CC BY
24IMPROVEMENT OF THE FUNCTIONING EFFICIENCY OF THE AUTOMOBILE ROAD COMPLEX OF THE REPUBLIC OF UZBEKISTAN
Akmal Anvarovich MUHITDINOV, DSc, professor,
Head of the Department of "Vehicles" of the Tashkent Institute of Design, Construction & Maintenance of Automotive Roads
20, ave A.Timur, 100060, Tashkent, Uzbekistan Tel.: +998712321439 E-mail: devonxona@tayi.uz
Aziz Suratovich KHALMUKHAMEDOV*, DSc, Associate Professor,
Chief Specialist, "Yo'l loyiha ekspertiza" UE
5, Katta Darhon str., 100052, Tashkent, Uzbekistan.
Tel.: +998(71)286-19-03
*E-mail: ekspertiza@uzavtoyul.uz
Abstact. The automobile road complex (ADC) is a complex technical and economic system that includes vehicles (automobile transport) and communications (automobile roads), united by a common goal - to constantly carry out safe transportation of goods and people with maximum efficiency. The influence of the degree of evenness of the road surface on the technical and operational indicators of the operation of vehicles is shown. The condition of roads and technical and economic performance indicators of road transport are estimated. The influence of the evenness of the road surface on traffic safety is given. The effect of the evenness of the road surface on air pollution by the automobile-road complex is presented.
Keywords: Automobile road complex, automobile transport, automobile roads, rougness of the road surface, technical and operational performance indicators of automobile transport, road safety, air pollution by the automobile road complex.
O'ZBEKISTON RESPUBLIKASI AVTOMOBIL YO'LLARI KOMPLEKSINING FOYDALANISH TIZIMINI TAKOMILLASHTIRISH
Акмал Анварович МУХИТДИНОВ, т.ф.д., профессор,
Тошкент автомобиль йулларни лойихалаш, куриш ва эксплуатация института Транспорт воситалари кафедрасини мудири
100060, Узбекистан, Тошкент ш., А.Тимур шох куч., 20 Тел.: +998(71)232-14-39 E-mail: devonxona@tayi.uz
Азиз Суратович ХАЛМУХАМЕДОВ, т.ф.д..доцент, Бош мутахассис, УК "Йул лойиха экспертиза" 100052, Узбекистан, Тошкент, Катта Дархон куч., 5 Тел.: +998(71)286-19-03 E-mail: ekspertiza@uzavtoyul.uz
Аннотация. Автойул комплекси (АЙК) - транспорт воситалари (автотранспорт) ва коммуникация (автомобил йуллари) ни уз ичига олган, ягона максадда бирлашган - юкларни ва одамларни доимо хавфсиз ташишни амалга ошириш учун мулжалланган мураккаб техник-иктисодий тизим. Йул копламаси равонлиги транспорт воситаларининг техник - эксплуатацион курсаткичларига таъсири курсатилган. Йулларнинг холати ва автомобил транспортининг техник-иктисодий курсаткичлари бахоланган. Йул равонлигининг харакатланиш хавфсизлигига таъсири курсатилган. Автойул комплексида йул равонлигининг атроф-мухит зарарланишига таъсири келтирилган.
Калит сузлар: автойул комплекси, автомобиль транспорта, автомобиль йуллари, йул копламасининг равонлиги, автомобиль транспортининг техник-эксплуатацион курсаткичлари, йул харакат хавфсизлиги, автойул комплекси томонидан атроф-мухит зарарланиши.
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ АВТОДОРОЖНОГО КОМПЛЕКСА РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН
Акмал Анварович МУХИТДИНОВ, д.т.н., профессор,
Заведующий кафедры "Транспортные средства" Ташкентского института по проектированию, строительству и
эксплуатации автомобильных дорог
100060, Узбеистан, Ташкент, пр. А.Тимура, 20
Тел.: +998(71)232-14-39
E-mail: devonxona@tayi.uz
Азиз Суратович ХАЛМУХАМЕДОВ*, д.т.н..доцент, Главный специалист, УП "Йул лойиха экспертиза" 100052, Узбекистан, Ташкент, ул. Катта Дархон, 5. Тел.: +998(71)286-19-03 *E-mail: ekspertiza@uzavtoyul.uz
Аннотация. Автодорожный комплекс (АДК) - сложная технико-экономическая система, включающая транспортные средства (автомобильный транспорт) и коммуникации (автомобильные дороги), объединенные единой целью - постоянно осуществлять безопасные перевозки грузов и людей с максимальной эффективностью. Показано влияние степени ровности дорожного покрытия на технико-эксплуатационные показатели работы автотранспорта. Оценено состояние дорог и технико-экономические показатели работы автомобильного транспорта. Приведено влияние ровности дорожного покрытия на безопасности движения. Приведено влияние ровности дорожного покрытия на загрязнение воздуха автомобильно-дорожным комплексом.
Ключевые слова: автодорожный комплекс, автомобильный транспорт, автомобильные дороги, ровность дорожного покрытия, технико-эксплуатационные показатели работы автомобильного транспорта, безопасность дорожного движения, загрязнение воздуха автомобильно-дорожным комплексом.
1. ВВЕДЕНИЕ
Автодорожный комплекс (АДК) - сложная технико-экономическая система, включающая транспортные средства (автомобильный транспорт) и коммуникации (автомобильные дороги), объединенные единой целью -постоянно осуществлять безопасные перевозки грузов и людей с максимальной эффективностью. Термин «АДК» [1] более объективно отражает сущность эффективного перевозочного процесса, осуществляемого транспортными средствами по автомобильным дорогам. Он подчеркивает равнозначность вклада транспортных средств и дорог в единый перевозочный процесс. Проблема эффективности функционирования АДК имеет не только терминологический смысл, она затрагивает вопросы повышения эффективности работы автомобильного и дорожного хозяйства в целом.
2. ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА
Актуальность темы состоит в необходимости устранения существующей негативной тенденции: перевозчики постоянно требуют хороших дорог (они позиционируют себя «главными» в этом процессе), хотя объективно они же и разрушают их с нарастающей интенсивностью (например, увеличение осевых нагрузок до 13-14 т), не внося почти никакой компенсации на ремонт и содержание дорожной сети. Однозначно утверждается, что даже незначительная перегрузка не проходит без последствий для состояния дорожного покрытия, а большая перегрузка представляет серьезную опасность для потребительских качеств покрытия, способствуя его ускоренному разрушению и снижению безопасности. Поэтому в разных странах применяются различные методы предотвращения нанесения ущерба автомобильным дорогам автотранспортом с высокой нагрузкой на ось. Среди них можно выделить основные: взимание сборов, ограничение скорости движения грузовых транспортных средств, запрет на движение тяжеловесных крупногабаритных транспортных средств, введение сезонных весенних и летних ограничений движения.
Такая ситуация непосредственно сказывается на финансировании дорожных работ. Действительно, в настоящее время автомобильные перевозки финансируются на основе хозрасчета, а затраты дорожников - из государственного бюджета (которого, как правило, не хватает). Здесь ощущается явный экономический дисбаланс, хотя давно стало очевидным: кто едет по дорогам - тот и платит. На этом принципе, кстати, основаны все системы оказания перевозочных услуг на всех существующих видах транспорта.
Экономическая эффективность функционирования АДК в макроэкономическом смысле определяется величиной необходимых затрат и той прибыли, которую получают субъекты хозяйствования транспортников и дорожников. Соответственно процесс снижения затрат при эффективном функционировании АДК составляет основу оптимальной эффективной работы данного комплекса в целом [2, 3].
Таким образом, поскольку обобществленной продукцией АДК является оптимальный автоперевозочный процесс (грузо- и пассажироперевозки), прослеживается необходимость решать проблему повышения его эффективности путем рационального совместного использования основных фондов, пока принадлежащих отдельно транспортным средствам и автомобильным дорогам. Эффективное функционирование экономики государства жестко зависит от наличия развитой и надежно функционирующей сети автомобильных дорог. Чем больше плотность и выше качество сети автодорог, тем богаче страна. Дорожное хозяйство нуждается в соответствующем финансировании, и вопрос сводится к тому, какую долю ВВП общество может для этого выделить. Страны с развитой экономикой, которые в основном завершили создание национальной сети дорог, продолжают вкладывать средства в дорожное хозяйство, что стимулирует развитие отраслей промышленности, сельского хозяйства, торговли и др. Каждое рабочие место в дорожной отрасли дает возможность организовать до 20 рабочих мест в смежных отраслях. Вложенные государственные средства в дорожное хозяйство значительно увеличивают поступления в бюджет страны и дают возможность заработать сотням тысяч граждан
[4].
Развитие и эффективное функционирование промышленного производства, строительства, торговли, сферы услуг, сельского хозяйства возможны лишь при сбалансированном, комплексном развитии АДК страны. Основная цель - доставка продукции различных отраслей промышленного производства, сырья и полуфабрикатов, а также удовлетворение потребности населения в пространственном перемещении. Результатом деятельности АДК является услуга, в результате которой меняется пространственное положение товара. В промышленном производстве, торговле, сфере услуг при перемещении увеличивается стоимость перевозимого груза, так как осуществление транспортирования сопряжено с затратами материально-технических ресурсов, включая улучшение транспортно-эксплуатационных показателей автомобильных дорог.
Рис. 1. Воздействие улучшения дорожных условий на экономику и социальную сферу страны
Функционирование АДК неразрывно сопряжено с деятельностью автомобильного транспорта и дорожной инфраструктуры. Взаимодействие этих двух компонентов единой экономической системы определяется техническими характеристиками автомобильного транспорта и транспортно-эксплуатационными показателями автомобильных дорог. От технического уровня и эксплуатационного состояния автомобильной дороги существенно зависят скорость транспортных потоков, пропускная способность, безопасность движения и экология придорожного пространства. С увеличением технической скорости возрастает производительность автомобильного транспорта при неизменной сумме постоянных расходов, что позволяет снизить себестоимость автомобильных перевозок, приходящихся на 1 т/км.
В условиях формирования рыночных механизмов хозяйствования развитие методов оптимальной организации управления функционированием АДК является важной задачей народного хозяйства страны. В последние годы усилия направлены на выработку оптимальной организации и управления эксплуатацией автомобильными дорогами, что связано с рядом объективных и субъективных причин. К субъективным можно отнести причины, связанные с необходимостью сохранения существующей сети автомобильных дорог в условиях катастрофической нехватки финансовых ресурсов, к объективным - возрастание внимания к вопросам содержания автомобильных дорог. По мере формирования дорожной сети во всех развитых и развивающихся странах мира большое значение приобретают аспекты ремонта и содержания автомобильных дорог, т. е. поддержание и доведение транспортно-эксплуатационных показателей автомобильных дорог до требований, удовлетворяющих потребности пользователей в удобном, беспрепятственном, безопасном и экономичном передвижении с нормативными скоростями и нагрузками [2, 5].
Потребительские свойства автомобильных дорог находятся в прямой зависимости от их транспортно-эксплуатационного состояния, которое характеризуется показателями технического уровня и эксплуатационного состояния автомобильной дороги. Основываясь на этом, выполнение исследований по совершенствованию, развитию и внедрению интенсивных ресурсосберегающих технологий управления состоянием покрытия автомобильных дорог приводит к необходимости решения комплекса взаимосвязанных проблем. С позиций системного анализа в рассмотрении АДК структурная схема оптимального управления состоянием транспортно-экономических показателей (ТЭП) состоит из ряда взаимосвязанных задач:
-социальной потребности в АДК;
-финансово-экономических возможностей создания АДК;
-управления состоянием АДК (экономико-статические модели управления);
-соотношения получаемого результата с поставленными задачами.
Для обеспечения состояния дорог, отвечающего требованиям как современного, так и перспективного автомобильного движения, потребуется дальнейший рост капиталовложений, включая инвестиции. Рациональное научно обоснованное их расходование представляет важную народно-хозяйственную задачу.
Практическая реализация состоит в выработке методов и научной обоснованности показателей оценки, составляющих основу комплексного подхода к выбору ремонтной стратегии, позволяющей прогнозировать потенциально возможные изменения ТЭП дороги на различных этапах службы в конкретных для рассматриваемой автомобильной дороги изменяющихся условиях эксплуатации, а следовательно, принимать адекватные управленческие решения. Это даст возможность расширить совершенствование управления дорожно-ремонтным комплексом на стадии планирования дорожных работ при обосновании потребности необходимых средств и распределении их во времени для оценки выработанных технических решений по назначению видов дорожных работ с позиций экономической обоснованности [6, 7].
На данный момент нет законодательно утвержденного нормативного документа, позволяющего рассчитать экономическую эффективность отраслей экономики в зависимости от развития сети автомобильных дорог и выполнения дорожных работ.
В условиях ограниченных ресурсов на ремонт сети автомобильных дорог планирование этих работ существенно усложняется, а ответственность за принимаемые решения возрастает. Поэтому постановка задачи о приведении транспортно-эксплуатационного состояния одновременно всей дорожной сети в соответствие с нормативными требованиями невозможна. В результате этого выработка методики планирования ремонтных работ заключается в том, чтобы обосновать наиболее рациональный набор дорог, участков и видов работ и получить максимальный экономический эффект у пользователей. В данном случае необходимо исправить в первую очередь те параметры или участки дорог, которые способствуют наибольшему снижению транспортных издержек, не допуская значительных дополнительных затрат из-за невыполнения или недоремонта автомобильных дорог [8].
Объективная оценка эффективности проведения ремонтных мероприятий связана с оценкой комплекса технических и экономических показателей, отражающих требуемые нормативы по обеспечению: скорости и безопасности движения по дороге, прочности дорожного покрытия и искусственных сооружений, оптимальной себестоимости перевозок, обоснованных затрат на ремонт и содержание дорог.
Количественная оценка необходимых затрат на воспроизводство автомобильной дороги объективно определяет потребность в финансовых и материально-технических ресурсах. На основе этого выполняется количественный анализ эффективности затрат на воспроизводство автомобильной дороги как объекта хозяйственной деятельности. Управление состоянием сети автомобильных дорог сводится к определению набора регулирующих воздействий на дорожные условия, которые позволят минимизировать издержки в автотранспортном комплексе. Таким регулирующим воздействием служат выработка и реализация наиболее эффективных ремонтных мероприятий. Цель достигается путем решения задачи обеспечения минимизации затрат на перевозки в автотранспортном комплексе при реализации наиболее эффективных ремонтных мероприятий на этапе жизненного цикла автомобильной дороги.
Полученный результат позволяет с максимальной эффективностью распределить имеющиеся ограниченные материально-технические ресурсы. Экономическая составляющая воздействия представляет собой функциональную оценку финансового эффекта от реализации принятого плана ремонта, сделанного на основе метода статистического моделирования функционирования автомобильной дороги. Финансовый эффект отклика есть сумма получаемых выгод в нетранспортной и транспортной сферах [5, 11, 12].
Экономический эффект в нетранспортной сфере связан с тем, что время транспортировки грузов органически связано с временем оборачиваемости средств. Скорость транспортировки, выступая как итоговая величина от технической скорости перемещения транспортных средств и организации движения товарных масс (объектов транспортировки), оказывает прямое влияние на абсолютную и относительную скорость оборачиваемости средств промышленных предприятий и торговых организаций. Повышение скорости оборота ведет к ускорению процесса расширенного воспроизводства.
Транспортный экономический эффект достигается за счет удовлетворения спроса на перевозки грузов и пассажиров, повышения их безопасности и качества, конкурентоспособности отечественных перевозчиков на внутреннем и внешнем рынках транспортных работ и услуг, создания условий для финансового оздоровления предприятий транспорта посредством инвестиционной активности [13, 14].
Опыт показывает, что эффективность экономики государства зависит от качества автомобильных дорог, одним из важных показателей которого является их ровность, определяющая возможно допустимую скорость движения транспортных средств, а также связанную с ней безопасность движения и стоимость перевозок. При этом в комплексном решении проблемы снижения стоимости перевозок по автомобильным дорогам играют не только затраты на ремонт и содержание самих автомобильных дорог, но и затраты на организацию безопасности движения, ремонт и содержание самих транспортных средств, т. е. непосредственно потребителей коммуникационных услуг.
В результате анализа литературных источников был приобретен объем научной информации о закономерностях формирования требуемых дорожных затрат для получения наибольшего транспортно-экономического эффекта и эффективности перевозок у потребителей. Вместе с тем имеющиеся исследования по
проблеме снижения стоимости автомобильных перевозок, отражающие взаимосвязь параметров в системе «автомобиль - дорога», выполнены не в полной мере. Отсутствует комплексное исследование влияния условий эксплуатации дороги на техническую скорость грузовых автомобилей разных марок при решении задач оперативного планирования перевозок, а также при оценке влияния ровности дороги ГМ на стоимость автомобильных перевозок.
Анализ предприятиями различных отраслей промышленности влияния индекса ГМ на экономику автомобильных перевозок показал, что эти перевозки нуждаются в комплексных исследованиях технических и экономических вопросов. При этом в качестве единого интегрального параметра может быть выбрана полная стоимость автомобильных перевозок, зависящая от ровности дорожных покрытий и непосредственно связанных с ней рациональных скоростей движения грузового транспорта.
Необходимо разработать новый подход к оценке качества участка автомобильной дороги, включающий метод динамического моделирования транспортных нагрузок на основе вероятностно-статистической оценки влияния таких факторов, как ровность дороги, параметры движущихся машин и установившаяся скорость движения транспортных средств. Именно эти факторы являются наиболее значимыми для повышения экономичности грузовых перевозок. Таким образом, целью исследования является разработка научно-практических рекомендаций по обоснованию требуемой ровности автомобильных дорог на основе технико-экономической оценки рациональных скоростей движения грузового транспорта. Поэтому для реализации поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
-разработать метод оценки динамического взаимодействия грузового автомобиля с дорогой на основе математической модели, учитывающей сглаживающую способность разнотипных шин и подвески, а также случайную неровность поверхности дороги;
-выбрать наиболее значимые факторы предложенной модели для оценки динамического взаимодействия грузового автомобиля с ровностью дороги на основе полного факторного эксперимента;
-определить влияние ровности автомобильной дороги в совокупности с другими факторами на технико-экономические показатели перевозки грузов;
-разработать экономико-математические модели влияния основных факторов на показатель полной стоимости грузовых автомобильных перевозок;
-обосновать требуемую ровность автомобильных дорог на основе экономической оценки рациональной скорости движения грузового транспорта и соответствующего уровня полной стоимости перевозки грузов;
-разработать рекомендации по определению планируемых и фактических затрат на перевозку грузов с учетом рациональной скорости движения грузовых автомобилей.
3. ВЛИЯНИЕ СТЕПЕНИ РОВНОСТИ ДОРОЖНОГО ПОКРЫТИЯ НА ТЕХНИКО-ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ РАБОТЫ АВТОТРАНСПОРТА
Техническое и эксплуатационное состояние автомобильных дорог, эффективность работы транспорта характеризуются, в целом АДК:
- эксплуатационными показателями, к которым относят годовой объем перевозок, интенсивность, состав и скорость движения, пропускная способность дороги, производительность автопоезда, себестоимость перевозки, удельные трудозатраты и др.;
- техническими показателями, определяющими состояние, ровность, шероховатость, сцепные качества, износостойкость и работоспособность дороги;
-показателями надежности, проезжаемости, безопасности движения, сроком службы и прочностью дорожной одежды.
Из всех перечисленных показателей важнейшим является ровность покрытия, от которого зависит скорость движения автопоездов по дороге, динамика воздействия колес подвижного состава на дорогу, расход топлива и смазочных материалов, себестоимость перевозки груза. Поэтому обеспечение ровности дорожного покрытия должно являться одной из наиболее главных задач дорожников-эксплуатационников.
Ровность дорожного покрытия оценивается локальным отклонением поверхности контакта колес автомобиля от геометрически идеальной плоскости. Однако в связи с тем, что неровности поверхности покрытия носят случайный характер, их обычно описывают осциллирующими гармоническими функциями и оценивают методами математической статистики. Для характеристики ровности дорожного покрытия используют международный показатель ровности индекс ровности ГМ (табл. 1 и 2) [12, 13, 14], имеющий единицу измерения м/км.
Таблица 1
Нормативные требования к ровности различных категорий дорог по ГМ_
Страна, место использования показателя ГМ Характеристика ровности Значение ШГ, м/км
Международный эксперимент (Мировой банк, Бразилия, 1982 г.) Взлетно-посадочные полосы в аэропортах и высокоскоростные автомобильные дороги От 0,8 до 1,3
Новые дорожные покрытия От 1,3 до 3,3
Эксплуатируемые автомобильные дороги От 2,3 до 5,5
Бельгия, 1984 г. Класс А. Очень хорошая ровность До 2
Продолжение таблицы 1
Класс В. Хорошая ровность От 2 до 4
Класс С. Хорошая ровность От 4 до 6
Класс D. Плохая ровность От 6 до 8
Класс Е. Очень плохая ровность Более 8
Порог вмешательства Более 6
Швеция, 1988 г. Очень хорошая ровность До 1,5
Хорошая ровность От 1,5 до 2,5
Средняя ровность От 2,5 до 3,5
Удовлетворительная ровность От 3,5 до 4,5
Неудовлетворительная ровность >4,5
Международный эксперимент FILTER (PIARC, Нидерланды, Германия, 1998 г.) Хорошая ровность До 1,5
Средняя ровность От 1,5 до 3,5
Плохая ровность Более 3,5
Таблица 2
Требуемые значения ровности дорожного покрытия для автомобильных дорог_
Категория автомобильной дороги Предельно допустимые показатели Ж! м/км
при приёмке в эксплуатацию при эксплуатации
1А+1Б 1,4-1,6 3,0
II 1,7-1,8 3,5
III 2,0 4,5-5,0
IV 2,6 5,0-5,5
Образование неровностей покрытий проезжей части происходит в результате возникновения необратимых деформаций в слоях дорожной одежды; выбоин на покрытии (из-за усталостных явлений в слое покрытия и местного разрушения их в связи с плохим сцеплением вяжущего с каменным материалом) и из -за неравномерного износа покрытия.
По данным Р. В. Ротенберга [15] при эксплуатации автомобилей на дорогах с неровной поверхностью средняя скорость движения снижается на 40-50%, межремонтный пробег - на 34-40%, расход топлива увеличивается на 50-70%, производительность работы транспорта снижается на 32-36%, себестоимость перевозок возрастает на 50-60%. На неровной дороге динамическое воздействие на нее увеличивается в 1,5-3,0 раза.
Неровности приводят в колебательное состояние автомобиль. При колебаниях кузова 0,7-4,0 Гц пассажиры испытывают неприятное ощущения, а при 5-20 Гц создаются опасные ситуации [15].
В результате проведенных исследований выделены основные факторы, влияющие на ровность покрытия, и факторы, на которые влияет ровность покрытия (табл. 3).
Таблица 3
Основные факторы, влияющие на ровность покрытия, и факторы, на которые влияет ровность покрытия
Факторы
влияющие на ровность покрытия на которые влияет ровность покрытия
Прочность дорожной одежды Скорость, утомляемость водителя
Прочность земляного полотна Производительность
Тип покрытия Себестоимость перевозок, экономический эффект
Качество проекта и материала Износ шин, покрытия
Качество строительства и ремонта Расход топлива
Климатические условия Амортизация подвижного состава
Грунтово-гидрологические условия Безопасность движения, комфорт движения
Интенсивность движения Срок службы дороги, динамическое воздействие транспорта
Состав движения Коэффициент прочности
Своевременность ремонта Модуль упругости (деформации)
В результате проведенных исследований установлены закономерности изменения скорости движения автопоездов от степени ровности покрытия дорожных одежд; установлена интенсивность изменения скорости движения от состояния (повреждения) дорожного покрытия (рис. 2).
Так, при повреждении покрытия на 10% скорость движения (при расчетной скорости движения 16,7 м/с) составит 12,5 м/с (уменьшение на 25%), а при повреждении покрытия на 20% - 10 м/с (уменьшение на 40%), при повреждении покрытия на 50% скорость движения составит 6,25 м/с [15]. Производительность автомобилей при перевозке груза снижается на 45-50% в зависимости от категории дороги и типа покрытия.
Транспортная составляющая себестоимости перевозки груза прямо пропорциональна состоянию
автомобильных дорог. Не менее важными показателями являются дополнительные затраты мощности и расход топлива на преодоление неровностей. Также установлено, что указанные затраты зависят не только от высоты неровностей, но и от их длины.
Проведенные расчеты мощности, затрачиваемой на преодоление неровностей дорожного покрытия в зависимости от степени ровности и скорости движения, показывают, что с увеличением длины неровностей ее дополнительные затраты резко возрастают.
Рис. 2. Изменение скорости движения (1) и ее интенсивности (2) от процента повреждения дорожного покрытия [15]
4. СОСТОЯНИЕ ДОРОГ И ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ РАБОТЫ АВТОМОБИЛЬНОГО ТРАНСПОРТА
Многие годы, когда в транспортном потоке подавляющую часть составляли грузовые автомобили, основными технико-экономическими показателями работы автомобильного транспорта считали производительность автомобилей, себестоимость перевозок, расход топлива, износ шин и др.
Все эти показатели напрямую связаны с техническими параметрами и характеристиками дорог, такими как ширина проезжей части, продольные уклоны и радиусы кривых в плане, а также прочность дорожной одежды, ровность и сцепные качества покрытий и др.
В современных условиях, когда доля легковых автомобилей в составе транспортных потоков составляет 70...85 %, на первое место при оценке эффективности работы автомобильного транспорта на дороге выходят затраты времени на поездку пассажиров или перевозку грузов, которые непосредственно связаны со скоростью движения.
Расчеты показывают, что повышение скорости движения за счет улучшения состояния дороги дает существенную экономию времени на поездку или перевозку грузов до 20 тыс. авт.-ч и более на каждый километр улучшенной дороги [7, 8].
Одной из наиболее частых причин снижения скорости движения является ухудшение ровности покрытия
К этому нужно добавить время простоя в заторах из-за перегрузки дорог движением, перерывов движения во время метелей, снегопадов или запрещения проезда тяжеловесных автомобилей в весенний период из-за недостаточной прочности дорожных одежд.
Годовая производительность автомобиля также зависит от дорожных условий. От состояния дорожной сети во многом зависит время работы автомобиля на линии. При плохом состоянии сети автомобили часто
простаивают из-за поломок, снежных заносов на дорогах, ограничения проезда тяжелых автомобилей в весенний период по дорогам с недостаточной прочностью дорожной одежды или не могут быть использованы из-за недостаточной прочности мостов.
Фактическое число часов работы автомобиля в году может колебаться в пределах 1000...4000 ч, а годовая производительность автомобиля за счет изменения числа часов работы меняется в несколько раз. Значительно большее влияние на производительность автомобиля оказывает грузоподъемность и средняя скорость его движения. За счет увеличения грузоподъемности, например, с 3 до 10 т, производительность может быть увеличена более чем в 3 раза. За счет увеличения средней скорости движения с 30 до 90 км/ч производительность может быть увеличена почти в 2,4 раза [9].
Скорость движения зависит от геометрических параметров дороги, ровности и сцепных качеств дорожного покрытия и его состояния, инженерного оборудования дороги и организации движения, т.е. от уровня содержания дороги.
Эффективность работы автомобильного транспорта характеризуется себестоимостью перевозок.
Расчеты показывают [10], что себестоимость грузовых перевозок минимальна при средней скорости движения 60...80 км/ч. Если принять эту себестоимость за единицу, то с уменьшением средней скорости коэффициент увеличения себестоимости перевозок резко возрастает, особенно при скорости ниже 40 км/ч:
_Таблица 4
Средняя скорость движения, км/ч 60...80 40...60 20...40 10...20
Коэффициент повышения стоимости перевозок 1,00 1,10 1,30 3,5
Большое влияние оказывает на расход топлива при движении автомобиля состояние дороги. При этом, чем выше скорость движения, тем больше увеличивается расход топлива при ухудшении ровности (рис. 4) [10].
3
о о
£ 5
180 150 120 90 60 30
100.
^с
3- 60
ссг-»
0 200 400 600 800 1 000
Ровность дорожного покрытия, см/км
Рис. 4. Зависимость расхода топлива грузового автомобиля от ровности дорожного покрытия и скорости движения (цифры на кривых - средняя скорость движения грузового автомобиля, км/ч)
О влиянии состояния дорог на эффективность работы автомобилей свидетельствуют данные о стоимости содержания транспортных средств при работе автомобилей на дорогах с различной ровностью, полученные по материалам Европейского банка развития и реконструкции (ЕБРР) [14], где ровность покрытия приведена в международных единицах ГО1, измеряемых в метрах на 1 км (м/км).
Из этих данных следует, что при ухудшении ровности от 1 до 8 м/км экономические затраты на транспортные средства возрастают для легковых автомобилей с 8 до 15 центов США на 1 км, а для тяжелых грузовых автомобилей с 26 до 27 центов США на 1 км.
5. ВЛИЯНИЕ РОВНОСТИ ДОРОЖНОГО ПОКРЫТИЯ НА БЕЗОПАСНОСТИ ДВИЖЕНИЯ
Ровность поверхности дорожного покрытия является одним из важнейших показателей транспортно-эксплуатационных качеств автомобильных дорог, оказывающих существенное влияние на режим и безопасность движения транспортных потоков. Наличие повреждений покрытия проезжей части, зрительно воспринимаемых водителями в качестве опасных (выбоины, просадки, возвышающиеся люки и т.п.), заставляют изменять траекторию движения автомобиля, отвлекает внимание от других элементов дорог, значимых с точки зрения безопасности движения. Особенно опасными являются неожиданные для водителя локальные повреждения покрытия, вызывающие необходимость резкого снижения скорости, что может способствовать возникновению аварийных ситуаций. Согласно сведениям официальной статистики аварийности, от 10 до 15% происшествий на дорогах, которые связаны с их неблагоприятным состоянием, вызваны несоответствием показателей ровности покрытия проезжей части установленным требованиям [15]. В связи с этим следует отметить, что сами эти требования многие годы не пересматривались, а показатели, используемые для оценки ровности, не гармонизированы с соответствующими показателями, принятыми в международной практике [16]. Указанные
факты свидетельствуют об актуальности исследований, целью которых является изучение влияния ровности дорожных покрытий на безопасность движения, с учетом современных режимов движения транспортных потоков, особенностей восприятия водителями дорожных условий, и разработка на основе установленных зависимостей рекомендуемых значений показателей ровности.
Для решения указанной задачи [16] был проанализирован массив информации о ровности проезжей части автомобильных дорог федерального значения (по показателю Ш1), сведения о ДТП на них, интенсивности движения и дорожных условиях. В расчетах, результаты которых приведены ниже, использованы данные по учитываемым факторам на 47 тыс. км автомобильных дорог федерального значения, полученные в результате их диагностики. В качестве результирующего показателя, характеризующего уровень аварийности на отдельных участках дорог, использовали показатель риска ДТП.
Исследование зависимости показателя риска ДТП от ровности поверхности дорожного покрытия в значениях ГЫ показывает, что для всех рассматриваемых типов дорог (двухполосные, многополосные без разделительной полосы и многополосные с разделительной полосой) такая зависимость имеет общий характер. По мере увеличения индекса ровности Ш1 до значений индекса 5 - 6 показатель риска ДТП первоначально возрастает, а затем постепенно снижается. На рис. 5 представлена [16] исследуемая зависимость для полного диапазона изменения ГЫ на рассматриваемых типах дорог от минимальных значений данного показателя (1 - 2) до наибольших наблюдаемых значений (12 -13).
О 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Ровность покрыгпия по м/ял*
Рис. 5. Изменение показателя риска ДТП в зависимости от ровности покрытия проезжей части по (ГЫ) [16]
В связи с существенной ролью ровности дорожных покрытий в обеспечении общих транспортно-эксплуатационных качеств автомобильных дорог по критериям скорости, безопасности и удобства движения, себестоимости перевозок, в зарубежной практике особое внимание уделяется вопросам нормирования показателей ровности. При этом, нормированию подлежат, как показатели ровности дорожных покрытий при сдаче дорог в эксплуатацию после нового строительства, реконструкции или ремонта, так и ее предельно допустимые значения при эксплуатации дорог. Установлено, что повышение ровности дорожных покрытий, способствует не только улучшению условий безопасности и комфортности движения, но и существенно сокращает расход топлива автомобилей (уменьшение значения международного индекса ровности ГЫ на 10% приводит к снижению потребления топлива в среднем на 4,5% [16]).
Улучшение состояния покрытия по ровности с приведением ее показателей в соответствие с рекомендуемыми значениями способствует существенному сокращению дорожной аварийности. Исследования автора [16] показывают, что уменьшение индекса ровности ГЫ может способствовать снижению риска ДТП до 40% на многополосных и до 17% на двухполосных дорогах в зависимости от исходных значений показателя ровности (табл. 5.).
_Таблица 5
№ п/п Уменьшение индекса ГЫ, м/км Снижение показателя риска ДТП (%) по типам дорог
Многополосные дороги с разделительной полосой Многополосные дороги без разделительной полосы Двухполосные
1 от 3 до 2 22,7 21,4 9,0
2 от 4 до 2 34,6 33,3 11,8
3 от 5 до 2 38,0 37,1 14,3
4 от 6 до 2 39,3 38,8 16,7
6. ВЛИЯНИЕ РОВНОСТИ ДОРОЖНОГО ПОКРЫТИЯ НА ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВОЗДУХА АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫМ КОМПЛЕКСОМ
В работе [17] исследовано влияние ровности дорожного покрытия на выбросы автомобильно-дорожного комплекса (АДК).
В результате экспериментов: 1) установлена корреляционная зависимость между ровностью и количеством выбросов; 2) получено уравнение, позволяющее определить количество выбросов в зависимости от ровности при определенной интенсивности движения; 3) найдены оптимальные значения ровности, при которых происходят минимальные выбросы.
Установленные зависимости позволили разработать методику инвентаризации выбросов АДК, основанную на данных мониторинга состояния автомобильных дорог. Т.е., зная ровность дорожного покрытия и интенсивность движения на дорогах данной категории, можно определить среднегодовое количество выбросов, приходящихся на 1 км дороги.
Выбросы от всех вышеперечисленных источников разделены на 3 группы: 1) парниковые газы; 2) выбросы в придорожной зоне; 3) локальные загрязнения.
К парниковым газам отнесены их выбросы (СО2, СН4 и N2O) от всех источников. К выбросам в придорожной зоне отнесены выбросы от движущихся АТС. К локальным загрязнениям отнесены выбросы при ремонте АТС и производстве материалов (выбросы предприятий).
Ниже приведен график зависимости [17] выбросов парникового газа СО2 от ровности дороги при движении автомобилей (рис. 6). Приведенный график соответствуют интенсивности движения N = 6000 авт./сут., средний ремонт дороги - поверхностная обработка.
Допусти г/а я ровность покрытия №1. м'км
Рис. 6. Выбросы СО2 при движении автомобилей [17]
Анализ графиков позволил выявить, что не только количество, но и величина доли выбросов при каждом технологическом процессе, происходящем в период эксплуатации дороги, изменяется в зависимости от ровности дорожного покрытия.
На рис. 7 представлен график колебания процентной доли выхлопов движущихся автомобилей [17].
70-
# во-0 8 8.
ч г°-
в
К с;
с
ч
ю
о---,-------
4 6 8 10 12 14
[ЮВНОСТЬ 1Я|, м/км
Рис. 7. Доля выхлопов движущихся автомобилей в выбросах от различных процессов при эксплуатации дороги 7.ВЫВОДЫ
Проведенный обзор исследований позволил сделать следующие выводы:
1. Транспорт является важнейшей составной частью экономики, фактором, обеспечивающим ее единство и целостность. Развитие автодорожного комплекса во многом определяет национальную безопасность страны,
решение социальных задач. Устойчивая и эффективная работа транспорта позволяет другим отраслям экономики снизить стоимость товаров и услуг, что стимулирует рост производства и потребления, а также способствует расширению международных связей, интеграции национальной экономики в мировую экономическую систему.
2. Установлена связь между расходом мощности, скоростью движения автопоездов и степенью ровности дорожного покрытия.
3. На дорогах с неровной поверхностью средняя скорость движения автопоездов снижается на 40-50%, межремонтный пробег уменьшается на 35-40%, производительность снижается на 48-50%, расход топлива увеличивается на 20-40%.
4. Ровность дорожного покрытия является аккумулятивным показателем эксплуатационного состояния покрытия и, как следствие, оказывает существенное влияние на экономическую составляющую работы автотранспорта в целом.
5. Для решения задачи повышения эффективности работы автомобильного транспорта необходимо исследование ровности дорожного покрытия. Это позволяет определить влияние ровности на производительность автопоезда при перевозке грузов и изменение себестоимости перевозки.
6. Результаты исследований позволяют сделать общий вывод о значимом влиянии ровности дорожных покрытий на безопасность движения. Характер такой зависимости неоднозначно проявляется в отдельных диапазонах ухудшения ровности - от первоначального увеличения риска ДТП до стабилизации и последующего уменьшения аварийности в связи с вынужденным снижением скоростей движения автомобилей.
7. Получены результаты исследований влияния ровности дорожных покрытий (по международному индексу ровности Ш1) на показатели аварийности, в том числе при различном уровне загрузки дорог.
8. На основе анализа зависимостей показателя риска происшествий от величины ровности с использованием критериев оценки уровней безопасности дорожного движения могут быть установлены рекомендуемые значения показателя ровности покрытия Ш1 при сдаче дорог в эксплуатацию и предельно допустимые значения этого показателя из условия влияния на безопасность движения.
9. Ровность дорожного покрытия может служить критерием оценки количества выбросов парниковых и других газов.
10. Существует такая ровность покрытия, при которой доли выбросов, движущихся автомобилей минимальны, что может служить косвенным показателем при обосновании требований к ровности дорожного покрытия.
11. Определены зависимости между ровностью дорожного покрытия и выбросами загрязняющих веществ в атмосферу от автомобильно-дорожного комплекса. Авторами предлагается принять ровность дорожного покрытия за критерий оценки количества выбросов парниковых и других газов.
В связи с вышеизложенным представляется актуальным проведение комплексного исследования на тему: Повышение эффективности функционирования автодорожного комплекса Республики Узбекистан в ходе, которой необходимо решить следующие задачи:
-определение показателя, наиболее полно характеризующего техническое состояние автомобильной дороги;
-исследование влияния дорожных условий на производительность автомобиля;
-исследование влияния дорожных условий на безопасность движения;
-исследование влияния дорожных условий на экологические показатели автотранспорта.
Предлагается исследования проводить по грузовым и пассажирским перевозкам отдельно:
-международным и междугородним перевозкам;
-пригородным перевозкам;
-внутригородским перевозкам.
8. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Ковалев, Я. Н. К вопросу об уточнении логистических терминов / Я. Н. Ковалев // Наука - образованию, производству, экономике: материалы 6-й Междунар. науч.-техн. конф.: в 3 т. / редкол.: Б. М. Хрусталев [и др.]. - Минск: БНТУ, 2010. - Т. 3. - С. 32.
2. Ковалев, Я. Н. Повышение эффективности работы автомобильных дорог как составной части автомобильного транспорта / Я. Н. Ковалев, А. Н. Тур, М. Г. Солодкая // Автомобильные дороги и мосты. - 2008. - № 2. - С. 31-34.
3. Ковалев, Я. Н. К вопросу о повышении эффективности финансирования автомобильных дорог / Я. Н. Ковалев, А. Н. Тур, М. Г. Солодкая // Автомобильные дороги и мосты. - 2009. - № 1 (3). - С. 103-106.
4. Чепцов, Г. В. Автомобильные дороги - категория экономическая / Г. В. Чепцов // Строительство и недвижимость. - 2005. - № 24 (514).
5. Экономика дорожного хозяйства: учебник / под ред. Е.Н.Гарманова. - М.: Издательский центр «Академия», 2013 - 400 с.
6. Строительство автомобильных дорог: учебник /под ред. В. В. Ушакова и В. М. Ольховикова. - М.: КНОРУС, 2013.
7. Дингес, Э.В. Экономика строительства, ремонта и содержания дорог: учебник - М.: Академия, 2014. - 280 с.
8. Дингес, Э. В. Оптимальное планирование производственной программы дорожной организации в сложных конъюнктурных условиях: Учеб. пособие / Э. В. Дингес, С. А. Гужов; МАДИ. - М.: МАДИ, 2013. - 95 с.
9. Авсеенко, А.А. Экономическое обоснование решений при проектировании автомобильных дорог: Метод.
указ. / А.А. Авсеенко, Н.П. Кикава; МАДИ. - М.: МАДИ, 2011. - 58 с.
10. Строительство и реконструкция автомобильных дорог: справочник-энциклопедия дорожника. Т. 1 / А. П. Васильев, Б. С. Марышев, В. В. Силкин [и др.] М.: Информавтодор, 2005.
11. Белый, О. В. Фундаментальные научные проблемы развития транспорта / О. В. Белый // Актуальные проблемы транспорта: сб. науч.-техн. тр. - СПб, 2002. - Т. 3. - С. 74-78.
12. Al-Rousan, T & Asi I (2010) Roughness Evaluation of Jordan Highway Network, ARRB Group LTD, Department of Civil Engineering Hashemite University, Jorden.
13. Chandra, S 2004, 'Effect of Road Roughness on capacity of two-lane roads,' American Society of Civil Engineers, Journal of Transportation Engineering, vol. 130, no. 3, p.360-364.
14. Foley, G & McLean, J 1998, 'Road Surface characteristics and condition: effects on road users,' ARRB Transport Research, viewed 26 April 2014.
15. Красиков О.А. О требованиях к ровности дорожных покрытий в период эксплуатации / О.А. Красиков, К.В. Могильный // Дороги и мосты. - 2014. - Вып. 31/1. - С. 122-136.
16. Чванов В.В., Стрижевский Д.А. Исследование влияния продольной ровности поверхности дорожного покрытия на безопасность дорожного движения. / В.В. Чванов, Д.А. Стрижевский // «Дороги и мосты». -Сборник ст./ФГУП «РОСДОРНИИ». - М.: 2009, вып. № 21/1. - С. 191-198.
17. Радкевич М.В. Выявление значимости некоторых факторов, влияющих на загрязнение воздуха автомобильно-дорожным комплексом// Автомобильный транспорт, 2013, вып. 32 - С. 106-110.
