CC BY
18
4 Перспективы развития транспортной сети Кургана
В связи с тем, что численность населения Кургана, на данный момент составляет примерно 330 тыс. чел, то строить самый перспективный вид транспорта - метрополитен - бессмысленно. Для организации дешевого и экологичного вида транспорта - трамвайного движения, как скоростного, так и обычного - необходимо сносить и переносить здания и сооружения, а также ликвидировать полосы озеленения, что влечет за собой ухудшение экологии и эстетичности города. Аналогичные проблемы возникают при реконструкции улиц и увеличении количества полос с 4 до 6-8 в двух направлениях, при строительстве развязок в двух уровнях.
Для повышения пропускной способности улиц на перегонах и снижения задержек на светофорах обычно предусматривают устройство подземных или надземных пешеходных переходов, что даст кратковременный эффект.
В Кургане часто предлагается вариант строительства новой дороги из района магазина «Детский мир» напрямую в микрорайон «Заозерный» (рис. 4), протяженностью Н «4,2 км, из них600 м по инфраструктуре «Южно-Уральской железной дороги», 1200 м по реке Черная, 1200 м по частному сектору поселка Северный. Из приведенных цифр без подсчета экономики, понятно, какой дорогостоящей будет эта дорога. Ведь Чеховский путепровод длиной 200 м строился почти 20 лет, как и путепровод в районе ОАО «Корвет».
В настоящее время наиболее интенсивно ведется застройка Заозерного микрорайона. Как говорилось выше, этот район является спальным, т.е. большинство его жителей выезжают на работу и по различным делам в другие районы города. Так, в составе транспортного потока из 3600 авт./ч 95-97% составляютличные автомобили (легковые) и лишь 2% - МТС. В часы пиковой загрузки время следования из Заозерного микрорайона в центр города в 2-3 раза больше, чем в другие часы. Надо также учитывать тот факт, что автомобилизация спальных районов и поселков коттеджного типа идет более ускоренными темпами, чем в других частях города.
Если подойти к решению транспортной проблемы более широко, то нужно исходить из «Нулевой концепции смертности», которая широко применяется в странах Западной Европы. Для этого в Кургане нужно построить сеть скоростных городских магистралей, с разрешенной скоростью до 120 км/ч [1]. При этом на улицах типа Гоголя, Пролетарская, Куйбышева и других скорость автотранспорта ограничивается 30 км/ч для того чтобы добиться отсутствия смертных исходов в случае ДТП.
Очевидно, что две магистрали должны проходить с запада на восток. Первое наиболее перспективное направление с.Введенское, микрорайон Зайково, Заозерный, Восточный, Глинки, с выходом на объездную дорогу. Второе направление - это Черемухово, Энергетики, направление улицы К.Мяготина, Швейная фирма и Кургансель-маш.
Также две магистрали могли бы проходить с севера на юг. Одна из них из Заозерного напрямую в район «Детского мира» и далее через п.Западный на Увал. Второе возможное перспективное направление - Рябково, ул.Бурова-Петрова и также на Увал где оно должно соединиться с первым направлением север-юг.
Строительство магистральных дорог скоростного движения существенно разгрузит остальные улицы, что также позволит увеличить среднюю скорость маршрутных транспортных средств. Кроме того, по этим магистральным дорогам можно пустить экспрессы.
Заключение
При развитии транспортной системы города Кургана необходимо исходить из потребностей жителей в скорейшем передвижении, что даст возможность более плодотворно работать и увеличит время на отдых. Кроме того, вкладывание средств в транспортную инфраструктуру даст большой толчок в развитие Кургана. Это также косвенно послужит интеллектуальному развитию города.
Список литературы
1. СНиП 2.07.01-89*. Градостроительство. Планировка и застройка
городских и сельских поселений/М.: Госстрой России, ГУП ЦПП, 2002. - 73 с.
2. Курганская область в цифрах, 2010. Краткий статистический
справочник №5 / ООП Курганстата, 2011. - 78 с.
3. Пугачев И.Н., Горев А.Э., Олещенко Е.М. Организация и безопас-
ность дорожного движения: Учеб. пособие. - М.: Изд. центр «Академия», 2009. - 269 с.
УДК 656
Я.А. Борщенко, И.П. Димова
Курганский государственный университет
АНАЛИЗ ОСНОВНЫХ подходов И РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ПОТРЕБНОГО КОЛИЧЕСТВА ПАССАЖИРСКИХ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ НА МАРШРУТЕ
Аннотация
В статье анализируются основные подходы к определению потребного количества маршрутных транспортных средств, обосновывается наличие возможных погрешностей вычисления, ограничений и условий корректного применения на практике, даются рекомендации по порядку расчета потребного количества для существующих и новых автобусных маршрутов.
Ключевые слова: маршрутный пассажирский транспорт, потребное количество автобусов, пиковый пассажиропоток, эксплуатационная скорость.
Y.A. Borshchenko, I.P. Dimova Kurgan State University
THE ANALYSIS OF THE MAIN APPROACHES AND DEVELOPMENT OF RECOMMENDATIONS TO THE DEFINITION OF QUANTITY OF PASSENGER VEHICLES ON THE ROUTE
Annotation
In article the main approaches to the definition of required quantity of route vehicles are analyzed, the existence of possible calculation errors, restrictions and conditions of correct application in practice are given, recommendations about a procedure of payments of required quantity for existing and new bus routes are made.
Keywords: route passengertransport, required number of buses, peak passenger traffic, operational speed.
Введение
Определение оптимального количества подвижного
состава маршрутных транспортных средств - важная и актуальная инженерно-экономическая задача в сфере пассажирских перевозок автомобильным транспортом. От ее правильного и точного решения зависят как экономические показатели фирм и организаций, оказывающих услуги по перевозке пассажиров, так и качество оказания этих услуг Оно базируется на безопасности, доступности, результативности получения транспортной услуги (затраты времени на подход к остановке, ожидание маршрутных транспортных средств (ТС), время движения), надежности обслуживания (регулярность и точность выполнения расписания), удобстве получения услуги на основе комфортабельности движения маршрутных ТС [1].
1. Анализ основных подходов к определению потребного количества маршрутных транспортных средств
Традиционное, классическое решение этой задачи рассмотрено в трудах ведущих ученых страны в области транспорта, таких как: Л.Б. Миротина, В.А.Гудкова, И.В. Спирина [3;4;5] и др. Тем не менее, практическое применение теоретических закономерностей приводит к получению разных значений по подвижному составу, в том числе не согласующихся с реальными параметрами функционирующей маршрутной сети. В связи с этим построение четкой практической методики и оценка возможных погрешностей при определении количества подвижного состава на маршруте - актуальная задача для всех субъектов транспортной деятельности: как перевозчиков, так и контролирующих организаций, в том числе местных органов исполнительной власти, в ведении которых находится маршрутная сеть.
Известны два основных подхода к определению потребного количества автобусов на маршруте: по суточному объему перевозок и пиковым пассажиропотокам на маршруте, математически это можно представить как [5]:
А =
ОсУГ ■ КНЧ ■ КНП ■ {об.р
(1)
Ч ■ Твм ■ГНС ■ кСМ Расчет при максимальном пассажиропотоке за час-может иметь вид:
А = -
О,
тах ч ЕП
I*
Ч ■Увм ■ГНС
(2)
где Qсут - расчетное количество пассажиров за сутки (объем перевозок), пасс.;
Кнч - коэффициент неравномерности по часам суток; Кнп - коэффициент неравномерности по перегонам; йэб - время оборота, час; Ксм - коэффициент сменяемости пассажиров; Тнс - время в наряде за сутки; Vэ - эксплуатационная скорость, км/час; q - номинальная пассажировместимость, пасс.; у - коэффициент пассажировместимости, определяющий степень загрузки ТС.
Кроме того, достаточно часто используют пиковые значения пассажиропотока за час Qпик, тогда потребное количество подвижного состава (ПС) будет [5]:
А =
°ПИК ■ Тоб
(3)
Ч ■Увм
2. Исследование существующих зависимостей и определение возможности их использования на практике
Выполним анализ этих зависимостей на предмет возможных погрешностей вычисления, ограничений и условий корректного применения на практике.
Прежде всего, следует заметить, что данные закономерности не учитывают необходимость резервирования транспортных средств с учетом плановых простоев в ТО, неплановых простоев в ремонте, а также организационных причин, главной из которых является отсутствие водителя. То есть полученные значения необходимо корректировать в большую сторону, применяя коэффициент выпуска - ав.
Также будем исходить из того, что величины объема перевозок и пассажиропоток являются достоверными величинами, как правило, полученными путем натурных обследований маршрутов тем или иным методом. Наиболее часто применяют обследования табличным методом, при котором учетчики ведут подсчет пассажиров при посадке и высадке с последующим внесением данных в таблицу. Основная проблема такого метода - высокие трудозатраты и затраты времени, так как количество учетчиков связано с количеством дверей ТС, а интервал времени должен охватывать, как правило, всю продолжительность работы автобуса для оценки суточных величин объема перевозок. Кроме того, обследование должно быть сплошным с точки зрения маршрутной сети, и, учитывая стохастический характер пассажиропотоков, необходимо иметь их многократные измерения, что не всегда возможно, поэтому чаще оперируют точечными оценками пассажиропотока на маршрутах.
Талонный метод обследования основан на выдаче и сборе талонов учетчиками на остановочных пунктах. Трудности сбора талонов от пассажиров, то есть роль человеческого фактора здесь значительно выше, в силу большей роли пассажира, что чаще всего будет снижать точность оценок. Можно отметить трудность оценки перевезенных пассажиров в конкретном ТС, но при этом метод позволяет при маркировании талонов по остановкам оценить корреспонденции пассажиров по маршруту, то есть иметь представление о движении пассажиров от одной остановки до другой на маршруте. Важно также отметить возможность подсчета пассажиров, не вошедших в автобус по причине полного наполнения, этот показатель не оценивается табличным методом.
Несомненно, применение автоматических средств фиксации пассажиров в автобусе позволяет получить наиболее достоверные данные о пассажиропотоках за счет снижения роли человеческого фактора и многократности измерений. Здесь следует отметить ограничение по точности таких устройств (в среднем уровень относительной погрешности равен 5-10%), относительно высокой стоимости систем (примерно 300 тыс. рублей на оснащение одного транспортного средства). Главным образом, экономические ограничения не дают основания говорить о приоритете этого метода в настоящее время.
Таким образом, чаще всего мы имеем однократные измерения пассажиропотока табличным методом, следовательно, можно предполагать высокую погрешность таких измерений, учитывая неравномерность пассажиропотока по дням недели, сезону года, погодным условиям и т.д.
Как можно снизить погрешность таких исходных данных? Величины суточного объема перевозок можно сопоставить со средними значениями объема перевозок по данным перевозчика и, соответственно, увидеть отклонения измеряемой величины. В случае меньших значений можно рекомендовать использовать средние значения перевозчика, а в случае отклонения в большую сторону -использовать данные точечные оценки, так как будем исходить из оценки необходимого количества транспортных средств. Уточнение пиковых значений пассажиропотока не представляется возможным, так как этот параметр регулярно, как правило, не отслеживается.
В этих условиях можно предполагать погрешности расчета подвижного состава в большую сторону, что и подтверждается рядом практических исследований.
Анализ формулы (3) показывает, что погрешность оценки таким способом связана, главным образом, с сущностью параметра Qпик - максимальное значение перевезенных пассажиров всеми транспортными средствами на конкретном маршруте за один любой астрономический час в течение суток. Опыт применения этой закономерности показывает, что отклонения по расчетному количеству ПС носят неустойчивый характер: как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения. Это, во-первых, обусловлено точечностью оценки и случайностью процесса формирования пассажиропотока. А, во-вторых, другим фактором, который связан с привязкой пассажиропотока к астрономическому часу, в то время как рейсы такой жесткой привязки не имеют, и поэтому в расчетный пассажиропоток может попасть одно и то же транспортное средство, перевозящее пассажиров в разных рейсах, что увеличивает ошибку примерно в два раза. Поэтому формулу (3) следует применять только для грубой оценки максимальных величин пассажиропотоков и потребного ПС, а интервал времени следует выбирать меньше часа, чтобы не считать дважды одно и тоже ТС. Также следует понимать, что если в эти часы по количеству перевезенных пассажиров в отдельные графики наблюдается полное наполнение ТС, то это может означать недостаточные провозные способности парка на данном маршруте, то есть не будет объективного отражения существующего пассажиропотока, так как части пассажиров было отказано в оказании услуги. Поэтому следует рекомендовать учетчикам фиксировать такие факты и хотя бы примерно оценивать количество пассажиров, не вошедших в автобус.
Таким образом, формула (3) не может быть рекомендована как основная для расчета потребного количества ПС на маршруте.
Поэтому при открытии модификации маршрутов следует рекомендовать применение формул (1) и (2) с учетом ряда замечаний.
Формулу (2), которая использует в качестве базы также пиковый пассажиропоток, рекомендовать не представляется возможным, по причинам неопределенности в оценке эксплуатационной скорости на маршруте для расчетного часа. Ее колебания и недостаточно точное определение значений для расчетного часа дают большие величины неустойчивых по знаку ошибок в количестве ПС, особенно это касается ТС малой вместимости с более высокими динамическими свойствами, поэтому здесь фактор усреднения скорости значительно снижает точность расчетов.
Зная суточный объем перевозок Qсут, потребное количество ПС может быть определено по формуле (1). Кроме того, формула может успешно применяться для расчета количества ПС на новых маршрутах, где объем перевозок определен с учетом слияния или разделения существующих, обследованных, автобусных маршрутов. Однако и эта закономерность в ряде случаев дает недостаточно достоверные результаты. Попытаемся проанализировать основные причины этих явлений.
В формуле хорошо видно, что объем перевозок «увеличивается» на коэффициент неравномерности по часам суток и коэффициент неравномерности по перегонам. Это может быть оправдано, если величина суточного объема перевозок близка к средним значениям по отдельным дням, в противном случае получаем искусственное увеличение потребного количества ПС, то есть положительную ошибку. Таким образом, этот вид погрешности напрямую связан с оценкой самого объема перевозок, его слу-
чайным отклонением от математического ожидания при однократном измерении. Суточные колебания пассажиропотока и, соответственно, количественные критерии - коэффициенты неравномерности - будут также значимо давать положительную погрешность оценки потребности в ПС.
Кроме того, важную роль играет коэффициент загрузки автобуса д, который для новых маршрутов рекомендуется принимать - 1, а для существующих маршрутов нет точно рекомендованных величин этого параметра, но есть рекомендованные критерии его оценкию Так, широко применяется параметр удельной площади на одного пассажира в м2. Этот параметр зафиксирован в нормативных документах по сертификации автобусов. При определении номинальной пассажировместимости q, как правило, принимается на уровне 8 чел./м2 [2;4].
При эксплуатации существующих маршрутов рекомендуют использовать величину 4-5 пасс./м2, что не дает прямой оценки коэффициента загрузки автобуса у. В зависимости от конструкции автобуса, количества посадочных мест и мест для стоящих пассажиров получаются разные величины у:от 0,7 до 0,8. Поэтому применение разных значений данного коэффициента может дать также разные величины ПС.
Опыт практического применения формулы (1) обнаружил большие отклонения по ПС в большую сторону при использовании на маршруте автобусов малой вместимости. Детальный анализ таких маршрутов показал ситуацию перегрузки ТС, в частности ГАЗ-322132, где в часы «пик» едет 14-16 пассажиров при норме в 12, что дает 25% перегрузку ТС по номинальной пассажировместимо-сти. И, соответственно, при расчетах потребного количества наблюдается с учетом других факторов 2-3-хкратное отклонение относительно существующих значений подвижного состава на маршруте.
Таким образом, можно констатировать факт получения величин потребного количества ПС, не адекватного существующим значениям на обследуемом маршруте.
Обсуждение результатов
Можно рекомендовать следующий порядок расчетов потребного количества для существующих и новых автобусных маршрутов:
1. Получить экспериментальным путем величины объема перевозок, при этом (по возможности) измерения производить не менее 3 раз в одних условиях по одним и тем же дням недели, в случае невозможности многократных измерений обязательно сопоставить значения со средними показателями на длительном интервале времени (не менее одного месяца), но в пределах одних сезонных условий. Принимать следует большие значения.
2. Оценить коэффициент неравномерности по часам суток, коэффициент неравномерности по перегонам, время оборота, коэффициент сменяемости пассажиров, время в наряде за сутки.
3. Выполнить расчет потребного количества автобусов на маршруте по формуле (1), принимая коэффициент загрузки автобуса у на уровне 1, значение округлять по правилам математики.
4. Сопоставить полученное значение с существующим количеством ТС, при превышении на 2 и более выполнить детальный анализ графиков по перевозимым пассажирам на предмет перегрузки автобусов. При ее наличии принять расчетное значение.
5. Если перегрузка автобусов пассажирами носит единичный характер или отсутствует, следует обратить внимание на коэффициенты неравномерности по часам и перегонам на предмет степени отклонения пассажиропотока от среднего в течение суток, при величинах более
2 можно говорить о высокой неравномерности, что требует более точной оценки средних значений суточного объема перевозок. При невозможности дополнительных измерений пассажиропотока в соответствии с гипотезой о полном использовании провозных способностей существующих ТС на маршруте, следует ввести поправочный коэффициент п, в пределах 0,3-1 для уточнения подвижного состава в меньшую сторону до количества транспортных средств, работающих на маршруте.
6. Выполнить корректировку ПС для оценки резерва транспортных средств с учетом организационных причин, плановых простоев в ТО, неплановых простоев в ремонте, а также оценить интервал движения автобусов. В случае больших интервалов требуется увеличение количества ПС или сокращение протяженности маршрута.
7. Выполнить поиск оптимальных значений количества ПС с учетом технико-экономических критериев аналитическим или графоаналитическим способом.
8. Следует принимать во внимание возможность уточнения количества ТС при открытии маршрута в диапазоне ± 2 ед. ПС, учитывая фактические качества оказания услуг, спрос на услуги перевозок, дорожные и транспортные условия.
9. Таким образом, можно сделать вывод, что определение оптимального количества автобусов на маршруте - многостадийная инженерно-экономическая оптимизационная задача, при решении которой на этапе инженерной оценки следует отдавать предпочтения достоверным исходным данным об объемах перевозок, загрузке ТС, не превышающей норм заводов-изготовителей, а также о соответствии движения автобуса установленным графикам.
Список литературы
1. ГОСТ Р 51825-2001. Услуги пассажирского автомобильного транс-
порта. Общие требования. - 14 с.
2. ГОСТ Р 41.36-2004. Единообразные предписания, касающиеся
сертификации пассажирских транспортных средств большой вместимости в отношении общей конструкции. - 85 с.
3. Гудков В.А., Миротин Л.Б. Пассажирские автомобильные перевозки. -
М.: Горячая линия-Телеком, 2006. - 448 с.
4. Горев А.Э., Олещенко Е.М. Организация автомобильных перевозок и
безопасность движения. - М.: ИД Академия, 2006. - 256 с.
5. Спирин И.В. Организация и управление пассажирскими автомобиль-
ными перевозками: Учебник. - М.: ИД Академия, 2008. - 400 с.
МЕТАЛЛУРГИЯ И ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ
УДК 621.19
ЕЛ. Чудинова, С.В. Шишкина, В.Е. Овсянников Курганский государственный университет
ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕМЕНИ НАГРЕВА ЧУГУНА И СТАЛИ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА
Аннотация
В статье рассматриваются вопросы теоретического определения времени нагрева материалов шихты при получении композиционных материалов. Определение искомых величин осуществляется на основе решения уравнений теплопроводности в критериальном виде, полученные результаты являются исходными для дальнейших экспериментальных исследований по разработке технологии получения износостойких композиционных материалов.
Ключевые слова: нагрев, время выдержки, критериальные уравнения.
ЕЛ. Chudinova, S.V. Shishkina, V.E. Ovsyannikov Kurgan State University
THE THEORETICAL DETERMINATION OF THE HEATING TIME OF CAST IRON AND STEEL FOR RECEIVING OF COMPOSITE MATERIAL
Annotation
In article questions of theoretical determination of the heating time of charge materials are considered for receiving composite materials. Determination of required sizes is carried out on the basis of the equations solution of heat conductivity in the criterion score, the received results are initial for the further pilot researches on development of technology of receiving wear-resistant composite materials.
Keywords: heating, endurance time, criterion equations.
Введение
Задача разработки практически любой технологии, связанной с нагревом материалов, является весьма сложной. Одной из основных проблем при этом является проблема назначения режимов нагрева, выдержки и охлаждения. Следует отметить, что практически всегда она решается опытным путем, при этом необходимо провести значительный объем экспериментальных исследований с последующей обработкой их результатов. Эффективным выходом в данном случае является использование теоретических методов определения режимов нагрева и охлаждения на основе тепловых расчетов.
Применительно к процессам получения композиционных материалов можно отметить, что теплофизические свойства нагреваемых материалов и коэффициент теплоотдачи в зависимости от температуры являются переменными, поэтому использование «строгих тепловых расчетов» [1 ] неприемлемо. Перспективным в данном случае является использование критериального подхода [2], т.к. погрешность расчетов при его использовании не превышает 10%, что достаточно для технических нужд.
Целью данной работы является определение расчетным методом временного интервала нагрева чугуна в смеси со сталью для получения композиционного материала.
Исходные данные для расчета Исходными данными для расчетов является температуропроводность материала и коэффициент теплооот-дачи. Температуропроводность представляет собой отношение коэффициента теплопроводности к теплоемкости единицы объема шихты:
а =
А
су
(1)
Величина коэффициента теплоотдачи зависит от следующих четырех основных факторов [2,3]:
1. Природы нагревающей или охлаждающей среды.
2. Температуры среды.
3. Циркуляции среды.
4. Температуры поверхности изделия.
Коэффициент теплоотдачи при нагреве в печи в общем случае состоит из следующих частей [2]:
1. Теплового потока, обусловленного излучением от факела пламени, продуктов сгорания, стенок и свода печи. Коэффициент теплоотдачи, соответствующий этой составляющей теплового потока, обозначим аизл.
2. Теплового потока, вызванного конвекцией от продуктов сгорания или воздуха. Коэффициенттеплоотда-чи, обусловленный этим потоком, обозначим а ;
> J > КОНВ
3.Теплового потока, обусловленного теплопроводностью, пода или опор. Так как этот тепловой поток, как правило, играет небольшую роль, его можно не учитывать.
Коэффициент теплоотдачи можно рассчитать как отношение теплового потока через единицу поверхности шихты к величине теплового перепада между поверхностью шихты и средой:
а =
Т - Т
(2)
где р - тепловой поток через единицу площади поверхности;
Т - абсолютная температура излучающих газов, свода и пода;
Тпов - абсолютная температура поверхности изделия.
Допустив некоторые упрощения, можно написать, что при теплоотдаче тепловой поток определяется следующим образом [2]:
q = С
Т
Т
100
100
(3)
где С - коэффициент излучения для нагрева стружки. Следовательно, коэффициент теплоотдачи определяется по следующей зависимости [2]:
С
а =
Т 100
т
пое 100
(4)
Т - Т,
Рассчитанный на основании этой формулы график для а показан на рис. 1.
