5. Система «автомобиль – водитель – дорога»

- прямые связи ---- обратные связи

В этой системе водитель является центром управления, воспринимающим информацию от др. подсистем. Водитель перерабатывает информацию и принимает решение о выборе скоростного режима.

Система «а/м – водитель – дорога» управляется до определенной плотности движения. С возрастанием интенсивности движения, действия водителя становятся ограниченными, т. к. образуется единый транспортный поток, движущийся в определенных дорожных условиях и отдельные части рассматриваемой системы образуют новую систему «транспортный поток – дорожные условия». В этой системе действуют более сложные прямые и обратные связи. Водитель руководствуется факторами времени, расстояния и безопасности, учитывая плотность и интенсивность движения.

Основные характеристики транспортного потока:

- скорость

- интенсивность

- плотность

Основные элементы транспортного потока:

- ПС

- водитель

- пешеходы

Основные элементы дорожных условий:

- дорога

- обстановка дороги, включая средства регулирования движения

Подсистема «дорога – условия» в основном характеризуется размещением сети дорог и геометрическими элементами и состоянием проезжей части.

Взаимодействие транспортного потока с дорогой характеризуется сцеплением колес с дорогой.

Прямая связь «транспортный поток – дорожные условия» проявляется в загрузке проезжей части ТС, что сокращает свободную площадь проезжей части деформирует дорожную одежду.

Обратная связь «дорожные условия – транспортный поток» проходят через водителя и проявляется в изменении траектории движения, скорости, плотности потока, интенсивности. Увеличение N приводит в определенном дорожных условиях к тому, что движение становится стесненным, не экономичным и не безопасным.

Водители отдельных а/м уже не могут изменить характер движения в целом. Дорожные условия не способны самосовершенствоваться без вмешательства извне, т. е. система становиться неуправляемой, движение в ней будет сопровождаться потерей времени и увеличения вероятности ДТП (а затем в результате заторов движение прекратится вовсе).

В связи с этим требуются специальная управляющая подсистема, которая должна воспринимать и перерабатывать информацию о состоянии транспортных потоков, оценить состояние системы и принять решение о дальнейшем ее функционировании.

Т. о. управляющая подсистема в системе «дорожные условия – транспортный поток» является центром по сбору и переработки информации. Оценить состояние такой системы без данной подсистемы и оптимизировать ее невозможно, поэтому требуется технико-экономическое обоснование системы «дорожные условия – транспортный поток».

При оптимизации управления ДД можно стремиться к достижению различных целей и в зависимости от них рассматривать различные задачи оптимального управления. Целями организации ДД являются : экономичность, безопасность, комфортность. В соответствии с этим в качестве целевой функции следует применять минимизацию затрат, связанных с движением.

Ограничениями служат заданные уровни скорости, заданный уровень безопасности, пропускная способность дороги.

В этих условиях назначаются возможные конкурентоспособные варианты.

Методологической основой организации ДД является оптимизация системы «дорожные условия – транспортный поток» в результате которой обеспечивается заданные уровни скорости, безопасности, пропускной способности дороги, комфортности при возможно наименьших затратах, связанных с движением ТС.

Наилучшей основой для оценки состоянии системы и оптимизации уровня управления ДД является исследование основных свойств движения транспортных потоков в различных, но типичных дорожных условиях на базе статистических наблюдений за интенсивность, скоростью, плотностью и математическим моделированием транспортных потоков.

С точки зрения организации БДД наибольший интерес представляет способность водителей принимать, обрабатывать информацию об условиях и принимать решения. Эта способность зависит от психофизиологических способностей, зрения, слуха, количества и качества получаемой информации.

Деятельность водителей при движении в значительной степени зависит от его энергии, опыта, здоровья и т. д.

В результате профессионального обучения и приобретения опыта вырабатывается и возрастает мастерство вождения. Для принятия правильных решений водитель получает информацию через различные источники органов чувств от дорожной обстановки и от транспортного потока.

E = MV/L - плотность событий

М – количество факторов, которые воспринимает водитель в пределах зоны концентрации зрения;

L – зона концентрации;

В зависимости от четкости восприятия информации от органов зрения различают:

- зону четкого восприятия - 1,3%

- вполне чувственного – 5,6%

- удовлетворительного – 20%

Большое влияние оказывает аккомодация зрения, дальтонизм. На зрение влияет активность солнца, погодные условия и т. д.

Реакция – ответные действия водителя на какой-либо раздражитель. Простая реакция – ответное действие на заранее известный сигнал (0,2сек.). Сложная – будет в случае необходимости выбора характера действий из ряда возможных (0,4 – 2,6сек.).

Значительно сокращается время реакции, если водитель заранее предвидит развитие ситуации.

Различают: моторную (0,05 – 0,29)

латентную (скрытую) реакцию.

6. Активная, пассивная, послеаварийная и экологическая безопасность АТС.

В настоящее время действует более 50 стандартов по конструктивной безопасности а/м, которую подразделяют:

1. активную

2. пассивную

3. послеаварийную

4. экологическую.

Активная безопасность – комплекс конструктивных качеств а/м, позволяющих водителю предотвратить ДТП в начальной его фазе.

К ней относят: тормозные качества, устойчивость, управляемость, приемистость, поворачиваемость, освещение.

Тормозная система а/м должна обеспечивать безопасную и эффективную работу в различных дорожных и метео условиях. К тормозным качествам предъявляются:

1) высокая эффективность торможения во всех условиях эксплуатации при различных нагрузках;

2) необходимость интенсивного торможения при незначительном усилии нажатия на педаль тормоза;

3) сохранение устойчивости и управляемости при экстренном торможении;

4) сохранение необходимой эффективности нагретых тормозов;

5) высокая надежность тормозной системы.

Остановочный путь.

S_ост = tp*V/3.6 +254* K*V²/(φ+f + i_пр)

К – коэффициент эффективности тормозной системы; φ – коэффициент сцепления; f – коэффициент сопротивления движению; i – продольный уклон.

Устойчивость - способность а/м сохранения постоянного контакта всех колес с дорогой и отсутствия у них скольжения.

Продольная устойчивость – определятся критическим углом подъема, который может преодолеть а/м.

Поперечная устойчивость – зависит от скорости, радиуса поворота, коэффициента сцепления.

Поперечная устойчивость против скольжения:

V _g = (g*R*φ_y)

R – радиус поворота;

φ_y – поперечный коэффициент скольжения.

Поперечная устойчивость против опрокидывания:

V _g = (g*R*η)

η = В/2h – коэффициент устойчивости;

В – ширина колеи;

h – высота центра тяжести а/м.

Управляемость – точная выдержка автомобилем заданной траектории движения. Потеря управляемости повышает вероятность ДТП.

Управляемость может ухудшаться из-за: увеличения f, уменьшения φ, состояния дороги.

На управляемость а/м влияют также действия водителя.

Поворачиваемость – способность а/м самопроизвольно менять направление движения. Возникает из-за способности шин к боковому уводу – шинная поворачиваемость. Величина увода зависит от типа шин и давления в них.

Креновая поворачиваемость -отклонение продольной оси а/м во время движения от теоретической оси а/м. характеризуется углами увода колес и коэффициентом увода.

В зависимости от соотношения увода передних и задних колес различают: нормальную, чрезмерную и недостаточную поворачиваемость (в обычных условиях угол увода = 1 – 2⁰).

Поворачиваемость оценивается коэффициентом поворачиваемости: η_пов = G₂K_дв1/G₁K_дв2,

G_1,G₂ – масса на передние и задние оси;

К_дв1, К_дв2 – коэф. Увода передних и задних колес.

Информативность – внешнее освещение, окраска а/м, светоотражающие устройства, звуковые сигналы.

Тяговая динамика – совокупность свойств, обеспечивающих необходимый диапазон изменения скорости, приемистости.

Параметры ТС - габаритные размеры, масса и т. д.

Динамические габариты в продольном (по движению) направлении и по ширине (на прямо - и криволинейных участках)

На прямолинейных участках: D_шир = 0,0542 + В + 0,3.

На криволинейных участках: D_шир = R_н - R_в

Анализ свойств АБ позволил объединить их в три группы:

1) свойства, в значительной степени зависящие от действий водителя;

2) свойства, независящие или в незначительной степени зависящие от водителя;

3) свойства, определяющие вероятность эффективной деятельности водителя по управлению ТС.

Пассивная безопасность – способность конструкции а/м обеспечить защиту человека от травмирования при ДТП. Различают внутреннюю и внешнюю.

Внутренняя – безопасность по отношению к водителю и пассажирам, находящимся в а/м;

Внешняя – безопасность к пешеходам и уменьшения повреждения а/м от ДТП.

Принцип действия ПБ состоит в уменьшении динамических нагрузок при ДТП, при этом используются такие факторы:

- ограничение перемещения людей в а/м

- уменьшение травмоопасных деталей.

В современных ТС элементы ПБ выполняют в соответствии с действующими ГОСТами.

К свойствам ПБ относят:

- ударно-прочностные свойства кабины и кузова

- травмобезопасная рулевая колонка

- ремни безопасности

- сидения и их крепления

- стекла

- подголовники

- бампера

Конструкция грузовых а/м и прицепов должна иметь устройства, препятствующие въезду легковых а/м под кузов более чем на 200 – 300 мм, устройства, препятствующие самопроизвольной расцепки.

Послеаварийная безопасность – обеспечивает снижения тяжести после ДТП.

К ней относят: запасные выходы, быстро снимающиеся стекла, устройства сигнализации и пожаротушения. В соответствии с ГОСТом эксплуатировать ТС необходимо с обеспечением работоспособности стандартных устройств: замки дверей, запоры бортов, механизмы регулирования положения сидений, аварийных выходов и механизмов приведения их в действие, приводов управления дверьми.

Экологическая безопасность – свойства ТС, снижающие степень отрицательного влияния на окружающую среду.

ЭБ связана с автомобилизацией и ее вредными последствиями. Наиболее остро ощущается загрязнение ОС выхлопными газами.

Качество атмосферного воздуха регламентируется нормативами ПДК.

Предельные нормы устанавливаются в соответствии с медико-биологическими требованиями к охране здоровья людей.

ПДК вредных веществ определяется установленными положениями безопасности человека в загрязненной среде (1мл/м³).

Основная задача части ЭБ заключается в совершенствовании двигателей и применение новых видов топлива. Для этого разрабатываются эффективные средства, нейтрализующие токсичность выбросов. Важное значение имеет рациональная организация ДД.

7. Пешеходы

БДД требует организации пешеходных потоков. Наиболее опасный для пешеходов зимний период (70% от всех ДТП – с пешеходами).

Наибольшее количество ДТП происходит на перекрестках и в зонах тяготения пешеходов. На практике отмечено, что знакомство пешехода с местностью ослабляет его бдительность и увеличивает вероятность ДТП. На переходах наиболее опасной является зона на расстоянии 50 м от него.

Анализ ДТП с пешеходами позволил разбить все происшествия на четыре группы:

1. ДТП, вызванные неожиданным выходом пешехода на дорогу

2. ДТП, при перебегании проезжей части перед ТС

3. наезд на пешехода ТС после того, как другой автомобиль блокировал видимость

4. отвлечение внимания водителя

С юридической точки зрения различают:

1) ДТП, совершенные пешеходами;

2) ДТП, совершенные водителями;

3) ДТП, произошедшие в результате взаимных ошибок;

4) ДТП, когда ответственность за совершение не установлена.

Вероятность возникновения ДТП с пешеходами зависит от возраста пешеходов. Вовлечение в ДТП мужчины выше, чем у женщины. Уровень ДТП зависит от знаний ПДД.

Одной из причин является нетерпеливость пешеходов.

Движение пешеходов.

Рациональная организация движения пешеходов является одним из решающих факторов повышения пропускной способности улицы и дороги, т. к. без нее нельзя достичь оптимальной скорости движения ТС.

Выделяют типичные задачи организации движения пешеходов:

1. организация изолированных путей движения пешеходов вдоль улиц;

2. организация и оборудование пешеходных переходов;

3. организация специальных пешеходных зон, закрытых для АТС движения;

4. организация остановочных пунктов и пересадочных узлов пассажирского транспорта;

5. комплексная организация движения пешеходных маршрутов.

Особенности пешеходного движения.

Важным условием является учет психофизиологических факторов и возможностей людей при разработке соответствующих технических решений. Как показывает практика большое число ДТП связано с недостаточным учетом факторов.

В числе психофизиологических факторов следует указать на естественное стремление людей экономить усилия и время и двигаться по кратчайшему пути, поэтому при разработке схем организации движения требуется учитывать этот фактор.

Как показали исследования, для пешехода в городе характерен предел терпимого ожидания. На переходах с большой интенсивность движения требуется организация фазы светофора для пешеходов.

В целях организации движения людей вдоль улиц и дорог необходимо предусмотреть специальные меры: устройство тротуаров, устранение помех для движения потока людей, применение ограждений, наглядная информация для пешеходов о имеющихся впереди переходах.

Ширина тротуаров определяется расчетом их пропускной способности. СНиП рекомендуется, чтобы эффективная ширина тротуаров составляла: для магистралей – не менее 4м; магистрали района – не менее 3м; местного значения – 2,25м; дороги промзоны – 1,5м; дороги в поселках – 1,5м.

Пешеходные ограждения устанавливать обязательно, если интенсивность в часы «пик» более 750 чел./час на условную полосу тротуара (0,75м).

Независимо от интенсивности пешеходного движения вдоль тротуара ограждение целесообразно устанавливать также напротив выходов из крупных объектов.

Различают пешеходные переходы:

наземные

подземные

надземные

По характеру регулирования движения наземные переходы подразделяют:

нерегулируемые (важным условием организации таких переходов является правильный выбор его местоположения и четкого обозначения)

с неполным регулированием (относят все переходы на регулируемых перекрестках с транспортными светофорами)

с полным регулированием (переходы, где для пешеходов выделена специальная фаза, в течение которой движение транспортных средств запрещено, оборудуются пешеходными светофорами)

с ручным регулированием (переходы, где в течение относительно небольших периодов времени возникают интенсивные пешеходные потоки, переход предусматривает ручное регулирование, управляемое пешеходами)

При организации пешеходного перехода возникают задачи его месторасположения исходя из двух основных предпосылок:

1. наиболее интенсивного пешеходного потока, чтобы обеспечить наибольшее удобство

2. обеспечить безопасность пешеходов.

В соответствии с рекомендациями на улицах города с непрерывной застройкой пешеходные переходы должны располагаться на расстоянии: магистральной улицы – 300-400м; магистральной улицы района – 250-300м; местного значения – 200-250м.

Видимость перехода должна быть обеспечена на расстоянии: магистральной улицы < 140м; районного значения < 100м; местного значения < 75м.

Условия для обеспечения безопасности на наземных нерегулируемых переходах: 1) хорошая видимость; 2) наименьшая длина перехода; 3) обеспечение «треугольника» видимости при 60км/ч.

Если ширина проезжей части более 14м, то можно рассматривать вариант «островков безопасности».

При выборе варианта расположения пешеходного перехода должно учитываться среднее время разрыва транспортного потока.

Т_раз. = B/V + t_з.п. + d (n-1)/V, сек.

В – ширина дороги; V – скорость пешехода;

t_з.п – время реакции и задержки первого ряда пешеходов в момент включения разрешающего сигнала (2-3сек.); d – расстояние между пешеходами (2метра); n – количество рядов пешеходов.

Для обеспечения безопасности движения на регулируемых перекрестках стоп-линию относят на 8 – 10метров.

Одним из условий повышения безопасности является сокращение длины перехода.

В соответствии с нормативами ввод перехода рекомендуют:

в городской зоне, если на улице в течение 8 часов подряд в будни проходит не менее 300 чел./час при интенсивности не менее 600 а/м в час;

в загородной зоне 150 чел./час, при 300а/м в час.