9856

МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

М. В. Заболухин

БЕЗОПАСНОСТЬ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМ

Учебно-методическое пособие по подготовке к лекционным занятиям по дисциплине «Безопасность функционирования

транспортных систем» для обучающихся по направлению подготовки 08.03.01 Строительство, направленность (профиль) Автомобильные дороги

Нижний Новгород

2023

МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

М. В. Заболухин

БЕЗОПАСНОСТЬ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМ

Учебно-методическое пособие по подготовке к лекционным занятиям по дисциплине «Безопасность функционирования

транспортных систем» для обучающихся по направлению подготовки 08.03.01 Строительство, направленность (профиль) Автомобильные дороги

Нижний Новгород

ННГАСУ

2023

УДК 656.1 (075)

Заболухин, М.В. Безопасность функционирования транспортных систем ; учебнометодическое пособие / М. В. Заболухин; Нижегородский государственный архитектурно– строительный университет – Нижний Новгород: ННГАСУ, 2023. - 78 с; ил. - Текст: электронный.

Даны основы организации дорожного движения, функции и задачи службы безопасности движения. Рассмотрены характеристики транспортного потока и описаны основные подходы к их определению. Приведено математическое описание транспортных потоков и дана классификация моделей. Подробно рассматриваются технические средства организации дорожного движения, до обучающихся доводятся: назначение, классификация и требования, предъявляемые к ним, а также правила их размещения и влияние технических средств на безопасность, и удобство движения по дороге. В разделе автоматическое регулирование движения изучаются типы светофоров, условия их применения, структура светофорного цикла и последовательность расчета параметров цикла регулирования. Приведены необходимые нормативные документы.

Предназначено для обучающихся в ННГАСУ для подготовки к лекционным занятиям по дисциплине «Безопасность функционирования транспортных систем» для обучающихся по направлению подготовки 08.03.01 Строительство, направленность (профиль) Автомобильные дороги.

М.В. Заболухин 2023ННГАСУ, 2023

3

Содержание

1 Организация дорожного движения…………………………………………......... 4

1.1Автомобилизация и безопасность дорожного движения………………...... 4

1.2Основные направления по организации и безопасности

дорожного движения……………………………………………………………... 7

1.3 Государственная автомобильная инспекция, службы организации и безопасности дорожного движения…………………………………………… 9

2 Характеристики транспортного потока………………………………………….. 11

3 Математическое описание транспортного потока………………………………. 18

3.1Классификация моделей потока……………………………………………... 18

3.2Детерминированные модели ………………………………………………… 18

3.3Стохастические модели………………………………………………………. 21 4 Методические основы организации дорожного движения……………………... 23

4.1Основные направления и способы организации дорожного движения….... 23

4.2Разделение движения в пространстве……………………………………….. 24

4.3Разделение движения во времени……………………………………………. 27

4.4Формирование однородных транспортных потоков……………………….. 30

4.5Оптимизация скоростного режима…………………………………………... 31

4.6Организация временных стоянок……………………………………………. 34 5 Технические средства организации дорожного движения……………………… 39

5.1Классификация технических средств………………………………………... 39

5.2Дорожные контроллеры………………………………………………………. 39

5.3Детекторы транспорта………………………………………………………… 41

5.4Дорожные знаки……………………………………………………………….. 43

5.5Дорожная разметка……………………………………………………………. 50

5.6Направляющие и ограждающие устройства………………………………… 56 6 Автоматическое регулирование движения………………………………………. 66

6.1Типы и сигналы светофоров………………………………………………….. 66

6.2Применение светофорной сигнализации……………………………………. 69

6.3Структура светофорного цикла………………………………………………. 71

Литература……………………………………………………………………………. 76

ЛЕКЦИЯ № 1

ТЕМА: Организация дорожного движения

1.1 Автомобилизация и безопасность дорожного движения

Автомобильный транспорт прочно вошел в современную жизнь, обеспечивая большой объем перевозок во всех сферах человеческой деятельности. На сегодняшний день автомобили являются наиболее мощной энергетической базой. Суммарная мощность их двигателей составляет 20-25 млрд. кВт, а ежегодно вырабатываемая ими энергия примерно 30 тыс. млрд. кВт-ч. Постоянно растет мировой парк автомобилей. В 1886 г. выпускается первый автомобиль, в 1950 г. мировой парк насчитывает 62,3 млн. ед., а на сегодняшний день численность парка составляет примерно 500 млн. ед.

Показателем автомобилизации является степень насыщения страны автомобилями, определяемая числом всех видов автомобилей, приходящихся на 1000 чел. Чаще используют показатель автомобилизации, определяемый числом легковых автомобилей, приходящихся на 1000 чел. Так уровень автомобилизации составляет:

1937 г. – 15,8 авт. /1000 чел

1967 г. – 46,2 авт. /1000 чел 2000 г. – 100 авт. / 1000 чел.

Как показывает отечественный опыт, автомобилизация наряду с положительным влиянием на экономику и социальное развитие государства (высокая мобильность, доставка грузов и пассажиров «от двери до двери», удобство передвижения, простота управления) несет в себе и негативные последствия, связанные с недостаточным уровнем безопасности (большое количество ДТП), загрязнением окружающей среды, занятие больших территорий под стоянки и гаражи.

Необходимо выделить три важнейшие причины, определяющие недостаточный уровень безопасности:

недостаточная обеспеченность автомобильного транспорта соответствующими по своим параметрам дорогами;

недостаточная изоляция транспортных потоков от других участников дорожного движения;

массовость профессии водителя, обусловливающая невысокий средний уровень квалификации.

Анализ влияния уровня развития дорожной сети на состояние аварийности убедительно свидетельствует о наличии определенной зависимости между этими показателями (см. рисунок 1).

5

Там, где плотность дорожной сети менее 0,3 км дорог на 1 км2 территории, резко возрастает основной показатель аварийности – число погибших людей на 10 тыс. транспортных средств. На загородных дорогах, особенно в пределах расположенных на них населенных пунктов, движение автомобилей происходит вместе с тракторами, гужевыми повозками, пешеходами и нередко даже с домашними животными.

Такое смешанное и неупорядоченное движение создает условия для возникновения множества конфликтных ситуаций. Вместе с этим при современном уровне развития автомобильной техники надежность водителя является решающим фактором безопасности движения. Выбор режима и траектории движения, соблюдение соответствующих дистанций и интервалов между движущимися транспортными средствами, разрешение возникающих на дороге конфликтных ситуаций зависят в основном от водителя.

На дорогах функционирует сложная социально-техническая система, представляющая собой совокупность участвующих в движении пешеходов и различных типов транспортных средств, управляемых людьми, и называемая

дорожным движением.

Термин «дорожное движение» (Road Traffic), впервые введен в обращение международной Конвенцией о дорожном движении, принятой ООН в 1949 г., которая в 1968 г. была переработана, а в 1993 г. дополнена. Закон РФ “О безопасности дорожного движения” принятый ГосДумой России в 1995 г., термин

“дорожное движение” определяет как совокупность общественных отношений, возникающих в процессе перемещения людей и грузов с помощью транспортных средств или без таковых в пределах дорог.

Специфические особенности и проблемы дорожного движения обусловлены системой «Водитель – Автомобиль – Дорога – Среда» (ВАДС).

Данную систему можно представить в виде взаимосвязанных компонентов В, А, Д, функционирующих в среде С (см. рисунок 2).

6

СРЕДА: охватывает пешеходов; погодно-климатические факторы, такие как, метеорологическую дальность видимости, осадки, ве тер, температуру воздуха. ВОДИТЕЛЬ: состояние здоровья, степень утомленности, уровень подготовки, умение быстро принимать решения.

АВТОМОБИЛЬ: габаритные размеры, тяговые и тормозные качества, головное освещение, удобство рабочего места водителя, маневренность, элементы пассивной безопасности.

ДОРОГА: геометрические параметры ( план, продольный и поперечный профили ), коэффициент сцепления и ровность покрытия, состояние обочин, наличие и качество ограждений и других элементов инженерного оборудования.

Безопасность дорожного движения (вероятность безотказной работы системы ВАДС) зависит от надежности входящих в эту систему компонентов и определяется следующей зависимостью:

где: Fа – вероятность того, что автомобиль не выйдет из строя;

Fв –вероятность того, что водитель имеет высокую квалификацию и правильно реагирует на изменение дорожных условий;

Fд – вероятность того, что дорожные условия будут безопасны для любого маневра.

Очевидно, что для обеспечения безопасного функционирования системы требуются достаточно большие затраты, но и при этом создание абсолютно безопасной системы невозможно, поскольку в нее входит человек, действия и ошибки которого существенно влияют на работоспособность системы в целом.

Важнейшим условием обеспечения безопасности движения признан остановочный путь расстояние, проходимое автомобилем с момента обнаружения водителем препятствия на дороге до полной остановки, объективно показывающий взаимосвязь упомянутых ранее систем.

где: tр – время реакции водителя, целиком зависящее от его квалификации;

tср – время срабатывания тормозов, зависящее как от конструкции и технического состояния тормозной системы, так и от квалификации водителя;

Vа – скорость автомобиля в момент начала торможения, км/час;

Кэ – коэффициент эксплуатационных условий торможения, зависящий от полной массы автомобиля и конструктивных параметров его тормозной системы;

- коэффициент, характеризующий сцепление шин с дорогой; i – продольный уклон ( в долях от единицы) дороги.

Отказы в системе ВАДС приводят к нарушению ее нормального функционирования. В простейшем случае это могут быть заторы в движении, мелкие неисправности, не влекущие за собой более тяжелых последствий. В худшем случае нарушения в функционировании системы ВАДС приводят к возникновению ДТП. Однако многообразие дорожных условий, в которых происходит дорожное движение, разнообразный состав участников движения и транспортных средств делают необходимым вводить различные ограничения в режимы движения с помощью технических средств ОДД. В конечном итоге мероприятия по организации ДД направлены на повышение надежности системы ВАДС и сведение к минимуму возможных ошибок водителя в оценке условий движения.

1.2. Основные направления по организации и безопасности дорожного движения

С позиций системного подхода данная деятельность может быть рассмотрена на двух уровнях.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ решает фундаментальные проблемы дорожного движения, а именно:

разработка законодательных и иных нормативных актов;

планирование развития и регулирование уровня автомобилизации;

разработка государственных стандартов, других нормативных актов;

Инвестиционная политика в области дорожного строительства.

На ВЕДОМСТВЕНОМ или РЕГИОНАЛЬНОМ уровнях рассматриваются практические вопросы обеспечения функционирования системы ВАДС. Все они входят в компетенцию соответствующих структур управления и подведомственных им организаций и решаются применительно к задачам конкретного региона.

Под организацией дорожного движения понимают комплекс инженернотехнических и организационных мероприятий, направленных на обеспечение оптимальной скорости движения, безопасности и удобства для всех участников движения, обеспечения необходимой пропускной способности существующей УДС. Закон РФ “О безопасности дорожного движения” термин организация дорожного движения рассматривает как “комплекс организационно-правовых, организационнотехнических мероприятий и распорядительных действий по управлению движением на дорогах”.

8

Четко определить границы этой деятельности непросто, поскольку спектр названных мероприятий может быть очень широк. Основная структура инженерной деятельности по организации ДД включает следующие позиции:

исследование и накопление информации о фактическом состоянии дорожного движения и Улично-дорожной сети;

анализ информации и выявление недостатков дорожного движения, подлежащих устранению;

составление и выдача технического задания на проектирование мероприятий по ОДД;

проектирование и экономическое обоснование мероприятий по совершенствованию ОДД;

согласование проекта;

производство строительно-монтажных работ;

приемка дорог в эксплуатацию;

оперативная деятельность по обеспечению бесперебойного дорожного движения.

Разработка и реализация любых мероприятий по организации движения подразумевает наличие определенных правил, регламентирующих поведение всех участников дорожного движения. Поэтому Правила дорожного движения принято считать основой организации дорожного движения. Дорожные знаки и разметка, светофорная сигнализация являются дополнительными и весьма важными инструментами, с помощью которых обеспечивается оптимальная организация движения.

Необходимость регламентации порядка дорожного движения возникла давно,

ас появлением автомобилей появились и первые автомобильные правила, которые были введены во Франции в 1893 г. В России министр путей сообщений 11.09.1896 г. издал постановление № 7453 “О порядке и условиях перевозки тяжестей и пассажиров по шоссе ведомства путей сообщения в самодвижущихся экипажах” – это были первые правила дорожного движения. В июле 1900 г. “Обязательное постановление о порядке пассажирского и грузового движения по С-Петербургу на автомобилях”. В этих правилах дополнительно устанавливались требования к водительскому удостоверению, номерному знаку, оснащению автомобиля приборами освещения. Аналогичные правила действовали в других городах.

В 1909 г. была предпринята попытка унифицировать правила движения в международном плане, принята “Международная конвенция относительно передвижения автомобилей” (11.11.1909 г., Париж). Конвенция содержала 15 статей и включала требования к автомобилю, водителю, порядку обгона, унифицировала 4 международных предупреждающих знака, установлена форма международного водительского удостоверения.

В 1931 г. в Женеве на очередной конференции по дорожному движению номенклатура знаков была увеличена до 26, и они были классифицированы по группам: предупреждающие, предписывающие и указательные.

В 1949 г. в той же Женеве были приняты Конвенция о дорожном движении и Протокол о дорожных знаках и сигналах. К данной конвенции присоединилось большинство развитых стран мира, однако она не была поддержана странами Северной и Южной Америки. В 1959 г. к Конвенции и Протоколу присоединился

9

Советский Союз, что положило начало его участия в международном сотрудничестве по вопросам организации дорожного движения.

Следующим этапом в развитии международного законодательства в сфере дорожного движения явились Венские конвенции о дорожном движении и дорожных знаках и сигналах 1968 г. Применительно к странам Европы эти соглашения были дополнены и приняты в 1971 г. Советским Союзом эти документы были ратифицированы в 1974 г.

Однако следует отметить, что в СССР до 1961 г. не было единых правил движения, а действовали самостоятельные правила в отдельных областях и республиках. Единые Правила движения по улицам городов, населенных пунктов и дорогам СССР, способствующие упорядочению подготовки водителей и совершенствованию организации движения в стране, были введены в действие с 1 января 1961 г.

В связи с тем, что в 1991 г. в рамках ЕЭК ООН были приняты поправки к международным Конвенциям о дорожном движении и о дорожных знаках и сигналах 1968 г., в Российской Федерации была проведена работа по обновлению Правил дорожного движения. Новая редакция вступила в действие в 1994 г., а в 2001 г. в текст были внесены изменения.

1.3. Государственная автомобильная инспекция, службы организации и безопасности дорожного движения

Государственная автомобильная инспекция была создана в системе Центрального управления шоссейных и грунтовых дорог и автомобильного транспорта при Совете Народных Комиссаров СССР, как орган государственного надзора за эксплуатацией автотранспортных средств. В 1936 г. постановлением СНК СССР Госавтоинспекция была включена в состав Главного управления РабочеКрестьянской милиции НКВД СССР. В этом же году Правительство СССР

утвердило положение о Государственной автомобильной инспекции, которым были определены следующие задачи ее деятельности:

борьба с авариями и незаконным использованием транспортных средств;

разработка технических норм и измерителей эксплуатации транспортных

средств;

наблюдением за подготовкой и воспитанием водительских кадров;

количественный и качественный учет автомобильного парка.

Таким образом, работа Госавтоинспекции первоначально была направлена в основном на обеспечение безаварийной эксплуатации автомобилей, улучшение их технического состояния и повышение квалификации водительских кадров.

В связи сростом уровня автомобилизации в 1969 г. в Госавтоинспекции создаются подразделения по организации дорожного движения и дорожному надзору, на которые возлагалось:

изучать дорожное движение;

разрабатывать мероприятия по улучшению организации движения;

проводить согласование представляемой различными организациями соответствующей проектной документации;