CC BY
20
Рисунок 2. Изотермы воздуха в помещении (Fo= 0.4 10 2).
Рисунок 3. Картина течения воздуха в аудитории.
Формалiзовано процес скоення ДТПз причинраптовог втрати водiем керованостi транспортного засобу в умовах руху транспортних потоке по автомагiстралi. Розроблено кри-терш оцтки безпекируху на дiлянках автомаг^тралей з умов запобЬання ДТП через втрату водiем керованос-тi транспортного засобу.
/ тт J
1/
I Щт^ [(! aiaffl
Литература
Ананьев В.А., Балуева Л.Д., Гальперин А.Д. и др. Системы вентиляции и кондициониров-ния. Теория и практика. - М.: Евроклимат, из-во «Ариана», 2000. - 416 с. Вытесняющая вентиляция в непроизводственных зданиях. Справочное руководство REHVA/ Под. Ред. Хакон Скистад. Пер. с англ. - М: АВОКПРЕСС. 2003-100 с. Гусенцова Я.А., Андрийчук К.Н., Коваленко А.А., Соколов В.И. Системы вентиляции: моделирование, оптимизация. - Луганск: Издательство СНУ им. В. Даля, 2005. - 192 с. Гусенцова Я.А., Иващенко Е.А., Коваленко А.А., Соколов В.И.. Андрийчук Н.Д. Математическая модель аэротермических характеристик систем отопления и вентиляции. - Луганск: Издательство СНУ им. В. Даля, 2005. - 63с.
УДК 656.13.05
ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ОБГРУНТУВАННЯ ЗАПРОПОНОВАНОГО КРИТЕР1Ю ОЦ1НКИ БЕЗПЕКИ РУХУ НА Д1ЛЯНКАХ АВТОМАГ1СТРАЛЕЙ
Н . М . Дуд н i ко ва
1.
2.
3.
4.
1. Вступ
Аналiз розвитку техшчного стану та безпеки руху на д^янках автомапстралей в Укра1ш показав, що ав-томагiстралi складають менш шж 9% вщ протяжносп вае1 мережi дорщ 1х техшчний стан часто не вщпо-вщае джчим стандартам, тяжюсть дорожньо-транс-портних подiй (ДТП) перевищуе показники на iнших видах дор^ ( ~ 2% загиблих) [1].
Рух змшаних транспортних потоюв з високою швидкiстю несе в собi суттеву небезпеку, оскiльки при цьому виникають специфiчнi умови руху для транспортних засобiв та пращ водив. Найб^ьш розповсюд-женою причиною ДТП на дiлянках автомапстралей в Укра1ш зараз е втрата водiем керованостi транспортного засобу, яка розкриваеться у наступних видах ДТП: зикнення транспортних засобiв, на1зд на неру-хому перешкоду, перекидання транспортного засобу.
Вищезазначене обумовлюе актуальнiсть дослiд-ження, спрямованого на розробку моделей умов скоен-ня ДТП через втрату водiем керованосп транспортного засобу в транспортному потощ на дiлянцi автомап-стралi та вщповщного критерiю безпеки руху.
2. Формалiзацiя процесу скоення ДТП з причин раптово! втрати водiем керованос™ транспортного засобу в умовах руху транспортних потоюв по автомагiстралi
ДТП на лiвiй смузi дiлянки автомагiстралi найча-стiше вiдповiдають наступним видам: 1 - зггкнення транспортних засобiв; 2 - перекидання транспортного засобу. На правш смузi - 3 - на1зд на зупинений транспортний зааб; 4 - на1зд на нерухому перешкоду. Втрата водiем керованостi транспортного засобу е умовою необхiдною для виникнення ДТП на дшянщ автомагiстралi, але не достатньою. Достатнiсть об-умовлюеться двома факторами: наявшсть значного бiчного перемiщення автомобшя до краю вiдповiдноi смуги руху та наявшсть на сусщнш смузi руху шшо-го транспортного засобу. Перший пов'язаний з осо-бливостями кшематики руху транспортного засобу вщповвдною смугою дiлянки автомагiстралi, а другий з формуванням транспортних потоюв смугами руху дшянки автомагiстралi.
Процес виникнення ДТП через втрату водiем ке-рованостi транспортного засобу, що рухаеться лiвою
смугою автомапстрал^ насамперед, пов'язаний з роз-ташуванням автомобiлiв учасникiв ДТП в момент зь ткнення у межах право! смуги руху. На рис. 1 та рис. 2 наведеш графiчнi моделi умов скоення ДТП через втрату водiем керованостi транспортного засобу в транспортному потощ на лiвiй та правiй смугах руху дшянщ автомагiстралi.
Для виникнення ДТП у потощ мiж парою транспортних засобiв 1 i 3, вщповвдно рис. 1, в граничних по-ложеннях, необхiдно щоб попереду транспортного засобу 1, рухався транспортний зааб 2 на такш вщсташ, яка дозволяла би водт транспортного засобу 1 збшьшува-ти швидюсть до значення Vm1, що вiдповiдае початку втрати керованостi. Транспортний зааб 3, що рухаеть-ся правою смугою, повинен знаходитись у початковому положенш на вiдноснiй вiдстанi вiд транспортного засобу 1, яка виникае у момент втрати керованосп транспортного засобу 1, при якш можливе ДТП. Водш транспортного засобу 1 може почати зб^ьшувати швидюсть руху i пiсля про'!зду бiля транспортного засобу 4, що рухаеться правою смугою за транспортним засобом 3, i знаходиться на вщповщнш вщсташ вiд транспортного засобу 1, яка виникае у момент втрати '!м керованост! За час реакцп водiя i запiзнювання рульового керування, тд дiею складовою ваги ввд поперечного похилу про-'!зно'! частини при вiдповiднiй швидкостi що ввдпо-вiдае початку втрати керованосп, транспортний засiб 1 про'!жджае вiдстань S1, тобто перемiщуеться вздовж дороги в поперечному напрямку за межi лiвоi смуги, а транспортний зааб 3, за цей же час, рухаючись правою смугою, про'!жджае вiдстань S3. В результатi чого ввдбу-ваеться побiжне зiткнення транспортних засобiв 1 i 3.
Вщстань 1'2 рис. 1, у виглядi iнтервалу мiж тран-спортними засобами транспортного потоку лiвоi смуги руху може бути умовно подмена на двi складовi: перша складова вщповвдае вiдстанi, яку про'!жджае транспортний зааб 1 для збiльшення швидкосп до рiвня Vm (приймаемо, що початкова швидкiсть транспортного засобу 1 вщповвдае середнiй швидкостi транспортного потоку на лiвiй смузi та також дорiвнюе швидкостi руху транспортного засобу 2, який теж рухаеться у цьому потоцi); друга - ввдповщае мiнiмальнiй вiдстанi мiж транспортними засобами, яка змушуе водiя транспортного засобу 1 почати зменшувати швидкiсть до рiвня швидкост транспортного засобу 2 - V2 Таким чином, з урахуванням [2, 3], отримаемо:
V2 - V
1;2 = L1 + L3 + (1)
2 ■ j
Вiдповiдно рис. 1 та рис. 2 14-3 - мiнiмальний штер-вал руху у транспортному потощ право! смуги руху, при якому може вщбутися ДТП; 1 - транспортний за«б, що втратив керовашсть на лiвiй смузi руху; 2 - транспортний зааб, що рухаеться у транспортному потощ лiвоi смуги руху; 3 - транспортний зааб, що рухаеться правою смугою руху, ввдповвдно рис. 1, що втратив керовашсть на правш смузi руху, ввдповвдно рис. 2; 4 - транспортний зааб, що рухаеться у транспортному потощ право! смуги руху; ^ , Vmз - подовжня швид-кiсть руху транспортного засобу, ввдповвдно, лiвоi та право! смуги руху, при якш вш втратив керовашсть;
V - поперечна швидюсть руху транспортного засобу, вщповвдно, лiвоi та право! смуги руху, при
11-2
11 -2
Ь
УЧ>У2, V, - Уз, У2>У3, У2>У4.
Рисунок 1. Графiчна модель умов скоення ДТП через втрату водieм керованосп транспортного засобу в транспортному
потоц на лiвiй смузi руху дтянц автомагiстралi.
3-4
У
ш
ш
3 У
3^4
V
Уз
^У3
ш
Ут >У4 , У "СОПЙ , У„ "СОШ1
Рисунок 2. Графiчна модель умов скоення ДТП через втрату водiем керованосп транспортного засобу в транспортному
потоц на правiй смузi руху дтянц автомагiстралi.
якш вш втратив керованiсть; V2, V , у4 - швидкост транспортних засобiв 2, 3 та 4; L1, L3 - габаритна до-вжина транспортного засобу 1 та 3; а3 - вщстань вiд центра тяжкостi до краю переднього бамперу транспортного засобу 3; Ь - ввдстань вщ центра тяжко-стi до краю заднього бамперу транспортного засобу 1; S1 - ввдстань, яку про1жджае транспортний засiб при втрап керованостi з положення на вга лiвоi смуги руху до зггкнення на правiй смузi руху за час реакцп водiя та час спрацьовування рульового керування 1 = 1 чЧ; S3 - вiдстань, яку проiжджаe транспортний зааб 3 правою смугою руху за час 1 = 1; + 1; ; S1_3, S1'_3 - мшмальна та максимальна вiдстанi мiж транспортними засобами 1 та 3, яка виникае у момент втрати керованост транспортного засобу 1, при якш можливе ДТП; 11-2, 1'2 - мь нiмальна та максимальна ввдсташ мiж транспортними засобами 1 та 2, яка виникае у момент втрати керовано-ст транспортного засобу 1, при руа обох транспортних засобiв у транспортному потощ лiвоi смуги руху; , S4¡_1 - мiнiмальна та максимальна ввдсташ мiж транс-портними засобами 1 та 4, яка виникае у момент втрати керованосп транспортного засобу 1.
Вiдстань 14-3 мiж транспортними засобами 4 та 3 у транспортному потощ правоi смуги руху пропонуеть-ся розраховувати наступним чином:
1« = Ц + L3 + tpl ■ (V.,, + (V - V,)) + tpKl ■ (У. - V3) (2)
Ввдсташ 11-2, 13-4 уособлюють iнтервали руху мiж транспортними засобами транспортних потоюв за сму-гами руху при виникнення ДТП через втрату водiем керованосп транспортного засобу, що рухаеться лiвою смугою. Для забезпечення розробки моделi ствввдно-шення характеристик транспортних потокiв вщповвд-них смуг руху, при яких найбшьш iмовiрним стае ДТП, яке дослвджуеться у роботi, необхiдно iнтервали мiж транспортними засобами усереднити до рiвня усеред-нених iнтервалiв мiж транспортними засобами у транспортних потоках ввдповвдних смуг руху.
Вщповщно до залежностей (1) та (2) можливо за-писати наступш спiввiдношення:
1,
усереднений час реакцii водiя в умовах руху
0,09У»™
и = ЕП + ЕЛ +УГ'(1р+1рк>1р-аУ[[ -V - У,
(3)
де - усереднений мжмальний iнтервал руху у транспортному потощ лiвоi смуги руху дшянки ав-томагiстралi, при якому може виникнути ДТП через втрату водiем керованосп транспортного засобу на лiвiй смузi руху, м;
Ьп - усереднена габаритна довжина транспортних засобiв у транспортному потощ правоi смуги руху дiлянки автомапстрал^ м;
Ьл - усереднена габаритна довжина транспортних засобiв у транспортному потощ лiвоi смуги руху дь лянки автомагiстралi, м;
УГ - розрахункова швидюсть руху транспортних засобiв по лiвiй смузi руху, при якш виникае втрата водiем керованосп транспортного засобу, м/с;
У^ - швидюсть транспортного потоку на лiвiй сму-зi руху дiлянки автомапстрал^ м/с;
У^ - швидкiсть транспортного потоку на правш смузi руху д^янки автомагiстралi, м/с;
по автомапстралг,
tpк - усереднений час затзнювання рульового керування транспортних засобiв, що рухаються.
]„„ - усереднений мжмальний iнтервал руху у транспортному потощ правоi смуги руху д^янки ав-томагiстралi, при якому може виникнути ДТП через втрату водiем керованост транспортного засобу на лiвiй смузi руху, м;
оч - середне квадратичне вщхилення швидкостi руху транспортних засобiв у транспортному потощ правоi смуги руху, м/с.
Значення (3) усереднених iнтервалiв руху мiж транспортними засобами у транспортних потоках на вiдповiдних смугах руху, дозволяють визначити мак-симальнi значення щiльностей транспортних потоюв лiвоi та правоi смуг руху, яю визначають достатнiсть виникнення ДТП через втрату водiем керованосп транспортного засобу на лiвiй смузi руху за час, який складае час реакцп водiя та час спрацьовування ру-льового керування:
Чпп
Ч-ПЛ
Ь +Ь +Уроз-Гё +t -t -V
п л ш \р 1 рк / р Ущ, рк га
ь +ь +—-ГГу^^-У2
п л 2 j V 111 ) ш
-6,5-е0'
(4)
(5)
де q[ш - максимальна шдльшсть руху транспортного потоку на правш смуз^ при який може виникнути ДТП, що розглядаеться, авт/м;
Яш, - максимальна шiльнiсть руху транспортного потоку на лiвiй смуз^ при який може виникнути ДТП, що розглядаеться, авт/м.
Для умов виникнення втрати керованосп на правш смузi руху, рис. 2, усереднене значення штервалу руху мiж транспортними засобами цього потоку бу-демо розраховувати за аналопею штервалу для лiвоi смуги руху:
о
0,09-У|°"
(6)
Таким чином, максимальна щдльшсть транспортного потоку правоi смуги руху, при якiй може виникнути втрата водiем керованосп транспортного засобу, що рухаеться на правш смуз^ буде дорiвнювати:
-1
-V2
+ 6,5-е0'
(7)
де - максимальна щдльшсть руху транспортного потоку на правш смуз^ при який може виникнути ДТП, що розглядаеться, авт/м.
3. Розробка та експериментальне обгрунтування
критерто оцшки безпеки руху на дтянках автомагiстралей з умов запобiгання ДТП через втрату водieм керованостi транспортного засобу
Таким чином, визначальною характеристикою можливоси виникнення ДТП дослвджуваних видiв е спiввiдношення шiльностей руху за ввдповщними смугами, на основi чого сформульований критерiй оцiнки безпеки руху на д^янках автомагiстралей:
Я _ Члл _1
q "3"
Т-ПП
Чпп+Чт
S =-i=L. " Q
Т-ПП
5
(8)
де 8 - критерш оцiнки безпеки руху на дiлянках ав-томапстралей;
5Ш - критерiй оцiнки безпеки руху на дшянках автомагiстралей з попередження виникнення ДТП через втрату водieм керованоси транспортного засобу на лiвiй смузi;
бдд - критерш ощнки безпеки руху на дшянках автомагiстралей з попередження виникнення ДТП через втрату водieм керованостi транспортного засобу на правш смузi;
q™ - максимальне значення щiльностi руху по ль вiй смузi руху д^янки автомагiстралi, авт./м;
- максимальне значення шдльност руху по правш смузi руху д^янки автомагiстралi, авт./м.
У формулi (8) застосовуються три показника, якi були розроблеш вище, кожен з котрих змшюеться вiд 0 до 1. Сума 1х значень забезпечуе коливання результату у межах вщ 0 до 3. Тому, з метою отримання значень запропонованого критерт ощнки безпеки руху на д^янках автомагiстралi 8 в межах ввд 0 до 1, його значення необхщно розд^ити на 3, що враховано у виглядi коефiцieнту 1/3.
Таким чином, значення критерж (8) можливо за-писати у наступному видi (9).
g _ Мдл х
q "3"
Т-ПИ
Чаш ^ Ч.ДП Ч.ПП
qm qm
Т^ПЛ ^IIII
qnn=[Ln+^+vr-(tP + v)+ VCTv„ - V • v^]"
q™ =
Ч.ГШ
+ 6,5-e°'09vr + 6;5.eo,o9.vr
A(vr)3+B.(vr)2+c.(vr)+D=o,
A 2 1 •
B= BJ+B -m •—(b-k 2-a-k C = -g-ma-i-iy-(2-kyl-a2+ky2-b2+ky2-b-a))
(9)
D= BJ+B -L-k t-k 2, 2-(tp + tpK) yl y2'
a' ■ (v;1™ )3+в' • (v;"03 )2+с • (vj3 у и=о,
д r 2 1 .
A =g-m2 •—-iy -a,
•ma-^(b-ky2-a-kyl)-
C' = g-ma ~-iy - (2-kyl -a2 + ky2 - b2 + ky2 -b-a), D' = -
B' = -
L y
B_-B, |By+B 2-(tp + tpK) tp + tpi
-p 1 "pKV
J. .
l'
B-B, |By+Bn 2-(tp + tPK) t+t
•L-k -k
u yl y2*
де У^03, У^р03 - розрахункова швидкiсть руху для умов втрати водieм керованоси транспортного засобу на лiвiй та правш смугах руху;
g - прискорення в^ьного падiння, м/с2; та - маса транспортного засобу, кг; а, Ь - вiдстанi ввд центу мас транспортного засобу вщповвдно: до передньо! та задньо! осей, м; L - база транспортного засобу, м; ку1, ку2 - коефiцieнти опору вiдведення передньо-го та заднього мостiв транспортного засобу, Н/рад.;
iy - поперечний похил дорожнього покриття на горизонтальнш д^янщ автомагiстралi;
Система рiвнянь (9) уособлюе модель критерiю оцiнки безпеки руху на д^янках автомагiстралей з запобтння ДТП через втрату водieм керованостi транспортного засобу в умовах змшного коефiцieнту зчеплення дорожнього покриття.
Надалi була проведена експериментальна перевiрка адекватностi розробленого критерт оцiнки безпеки руху на дшянках автомагiстралей з попередження виникнення ДТП через втрату водieм керованосп транспортного засобу на реальнш дiлянцi автомагiстралi.
Об'ектом експериментального дослщження була обрана наступна дiлянка автомапстралк дорога за-гального користування державного значення - мiж-народна (автомапстраль), Кшв - Луганськ - 1звари-не (на Волгоград через Знам'янку, Дншропетровськ, Донецьк); iндекс та номер дороги М-04; протяжнiсть 847,7 км; мiжнародний код дороги Е-50; д^янка дороги, що використана в експерименп, приймаеться в межах з 741 км до 772 км.
Отримаш данш за рис. 3 та рис. 4 були перевiренi на наявшсть кореляцiйного зв'язку. Обсяг вибiрки скла-дае 31 пара даних, розрахунковий коефвдент лiнiйноi кореляцп складае, вiдповiдно, 0,805 та 0,826, при не-обхiдному для довiрчого iнтервалу 0,99 коефiцiентi кореляцii 0,537 [4].
Таким чином, розроблений критерш ощнки безпеки руху на д^янках автомапстралей з попередження виникнення ДТП через втрату водiем керованосп транспортного засобу е адекватним. Розраховаш по-роговi значення для ГАЗ-24 8 = 0,08 та 8= 0,008 для З1Л-130 при перевишеннi яких потрiбно проводити заходи з тдвищення безпеки дорожнього руху.
Висновки
В результат проведено! роботи було формалiзо-вано процес скоення ДТП з причин раптово! втрати водieм керованосп транспортного засобу в умовах руху транспортних потоюв по автомагiстралi та роз-роблено i експериментально тдтверджено критерiй оцiнки безпеки руху на д^янках автомагiстралей з умов запобтння ДТП через втрату водiем керова-ностi транспортного засобу та знайдеш його граничнi значення для легкових та вантажних автомобШв.
Лiтература
1. Редзюк А.М. Проблема безпеки дорожнього руху в Укра'л'ш та заходи щодо суттевого зменшення загиблих
i постраждалих у ДТП // Автошляховик Украши. - 2005. - №5. - С.6-10
- № Д—п 64 48 22 06 0
п
У г -
-1 .— 4т и —У 7 и U
--у--1=—-- О I —. f _____74_
740 745 75° 755 7—0 765 770 L, км 740 745 750 755 760 765 7—, L, KM
Рисунok 4. Графки: о) жоорахункови4 знач7нь заопепонованогп критб;р1ю безпе5и — ух7 8 на дтянм дороги загального нвд50^^св58н8 до^рдног— знавена: зв'|'в — к юокд58)г М—04 514 — км 702 длг вмов втрати
ВЮ5М4 КОрСОЧВО—Л ГpПГ530p5H0Ге 34СоТ;Г П^ЮС5—^^ —
б) ктьоосте ДО— вид18 1, —,3^3 —е^евиже аитомобтлми на окаооеш вамянп дс^р^с^гг оа air 2<rT4HBix рокiв.
О) 8
0.02Т 0.0Т4 0.006 0.008 0
-Д- л
Л ч kj
N5 м—П 06
от
6
4
г1" u L JUL J и Ч_г J
740 745 750 755 760 765 770 Ь, км 740 745 750 755 760 765 770 Ь, км
Рисунок 4. Гртфки: а) розр755нк7вих значень крите01ю Оеаоеки руху 8 за дшзнщ дороги
загального кородкузання державного знжчензу КтСв и Луганаьд — Кварине М—00 км С41 а ам 7С2 оря умов втрати
водкм зкр^с^охтс5^'^1 трaасгиpтнoср зособу 3131—1РР; б) кшькоол ДТП нид1в 1, 2, 3, 4 з гантажнизу атторобiляуз но вквзанш рМгно! дороои ух т^ис оооанжх рокiв.
2. Сильянов В.В. Теория транспортных потоков в про-
ектировании дорог и организации движения. - М.: Транспорт, 1977. - 303 с.
3. Шевяков А.П. Проектирование автомобильных маги-
стралей с учетом требований безопасности движения
Розглянуто питання, пов'язат з шформацшно-графiчним моделюванням системи водопостачання м^та, використовуючи об'eктно-орieнтований пiдхiд, та запропоновано методи проведення оцт-ки статв мережi в реальному вимiрi часу.
// Итоги науки и техники. - Т 6. - М.: ВИНИТИ. - 1984. - 103 с. 4. Кобзарь А.И. Прикладная математическая статистика. Для инженеров и научных работников. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2006. - 816 с.
УДК 681.3.058:681.3.062
ЗАСТОСУВАННЯ 1НФОРМАЦ1ЙНО-ГРАФ1ЧНОГО МОДЕЛЮВАННЯ ДЛЯ ОЦ1НКИ СТАН1В СИСТЕМИ ВОДОПОСТАЧАННЯ
Ю.В. Кошарна
Астрант кафедри прикладноТ математики КиТвський нацюнальний уыверситет буд1вництва та арх1тектури Контакты тел.: 8(044) 532-50-85, 8(050) 410-38-34
e-mail: [email protected]
1. Вступ
В даний час накопичено значний досвщ по моделю-ванню, щентифжацп та оперативному управлшню си-
стемами водопостачання мшта (СВМ) [1, 2, 3, 4, 5]. Шд ефективним управлшням режимами функщонування СВМ розумieться тдтримка такого и стану, який би забезпечував вщповщну яюсть та надшшсть водопо-
