CC BY
15
УДК 62-529
DOI: 10.15587/2312-8372.2018.127930
ЗМЕНШЕННЯ ТЕХНОЛОГ1ЧНИХ РИЗИК1В НА МЕТРОПОЛ1ТЕН1 I ЗАЛ1ЗНИЧНОМУ ТРАНСПОРТ1
Мельник В. М., Карачун В. В., Шибецький В. Ю., Фесенко С. В., Шафаренко М. В.
У роботг поставлена задача забезпечення гарантованог безпеки перевозу пасажиргв в погздах метрополтену. За об 'ект проведених авторами дослгджень обрано процес взаемодИ прибуваючого з великою швидюстю на станцю електропотягу метрополтену з пасажиром, що нерухомо очгкуе, або, який перемщуеться до краю платформи внаслгдок штовханини т1сног маси пасажиргв. Показано, що значне тертя поверхт тдборгв взуття пасажира та тертя верхньог частини тта о бгчну поверхню вагона обмежують можливгсть перемщення людини в просторi. Таким чином, в найпростшому випадку, верхня частина i ктщвки мг будуть формувати нерухому ось обертання. Але потужний удар цю ось здеформуе i направить таким чином, що вона буде рухатися по поверхм, що е сукупшстю миттево обертальних рухiв. I, таким чином, миттева ось обертання описуе комчну поверхню з вершиною, ствпадаючою з тдборами взуття.
Виявлено, що жорстко пов'язавши з людиною систему координат xyz можна визначити три кути Ейлера повороту вiдносно миттевог ос i побудувати таблицю напрямних косинуав, яю дозволяють визначити юнематичм характеристики примусового тта людини вiдносно осей, зв 'язаних з ним - mxWymz.
Результати макетних до^джень тдтвердили думку стосовно доцiльностi замши поступального руху бiчноl поверхм вагона на складний рух, додатково обладнаног на бiчнiй поверхш вагона огороджувальног стрiчки безпеки. Ця стрiчка рухаеться в протилежний до напрямку вагона бж, але з тiею за величиною швидюстю. Синтез цих двох рухiв дае ефект появи нерухомог частини стрiчки безпеки вiдносно пасажира, що стогть на платформi, i, отже, максимально тдносить певмсть i надiйнiсть перевезення пасажирiв електропогздами тдземки.
Лабораторний макет повшстю тдтвердив прогнозуемий ефект вiдсутностi небезпеки травмування пасажирiв i стутнь присутностг технологiчного ризику в експлуатащйних умовах.
Ключовi слова: стрiчка безпеки, потяг метрополтену, технологiчнi ризики, обернений фiзичний маятник.
1. Вступ
Важко уявити сьогодення життя людини у великих мютах без послуг «тдземки» та залiзничного транспорту. Метрополгген можна без
перебшьшення назвати найпопуляршшим видом транспорту в м. Киев1 (Укра'на).
За день столична тдземка перевозить до швтора мiльйонiв пасажирiв. Для бiльшостi киян вона залишаеться найшвидшим i надшним способом дiстатися в ту чи шшу точку мiста. Однак в план зручностi i безпеки укра'нське метро злегка програе сво'м побратимам з бшьш розвинених кра'н. Найбшьш завантаженою, в даний час, е ст. м. Люова (м. Ки'в, Укра'на).
У Киевi не рщюсш випадки падiння людей на рейки - будь це спроба самогубства або ж нещасний випадок. Коли таке вщбуваеться, на всш лши зупиняеться рух по'здв, багато сшзнюються на роботу, на станцiях скупчуються величезнi натовпи, якi потiм перетжають в вагони. В Токiйському метро (Япошя) уздовж перону встановленi спещальш огорожi, якi запобiгають падiнню людей на рейки.
При входi на перон станцп та на виходi з не'' потрiбно бути обережними з1 скляними дверима, якi вщкриваються в обидвi сторони. Поривом повпря або через недбалiсть людини, яка йде попереду вас, можна травмувати кшщвки рук i голову.
Найбшьшу небезпеку для пасажирiв на платформi становить прибуваючий до станцп потяг, який рухаеться потужно з великою швидюстю. Коли по'зд пiдходить до станцп, вш жене перед собою таку масу повпря, що «вггер» на перонi починаеться ще до того, як ви побачите вогш потягу в тунелi праворуч вщ вас. Таким чином, виникае значний технолопчний ризик залiзничний технологiй, обумовлений випадковими зчепленнями поверхнi одягу пасажирiв на краю платформи з бiчною поверхнею кузова вагона. Особлива небезпека мае мюце у часи «тк», коли станцiя перенасичена пасажирами i з'являеться небезпека штовханини бiля краю платформи (рис. 1). Це може призвести до вимушеного зггкнення людини з швидкохщною бiчною поверхнею вагона. Також, слщуючим за цим, вщбуваеться втягування людини пiд колеса у промiжок платформи. Це вiдбуваеться внаслщок значного зчеплення рухомо' поверхнi одягу людини з рухомою поверхнею кузова вагона, а також, нерухомими тдборами взуття людини з поверхнею платформи.
За офщшною шформащею столичного метрополггену, сьогоднi на всiх перевантажених лшях досягнуто мiнiмально можливий iнтервал, який становить 1,5 хв. Зробити його ще менше неможливо - це небезпечно, оскшьки може призвести до аварш.
Рис. 1. Тиснява в години тк на перонах метрополггену
За 2017 piK у кшвському метро сталося 18 випадкiв падiння людей на рейки. Двое людей загинули. У 2017 рощ кшвським метрополитеном скористалися пiвмiльяpда пасажиpiв.
Як вщомо, сама iнфpастpуктуpа станцiй не змшюеться. Стаpi гiлки метpополiтену - так зваш «Типовг колоннi станцiï XX столпгя» в найближчi 20 роюв, перебудовуватися не будуть [1]. А кшьюсть людинопотокiв на платфоpмi буде постшно збiльшуватися. Це, вpештi-pешт, буде провокувати постшну тисняву на перош метpополiтену. Все це буде призводити до травматизму або нещасних випадюв. I запобiжних заходiв, якi зараз е, - буде недостатньо, а саме:
- правила поведшки в метрополггеш;
- обмежувальш жовтi смуги на пiдлозi перону (рис. 2);
- гучний гудок потяга, який шформуе про прибуття поïзда на перон.
Рис. 2. Жовт попереджувальш смуги
Все це звичайно призводить до думки, щодо необхiдностi застосовувати новi методи i технологiï на перонах метрополггену та залiзницi.
У свгтовш практицг стали застосовувати новг заходи захисту при пiд'ïжджаючому складг потягу метрополитену, де застосовуються швидюсш поïзди, якг експлуатуються зг швидкгстю 100 км/год. Це станцiï метро закритого типу (також званий горизонтальний лгфт i станцп з подвшними дверима) в Санкт-Петербурзькому (Росгя), Пекгнському метрополгтенг (Китай) [2]. Недолгками таких пгдходгв захисту е: ргзке обмеження пропускно!' здатностг всге!' лшп, потреба бгльш точноï зупинки щодо дверей, стоянка на станцп подовжуеться на 15-20 с.
Одним з таких перспективних напрямкгв захисту пасажира на перош метрополитену може бути «стргчка безпеки», яка створить буферну зону мгж вагоном метрополитену i пасажиром. Таким чином, буде усунуто можливгсть згткнення пасажира i бiчноï частиш вагона метpополiтену, який швидко рухаеться (швидюсть вгд 60-80 км/ч). Все це виключить закручування неpухомоï людини на платфоpмi i втягування ïï тд колеса.
Нерухомий пасажир на платфоpмi буде мати перед сво1ми очима замiсть pухомоï бiчноï поверхш кузова вагона нерухому поверхню стр1чки безпеки i, таким чином, усуваеться технолопчний ризик залiзничного потягу.
Актуальшсть дослiджень, безумовно, полягае в тому, щоб винайти такi технiчнi ршення, за яких технологiчний ризик на шдземному шляхопровод^ тобто метpополiтенi був би зведений до мтмуму.
2. Об'ект досл1джень та його технолопчний аудит
Об'ект дослгджень - процес виникнення i розвитку технолопчних ризиюв перевозу пасажирiв на транспортi.
Потужна рушiйна 34inKa в вагонi метрополтену, що з великою швидкiстю з'являеться на стaнцiï, несе неабияку небезпеку травмування пaсaжирiв, якi в наслщок неувaжностi та скупчення великоï кшькосл людей, особливо з габаритним речами, породжують штовханину бiля краю платформи. Штовханина, як правило, приводить до торкання пaсaжирiв поверхнi вагона. Значне тертя пiдборiв взуття людини з поверхнею платформи та удар вагона по верхшм кiнцiвкaм людини слугують причиною виникнення примусового обертання тша навколо нерухомоï точки - пiдборiв взуття. Якщо до цього додати ще намагання людини утриматись i не впасти, виникае додатковий рух верхшх i нижнiх кiнцiвок, як не тiльки змiнюють момент шерци вiдносно миттевоï осi обертання, але i штовхають сусiдiв на перош, викликаючи сум'яття пaсaжирiв. Таке явище особливо небезпечне в часи тк та на стaнцiях, якi з'еднуються з заизницею та великими тдприемствами, де е значна маса людей. Таким чином, велика юльюсть можливих перемiщень кожного з пaсaжирiв формуе непрогнозуемий стан вели^ маси людей i слугуе прямою небезпекою не тшьки травмуванню, але i життю людей.
Одним з найбшьш проблемних мюць постае необхiднiсть забезпечення мaксимaльноï рiвностi швидкостi переносного (корпуса вагона) руху та вiдносного руху (стрiчки безпеки). Нaрештi, слiд забезпечити безумовну вщповщшсть нaвiгaцiйноï карти напрямку руху стрiчки безпеки вiдносно вагона коли вихщ на перон змiнюеться на другий бш потягу.
3. Мета i задач1 досл1джень
Метою дослгдження е зменшення технологiчних ризикiв транспортування пасажиропотоюв в мiському та заизничному трaнспортi.
Задачг дослгджень полягають у наступному:
1. Провести анаиз мехашзму виникнення явищ, якi породжують небезпеку травмування пaсaжирiв, що знаходяться на плaтформi в очiкувaннi потягу.
2. Побудувати розрaхунковi моделi виникнення технолопчних ризиюв на пасажирському транспорт в експлуaтaцiйних умовах.
3. Представити техшчну реaлiзaцiю усунення причин небезпеки травмування пaсaжирiв в очiкувaннi прибуваючого (або вщЧжджаючого) зaлiзничного транспорту на пасажирськш плaтформi пiдземноï або наземно1 дороги.
4. Досл1дження 1снуючих р1шень проблеми
Все бiльше придiляють уваги питаннями безпеки, у зв'язку iз ростом швидкост електропоïздiв та щшьшстю перевозок на зaлiзничному трaнспортi та в метрополггеш, зокрема, у великих мютах багатьох краш. Велика кшьюсть пaсaжиропотокiв примушуе прaцiвникiв зaлiзницi шукати новi шляхи технiчного забезпечення безпеки руху, зокрема, зменшення травмування
шсожиргв чи шших нещасних випадкiв. Вгдомг, на тепеpiшнiй час, технiчнi заходи у виглядг Фгзичних баp'еpiв (PSD), як не здатнi, в повнш мгрг, огородити пасажиpiв вгд спроб покшчити життя самогубством [3]. Ощнка ступеня гмовгрностг нещасних випадкiв самогубства дозволяе провести ощнку ефективностi засобiв, з одного боку, та окреслити найбшьш небезпечнi дшянки пiдземки [4]. В стадп пошуку засоби штучного подшу за деякими принципами (вжових даних, статевих та im) для визначення ефективностi того чи шшого засобу. Цей принцип дозволить також ощнити ступшь локальност натовпу на переповненому перош [5]. Розглядаеться питання поняття масового пасажиропотоку в контекст проблеми безпеки та пропозищями щодо заход1в попередження i реагування на таю явища [6]. Приймаючи до уваги сумюшсть i простоту програмного забезпечення Microsoft Access 2010, влада Шанхаю використовуе ïï для всебiчного i ретельного проектування бази даних шциденлв з адаптацiйноï базою метрополитену MOID [7]. З метою раннього попередження про ризик i тдвищення р1вня упpавлiння безпекою в метро пропонуеться система диспетчеризацп системи ведення журналу помилок i аналiзу даних (DFLMIS), яка мютить майже вс види аваpiй, що сталися в ходГ роботи Metro [8].
1дентифшащя ризиюв е важливим завданням в управлшш ризиками метро i тдземного транспорту. Для цього створена система щентифшацп ризику безпеки (SRIS) для безпеки пересування потяпв метpополiтену щодо контролю та раннього попередження диюмГчних ризиюв [9]. Процес динамiчноï оптимiзацiï маршруту i упpавлiння потоком пасажиpiв та динамiчноï оптимiзацiйноï задачi, яка зводить до мшмуму вiдхилення вщ розкладу, i максимiзуе безпеку руху в проходах по лшях метро наводиться в робой [10]. Проводилось моделювання та лабораторш випробування впливу управлшням пГшохГдним рухом на посадку i висадку пасажиpiв на станщях метро. Дослiдження проводилися за допомогою мшрошмулятора пГшохГдного руху (студГя LEGION) i експерименлв в Лабоpатоpiï динашчних дослiджень людини (HDL) Унiвеpситету Лос-Анджелеса в Сантьяго-де-Чилг Були отpиманi критерп для упpавлiння пГшохГдним рухом на платфоpмi i дверях метpополiтену [11]. У [12] наводяться основш даш вГдносно прогресу в упpавлiннi безпеки пiдземноï технiки в Китаï за останне десятилiття, а саме:
- встановлення закошв i правил з управлшня ризиками безпеки пiдземноï техшки;
- впровадження плану упpавлiння безпеки;
- створення системи тдтримки прийняття piшень для упpавлiння ризиками i раннього попередження на основ1 шформацшних технологiй;
- посилення дослiдження з управлшня безпеки, прогнозування та профшактики.
5. Методи дослщжень
Запропоноване техшчне piшення лiквiдуе небезпеку травмування пасажиpiв на швидкГсному електpотpанспоpтi метpополiтену та залiзницi i
може бути використаним для боротьби з технолопчними ризиками на трaнспортi.
Вщома конструкцiя вагона електропо1зда ЕР 2 (Рошя), який мiстить суцiльнозвaрний несучий кузов, бiчнi, торцевi стiнки i дах якого обшито сталевим гофрованим листом. Салон вагона обладнаний системою вентиляцп is двома вентиляцiйними агрегатами, установленими в кшцевих частинах у горищних примiщеннях тaмбурiв. Зовнiшнi стшки кузова виконaнi з гофрами. Бiчнi стiни кузова з кожноï сторони мають по чотири прорiзи для обладнання розсувних дверей [13]. До недолтв цього техшчного рiшення вагошв електропо1зда вiдноситься висока ступiнь небезпеки для пaсaжирiв, що очiкують по1зд на перонi, особливо для тих, як знаходяться поблизу края платформи.
Вщома також конструкцiя серiйного промiжного вагона метрополiтену, мод. 81-714,5 (СССР) у виглядi суцiльнозвaрноï конструкцп з несучим кузовом, виконаним по типу зaмкнутоï оболонки посиленоï поздовжнiми i поперечними балками. Кузов вагона мае вирiзи в бiчних стiнкaх тд дверi i вiкнa, та у даху тд зaбiрники зовнiшнього повггря [14].
Недолiком цього технiчного ршення постае пiдвищенa небезпека з боку швидюсного електропо1зда для пaсaжирiв, що знаходяться на платформ^ точнiше, при по1зда до стaнцiï i при вщходу вiд стaнцiï. Особлива
небезпека мае мюце у часи «тк». В цей час станщя перенасичена пасажирами i з'являеться небезпека штовханини бшя краю платформи. Це може призвести до вимушеного зггкнення людини з швидкохщною бiчною поверхнею вагона. Також можливим за цим втягуванням людини тд колеса внаслщок значного зчеплення поверхнi одягу людини з поверхнею кузова вагона.
В основу техтчного ршення поставлена задача забезпечення гарантовано1 безпеки перевозу пaсaжирiв в по1здах метрополiтену. Створюються зaпобiжнi заходи зiткненню людини з рухомою бiчною поверхнею вагона пiд час його стрiмкого прибуття на станцш, або прискорення при виïздi, за допомогою стрiчки безпеки. Ця стрiчкa встановлюеться на зовнiшнiх бiчних сторонах ваготв з примусовим поступальним ïï рухом в протилежному до руху по1зда напрямку i з пею ж швидкiстю.
Запропоноване технiчне ршення вагону метрополiтену iз зовнiшньою стрiчкою безпеки мiстить ходову частину, кузов суцiльнозвaрноï несучо1 конструкцiï. Кузов виконаний у виглядi зaмкнутоï оболонки з вирiзaми в бiчних стiнaх тд вiкнa й дверi, а також у даху вагона для вентиляцшного обладнання пасажирського салону. Вентиляцiйне обладнання складаеться з пристро1в забирання зовтшнього повiтря, його роздaчi й випуску вщпрацьованого повiтря з вагона. Нижт частини зовнiшнiх бiчних сторiн вагона, нижчих за вжна, облaднaнi стрiчкaми безпеки з примусовим поступальним рухом в протилежному до руху по1зда напрямку i з пею ж швидюстю.
Стрiчкa безпеки з примусовим поступальним рухом в протилежному до руху по1зда напрямку i з пею ж швидюстю, здiйснюе два рухи. Вщносно стaнцiйноï платформи - переносний поступальний рух разом з кузовом вагону i вщносний поступальний рух уздовж бiчноï поверхнi вагона в протилежному до
руху по1зда напрямку. Синтез цих двох румв будуе нерухомий стан поверхш стрГчки вгдносно платформи i, вгдповгдно, нерухомий ïï стан вгдносно пасажиpiв, як там знаходяться. Однаково, як при гальмуванш по1зда, так i за його прискорення.
На рис. 3 наведений загальний вид пропонуемого техшчного ршення вагона метpополiтену Гз зовшшньою стрГчкою безпеки.
7
5
1 \ —, II ■—¡1 1—
! —V —► V —► V
» / ^
3
10
2J и 4_
Рис. 3. Вагон метрополитену Гз зовшшньою стрГчкою безпеки На рис. 4 показаний вид вагона на рис. 1 зверху.
10
11 11
IL-
IO] 8
V \/7 / V
11
Рис. 4. Вид вагона метрополитену зверху На рис. 5 показана конструкщя валюв.
10_
\ (>) .--ni-^te-rti--
> 1
(
Рис. 5. Конструкщя валюв
Запропоноване техшчне ршення вагона метрополитену Гз зовшшньою стрГчкою безпеки (рис. 3) мае на мет досягнення гаpантованоï безпеки перевозу пасажирГв в по1здах метрополитену. Конструкщя мютить ходову частину 1, кузов 2, що складаеться з бГчних стшок 3 Гз дверними 4 i вшонними 5 прорГзами
тд дверi 6 i вiкна 7, даху 8, с^чок безпеки 9 (рис. 4). На валках 10 кршиться с^чка безпеки, а валки 11 вщповщають за контроль натягу стрiчки. Валки 10 мають напрямш 12 для спуску та шдйому стрiчки безпеки 9, на кшцях напрямних 12 знаходяться фрикцiйнi диски 13 такого ж дiаметра, як i валки 10 (рис. 5).
Потужний швидкiсний в'1'зд електропо1зда метрополггену з тунелю на станцiю являе собою надзвичайно високу небезпеку для пасажирiв, яю знаходяться на платформ^ що не мае огороджень вщ свого краю. Значна штовханина пасажирiв на краю платформи у сукупносп з недостатньою пильнiстю ситуацii на рейках заизничного шляхопроводу породжуе небезпеку раптового торкання людини плечем або кшщвками рук. Це вщбуваеться внаслщок потужного удару з боку бiчноi поверхнi вагона стрiмко наближаючогося потягу метрополггену, що призводить до примусового обертання людини навколо його поздовжньоi осi тулуба. Ступiнь цього пливу окреслюеться, перш за все, силою удару потягу та значним тертям одягу пасажира о стiнки вагона та великою силою щеплення на мющ знаходження нерухомих пiдборiв взуття людини з поверхнею платформи, що цшком природно. Останнш чинник дозволяе стверджувати наявнють, в цьому випадку, сферичного руху тiла пасажира вiдносно пiдборiв взуття нижнiх кiнцiвок. Людина, вщчуваючи поштовх та удар вагона, природно розставляе кшщвки верхнiх рук iз своiми речами, проявляючи безумовнi рефлекси для утримання тша в положены рiвновазi, але тим самим, ще гiрше ускладнюючи свiй динамiчний стан шсля удару. Надалi важко прогнозувати, але статистика дае певш висновки щодо того, що верхнi кшщвки слугують захопленню вагоном верхньоi частини тша i вiдриву нижньоi частини тша людини вщ платформи. Це неминуче втягне людину у щшину промiжку мiж краем платформи 1 поверхнею вагона.
Робота запропонованого техшчного ршення вагона метрополiтену iз зовшшньою стрiчкою безпеки здiйснюеться наступним чином. На перегош, стрiчка безпеки 9 знаходиться у верхньому положены, до рiвня пiдвiконня. При пiдходi до станцп, фрикцiйнi диски 13 входять в зачеплення з вертикальним краем пасажирсько!' платформи i починають обертатися разом з валками 10 навколо напрямних 12 з кутовою швидюстю:
V
де V - швидюсть по1зда, Я - радiус фрикцшного диска 13. Внаслiдок цього обертання, надаеться поступальний рух стрiчцi безпеки iз швидкiстю:
V = ®я = ^ ■ Я = V,
1 Я
протилежною до швидкост кузова вагона. Таким чином, вщносно людини, що стопъ нерухомо на краю платформи, стрiчкa 9, цiлком зрозумiло, не рухаеться, бо ïï стан визначаеться синтезом двох поступальних рухiв - переносного i вiдносного. Переносним рухом виступае поступальний рух вагона, вiдносним -теж поступальний рух стрiчки, але вщносно бiчноï поверхнi вагона i в протилежному напрямку. Обов'язково iз швидкютю, рiвною за величиною переноснш швидкостi.
Коли потяг вiдходить вщ стaнцiï, динaмiкa явища практично повторюеться.
При зупинщ по1зда на станцп, автоматика (наприклад, електрична чи пневматична) опускае валки 10 iз стрiчкою донизу, вiдкривaючи доступ до дверей. Дверi вiдчиняються i пасажири входять i виходять iз салону. Поим дверi зачиняються, автоматика знову шдшмае валки з стрiчкою безпеки вгору i по1зд починае рухатися зi стaнцiï на перегiн. Дaлi все повторюеться.
Важка гнучка стрiчкa безпеки, наприклад, з прогумовaноï тканини, збер^ае вихiдну жорсткiсть на весь час експлуатацп.
Таким чином, запропоноване техшчне рiшення вагона метрополiтену Гз зовшшньою стрiчкою безпеки забезпечить гарантовану безпеку перевозу пaсaжирiв в по1здах метрополитену i суттево знизить вiрогiднiсть порушення графшу пiдземноï зaлiзницi.
6. Результати досл1джень
З метою практичного тдтвердження теоретичних мiркувaнь був виготовлений дшчий макет потягу метрополiтену, обладнаний стрiчкою безпеки (рис. 6).
Рис. 6. Лабораторний макет вагону метрополггену iз зовнiшньою стрiчкою
безпеки
Лaборaторнi дослiдження макету дозволяють з великим ступенем певност стверджувати наступне:
- примусовий сферичний рух тша людини в наслщок потужного 6Гчного удару поверхнею вагона i наступним захопленням ïï завдяки значному тертю
тдборГв взуття о поверхню платформи та тертя одягу людини о бГчну поверхню вагона примушуе людину здшснювати рух. Це нагадуе рух оберненого сферичного маятника з нерухомою точкою на тдборах взуття людини. Що являе собою природний результат синтезу трьох обертальних рухГв, як окреслюються трьома кутами Ейлера. Особливють розрахунково1 моделГ полягае в тому, що в даному контекст здшснюеться принципове тлумачення вивчаемого явища. Разом з тим, неабиякий вплив на розвиток небезпеки взаемодп вагона з людиною, а часом i виршальний, здшснюе поведшка не тшьки самого пасажира. Важлива поведшка також i навколишшх, близько стоячих пасажирГв, не тшьки з точки зору динамши взаемодп мГж вагоном i людиною. Та цший ряд шших умов, наприклад, психолопчного стану окремих осГб та можливють виникнення прикмет пашки серед значноï маси людей на невеликш плошг станцiï тдземного шляхопроводу;
- синтез трьох обертальних рухГв навколо неpухомоï точки поверхш шдборГв взуття людини дае можливють визначити миттеву ось обертання людини, яка описуе кошчну поверхню, вершина якоï ствпадае з нерухомою точкою тдборГв взуття. Кути Ейлера у (кут прецесп), 9 (кут нутацп) та кут ф (власного обертання), за допомогою обчисленоï таблиц напрямних косинусГв дозволить автоматизувати процес виявлення особливостей сферичного руху людини та окреслити умови прояву локальних особливостей руху;
- дослщження лабораторного макету тдтвердили ефективнють замши поступального руху бiчноï поверхш вагона додатковим обладнанням ïï гнучкою стрГчкою, яка рухаеться Гз швидкютю потяга, але в протилежному напрямку. Таким чином, штучно формуеться синтез двох протилежно напрямлених рухГв пpопонуемоï стрГчки з однаковою швидкютю. В результат чого поверхня стрГчки вгдносно нерухомого пасажира на платформГ не рухаеться.
Результати макетних дослщжень тдтвердили думку стосовно доцшьност замши поступального руху бiчноï поверхн вагона на складний рух, додатково обладнаноï на бГчнш поверхш вагона огоpоджувальноï стрГчки безпеки. Вона рухаеться в протилежний до напрямку вагона бш, але з тею за величиною швидкютю. Синтез цих двох рухГв дае ефект появи неpухомоï частини стрГчки безпеки вщносно пасажира, що сто1ть на платформ^ i, отже, максимально тдносить певнють i надшнють перевезення пасажирГв електропох^дами тдземки.
Лабораторний макет повнютю тдтвердив прогнозуемий ефект вщсутност небезпеки травмування пасажирГв i стутнь присутност технолопчного ризику в експлуатацшних умовах.
Техшчне ршення не обмежуе можливостей автоматичного регулювання якост пpопонуемоï технiчноï реалГзацп.
7. SWOT-аналiз результат досл1дження
Strengths. Оригшальною стороною отриманих результатв лабораторних дослщжень е тдтвердження теоретичних передумов усунення причин небезпеки травмування пасажирГв в очжуванш прибуваючого потягу на платформг Це дасть змогу забезпечити: захист вгд травматизму людини;
зменшити кшьюсть судових позовГв; зменшить кшьюсть лiкaрняних, яю можуть бути в наслщок травматизму, уникне зупинку роботи станцп метрополитену.
Weaknesses. Вадами пропонуемого техшчного рiшення постають необхiднiсть доукомплектування вагона пристроями приводу та регулювання швидкост руху стрГчки безпеки рГвною за величиною швидкост вагона.
Opportunities. Розташовуючи рекламну iнформaцiю на стрГчщ безпеки, можна забезпечити окупнють дaноï продукцiï за рш. На даний момент 1 м реклами обходиться приблизно 72 дол. США. СтрГчка безпеки тшьки на одному вагош забезпечуе 80 м постiйноï реклами, а не наклеених проспеклв всерединi вагона, як можна в будь-який момент зiрвaти. Також реклама пофарбованого складу метрополитену вимагае крГм оплати за рекламу ще дорогоï фарби i часу для того, щоб вагони висохли.
СтрГчку безпеки можна використовувати не тшьки в метрополгтеш та електропо1здах. Даний продукт необхщний для швидюсних трамва1в, фунiкулерiв, а особливо буде важливий на канатних дорогах в прськолижних курортах.
Threats. Вихщ на платформу пщземки на рГзних стaнцiях здiйснюеться не обов'язково в один бж. Таким чином, необхщно доукомплектування потягу навшацшною картою. Ефективнiсть роботи стрГчки безпеки залежить, окрГм шшого, також вщ збереження нею фiзико-мехaнiчних властивостей - натягу, пружностГ, забезпечення сухоï поверхш торкання з пасажиром.
8. Висновки
1. Показано, що значне тертя поверхнi пщборГв взуття пасажира та тертя верхньоï частини тiлa о бГчну поверхню вагона обмежують можливють перемiщення людини в просторг Таким чином, в найпростшому випадку, верхня частина i кшщвки шг будуть формувати нерухому ось обертання. Але, потужний удар цю ось здеформуе i направить таким чином, що вона буде рухатися по поверхш, що е сукупшстю миттево обертальних рухГв. I, таким чином, миттева ось обертання описуе кошчну поверхню з вершиною, сшвпадаючою з пщборами взуття.
2. Виявлено, що жорстко пов'язавши з людиною систему координат xyz можна визначити три кути Ейлера повороту вщносно миттевоï ос i побудувати таблицю напрямних косинушв, як дозволяють визначити кшематичш характеристики примусового тша людини вщносно осей, зв'язаних з ним -
®x Юy Ю .
3. Показано, що стрГчка безпеки, яка рухаеться у протилежному до вагона напрямку, але з тГею ж швидюстю, будуе синтез двох румв, направлених з тГею ж швидюстю, але в рГзш сторони. Це призводить до миттево нерухомого стану елемента стрГчки безпеки вщносно пасажира. Отже, можна зробити висновок, що взаемна нерухомють людини i стрГчки е гаранлею повноï небезпеки людини.
References
1. Sbornaya stantsiya metropolitena kolonnogo tipa: A. s. 692938 USSR. MPK E02D 29/00, E21D 13/00 / Antonov O. Yu. et al.; Assignee: All-Union Scientific Research Institute of Transport Construction. Appl. No. 2321922/29-03; Filed: 02.02.1976; Published: 25.10.1979, Bull. No. 39.
2. Dvustvorchatye dveri razdvizhnogo tipa: A. s. 264665 USSR. MPK E05F 7/04 / Gutsko V. A. et al.; Assignee: Leningrad Branch of the State Design and Exploration Institute «Metrogiprotrans». Appl. No. 1204194/29-14; Filed: 19.12.1967; Published: 03.03.1970, Bull. No. 9.
3. The effectiveness of platform screen doors for the prevention of subway suicides in South Korea / Chung Y. W. et al. // Journal of Affective Disorders. 2016. Vol. 194. P. 80-83. doi:10.1016/i.iad.2016.01.026
4. Uittenbogaard A., Ceccato V. Temporal and spatial patterns of suicides in Stockholm's subway stations // Accident Analysis & Prevention. 2015. Vol. 81. P. 96-106. doi:10.1016/i.aap.2015.03.043
5. A novel approach for crowd video monitoring of subway platforms / Hu X. et al. // Optik - International Journal for Light and Electron Optics. 2013. Vol. 124, No. 22. P. 5301-5306. doi:10.1016/i.iileo.2013.03.057
6. Yang J.-T. Safety Risk Analysis and Countermeasures Study on Regular Mass Passenger Flow of China's Urban Subway // Procedia Engineering. 2016. Vol. 135. P. 175-179. doi:10.1016/i.proeng.2016.01.104
7. An incident database for improving metro safety: The case of shanghai / Zhang X. et al. // Safety Science. 2016. Vol. 84. P. 88-96. doi:10.1016/i.ssci.2015.11.023
8. The safety management of urban rail transit based on operation fault log / Ding X. et al. // Safety Science. 2017. Vol. 94. P. 10-16. doi: 10.1016/i.ssci.2016.12.015
9. Safety risk identification system for metro construction on the basis of construction drawings / Ding L. Y. et. al. // Automation in Construction. 2012. Vol. 27. P. 120-137. doi:10.1016/i.autcon.2012.05.010
10. Joint optimal train regulation and passenger flow control strategy for high-frequency metro lines / Li S. et al. // Transportation Research Part B: Methodological. 2017. Vol. 99. P. 113-137. doi:10.1016/i.trb.2017.01.010
11. Seriani S., Fernandez R. Pedestrian traffic management of boarding and alighting in metro stations // Transportation Research Part C: Emerging Technologies. 2015. Vol. 53. P. 76-92. doi:10.1016/i.trc.2015.02.003
12. Qian Q., Lin P. Safety risk management of underground engineering in China: Progress, challenges and strategies // Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2016. Vol. 8, No. 4. P. 423-442. doi:10.1016/i.irmge.2016.04.001
13. Vagony / ed. by Kuzmich L. D. Moscow: Mashinostroenie, 1978. 376 p.
14. Posobie po ekspluatatsii vagonov metropolitena modeley 81-717,5 i 81714,5. Moscow: Transport, 1993. 447 p.
