CC BY
37УДК 502/7
Эрназаров А.А.
Базовый докторант кафедры «Наземные транспортные системы» Андижанский машиностроительный институт (Андижан, Республика Узбекистан)
МЕТОДИКА РАСЧЕТА КОЛИЧЕСТВА ВЫБРОСА ТОКСИЧНЫХ ВЕЩЕСТВ
В ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ ТРАНСПОРТНЫМ ПОТОКОМ
Аннотация: в статье приведена методика расчетов эмиссии вредных веществ транспортными средствами в окружающую среду.
Ключевые слова: экология, выхлопные газы, автотранспортный поток, вредные вещества.
Токсичность автомобилей в условиях эксплуатации и ее воздействие на окружающую среду определяется большим количеством факторов, влияние которых необходимо детально исследовать. Основное решение данной задачи является - математическое моделирование процессов. Существуют различные методики для оценки количества выбросов, произведенные автотранспортными потоками в окружающую среду токсичных и загрязняющих веществ на городских магистралях. Определение величины выбросов автотранспортных потоков на автомагистралях городов используются при проведении расчетов загрязнения экологии выбросами автомобильного транспорта. Расчеты выбросов автотранспортных потоков проведены в соответствии с ГОСТом 56162-2019 ВЫБРОСЫ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В АТМОСФЕРУ Метод расчета количества выбросов загрязняющих веществ в атмосферу потоками автотранспортных средств на автомобильных дорогах разной категории [1]
Исходными данными определения выбросов автомобильного транспорта в окружающую среду принимаются результаты натуральных исследований интенсивности и структуры обследуемых автомобильных потоков с классификацией на категории ТС. Для расчетов используются среднее удельное значение исследуемых показателей выбросов, которые отражают закономерности происходящих изменений в процессе автотранспортного движения в условиях городов, которые определяются эффективным выбором передаточного отношения крутящего момента между двигателем и трансмиссии автомобиля. Так необходимо учитывать то, что в городских условиях автомобильный транспорт совершает постоянные разгоны и торможения, двигаясь с различной скоростью на различных участках автомагистрали. Согласно методике, расчет выбросов следующих вредных веществ: углеводороды (СН); оксид углерода (СО); оксид азота NOx; формальдегид; диоксид серы (SO2); сажа; соединения свинца; бензапирен и др.
В исследованиях выбросы автотранспортным потоком ьго токсичного, вредного вещества (Мь.) которое определяется для исследуемой автомагистрали, имеющей изменение интенсивности и структуры автотранспортных потоков в интервалах 15-25%. В случаях, когда наблюдается изменение на большую величину автотранспортных характеристик исследуемая автомагистраль разбивается на участки, рассматриваемые как отдельные источники загрязнения [2].
Магистраль в своем составе имеет несколько регулируемых перекрестков в случаях интенсивности движения автотранспортных средств более 400-500 авт/час. Для автомагистралей с установленной наблюдениями повышенной интенсивностью движения потока необходимо принимать в расчетах выброс ТС (Ж?) на перекрестке [3].
На исследуемых перекрестках наблюдается повышенный выброс токсичных веществ автомобилем в следствие торможения и частых остановок ТС на запрещающий сигнал светофора и движением в режиме разгона на
разрешающий сигнал. Необходимо разделение на участки перед светофором на выбранной автомагистрали, на которых происходит образование очередей автомобилей, которые работают в режиме холостого хода во время простоя на запрещающий сигнал светофора.
Так для участка магистрали с регулируемым перекрестком суммарный выброс М (2.17) можно рассчитать по формуле [4] :
М = !Я(МР1 + Мр2) + МЬ1 + МЬ2 + ЕГ(мРз + Мр4) + мЬз + Мц (2.17) где:
Мрг ,Мр2 ,Мрз ,Мр4 - эмиссия в окружающую среду автомобилями в зоне перекрестка во время действия запрещающего сигнала;
, М12, м1з, Мц - эмиссия в окружающую среду автомобилями при движении по исследуемой автомагистрали в определенный период;
п и т - количество остановок потока ТС перед перекрестком на улицах перекрестка его образующих за двадцатиминутный период времени наблюдения;
1, 2, 3, 4 индексы направлений движения автомобилей на перекрестке 1,2 -с большей интенсивностью, 3 и 4 с меньшей интенсивностью движения на перекрестке.
Расчет производимого выброса 1-го загрязняющего вещества (2.18) (г/с) автотранспортным потоком при движении на исследуемой автомагистрали (или ее участке) с конкретной протяженностью участка L(км) определяется по следующей формуле [5]:
Мъ ^ЙМгдЪ(2Л8)
М^д (гкм) - заданные пробеговые выбросы ьго ВВ автомобилями к-й группы в городских обстановке эксплуатации, берется из таблицы 2.8
к- установленное количество движущихся групп автотранспортных средств;
Ск (1/час) - реальная интенсивность движения автомобилей, число автотранспортных средств каждой из к групп, которые проходят через
определенное сечение участка УДК за единицу времени по всем полосам движения в обоих направлениях;
Гук. - поправочный коэффициент, который учитывает среднюю скорость движения автомобилей ( ^ (км/час) на автомагистрали или ее участке, который
определяется по табл. 2,9); 1
- коэффициент при пересчете "час" в "секунду";
L (км) - определенная протяженность автомагистрали, из состава которой исключена протяженность расстояния очереди автомобилей находящимся перед запрещающим сигналом светофорного объекта и длина зоны перекрестка
Таблица 2.8
Пробеговые значения выброса Мь. (г/км) для разных групп ТС
ТС Номе Выбросы г/км
р груп пы СО N0 СН Саж а БО Форма ль дегид Соед и нени я свин ца Бензап ирен
Легковые I 19, 1 1,82 2,14 0,06 4 0,006 0,018 1,6106
Легковые Д 1д 2,0 1,31 0,26 0,1 0,22 0,0031 - -
Грузовые с грузоподъемностью до 3 т (а на СНГ) II 69, 3 2,94 11,6 0,21 0,021 0,025 4,6106
Грузовые К с грузоподъемностью более 3 т (в т.ч. на СНГ) III 75, 1 5,22 13,4 2 0,23 0,024 0, 035 6,4106
Автобусы К IV 97, 7 5,31 13,5 0,33 0,033 0,042 6,5106
Грузовые Д. V 8,5 7,72 6,14 0,31 1,24 0,22 6,4106
Автобусы Д. VI 8,7 8,1 6,51 0,3 1,44 0,311 6,6106
Грузовые газ, на СПГ VII 39, 1 2,7 1,32 0,17 0,003 2,1106
Таблица 2.9
Приведенные значения коэффициентов гУк., которые учитывают количественные изменения выбрасываемых ВВ
Скорость движения автомобилей V, км/час
10 15 20 25 30 35 40 45 50 60 75 80 100
тУкх 1,34 1,27 1,21 1,15 0,51 0,87 0,74 0,62 0,51 0,32 0,46 0,52 0,64
Примечание: при расчете для диоксида азота величина гУк., принимаются постоянным и приравненным к 1 при принятых скоростях 80 км/час при движении ТС.
Расчет выбросов ВВ ТС на регулируемых перекрестках
В исследованиях при проведении расчетов оценки состояния загрязнения воздуха в районах перекрестков необходимо учитывать факторы, которые характерны для режима движения автомобилей в зоне пересечения автомагистралей: разгон, торможение, холостой ход. При расчете выброса ьго загрязняющего вещества на запрещающем сигнале светофора в районе перекрестков рассчитывается [6]:
Мр, г/мин' (219)
где Р (минуты) - длительность запрещающего сигнала светофора (красный + желтый);
Идг - число групп автомобилей на перекрестке;
Ыс - число циклов запрещающего сигнала светофора;
М'р. к (г/мин) - удельная эмиссия ьго ЗВ транспортными средствами, к-ой группы;
- общее число автомобилей к-ой группы.
М'Р.к берутся из табл.2.10, указано усредненные единицы удельного выброса (г/мин), с учетом режима движения автомобилей в зоне пересечения перекрестка (разгон, торможение, холостой ход), а значения вк, Р, Ыц, - берутся по результатам экспериментальных исследований регулируемых пересечений Таблица 2.10
М'щ удельное значение выбросов
Автомобили по группам груп па Принятые расчетные выбросы, г/мин
СО СН ЫОх Саж а БО2 Форм-гид свине ц Бензапи рен
Легковые I 3,52 0,24 0,04 0,02 0,0007 0,004 3 2,110-6
Легковые Д 1д 0,12 0,07 0,08 1 0,03 4 0,05 0,0007
Грузовые К грузопод-ю до 3 т и микроавтобусы II 6,33 1,0 0,07 6 0,02 1 0,0016 0,004 6 4,110-6
Грузовые К с грузопод-ю более З т (в т.ч. на СНГ) III 18,2 2,95 0,21 0,02 7 0,0061 0,007 2 4,510-6
Автобусы К IV 16,2 2,65 0, 17 0,03 1 0,013 0,007 6 4,610-6
Грузовые Д V 2,86 0,32 0,82 0,08 0,07 6 0,016 6,410-6
Автобусы Д VI 3,06 0,44 0,71 0,09 0,09 2 0,023 6,210-6
Грузовые газобаллонные, работающие на СПГ VII 6,45 0,25 0,08 0,01 1 0,0005 3,710-6
Исходными данными определения выбросов автомобильного транспорта в окружающую среду принимаются результаты натуральных исследований интенсивности и структуры обследуемых автомобильных потоков с классификацией на категории ТС. Для расчетов используются среднее удельное значение исследуемых показателей выбросов, которые отражают закономерности происходящих изменений в процессе автотранспортного движения в условиях городов с учётом того что в городских условиях автомобильный транспорт совершает постоянные разгоны и торможения, двигаясь с различной скоростью на различных участках автомагистрали.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
Базаров, Б.И. Экологическая безопасность автотранспортных средств. -Ташкент: Chinor ENK, 2012.- 125 с.
Эрназаров, А. А. Закономерность образования задержек автотранспортных средств перед перекрестками / А. А. Эрназаров // Транспорт: наука, техника, управление. Научный информационный сборник. - 2022. - №2 7. - С. 48-52. - DOI 10.36535/0236-1914-2022-07-8. - EDN TBIGNG.
Эрназаров, А. А. Математическая модель проезда регулируемых перекрестков / А. А. Эрназаров // Грузовик. - 2022. - № 5. - С. 10-14. - EDN YTBKVO. Ernazarov, A. (2022). The CALCULATION OF THE AMOUNT OF EMISSIONS OF HARMFUL SUBSTANCES BY CARS AT URBAN INTERSECTIONS. Acta of Turin Polytechnic University in Tashkent, 12(1), 51-54.
Эрназаров А.А. (2022). НЕОБХОДИМОСТЬ СИНХРОНИЗАЦИИ ПЕРЕКРЕСТКОВ НА АВТОМАГИСТРАЛИ. Вестник науки, 1 (3 (48)), 110-113. Эрназаров А.А., & Хаккулов К.Б. (2021). БЕЗОПАСНОСТИ ДОРОЖНОГО ДВИЖЕНИЯ НА ДОРОГАХ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН. Вестник науки, 4 (1 (34)), 232-235.
Ernazarov, A. A. (2020). The relevance of the use of computer-aided design systems for teaching students of higher educational institutions. Scientific Bulletin of Namangan State University, 2(8), 348-353.
Эрназаров А.А. (2019). НЕОБХОДИМОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ СИСТЕМ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРИ ОБУЧЕНИИ СТУДЕНТОВ ИНЖЕНЕРНЫХ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ. Вестник науки, 1 (11 (20)), 20-26.
Ernazarov A.A.
Basic doctoral student of the Department "Ground Transport Systems"
Andijan Engineering Institute (Andijan, Republic of Uzbekistan)
METHOD OF CALCULATING QUANTITY
RELEASE OF TOXIC SUBSTANCES INTO ENVIRONMENT BY TRAFFIC FLOW
Abstract: the article presents a methodology for calculating the emission of harmful substances by vehicles into the environment.
Keywords: ecology, exhaust gases, traffic flow, harmful substances.
