2342
.pdfМинистерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Воронежская государственная лесотехническая академия»
БЕЗОПАСНОСТЬ ТРАНСПОРТНОГО ПРОЦЕССА
Методические указания для практических занятий для студентов направления подготовки 190700.68 – Технология транспортных процессов
Воронеж 2015
2
УДК 656.13.08
Денисов, Г. А. Безопасность транспортного процесса [Текст]: методические указания к практическим занятиям для студентов направления подготовки 190700.68 – Технология транспортных процессов / Г. А. Денисов, В. П. Белокуров, Р. А. Кораблев, Д. В. Лихачев, А. А. Штепа, Н.И. Злобина; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВПО «ВГЛТА», – Воронеж, 2015. – 44 с.
Печатается по решению учебно-методического совета ФГБОУ ВПО «ВГЛТА» (протокол №__ от «__» __________ 2015 г.)
Даны условия задач и методические пояснения к их решению. Методические указания предназначены для студентов направления подготовки 190700.68 – Технология транспортных процессов
|
|
3 |
|
|
|
Оглавление |
|
1 Цель и задачи изучения дисциплины |
4 |
||
2 |
Содержание разделов рабочей программы дисциплины |
5 |
|
3 |
Контрольные задания |
6 |
|
4 |
Раздел 1. |
Расчеты движения автомобиля и пешехода |
9 |
5 |
Раздел 2. |
Наезд автомобиля на пешехода при ограниченных |
|
обзорности и видимости |
13 |
||
Раздел 3. Основные расчетные зависимости |
22 |
||
7 |
Раздел 4. |
Маневрирование автомобиля |
35 |
Библиографический список |
42 |
4
1 Цель и задачи изучения дисциплины
1.1Целью изучения дисциплины является освоение теории транспортного процесса, технология перевозок грузов и пассажиров, прогрессивные формы и методы организации управления перевозками, обеспечивающие повышение эффективности использования подвижного состава.
1.2Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи:
–изучение основных направлений работ по предупреждению аварийности на автомобильном транспорте, влияния каждого из элементов системы водитель - автомобиль - дорога - среда на безопасность движения.
–ознакомление с вопросами организации работы по обеспечению безопасности движения на автотранспортных предприятиях и фирмах, осуществляющих перевозки грузов и пассажиров;
–изучение основных условий и требований нормативной документации, обеспечивающих принятие оптимальных решений при организации безопасности транспортного процесса;
–уяснение навыков использования новых информационных технологий и методов принятия оптимальных решений при обеспечении безопасности транспортного процесса;
–ознакомление с технологией транспортных процессов, планов развития транспортных предприятий и систем организации движения;
–изучение методики анализа транспортных процессов;
–ознакомление с основными принципами функционирования многокритериальных систем управления транспортным процессом.
1.3Дисциплина «Безопасность транспортного процесса» относится к профессиональному циклу дисциплин, индекс по учебному плану М2.В.ОД.2
Данная дисциплина не используется при дистанционном обучении.
2. Требования к результатам освоения дисциплины
2.1. Для эффективного освоения дисциплины «Безопасность транспортного процесса» у обучающегося должны быть сформированы следующие предварительные компетенции или их части:
а) способен совершенствовать и развивать свой интеллектуальный и общекультурный уровень;
5
б) способен к самостоятельному обучению новым методам исследования, к изменению научного и научно-производственного профиля своей профессиональной деятельности;
в) способность организовывать работу людей ради достижения поставленной цели;
3 Условные обозначения
Для освоения дисциплины, получения практических навыков экспертного исследования, расчета механизма и параметров ДТП, в методических указаниях предлагается набор задач. Магистрам дневного обучения на практических занятиях номера задач определяются преподавателем. Магистрамам заочного обучения при выполнении контрольной работы предусмотрено решение четырех задач (по одной из каждого раздела). Номера задач определяются преподавателем.
В методических указаниях приняты следующие обозначения. Общие данные по автомобилям:
m – масса автомобиля, кг; G – вес автомобиля, Н;
Ga – вес автомобиля с номинальной нагрузкой (полный вес), Н; Ва – габаритная ширина автомобиля, м;
La – габаритная длина автомобиля, м; L – база автомобиля, м;
l – расстояние от заднего моста до передней части автомобиля, м;
a, b – расстояния от центра тяжести автомобиля до переднего и заднего мостов, м;
hц – высота центра тяжести автомобиля, м; r – радиус ведущего колеса, м;
ах – расстояние от места водителя до передней части автомобиля, м; ау – расстояние от места водителя до боковой части автомобиля, м; Bдк – ширина динамического коридора, м;
Uтр – передаточное число трансмиссии;
Uк – передаточное число коробки передач; Pи – сила инерции автомобиля, Н;
Pв – сила сопротивления воздуха, Н;
Pтр – сила сопротивления трансмиссии, Н;
Pхх – сила сопротивления трансмиссии при холостом ходе, Н; Pц – центробежная сила инерции, Н;
iру – передаточное число рулевого управления. Кинематические параметры:
t – время движения автомобиля, пешехода, с; t1 – время реакции водителя, с;
6
t2 – время запаздывания тормозного привода, с; t3 – время нарастания замедления, с;
t4 – время полного торможения, с; t5 – время оттормаживания, с;
tдн, tпн – время движения автомобиля до и после наезда на препятствие, с; tдн – время движения автомобиля с момента возникновения опасной
обстановки до пересечения линии следования пешехода, с;
tзап – время, просроченное водителем («время запаздывания»), с; tвп – время движения пешехода в поле зрения водителя, с;
Sa – путь (перемещение) автомобиля, м; Sп – путь пешехода, м;
S1 , S2 , S2р , S3 , S4 , S5 – путь автомобиля за промежутки времени t1…t5, м; Sю – длина тормозного следа («юза»), м;
Sю1 – длина тормозного следа от места наезда на пешехода до задних колес, м;
Sо – остановочный путь автомобиля, м;
Sуд – расстояние между пешеходом и автомобилем в момент возникновения опасной обстановки, м;
Sдн, Sпн – путь автомобиля до и после наезда на препятствие, м;
Sв – расстояние между автомобилем и препятствием в момент возможного его обнаружения («расстояние конкретной видимости»), м;
Sм – расстояние, необходимое для безопасного маневра, м; Sзап – путь автомобиля за время tзап, м;
Va – скорость движения автомобиля, м/с; Vп – скорость движения пешехода, м/с;
Vю – скорость автомобиля в момент максимального замедления, м/с;
Vн – скорость автомобиля в момент пересечения им линии следования пешехода, м/с;
Vбукс, Vск, Vопр – критические скорости автомобиля по условиям буксования, скольжения и опрокидывания, м/с;
V1…V5 – скорость автомобилей после удара, м/с; j – установившееся замедление автомобиля, м/с2; g – ускорение силы тяжести (9,81 м/с2);
jн – замедление автомобиля при накате, м/с2;
jнд – замедление автомобиля при торможении его двигателем, м/с2;
j1-2 – замедление автомобиля при переходе его с участка с коэффициентом Y1 на участок с коэффициентом Y2, м/с2;
jот – замедление автомобиля при его откатывании от препятствия после удара, м/с2;
х – расстояние между линией следования пешехода и препятствием, ограничивающим обзорность, м;
у – интервал между автомобилем и границей опасной зоны, м; б – безопасный интервал, м;
7
lx – расстояние от передней части автомобиля до места контакта его с пешеходом на боковой поверхности, м;
ly – расстояние от боковой поверхности автомобиля до места контакта его с пешеходом на передней его части, м;
xм, yм – продольные и поперечные перемещения автомобиля, теоретически необходимые для безопасного объезда препятствия, м;
Вд – ширина проезжей части дороги, м; ρ – расстояние от центра тяжести автомобиля до места удара о
сосредоточенное препятствие, м;
R – расстояние от мгновенного центра скоростей («центра поворота») до середины заднего моста автомобиля, м.
Коэффициенты и углы:
kэ – коэффициент эффективности торможения; kм – коэффициент маневра;
kуд – коэффициент восстановления;
Вт – коэффициент распределения тормозной силы по мостам автомобиля; δвр – коэффициент учета вращающихся масс;
f – коэффициент сопротивления качению; ψд – коэффициент сопротивления дороги; ψдв – коэффициент сопротивления движению; ηн – коэффициент влияния нагрузки;
Yx, Yy – коэффициенты продольного и поперечного сцепления шин с покрытием дороги;
Yопт – оптимальный коэффициент сцепления; Wв – фактор обтекаемости, H·с2/м2;
α – угол между векторами скоростей автомобиля и пешехода; βд – угол продольного наклона дороги; γ – курсовой угол автомобиля;
γм – курсовой угол автомобиля в конце маневра; θ – угол поворота передних колес автомобиля; φ – коэффициент сцепления.
8
4 Раздел 1. Расчеты движения автомобиля и пешехода
В главе приведены задачи, в которых требуется определить основные характеристики движения автомобиля и пешехода в различных условиях.
Содержание задач относится к прямолинейному движению автомобиля. Основные расчетные зависимости:
1. Параметры равномерного движения
– автомобиля:
Sa =Vat , м;
– пешехода:
Sп =Vпt , м.
2. Сила и моменты, действующие на автомобиль. Сила сопротивления дороги
Pд =G(f cosαд +sinαд )=Gψд , Н.
Сила инерции автомобиля
Pп = Gδgвр j , Н
где δвр =1+(0,03 +0,05Uк2 )Gа .
G
Сила сопротивления воздуха
Pп =WвVа2 , Н.
Сила сопротивления трансмиссии на холостом ходу
Рхх =(2 +0,009Vа )Gа10−3 , Н.
Тормозная сила двигателя, приведенная к ведущим колесам автомобиля
Pтд = |
MдвUтр + Mтр |
= |
MдвUтр |
, Н. |
|
|
|||
|
r |
r + P |
||
|
|
|
тр |
Момент трения в трансмиссии
Мтр = Mдв(1−ηηн )Uтр +rPxx = rPтр , Н·м.
н
3. Параметры замедленного движения автомобиля Замедление при движении накатом
jн = ψд + РGв +δРхх g , м/с2.
вр
Замедление при торможении двигателем
jтд = Ртд + Рд + Рв g , м/с2.
Замедление при торможении тормозной системой
j = gϕx , м/с2. ký
9
Замедление автомобиля при переходе его с участка дороги с Y1 на участок с Y2
|
Y1a +Y2b |
2 |
|
j1−2 = |
|
|
g , м/с . |
L −(Y |
−Y )h |
||
|
2 |
1 ц |
|
Замедление при торможении на пределе устойчивости
|
aY |
|
2 |
||
j = |
|
|
х |
|
g , м/с . |
L(1−β |
т |
) |
+Y h |
||
|
|
|
x ц |
Замедление при торможении на пределе управляемости
|
|
bYх |
2 |
|
j = |
|
|
|
g , м/с . |
Lβ |
т |
−Y h |
||
|
|
x ц |
|
Путь и время движения автомобиля при торможении в интервале изменения скорости от Va до Vн
Sà =TVa +Va2 −Ví2 , м;
2 jñð
tà =T + (Va j−ñðVí ), с.
Остановочный путь и остановочное время автомобиля
Sî =TVa +Va2 , м;
2 j tî =T +Vja , с;
Sî =TVa +Sþ , м.
Скорость автомобиля перед началом торможения:
– на участке дороги с небольшим сопротивлением
Va = 0,5t3 j + 2Sю j , м/с;
– на участке дороги с большим сопротивлением
Va = jн(t1' +t2 )+ jсрt3 + 2Sю j , м/с.
Скорость автомобиля в момент наезда на препятствие:
– в процессе полного торможения
Vн = 2Sпн j , м/с;
– в процессе нарастания замедления
Ví =Va − |
Sx2 j |
|
, м/с. |
|
2V 2t |
3 |
|||
|
|
|||
|
a |
|
Скорость автомобиля перед началом торможения на участках с различными коэффициентами сцепления (Y1 и Y2)
Va = 0,5t3 j + 2[S2 j2 + Lj1−2 +(S1 − L)j1], м/с.
4.Интервал безопасности при прямолинейном движении автомобиля
δ= 10005Va , м.
10
Задачи для самостоятельного решения:
Задача 1.1. Найти силы сопротивления движению автомобиля в процессе наката при скорости 12 и 18 м/с при следующих данных: G =14 кН; Ga =18 кН; f = 0,02 ; αä = 60 , Wâ =1,2 Н·м2/с2.
Задача 1.2. Вычислить среднее замедление автомобиля в процессе наката при снижении его скорости от 20 до 14 м/с. Рассчитать время и путь движения автомобиля в том же интервале скоростей. Исходные данные взять из задачи
1.1. δн = 0,04 .
Задача 1.3. Рассчитать величину замедления автомобиля при торможении его двигателем, если скорость движения была 22 м/с, а тормозной момент двигателя равен 100 Нм.
Задача 1.4. Сможет ли водитель автомобиля, движущегося со скоростью 68 км/ч предотвратить наезд на препятствие, расположенное на проезжей части на расстоянии 54 м., применив экстренное торможение, если ϕ = 0,4 ; t1 =1 с; t2 = 0,2 с; t3 = 0,4 с? Какое время необходимо для остановки автомобиля?
Задача 1.5. В соответствии с условием задачи 1.4 определить время, необходимое для остановки автомобиля при следующих условиях: ϕ = 0,5 ;
t1 = 0,8 с; t3 = 0,3 с.
Задача 1.6. При движении со скоростью 92 км/ч, водитель видит впереди знак, ограничивающий скорость до 60 км/ч. Успеет ли водитель снизить скорость автомобиля до указанного предела, если максимальное установившееся замедление автомобиля в данных дорожных условиях составляет 5 м/с, а расстояние до знака равно 70 м? Сколько времени необходимо для движения автомобиля на указанном расстоянии?
Задача 1.7. Водитель грузового автомобиля применил экстренное торможение с замедлением 4,4 м/с. До какого значения уменьшится скорость автомобиля на расстоянии 65 м, если начальная скорость его была 24 м/с? Какое время необходимо для преодоления этого расстояния?
Задача 1.8. В соответствии с условием задачи 1.7 найти скорость грузового автомобиля в конце участка той же длины, если начальная скорость была равна 22 м/с, а время реакции водителя 1,2 с.
Задача 1.9. Двигаясь со скоростью V = Const , грузовой автомобиль преодолевает участок дороги длиной 85 м за 4 с. На сколько изменится время движения автомобиля, если при въезде на участок водитель применит экстренное торможение с замедлением 4,5 м/с? С какой скоростью будет двигаться автомобиль в конце участка ( t1 =1,1 с; t2 = 0,5 с; t3 = 0,4 с)?
Задача 1.10. В соответствии с условием задачи 1.9 ответить на те же вопросы при следующих параметрах: начальная скорость грузового автомобиля 23 м/с; замедление 4 м/с.
Задача 1.11. След «юза» длиной 36 м зафиксирован на месте дорожнотранспортного происшествия. В каких пределах могли находиться начальная