kompleksa: mezhvuz. sb. nauch. tr. / pod red. prof. V. S. Petrovskogo. — Voronezh: VGLTA, 2000. — S. 255—258.

10.Petrishchev, I. M. Issledovanie vliyaniya disbalansa koles na vozniknovenie kolebanii v sistemakh podveski i rulevogo upravleniya razlichnykh modelei mashin / I. M. Petrishchev, E. V. Kondrashova, A. V. Skrypnikov, S. V. Dorokhin // Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. — 2014. — № 1—2 (40—41). — S. 68—76.

11.Skrypnikov, A. V. Modeli formirovaniya ekspluatatsionno-prochnostnykh svoistv pokrytii avtomobil'nykh lesovoznykh dorog / A. V. Skrypnikov. — M.: MGUL, 2005. — 6 s.

12.Skrypnikov, A. V. Uravneniya regressii pokazatelei effektivnosti i ustoichivosti tormozheniya transportnykh sredstv s uchetom geometrii dorogi / A. V. Skrypnikov, E. V. Kondrashova, T. V. Skvortsova // Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedenii. Severo-Kavkazskii region. Ser.: Tekhnicheskie nauki. — 2006. — № 5. — S. 81—85.

13.Skrypnikov, A. V. Algoritm kompleksnogo modelirovaniya protsessa funktsionirovaniya avtomobil'noi lesovoznoi dorogi / A. V. Skrypnikov. — M.: MGUL, 2005. — 6 s.

14.Skrypnikov, A. V. Vliyanie znachenii parametrov ekonomicheskoi sredy na optimal'nye raschetnye sroki

sluzhby mobil'nykh sel'skokhozyaistvennykh mashin / A. V. Skrypnikov, E. V. Kondrashova, Yu. I. Trofimov, D. E. Tokarev // Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. — 2013. — № 1 (36). — S. 60— 69.

15. Skrypnikov, A. V. Issledovanie chuvstvitel'nosti zatrat na sozdanie, renovatsiyu i tekhnicheskuyu ekspluatatsiyu parka sel'skokhozyaistvennykh mashin k izmeneniyam znachenii ikh sroka sluzhby / A. V. Skrypnikov, E. V. Kondrashova // Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. — 2012. — № 2 (33). — S. 160—162.

16. Skrypnikov, A. V. Model' «zemleroino-meliorativnaya mashina — tekhnologicheskii protsess» / A. V. Skrypnikov, E. V. Kondrashova // Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. — 2012. — № 2 (33). — S. 169—171.

17. Skrypnikov, A. V. Model' dvizheniya avtomobilei na uchastkakh dorog s ogranichennoi vidimost'yu / A. V. Skrypnikov, S. V. Dorokhin, A. G. Chistyakov, E. V. Chernyshova // Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta inzhenernykh tekhnologii. — 2014. — № 4. — S. 81—85.

18.Skrypnikov, A. V. Model' optimizatsii strategii popolneniya, obnovleniya, modernizatsii i remonta parka sel'skokhozyaistvennykh mashin / A. V. Skrypnikov, E. V. Kondrashova // Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta — 2012. — № 2 (33). — S. 163—168.

19.Skrypnikov, A. V. Optimizatsiya parametrov upravleniya sostoyaniem elementov sel'skokhozyaistvennoi mashiny / A. V. Skrypnikov, E. V. Kondrashova // Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. — 2012. — № 2 (33). — S. 157—159.

20.Skrypnikov, A. V. Otsenka transportno-ekspluatatsionnykh kachestv lesovoznykh avtomobil'nykh dorog s uchetom tipovykh rezhimov dvizheniya lesovoznykh avtopoezdov / A. V. Skrypnikov. — M.: MGUL, 2005. — 4 s.

21.Skrypnikov, A. V. Otsenka transportno-ekspluatatsionnykh svoistv avtomobil'nykh lesovoznykh dorog s

uchetom dvizheniya neskol'kikh skorostnykh grupp avtomobilei po odnopolosnoi doroge bez obgona /

A.V. Skrypnikov. — M.: MGUL, 2005. — 5 s.

22.Skrypnikov, A. V. Sovershenstvovanie teorii, metodov i modelei povysheniya transportnoekspluatatsionnykh kachestv lesovoznykh avtomobil'nykh dorog: dis. … d-ra tekhn. nauk: 05.21.01 / A. V. Skrypnikov. — Voronezh, 2006. — 420 s.

23.Skrypnikov, A. V. Sposoby otsenki trebuemogo urovnya nadezhnosti funktsionirovaniya kompleksnogo tekhnicheskogo obespecheniya / A. V. Skrypnikov, M. M. Umarov, A. Yu., Arutyunyan, E. V. Chernyshova // Sistemnyi analiz i modelirovanie protsessov upravleniya kachestvom v innovatsionnom razvitii agropromyshlennogo kompleksa: sb. nauch. tr. konf. — Voronezh, VGUIT, 2015. — S. 587—594.

24. Skrypnikov, A. V. Tekhnogennoe vozdeistvie mobil'nykh sel'skokhozyaistvennykh mashin na pochvu / A. V. Skrypnikov, E. V. Kondrashova, Yu. I. Trofimov, M. Leonova // Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. — 2013. — № 1 (36). — S. 51—56.

25.Skrypnikov, A. V. Ekologicheskie pokazateli funktsionirovaniya avtomobil'nykh dorog v sistemakh avtomatizirovannogo proektirovaniya / A. V. Skrypnikov, O. V. Burmistrova // Les i molodezh' VGLTA — 2000 g.: sb. nauch. tr. yubileinoi konf. molodykh uchenykh, posvyashchennoi 70-letiyu obrazovaniya VGLTA / pod red. akad. RAEN L. T. Sviridova. — Voronezh: VGLTA, 2000. — T. 1. — S. 186—188.

26.Umarov, M. M. Primenenie tsifrovykh modelei mestnosti dlya trassirovaniya lesnykh avtomobil'nykh dorog / M. M. Umarov, A. V. Skrypnikov, E. V. Chernyshova, E. Yu. Mikova // Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedenii. Lesnoi zhurnal. — 2018. — № 2 (262). — S. 58—69.

27.Umarov, M. M. Raschet planovykh elementov klotoidnoi trassy, podobrannoi na stereomodeli mestnosti / M. M. Umarov, A. V. Skrypnikov, D. V. Lomakin, E. Yu. Mikova // Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedenii. Lesnoi zhurnal. — 2018. — № 4 (364). — S. 97—106.

52

28.Uryupin, A. I. Strategiya upravleniya zapasa godnosti mashiny v protsesse upravleniya ee remontnym obespecheniem na urovne elementa / A. I. Uryupin [et al.]; VGLTA. — Voronezh, 2007. — Dep. v Ros. akad. nauk. 07.11.2007, № 1027-V2007.

29.Yaroshutin, A. S. Upravlenie dorozhno-stroitel'nymi potokami mnogourovnevykh integrirovannykh struktur v lesopromyshlennom komplekse / A. S. Yaroshutin [et al.]. — Dep. rukopis' 26.06.2006, № 859-V2006.

30.Kozlov, V. G. Mathematical Modeling of Damage Function When Attacking File Server / V. G. Kozlov,

A. V. Skrypnikov, E. V. Chernyshova [et al.] // Journal of Physics: Conference Series. — 2018. — V. 1015. —

P.032069.

31.Kozlov, V. G. Method of Individual Forecasting of Technical State of Logging Machines / V. G. Kozlov, V. A. Gulevsky, A. V. Skrypnikov, A. S. Menzhulova // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering Electronic Resource. — 2018. — P. 042056.

32.Skrypnikov, A. V. Mathematical Model of Statistical Identification of Car Transport Informational Provision / A. V. Skrypnikov, S. V. Dorokhin, V. G. Kozlov, E. V. Chernyshova // ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. — 2017. — V. 12, № 2. — P. 511—515.

33.Skrypnikov, A. V. Theoretical Foundations of the Method of Designing a Clothoid Track with Approximation of Succession of Points / A. V. Skrypnikov, V. G. Kozlov, A. N. Belyaev, E. V. Chernyshova // Advances in Intelligent Systems and Computing. — 2019. — V. 726. — P. 654—667.

ANALYSIS AND EVALUATION OF MODERN METHODS

OF THE CONSTRUCTION OF VISUAL IMAGES

FOR TIMBER-CARRYING HIGHWAYS

O. V. Ryabova1, V. V. Nikitin2, E. V. Chernyshova3, E. Yu. Mikova4

Voronezh State Technical University 1

Russia, Voronezh

Voronezh State University of Engineering Technologies 2, 3, 4

Russia, Voronezh

1D. Sc. In Engineering, Prof. of the Dept. of Highway Construction and Operation, tel.: (473) 236-18-89, e-mail: ecodor@bk.ru

2PhD in Engineering, Assoc. Prof. of the Dept. of Information Security

3PhD in Engineering, Assoc. Prof. of the Dept. of Information Security, tel.: +7-905-050-15-05, e-mail: elenabok@mail.ru

4 External of the Dept. of Information Security

Statement of the problem. A modern timber-carrying highway, a major building construction, which is a place of work and recreation for many people, must meet the requirements for travelling safetyas well as be aesthetically pleasing. These requirements can be met if the following principles are observed: a route designed as a single smooth curve in a space with interconnected elements; optical tracing; linking a track with the landscape. As Matching of elements of a timber-carrying highwayand their link with a landscape is difficult to estimate based on regular project documentation (a plan and a longitudinal profile), a more visual form of presentation is needed.

Results. The method of volume-graphic modeling involves digital models of road sections, construction of perspective images parallel to frontal projections of a highway. Using three-dimensional models, it is advisable to simulate only a roadbed, without slopes and adjacent areas in order to control the internal smoothness of a route.

Conclusions. For the analysis of spatial tracing and inscribing structures into a landscape, models of roads and structures are used, clearly showing the situation and the height of an area in a wide strip. Such models make it possible to evaluate the view of a road from different angles. By installing models of different types of structures, one can choose their type which best suits local conditions.

Keywords: timber-carrying road, tracing, designing.

53

Научный журнал строительства и архитектуры

DOI 10.25987/VSTU.2018.52.4.005

УДК 630*663.26 : 330.15

ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ДВИЖЕНИЯ ЛЕСОВОЗНЫХ АВТОПОЕЗДОВ В ТРАНСПОРТНЫХ ПОТОКАХ

О. В. Рябова1, А. В. Скрыпников2, В. В. Никитин3, Д. В. Ломакин4

Воронежский государственный технический университет 1 Россия, г. Воронеж

Воронежский государственный университет инженерных технологий 2, 3, 4 Россия, г. Воронеж

1Д-р техн. наук, проф. кафедры строительства и эксплуатации автомобильных дорог, тел.: (473) 236-18-89, e-mail: ecodor@bk.ru

2Д-р техн. наук, проф., декан факультета управления и информатики в технологических системах,

e-mail: skrypnikovvsafe@mail.ru

3Канд. техн. наук, доц., докторант кафедры информационной безопасности

4Экстерн кафедры информационной безопасности

Постановка задачи. Вопрос о характере движения автомобиля при обгоне впервые возник в связи с определением пропускной способности дороги при неоднородном составе движения. В настоящее время большинство работ по вопросам движения автомобилей посвящено исследованию влияния плана и профиля дороги, типа и состояния покрытия на динамику автомобиля, расход горючего и другие эксплуатационные характеристики, поэтому вопрос определения факторов движения лесовозных автопоездов остается актуальным.

Результаты. Вопрос влияния рассмотренных в работе факторов на скорость автомобиля путем воздействия их на водителя автомобиля рассмотрен значительно шире. Доказано, что действия водителя, а следовательно, и режим движения автомобиля (его траектория и скорость) определяются чисто психологическим восприятием водителем дорожной обстановки и влиянием на его организм инерционных сил и толчков, передающихся через механизм автомобиля.

Выводы. Основными факторами, определяющими скорость лесовозного подвижного состава в неоднородном по составу потоке, при прочих равных условиях являются интенсивность и состав движения. Безопасность движения должна быть обеспечена и при движении быстроходных автомобилей с расчетной скоростью. Поэтому расстояние видимости необходимо рассчитывать исходя из тех условий движения, при которых величина этого расстояния оказывается наибольшей.

Ключевые слова: лесовозная автомобильная дорога, комплекс «водитель — автомобиль — дорога — среда», транспортные потоки.

Введение. Одним из важнейших факторов, влияющих на величину производительности труда при вывозке лесоматериалов, является скорость движения лесовозного подвижного состава. В свою очередь, скорость движения лесовозного подвижного состава зависит от размеров геометрических элементов дороги (поперечного профиля дороги, ширины проезжей части и обочин, уклонов и т. п.), покрытия (типа и состояния), интенсивности и состава потока, сооружений на дороге, условий видимости и др. (состояния водителя, его подготовки и т. п.).

Дорожная обстановка оказывает влияние на скорость автомобиля, психологически воздействуя на водителя. Главный путь восприятия водителем автомобиля дорожной обстановки является зрение. Именно зрительный фактор кладет начало цепи событий, заставляющих принимать определенные решения при любой ситуации [16, 30]. Основными факторами, оп-

© Рябова О. В., Скрыпников А. В., Никитин В. В., Ломакин Д. В., 2018

54

ределяющими характер психологического восприятия водителем дорожной обстановки, являются движение и его характеристики (интенсивность, состав и др.), полотно дороги, ее обстановка и видимость.

На автомобильных дорогах с числом полос движения меньшим, чем число скоростных групп автомобилей в потоке, происходят постоянные обгоны тихоходных автомобилей более быстроходными. Затруднение либо сокращение числа обгонов ведет к значительному снижению скорости и безопасности движения отдельных автомобилей и потока в целом.

1. Определение факторов, влияющих на скорость движения лесовозных автопоез-

дов в транспортных потоках. Немногочисленные исследования влияния на скорость лесовозного подвижного состава характеристик потока носили экспериментальный характер и заключались в массовых наблюдениях за движением автомобилей и определении их мгновенной скорости [5, 9, 24, 32].

Так, на протяжении ряда лет российскими учеными В. К. Курьяновым, Е. В. Кондрашовой, А. В. Скрыпниковым, С. В. Дорохиным, О. Н. Бурмистровой [5, 6, 14, 15, 26] и другими проводились наблюдения за движением автомобилей на лесовозных автомобильных дорогах и дорогах общего пользования, по которым проводилась вывозка лесоматериалов. Выполненные исследования позволили установить линейную зависимость скорости лесовозного подвижного состава от интенсивности движения при величине последней до

400 авт./час [3, 5, 6, 23, 28].

Наблюдения, выполненные в [2], показали, что средние мгновенные скорости на двухполосных дорогах уменьшаются с увеличением интенсивности движения в линейной зависимости. Так, в частном случае при наличии в составе движения 17 % лесовозных автопоездов эта зависимость может быть выражена формулой:

VS 43 0,0012h,

где h — часовая интенсивность движения; 43 — скорость движения автомобилей, миль/час. Число «43» является средней скоростью для свободно движущегося автомобиля при незначительной интенсивности движения.

Наблюдения, выполненные в [7] и [18], указывают на гиперболическую зависимость скорости от интенсивности движения.

Приведенные выше исследования, как уже отмечалось, носят экспериментальный характер. Эмпирические выводы, полученные в результате таких исследований, применимы только для условий, аналогичных тем, в которых производились соответствующие наблюдения. Последним, в частности, можно объяснить то положение, что зависимость скорости автомобиля от интенсивности движения не нашла еще достаточного отражения в нормах проектирования лесовозных автомобильных дорог. Недостаточно также учитывается при проектировании лесовозных автомобильных дорог влияние состава движения на скорость и безопасность автомобилей, а следовательно, и на размеры параметров дороги.

Проектирование геометрических элементов дороги и определение видимости осуществляется по одиночным автомобилям, без учета взаимодействия их с другими автомобилями потока. В то же время известно, что если число групп скоростей на дороге превышает число проездов (полос движения), то имеют место многочисленные обгоны, требующие значительного увеличения интервалов между встречными автомобилями [8, 10]. Поэтому даже на дорогах 1-й категории не исключена необходимость обгонов. Что же касается дорог других категорий, то на них движение потока автомобилей, как правило, сопровождается систематическими обгонами тихоходной части потока быстроходной.

Затруднение обгонов ведет к значительному снижению скорости, а в отдельных случаях влияет и на безопасность движения. Неоднородный состав движения снижает и пропускную способность дороги в целом. Так, например, экспериментальные наблюдения, выполненные в [19], показали следующее: при однородном составе потока автомобилей (легковых)

55

Научный журнал строительства и архитектуры

практическая пропускная способность двухполосной дороги шириною 24 фута (7,2 метра) составляет 5750 автомобилей в сутки. Наличие в составе движения только 20 % лесовозных автомобилей снижает пропускную способность до 3600 автомобилей.

Недостаточная изученность неоднородного движения частично объясняется несовершенством методики исследований [13]. Многочисленные исследования режима движения на автомобильных дорогах заключались, главным образом, в массовых наблюдениях за движением. Теоретические же исследования этого вопроса носят экспериментальный и ограниченный характер [22, 25].

В то же время только теоретическое изучение закономерностей движения потока и отдельных автомобилей позволит рационально его отрегулировать [20]. Режим движения потока и отдельных автомобилей в значительной мере определяется режимом движения автомобилей при взаимодействии их друг с другом. Поэтому в основе исследования закономерностей движения потока лежит вопрос о режимах движения автомобилей при обгонах и разъездах.

Современная методика нормирования геометрических элементов лесовозной автомобильной дороги (радиусов закруглений, переходных кривых и др.) учитывает требования динамики и кинематики движения лесовозного автомобиля. Из этих же требований исходят в основном и при трассировании дороги на местности. Однако, как показала практика строительства и эксплуатации лесовозных автомобильных дорог [24], безопасное движение с высокими скоростями может быть обеспечено только при условии общей плавности трассы. При этом различают плавность трассы динамическую и зрительную (оптическую) [12, 27].

Динамическая плавность трассы достигается таким проектированием ее элементов, при котором движение автомобиля будет происходить без резких изменений его скорости. Так, при проектировании некоторых автомагистралей соблюдалось условие, согласно которому скорость движения лесовозных автомобилей на смежных криволинейных участках трассы не должна отличаться более чем на 9—13 км/час при постоянной величине коэффициента поперечной силы.

Требование зрительной плавности трассы связывают с исправлением неудачных с точки зрения оптической плавности и сочетания с ландшафтом участков дорог. Так, в работах Д. Н. Афоничева, Е. Ю. Миковой, А. В. Скрыпникова, Е. В. Кондрашовой, С. В. Дорохина и других [1, 17, 22, 24, 30, 31] основное внимание уделено проектированию трассы автомобильной дороги в увязке с ландшафтом и приданию ей «внутренней» гармонии. Авторы анализируют воздействие на водителя различных элементов трассы дороги (прямолинейных участков, закруглений и др.). В результате выполненного анализа приводятся рекомендации по проложению дороги на местности и величины некоторых геометрических элементов дороги, обеспечивающих ее оптическую плавность.

Основными недостатками известных в настоящее время предложений по определению зрительной плавности и психологической ясности дороги [4, 11, 21] можно считать следующие:

1)рекомендации о разделении точек зрения относительного объекта получены без достаточного учета условий движения автомобилей в потоке;

2)отсутствуют критерии оценки «плавного» или «неплавного» изображения, которые позволили бы инженеру, не имеющему специальных архитектурных познаний, судить о зрительных качествах запроектированной дороги.

3)предложения по учету зрительного восприятия при проложении трассы и проектировании элементов дорог в основном носят характер рекомендации.

2. Факторы, определяющие движение лесовозных автопоездов при обгоне. Работы,

вкоторых в той или иной связи исследовался процесс обгона, весьма немногочисленны и сводится в основном либо к разработке теоретических схем построения [10, 25, 28], либо к получению зависимостей продолжительности обгона и длины интервала во встречном потоке автомобилей, необходимого для обгона [1, 12, 16].

56

Процесс обгона представляется следующим.

Обгоняющий автомобиль, приблизившись к обгоняемому на некоторое расстояние, съезжает на полосу встречного движения. Съезд автомобилей происходит по траектории, которая представляет собой кривую, состоящую из сопряженных отрезков круговых кривых. По такой же траектории автомобиль съезжает на свою полосу и после обгона.

Длину криволинейного участка траектории обгона W принимаем равной длине проекции двух дуг круговых кривых, описанных радиусом r (рис. 1):

W m(4r m),

где m — величина поперечного смещения автомобиля при обгоне; V — скорость обгоняющего автомобиля на криволинейных участках траектории, определямая из условий устойчивости против бокового скольжения по формуле:

Рис. 1. Процесс обгона по первой схеме

Согласно схеме обгоняющий автомобиль при выходе на полосу встречного движения проходит путь k, равный сумме участков 2а'+ l, где l — длина обгоняемого автомобиля; а' — запасный участок, пройденный автомобилем в течение 1 секунды со скоростью U = V1 − V2, где V1 и V2 — скорости обгоняющего и обгоняемого автомобилей.

Приведенная схема имеет ряд недостатков. Так, например, предполагается значительное изменение скорости при съезде обгоняемого автомобиля на полосу встречного движения и возвращения на ось своей полосы. Однако при этом путь и время, необходимые для торможения и разгона, не учитываются. Последнее приводит к тому, что в отдельных случаях, когда скорость обгоняемого автомобиля не ниже скорости обгоняющего при движении последнего на криволинейных участках траектории, обгоняющий автомобиль в конце обгона будет находится позади обгоняемого. Это положение отмечалось и в работах [13, 19], где разработана схема, в принципе аналогичная первой: предполагается, что обгоняющий автомобиль проходит участок траектории на полосе обгона, что означает равномерное ускорение, а затем равномерно-замедленное (рис. 2). Несколько отличаются по величине радиусы криволинейных участков траектории, длины запасных отрезков и др.

Чрезвычайно близка к приведенным выше схемам и спроектированная в работах [1, 4]. Основное отличие этой схемы от двух предыдущих заключается в том, что движение

обгоняющего автомобиля происходит с постоянной скоростью, т. е. без «задержки». Длина криволинейного участка траектории (рис. 3) равна:

где b — ширина участка обгона, принимаемая равной 3 м; r —радиус кривой поворота, определяемый по эмпирической формуле: r = V 1,S.

57

Научный журнал строительства и архитектуры

Рис. 2. Вторая схема обгона

Согласно этой схеме обгоняющий автомобиль должен начать переход на полосу встречного движения на таком расстоянии от обгоняемого автомобиля [5, 26], чтобы процесс поворота был закончен на некотором расстоянии а от автомобиля. Это расстояние должно быть не меньше пути, пройденного автомобилем за время реакции водителя.

Рис. 3. Траектории обгона третьей схемы

На полосе встречного движения автомобиль №1 проходит расстояние, равное

После прохода этого расстояния начинается процесс обратного поворота.

В момент начала съезда автомобиля № 1 на свою полосу между ним и автомобилем № 2 необязателен большой интервал, так как автомобиль № 1 движется с большей скоростью, чем автомобиль № 2, и быстро уходит от последнего. Общая длина участка, на котором происходит весь процесс обгона, будет равна сумме:

Для полного освещения вопроса о теоретических схемах обгона рассмотрим схему, принятую в [5].

Некоторое отличие этой схемы от приведенных выше заключается в следующем (рис. 4): начало объезда находится на расстоянии от обгоняемого автомобиля, равном разности тор-

58

мозных расстояний S1 и S2. Последнее обеспечивает, по мнению автора, безопасную остановку обоих автомобилей, если обгоняемый автомобиль встречает препятствие, а обгоняющий не может начать объезд.

Рис. 4. Четвертая схема обгона

Предполагается, что обгоняющий автомобиль выйдет на один поперечник с обгоняемым на расстоянии l2 от начальной точки траектории:

Таким образом, вся длина траектории обгона ставится в зависимость от длины тормозных путей обоих автомобилей, т. е. интервала между машинами в начале обгона.

Длина прямолинейного участка в 4-й схеме обгона обычно несколько меньше расчетной за счет некоторого увеличения (10—20 %) скорости на этом участке [21].

Анализируя приведенные выше схемы траектории движения автомобиля при обгоне, можно отметить следующее:

1.Так, все авторы схем считают, что криволинейные участки траектории могут быть приняты как сопряжения отрезков круговых кривых. В то же время очевидно, что переход автомобиля от прямолинейного движения к криволинейному по такой траектории будет сопровождаться мгновенным ростом центробежного ускорения от 0 до некоторой величины, определяемой размерами радиуса.

Особенно значительной величины центробежное ускорение достигает в точках перелома криволинейных участков в связи с изменением положения центра кривизны.

Мгновенный рост центробежного ускорения, как известно [9, 15], отрицательно сказывается на водителе и пассажирах и может привести к аварии.

2.Величину радиуса кривых следует определять из условий устойчивости автомобиля против бокового движения. В действительности, как показали наблюдения, выполненные в [6, 15], неудобства движения на сухом покрытии начинают ощущаться задолго до того, как возникает опасность заноса.

Недостаточно обосновано, по нашему мнению, и следующее положение.

3.В некоторых из рассмотренных схем [8, 20] принято, что с момента пересечения обгоняющего с встречными автомобилями одного поперечника до начала обгона проходит время, равное реакции водителя обгоняющего автомобиля (1 сек). По окончании обгона между обгоняющим и встречными автомобилями предполагается запасной интервал в 5—10 м. При этом считают, что скорость автомобилей при обгоне остается постоянной, равной по величине расчетной скорости движения, либо несколько изменяется.

Изменения скорости авторы [3, 22] объясняют условиями движения обгоняющего автомобиля по криволинейной траектории. Представляется очевидным, что при интенсивности движения, для которого получены приведенные выше предельные схемы, движение быстроходного автомобиля с расчетной скоростью практически невозможно. Причиной этому, в частности, является малая вероятность того, что достаточный для обгона интервал во встреч-

59

Научный журнал строительства и архитектуры

ном потоке появится именно в тот момент, когда быстроходный автомобиль догонит впереди идущий тихоходный.

При расчете траектории обгона по предельной схеме более правильно, по нашему мнению, исходить из следующего положения: быстроходный автомобиль движется позади тихоходного со скоростью последнего до появления во встречном потоке достаточного для обгона интервала, в процессе обгона обгоняющий автомобиль движется с ускорением.

Такие пояснения, в частности, приняты в [11] при выводе формул для расчета видимости по схеме обгона. В то же время по схеме обгона на расчетной скорости предоставляется целесообразным определять расстояния видимости. Однако следует учесть, что в случае обгона на расчетной скорости интервал между автомобилями встречного потока может оказаться несколько большим, чем при обгоне по предельной схеме.

Подтверждением последнего, в частности, служит схема обгона, предложенная в [7]. В связи с определением действительного очертания траектории движения автомобиля

при обгоне коротко остановимся на таком близком к обгону маневре, как объезд автомобилем неподвижного препятствия на дороге.

Авторы [6, 24] считают, что объезд автомобилем препятствий (вилек) может происходить по трем схемам:

1 схема — вилек с постоянной скоростью, т. н. «чистый вилек»,

2схема — вилек с торможением,

3схема — торможение, а потом вилек. Последний, по мнению авторов, встречается чаще.

Не анализируя самого процесса объезда, авторы принимают следующую схему объезда

(рис. 5).

Рис. 5. Пятая схема объезда

Для облегчения задачи исследования авторы постулируют следующее:

1.Траектория движения автомобиля при вильке состоит из трех частей (ВС, СД, ДЕ), представляющих собой части спиральных кривых типа кубической параболы;

2.Угловое ускорение dω / dt при объезде постоянно;

3.Отрезки Х1, Х2, Х3 соответственно равны.

В случае объезда препятствия на второй схеме авторы предлагают, что характер движения остается тот же, т. е. движение происходит по некоторым переходным кривым по типу, сходному с вильком без торможения.

Расчетные формулы, полученные по схеме 5 [17, 30], не нашли применения на практике, что частично объясняется их громоздкостью.

Однако, по нашему мнению, схема объезда автомобилем препятствия, предложенная авторами [7], в значительно большей степени соответствует действительной траектории объезда, чем все схемы, применяемые в настоящее время в технической литературе и учебниках.

Несколько в стороне от приведенных выше теоретических схем обгона стоят схемы для определения видимости в условиях обгона. Формулы, получение по этим схемам, позволяют рассчитать длину траектории в зависимости от скорости обгоняющего и обгоняе-

60