Научная статья на тему 'Особенности организации движения автомобилей по экологическим критериям'

Особенности организации движения автомобилей по экологическим критериям Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

CC BY
141
24
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
iPolytech Journal
ВАК
Ключевые слова
ПРОМЫШЛЕННЫЙ ГОРОД / ЗАГРЯЗНЯЮЩИЙ ФОН / АВТОТРАНСПОРТНЫЙ ПОТОК / ОРГАНИЗАЦИЯ ДВИЖЕНИЯ АВТОМОБИЛЕЙ / КВОТА НА ВЫБРОС ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ / ИМИТАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ / УРОВЕНЬ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОПАСНОСТИ / INDUSTRIAL CITY / POLLUTING BACKGROUND / TRAFFIC FLOW / ROAD TRAFFIC ORGANIZATION / QUOTA FOR POLLUTION EMISSION / SIMULATION OPERATION MODEL / LEVEL OF ENVIRONMENTAL HAZARD

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Сулейманов Ильнар Фаргатович, Бондаренко Елена Викторовна, Филиппов Андрей Александрович, Федотов Александр Михайлович

ЦЕЛЬЮ является разработка мероприятий по организации движения автомобилей в промышленном городе (на примере г. Набережные Челны) таким образом, чтобы ограничить выбросы загрязняющих веществ (ЗВ) от автотранспортных потоков. Данная работа раскрывает особенности организации движения автомобилей по экологическим критериям, учитывающим закономерности образования загрязнений в условиях промышленного города, где стационарные источники образуют загрязняющий фон, определяющий размеры квот на выбросы ЗВ для автотранспортных потоков. МЕТОДЫ. Для оценки экологической эффективности организационных мероприятий разработаны и использованы имитационные модели системы «автотранспортный поток улица промышленного города». Поиск оптимальных условий движения автомобилей выполнен с использованием среды AnyLogic 6. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ. Рост расчетного комплексного индекса загрязнения атмосферы (РКИЗА) наблюдается при росте интенсивности движения и увеличении доли грузовых автотранспортных средств (АТС) и автобусов в автотранспортном потоке. Причем отрицательный экологический эффект проявляется в большей мере при увеличении доли грузовых АТС и автобусов в автотранспортном потоке, что характерно для промышленного города. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. В моделируемых ситуациях соблюдение квот на выбросы ЗВ для автотранспортных потоков является идеалом, достижение которого возможно через поэтапную реализацию мероприятий и оценку эффективности каждого этапа, исходя из возможности перехода на более низкие уровни экологической опасности, вплоть до самого низкого.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Сулейманов Ильнар Фаргатович, Бондаренко Елена Викторовна, Филиппов Андрей Александрович, Федотов Александр Михайлович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

FEATURES OF ROAD TRAFFIC ORGANIZATION BY ENVIRONMENTAL CRITERIA

The PURPOSE of this work is to develop the measures on road traffic organization in an industrial city (on example of the city of Naberezhnye Chelny) that would allow to limit traffic pollution emissions. The paper deals with the features of road traffic organization by the environmental criteria considering the regularities of pollution formation in the conditions of the industrial city where stationary sources form a polluting background determining the sizes of quotas for pollution emissions for traffic flows. METHODS. Simulation models of the “Traffic flow Industrial city street” system are developed and used to assess environmental efficiency of the organizational measures. AnyLogic 6 software is used to search for the optimum traffic conditions. RESULTS AND THEIR DISCUSSION. Growth of the estimated complex index of atmospheric pollution (ECIAP) is observed with the rise of the traffic intensity and increase in the ratio of cargo vehicles and buses in the traffic flow. It should be stressed that the negative environmental effect is mainly caused by the increase in the number of trucks and buses in a traffic stream that is the feature of the industrial city. CONCLUSIONS. The observance of quotas for pollution emissions for traffic flows is ideal in the modelled situations. This can be achieved through the stage-by-stage implementation of measures and efficiency assessment of each stage following from the possibility of transition to lower levels of environmental hazard, up to the lowest one.

Текст научной работы на тему «Особенности организации движения автомобилей по экологическим критериям»

Оригинальная статья / Original article

УДК 656.131, 504.054

DOI: 10.21285/1814-3520-2017-6-149-158

ОСОБЕННОСТИ ОРГАНИЗАЦИИ ДВИЖЕНИЯ АВТОМОБИЛЕЙ ПО ЭКОЛОГИЧЕСКИМ КРИТЕРИЯМ

© И.Ф. Сулейманов1, Е.В. Бондаренко2, А.А. Филиппов3, А.М. Федотов4

1Набережночелнинский институт, филиал Казанского (Приволжского) федерального университета, Республика Татарстан, 423812, г. Набережные Челны, пр-т. Мира, 68/19. 2,3,4Оренбургский государственный университет, Российская Федерация, 460018, г. Оренбург, проспект Победы, 13.

РЕЗЮМЕ. ЦЕЛЬЮ является разработка мероприятий по организации движения автомобилей в промышленном городе (на примере г. Набережные Челны) таким образом, чтобы ограничить выбросы загрязняющих веществ (ЗВ) от автотранспортных потоков. Данная работа раскрывает особенности организации движения автомобилей по экологическим критериям, учитывающим закономерности образования загрязнений в условиях промышленного города, где стационарные источники образуют загрязняющий фон, определяющий размеры квот на выбросы ЗВ для автотранспортных потоков. МЕТОДЫ. Для оценки экологической эффективности организационных мероприятий разработаны и использованы имитационные модели системы «автотранспортный поток - улица промышленного города». Поиск оптимальных условий движения автомобилей выполнен с использованием среды AnyLogic 6. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ. Рост расчетного комплексного индекса загрязнения атмосферы (РКИЗА) наблюдается при росте интенсивности движения и увеличении доли грузовых автотранспортных средств (АТС) и автобусов в автотранспортном потоке. Причем отрицательный экологический эффект проявляется в большей мере при увеличении доли грузовых АТС и автобусов в автотранспортном потоке, что характерно для промышленного города. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. В моделируемых ситуациях соблюдение квот на выбросы ЗВ для автотранспортных потоков является идеалом, достижение которого возможно через поэтапную реализацию мероприятий и оценку эффективности каждого этапа, исходя из возможности перехода на более низкие уровни экологической опасности, вплоть до самого низкого.

Ключевые слова: промышленный город, загрязняющий фон, автотранспортный поток, организация движения автомобилей, квота на выброс загрязняющих веществ, имитационная модель функционирования, уровень экологической опасности.

Формат цитирования: Сулейманов И.Ф., Бондаренко Е.В., Филиппов А.А. Федотов А.М. Особенности организации движения автомобилей по экологическим критериям // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2017. Т. 21. № 6. С. 149-158. DOI: 10.21285/1814-3520-2017-6-149-158

FEATURES OF ROAD TRAFFIC ORGANIZATION BY ENVIRONMENTAL CRITERIA I.F. Suleimanov, E.V. Bondarenko, A.A. Filippov, A.M. Fedotov

Naberezhnochelninsky Institute, Branch of Kazan (Volga region) Federal University, 68/19, Mir pr., Naberezhnye Chelny, 423812, Republic of Tatarstan. Orenburg State University,

13, Pobeda pr., Orenburg, 460018, Russian Federation.

1

Сулейманов Ильнар Фаргатович, кандидат технических наук, ведущий инженер кафедры химии и экологии, e-mail: real7best@mail.ru

Ilnar F. Suleimanov, Candidate of technical sciences, Leading Engineer of the Department of Chemistry and Ecology, e-mail: real7best@mail.ru.

2Бондаренко Елена Викторовна, доктор технических наук, профессор кафедры технической эксплуатации и ремонта автомобилей, e-mail: e.v.bondarenko@inbox.ru

Elena V. Bondarenko, Doctor of technical sciences, Professor of the Department of Vehicle Technical Operation and Maintenance, e-mail: e.v.bondarenko@inbox.ru.

3Филиппов Андрей Александрович, кандидат технических наук, доцент кафедры технической эксплуатации и ремонта автомобилей, e-mail: aafilippov1979@gmail.com

Andrei A. Filippov, Candidate of technical sciences, Associate Professor of the Department of Vehicle Technical Operation and Maintenance, e-mail: aafilippov1979@gmail.com.

4Федотов Александр Михайлович, кандидат технических наук, доцент кафедры технической эксплуатации и ремонта автомобилей, e-mail: tera@mail.osu.ru

Alexander M. Fedotov Candidate of technical sciences, Associate Professor of the Department of Vehicle Technical Operation and Maintenance, e-mail: aafilippov1979@gmail.com.

ABSTRACT. The PURPOSE of this work is to develop the measures on road traffic organization in an industrial city (on example of the city of Naberezhnye Chelny) that would allow to limit traffic pollution emissions. The paper deals with the features of road traffic organization by the environmental criteria considering the regularities of pollution formation in the conditions of the industrial city where stationary sources form a polluting background determining the sizes of quotas for pollution emissions for traffic flows. METHODS. Simulation models of the "Traffic flow - Industrial city street" system are developed and used to assess environmental efficiency of the organizational measures. AnyLogic 6 software is used to search for the optimum traffic conditions. RESULTS AND THEIR DISCUSSION. Growth of the estimated complex index of atmospheric pollution (ECIAP) is observed with the rise of the traffic intensity and increase in the ratio of cargo vehicles and buses in the traffic flow. It should be stressed that the negative environmental effect is mainly caused by the increase in the number of trucks and buses in a traffic stream that is the feature of the industrial city. CONCLUSIONS. The observance of quotas for pollution emissions for traffic flows is ideal in the modelled situations. This can be achieved through the stage-by-stage implementation of measures and efficiency assessment of each stage following from the possibility of transition to lower levels of environmental hazard, up to the lowest one.

Keywords: industrial city, polluting background, traffic flow, road traffic organization, quota for pollution emission, simulation operation model, level of environmental hazard

For citation: Suleimanov I.F., Bondarenko E.V., Filippov A.A., Fedotov A.M. Features of road traffic organization by environmental criteria. Proceedings of Irkutsk State Technical University. 2017, vol. 21, no. 6, pp. 149-158. (In Russian) DOI: 10.21285/1814-3520-2017-6-149-158

Введение

Одним из эффективных методов обеспечения экологической безопасности в условиях промышленного города является экологически ориентированная организация движения автомобилей. Наиболее часто используемые методы организации дорожного движения [1, 2] нацелены, в основном, на увеличение пропускной способности определенных участков автомобильных дорог, что вовсе не означает сокращение выбросов ЗВ до безопасного уровня. Но как определить необходимые параметры дорожного движения, чтобы обеспечить этот безопасный уровень? Среди множества средств, позволяющих получить ответ на этот вопрос, лучшим является моделиро-

вание процесса функционирования автотранспортных потоков, в частности имитационное моделирование, позволяющее методом перебора установить оптимальное сочетание параметров функционирования [3, 4].

Целью исследования является разработка на основе имитационной модели функционирования системы «автотранспортный поток - улица промышленного города» мероприятий по организации движения автомобилей в промышленном городе (на примере г. Набережные Челны) таким образом, чтобы ограничить выбросы ЗВ от автотранспортных потоков

Материалы и методы исследования

Основной особенностью промышленных городов является сочетание интенсивных автотранспортных потоков и мощных стационарных источников загрязнения воздушного бассейна [5, 6]. Причем выбросы от автотранспортных потоков сосредоточены в приземном слое атмосферы, а выбросы от стационарных источников рассеиваются с большей высоты, охватывая значительную площадь территории. За пределами санитарно-защитных зон стационарных источников концентрации ЗВ не

превышают их максимально допустимые концентрации (ПДК), что в совокупности с постоянством режима генерации ЗВ дает основание считать загрязнение от стационарных источников фоновым, на которое накладывается загрязнение от автотранспортных потоков [7, 8, 9].

Предлагается решение задачи обеспечения экологической безопасности в промышленных городах путем использования квот на выбросы ЗВ для автотранспортных потоков с учетом фонового загряз-

нения воздушного бассейна стационарными источниками. Мероприятия по организации движения автомобилей являются важным инструментом, который делает возможным соблюдение квот. Для подбора и оценки эффективности мероприятий рекомендуется имитационное моделирование функционирования системы «автотранспортный поток - улица промышленного города».

Использование предлагаемого подхода обусловливается невозможностью адекватного представления проблемной ситуации только с помощью формальных, математических методов, так как имеет место условие полной неопределенности. Связано это со сложным процессом, характер протекания которого определяется функционированием совокупности передвижных и стационарных источников выбросов ЗВ в атмосферу. Закономерности формирования и ограничения загрязнений от этих источников имеют сходство лишь в одном: они являются функциями от многих неизвестных. С позиции обеспечения экологической безопасности названную совокупность необходимо рассматривать как единое целое, где стационарные источники создают загрязняющий фон, а загрязнение от автотранспортных потоков накладывается на него. В этой связи одним из способов решения задачи представляется установление квот на выбросы ЗВ от автотранспортных потоков с учетом загрязняющего фона и достижение установленных квот за счет организации движения автомобилей.

Указанные особенности предполагают использование в качестве метода расчленение большой неопределенности на более обозримые. Это дает лучшие возможности для исследования (что соответствует понятию анализ), при сохранении целостного (системного) представления об объекте исследования и проблемной ситу-

ации (благодаря понятию цель). Разрабо-

5

танная методика системного анализа5 определяет последовательность этапов проведения и методы выполнения, объединяет математическое моделирование и программирование, методики отбора проб воздуха, газового анализа и статистической обработки результатов.

Исследование процесса функционирования автотранспортных потоков в условиях промышленного города осуществлено на модели системы «автотранспортный поток - улица промышленного города», состоящей из двух подсистем («автотранспортный поток» и «улица промышленного города»), объединенных конечной целью -обеспечение нормативного уровня качества воздушного бассейна (рис. 1), причем в комплексный показатель целевой функции входят параметры функционирования каждой из подсистем.

В данной постановке подсистема «автотранспортный поток» зависит от т нормируемых параметров, которые можно считать точкой xi е X (X - множество параметров функционирования автотранспортного потока) в т -мерном пространстве параметров подсистемы (7 = 1 ,...,т).

Подсистема «улица промышленного города» зависит от п нормируемых параметров, которые можно считать точкой у. е У (у - множество параметров функционирования улицы промышленного города) в п -мерном пространстве параметров подсистемы (/ = \,...,п).

Функции существования /(х) и /(у) могут быть записаны для каждой подсистемы, так как они обладают определенной автономностью. Для подсистемы «автотранспортный поток» функциями существования будут являться взаимосвязи

5Сулейманов, И.Ф. Организация движения автомобилей на основе экологического мониторинга воздушного бассейна: автореф. дисс. ... канд. техн. наук: защищена 05.07.2016; утв. 25.01.2017. Оренбург: ОГУ, 2016. 16 с. / Su-leimanov, I. F. Traffic organization on the basis of airshed ecological monitoring: Abstract of the Candidate's Dissertation in Technical Sciences: defended 5 July 2016; approved 25 January 2017. Orenburg, Regional public institution Publ., 2016. 16 p.

- (□nil Транспорт

UÉÉÉËJ ее ie -' Transport

Система «Автотранспортный поток -

улица большого города» / System Traffic flow - industrial city street system

Параметры функционирования (хь ..., xm) / Functioning parameters (xb ..., xm)

- состав автотранспортного потока / traffic flow structure;

- распределение автотранспортного потока по полосам и направлениям движения / traffic flow distribution by traffic lanes and driving directions;

- интенсивность автотранспортного потока на перегонах и перекрестках / traffic flow intensity at road sections and intersections;

- распределение скоростей движения по категориям автомобильных средств на различных участках (перегонах и перекрестках) / speed distribution by the categories of vehicles at various road sections (stages and intersections);

- параметры светофорного регулирования / parameters of traffic light regulation;

- длина очереди из автомобилей перед перекрестками и пешеходными переходами / length of vehicle line before intersections and crosswalks;

- дистанция между автомобилями / distance between buses;

- время задержки общественного транспорта на остановочных пунктах / public transport delay time at stopping points;

- пробеговые выбросы загрязняющих веществ по категориям автотранспортных средств / running exhaust emissions by vehicle categories;

- коэффициенты учитывающие изменение про-беговых выбросов загрязняющих веществ при разгоне и замедлении автомобилей / coefficients considering change of running exhaust emissions at vehicle acceleration and slowdown

Автотранспортный поток / Traffic flow

Параметры функционирования (уь ..., ул) Functioning parameters (yi,..., y„)

- геометрия автодорог / geometry of highways;

- количество полос для движения, включая выделенные полосы для общественного транспорта / number of traffic lanes including the public transport-only lanes;

- количество перекрестков, перегонов, пешеходных переходов, остановочных пунктов / number of intersections, road sections, crosswalks, stopping points;

- количество разноуровневых развязок, подземных и надземных пешеходных переходов / number of-level road interchanges, underground and elevated crosswalks;

- количество выбросов загрязняющих веществ от стационарных источников (промышленных предприятий, гаражей, стоянок) / number of pollutant emissions from stationary sources (industrial enterprises, garages, parkings);

- условия рассеивания загрязняющих веществ в атмосфере / conditions of pollutant dispersion in the atmosphere

Улица промышленного города / Industrial city street

Обобщенный критерий F(xb xm, yb Ун) / Generalized criterion F(xb..., xm, y,,..., Уп)

Рис. 1. Система «автотранспортный поток - улица промышленного города» Fig. 1. Traffic flow - Industrial city street system

между параметрами функционирования, включающими количество выбросов ЗВ, и отработавшими газами автотранспортных средств, а для подсистемы «улица промышленного города» - взаимосвязи между параметрами функционирования, включающими количество выбросов ЗВ от стационарных источников, и условиями рассеивания ЗВ в атмосфере.

Функционирование системы «автотранспортный поток - улица промышленного города» в целом будет определяться от m • n параметров. В рассматриваемых подсистемах, в m • n -мерном пространстве параметров системы, выделяют некоторое множество допустимых параметров X^Y (область определения параметров системы «автотранспортный поток - улица промышленного города»).

Задача обеспечения экологической безопасности в промышленном городе сведена к оптимизации параметров системы «автотранспортный поток - улица промышленного города», то есть к отысканию таких значений х1.....хт, у1.....уп, при которых выполняется условие F(xj.....хш,у1.....yJ->min{XjeX - множество параметров функционирования подсистемы «автотранспортный поток»; y е Y - множество параметров функционирования подсистемы «улица промышленного города»).

Специализация всей системы по целевому признаку вносит элементы взаимодействия и взаимовлияния между х, y, то есть будем иметь взаимозависимые параметры в пространстве m • n. Особенности выбора оптимальных параметров системы следующие:

- отсутствие возможности выразить целевую функцию через переменные в явном виде, так как параметры подсистем тесно взаимосвязаны между собой уравнениями существования, трансцендентными относительно х, y ;

- высокая размерность задачи, так как поиск оптимального варианта системы

ведется в т •п -мерном пространстве параметров;

- имеются как непрерывные переменные (параметры), так и численные (дискретные) и целочисленные;

- целевая функция не всегда имеет гладкость и унимодальность.

Эти особенности и анализ методов поиска оптимальных параметров обусловливают применение такого метода оптимизации, как сканирование, при котором осуществляется полный перебор для численных переменных и целенаправленный -для непрерывных.

В качестве обобщенного критерия ^ состояния системы, то есть критерия оценки достижения цели при функционировании, принят расчетный комплексный индекс загрязнения атмосферы (РКИЗА), предложенный Г.В. Мавриным и И.Ф. Су-леймановым:

r ( С

РКИЗА = £ ш(сё>

С лА

Mi( авт.)

ПДК

(1)

где Смг(сш.) и СМ1(т) - максимальные при-

о

земные концентрации /-го ЗВ, мг/м3; ПДК - предельно допустимая концентрация /-го ЗВ в атмосфере населенного пункта, мг/м3; Д - безразмерная константа,

позволяющая соотнести степень вредности /-го ЗВ с вредностью диоксида серы; г -количество ЗВ.

РКИЗА является индикатором качества атмосферы и хорошо вписывается в системные представления об исследуемых процессах, интегрируя экологические характеристики стационарных и передвижных источников по всем ЗВ.

Авторами статьи предложены и используются следующие степени опасности уровня загрязнения атмосферного воздуха: низкая (РКИЗА = 0...4), повышенная (РКИЗА = 5.6), высокая (РКИЗА = 7.13), очень высокая (РКИЗА > 14).

Таким образом, целевая функция системы «автотранспортный поток - улица

1=1

промышленного города» имеет следующий вид:

РКИЗА=(Л-.....Хт;У1.....уп;м?.....м™) -> „ни, (2)

где МК - квота на выброс /'-го ЗВ для автотранспортного потока.

Квотой вводятся ограничения для автотранспортного потока на количество выбросов ЗВ с учетом загрязнений атмосферы стационарными источниками:

^кв _ ст.) ^ Смi(ает.) ) ^ ^ ..„Х

г " пдк ~ .

Разработана имитационная модель системы «автотранспортный поток - улица промышленного города» на примере улич-

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

но-дорожной сети г. Набережные Челны. Предлагаемая модель имеет свои отличительные черты, обусловленные особенностями города, среды моделирования, а также спецификой решаемой задачи ограничения выбросов ЗВ до уровня квот. Для разработки модели выбрана среда имитационного моделирования AnyLogic 6, поскольку в данной среде реализованы средства визуализации модели, существует возможность создания библиотеки объектов и есть средства для проведения оптимизационного эксперимента на модели с использованием гибридного (на основе дискретно-событийного и агентского подходов) подхода6,7. Суть имитационного эксперимента на разработанной модели заключается в поиске таких условий движения автомобилей, при которых выполняется условие РКИЗА ^ min.

Результаты исследования и их обсуждение

По результатам расчетно-инструментального экологического мониторинга автотранспортных потоков для проведения имитационного эксперимента выбран наиболее проблемный участок улич-но-дорожной сети г. Набережные Челны -перекресток проспектов Мира и Дружбы народов.

На интерактивную карту имитационной модели наложены фактические для исследуемого участка геометрические размеры, а также направления и маршруты движения автотранспортных средств (АТС). Задано количество АТС каждого типа, непосредственно действующих на каждом из направлений и маршрутов. Учтены следующие входные параметры:

- скорость движения АТС на различных участках, в том числе на поворотах и разворотах;

- максимальная и минимальная дистанции между АТС;

- очередь АТС перед светофорами, в том числе на поворотах и разворотах;

- время задержки общественного транспорта на остановочных пунктах;

- количество выбросов ЗВ от автотранспортных потоков в зависимости от категории АТС;

- квоты на выбросы ЗВ для автотранспортных потоков с учетом загрязняющего фона стационарных источников.

На исследуемом участке в результате часто возникающих заторов и пробок складывается неблагоприятная экологическая ситуация, что характеризуется превышением по выбросам оксида углерода и диоксида азота (рис. 2).

Поиск оптимальных условий движения автомобилей выполнен с использованием механизма OptQuest (рис. 3).

6Волкова В.Н., Денисов А.А.. Теория систем: учеб. пособие. М.: Высш. шк., 2006. 511 с. / Volkova V.N., Denisov A.A. Theory of systems: Textbook. Moscow, Vyssh. shk. Publ., 2006, 511 p.

7Гайдадин А.Н., Ефремова С.А. Применение средств ЭВМ при обработке активного эксперимента: методические указания. Волгоград: ВолгГТУ, 2008. 16 с. / Gaidadin A.N., Efremova S.A. Computer application when processing an active experiment: methodological instructive regulations. Volgograd, VolgGTU Publ., 2008. 16 p.

Рис. 2. Фрагмент активного окна в среде AnyLogic 6 при визуальном представлении результатов

имитационного эксперимента Fig. 2. Fragment of an active window in the AnyLogic 6 at visual representation of simulation experiment results

Рис. 3. Результаты имитационного эксперимента на модели перекрестка проспектов Мира и Дружбы народов г. Набережные Челны Fig. 3. Results of the simulation experiment on the model of Mir Avenue and Druzhby Narodov Avenue

intersection in the city of Naberezhnye Chelny

Увеличение доли грузовых АТС и автобусов в автотранспортном потоке с 10 до 50% при неизменной интенсивности движения приводит к росту РКИЗА в 2,1 раза, то есть к повышению уровня экологической опасности с повышенного до высокого. Увеличение интенсивности движения на 20% при неизменном составе автотранс-

портного потока приводит к росту РКИЗА в 1,4 раза, что также приводит к повышению уровня экологической опасности с повышенного до высокого. Причем отрицательный экологический эффект проявляется в большей мере при увеличении доли грузовых АТС и автобусов в автотранспортном потоке, что характерно для промышленного

города. Количество выбросов ЗВ в окрестностях перекрестка в 3,5 раза выше, чем при движении автотранспортных потоков на перегонах при отсутствии на них светофоров.

Особенностью исследуемого участка улично-дорожной сети является наличие мощных стационарных источников загрязнения воздушного бассейна, в частности ОАО «КамАЗ», что предопределяет низкие

квоты на выбросы ЗВ для автотранспортных потоков, а также ограниченные условия их соблюдения. На территории, примыкающей к перекресткам, они составляют следующие величины: для СО - 4,45 г/с; для NO2 - 0,24 г/с. При фактических количествах выбросов СО (9,46 г/с) и NO2 (0,45 г/с) необходимые проценты снижения составляют 65 и 54% соответственно.

Заключение

На разработанной имитационной модели проанализированы направленные на достижение установленных квот мероприятия по организации движения автомобилей. Причем в моделируемых ситуациях соблюдение квот на выбросы ЗВ для авто-

ция развязки на перекрестке в разных уровнях (рис. 4).

В непосредственной близости от перекрестка значение РКИЗА снизится с 8 до 5, что оценивается как переход на ступень ниже в принятой иерархии уровней

Рис. 4. Визуализированное представление имитационной модели перекрестка проспектов Мира и Дружбы народов г. Набережные Челны (цифрами обозначены значения РКИЗА) Fig. 4. Visualized representation of the simulation model of the intersection of Mir Avenue and Druzhby Narodov Avenue in the city of Naberezhnye Chelny (figures designate ECIAP values)

транспортных потоков является идеалом, достижение которого возможно через поэтапную реализацию мероприятий и оценку эффективности каждого этапа, исходя из возможности перехода на более низкие уровни экологической опасности по РКИЗА, вплоть до самого низкого. Наиболее эффективным для исследуемого участка улично-дорожной сети является организа-

экологической опасности, то есть с высокого на повышенный уровень. Положительный экологический эффект от реализуемого мероприятия распространяется не только на перекресток, но и на перегоны. При удалении от зоны влияния перекрестка ожидается снижение значения РКИЗА с 7 до 4, что оценивается как переход на две ступени ниже, то есть с высокого на низкий уровень экологической опасности.

Библиографический список

1. Басков В.Н., Игнатов А.В. Оценка влияния ве-согабаритных параметров АТС на пропускную способность УДС // Вестник Саратовского государственного технического университета. 2013. Т. 2. № 2 (71). С. 350-354.

2. Якимов М.Р. Концепция транспортного планирования и организации движения в крупных городах: монография. Пермь: Изд-во Перм. гос. техн. ун-та.

2011. 175 с.

3. Сулейманов И.Ф., Маврин Г.В. Математическое моделирование процессов рассеивания выбросов загрязняющих веществ // Наука и прогресс: сборник научных трудов Международной научной конференции (Киев, 26 января, 2012 год). Киев: Изд-во Наири,

2012. С. 83-87.

4. Makarova, I.V., Belyaev E.I., Mavrin V.G., Su-leimanov I.F. City Transport System Improvement through the Use of Simulation Modeling System. International Journal of Applied Engineering Research, 2014, vol. 9, no. 22, pp.15649-15655.

5. Сулейманов И.Ф., Маврин Г.В., Харлямов Д.А. Оценка загрязнения атмосферного воздуха промышленного города с использованием расчетных методов // Экологические проблемы горнопромышленных регионов: сборник докладов Международной молодежной конференции (Казань, 12-13 сентября 2012 г.). Казань: Изд-во КНИТУ, 2012. С. 454-459.

6. Сулейманов И.Ф, Маврин Г.В., Харлямов Д.А. Оценка интенсивности движения транспортных потоков на магистралях промышленного города и проведение расчетов рассеивания загрязняющих веществ от автотранспорта // Экологические проблемы горнопромышленных регионов: сборник докладов Международной молодежной конференции (Казань, 12-13 сентября 2012 года). Казань: Изд-во КНИТУ, 2012. С. 467-471.

7. Suleimanov I.F. Mavrin G.V., Nazmutdinov A.H. The Assessment of the City Air Pollution by Automobile Transportation and Industrial Enterprises Basing on Calculation Methods. World Applied Sciences Journal, 2013, no. 23 (4), 480-485.

8. Suleimanov I.F., Mavrin G.V., Kharlyamov D.A., Belyaev E.I., Mansurova A.I. Pollution of the Air Basin in the Cities by Motor Transport and the Industrial Enterprises, Quality Assessment of Atmospheric Air with the Use of Calculation Methods and In-strumental Control. Modern Applied Science, 2015, vol. 9, no. 4, pp. 12-20.

9. Сулейманов И.Ф., Маврин Г.В. Получение экспериментальных концентраций загрязняющих веществ и сопоставление полученных данных с расчетными // Наука и прогресс: сборник научных трудов Международной научной конференции (Киев, 26 января, 2012 год). Киев: Изд-во Наири, 2012. С. 87-91.

References

1. Baskov V.N., Ignatov A.V. Otsenka vliyaniya veso-gabaritnykh parametrov ATS na propusknuyu sposob-nost' UDS [Analysis of influence of weight and dimensional parameters of cars on the capacity of the road network]. Vestnik Saratovskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta [Bulletin of the Saratov state technical university]. 2013, vol. 2, no. 2 (71), pp. 350-354. (In Russian)

2. Yakimov M.R. Kontseptsiya transportnogo plani-rovaniya i organizatsii dvizheniya v krupnykh gorodakh: monografiya [The concept of transport planning and traffic organization in large cities]. Perm', Izd-vo Perm. gos. tekhn. un-ta Publ., 2011, 175 p. (In Russian)

3. Suleimanov I.F., Mavrin G.V. Matematicheskoe modelirovanie protsessov rasseivaniya vybrosov zag-ryaznyayushchikh veshchestv [Mathematical simulation of pollutant emission dispersion processes]. Sbornik nauchnykh trudov Mezhdunarodnoi nauchnoi konfer-entsii "Nauka i progress" [Collection of scientific works of the International scientific conference "Science and progress"]. Kiev, Izd-vo Nairi Publ, 2012, pp. 83-87. (In Russian)

4. Makarova, I.V., Belyaev E.I., Mavrin V.G., Su-leimanov I.F. City Transport System Improvement through the Use of Simulation Modeling System. International Journal of Applied Engineering Research, 2014, vol. 9, no. 22, pp.15649-15655.

5. Suleimanov I.F., Mavrin G.V., Kharlyamov D.A. Otsenka zagryazneniya atmosfernogo vozdukha promyshlennogo goroda s ispol'zovaniem raschetnykh metodov [Evaluation of industrial city atmospheric air pollution by calculation methods]. Sbornik dokladov Mezhdunarodnoi molodezhnoi konferentsii «Ekologicheskie problemy gornopromyshlennykh re-gionov» [Collection of reports of the International youth conference "Environmental problems of mining regions"]. Kazan', Izd-vo KNITU Publ., 2012, pp. 454459. (In Russian)

6. Suleimanov I.F., Mavrin G.V., Kharlyamov D.A. Otsenka intensivnosti dvizheniya transportnykh potokov na magistralyakh promyshlennogo goroda i provedenie raschetov rasseivaniya zagryaznyayushchikh vesh-chestv ot avtotransporta [Traffic flow intensity evaluation on industrial city trunks and calculation of traffic pollutant dispersion]. Sbornik dokladov Mezhdunarod-noi molodezhnoi konferentsii «Ekologicheskie problemy gornopromyshlennykh regionov» [Collection of reports of the International youth conference "Environmental problems of mining regions"]. Kazan', Izd-vo KNITU Publ., 2012, pp. 467-471. (In Russian)

7. Suleimanov I.F. Mavrin G.V., Nazmutdinov A.H. The Assessment of the City Air Pol-lution by Automobile Transportation and Industrial Enterprises Basing on

Calculation Methods. World Applied Sciences Journal, 2013, no. 23 (4), 480-485.

8. Suleimanov I.F., Mavrin G.V., Kharlyamov D.A., Belyaev E.I., Mansurova A.I. Pollu-tion of the Air Basin in the Cities by Motor Transport and the Industrial Enterprises, Quality As-sessment of Atmospheric Air with the Use of Calculation Methods and Instrumental Control. Modern Applied Science; 2015, vol. 9, no. 4, pp. 12-20.

Критерии авторства

Сулейманов И.Ф., Бондаренко Е.В., Филиппов А.А. Федотов А.М. имеют на статью равные авторские права и несут равную ответственность за плагиат.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Статья поступила 27.04.2017 г.

9. Suleimanov I.F., Mavrin G.V. Poluchenie eksperi-mental'nykh kontsentratsii zagryaznyayushchikh vesh-chestv i sopostavlenie poluchennykh dannykh s raschetnymi [Obtaining experimental concentrations of pollutants and comparison of the received and estimated data]. Sbornik nauchnykh trudov Mezhdunarodnoi nauchnoi konferentsii "Nauka i progress" [Collection of scientific works of the International scientific conference "Science and progress"]. Kiev, Izd-vo Nairi Publ., 2012, pp. 87-91. (In Russian)

Authorship criteria

Suleimanov I.F., Bondarenko E.V., Filippov A.A, Fedo-tov A.M. have equal author's rights and bear equal responsibility for plagiarism.

Conflict of interests

The authors declare that there is no conflict of interests regarding the publication of this article.

The article was received 27 April 2017

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.