Оценка режимов движения транспортных средств и условий труда водителей

Наиболее опасными являются участки дороги с резким изменением режима движения автомобилей. Поэтому режим движения на обследуемой дороге оценивается в два этапа: сначала на всем протяжении дороги, затем детально на неблагоприятных участках, выявленных на первом этапе.

Первому этапу оценки режима движения автомобилей предшествует детальное изучение исходных данных, в первую очередь элементов трассы и данных о дорожно-транспортных происшествиях.

На первом этапе изучается режим движения автомобиля с помощью ходовой лаборатории (рис. 8.5), позволяющей фиксировать скорость, время и путь движения, используемую передачу, продолжительность и интенсивность торможения.

Ходовая лаборатория оборудуется прибором для измерения расхода топлива, режимомерами, фиксирующими время, затрачиваемое на преодоление автомобилем каждого километра дороги, продолжительность пользования каждой передачи, число ее включений, число торможений и продолжительность использования тормозов. Показания соответствующих датчиков фиксируются электроимпульсными счетчиками, осциллографами или многоперьевыми самописцами.

По результатам обработки осциллограмм осуществляется определение мгновенных скоростей движения, продольных и поперечных ускорений, времени и пути движения, тяговых и тормозных усилий на ведущих колесах автомобиля. Запись на осциллограф производится на втором этапе обследований.

Рис. 8.5. Ходовая лаборатория для оценки режима движения автомобилей:

1 - датчик расхода топлива; 2 - усилитель; 3 - осциллограф; 4 - блок счетчиков; 5 - толчкомер;

6, 9 - аккумуляторы; 7 - датчик пройденного пути; 8 - акселерограф для регистрации продольного,

поперечного и вертикального ускорений; 10 - датчик включения тормозной системы;

11 - датчик для фиксации включений передачи

Рис. 8.6. Образец режима движения, полученный с помощью ходовой лаборатории:

1 - время; 2 - путь; 3 - включение прямой передачи; 4 - включение понижающей передачи;

5 - тяговое усилие на ведущих колесах; 6 - тормозной момент; 7 - ускорение автомобиля;

I - III - режимы движения; IV - линия привязки записи на осциллограмме

к указателю километров

На первом этапе используют электроимпульсные счетчики.

Для получения достоверных данных с помощью ходовой лаборатории достаточно одного проезда опытного водителя с регистрацией нескольких показателей, характеризующих режим движения.

Для ориентировочной оценки качества трассы обследуемой дороги использование ходовой лаборатории, оборудованной точной аппаратурой, является необязательным.

Скорость движения при такой оценке измеряют с помощью протарированного спидометра через каждые 200 м. При измерении скорости движения грузовых автомобилей автомобиль-лаборатория должен двигаться за грузовым автомобилем. Для построения линейного графика скорости необходимы средние значения скорости движения по результатам не менее трех заездов.

На втором этапе проводят детальные исследования режима движения автомобилей на неблагоприятных участках, выявляемых на первом этапе. Работы на этом этапе выполняют как с помощью ходовых лабораторий, так и стационарными методами.

Наблюдения ведут не только на опасном участке, но и в пределах зон влияния этого участка. Таким образом, регистрируют все характеристики движения автомобиля-лаборатории, с подхода к зоне влияния опасного участка, в пределах участка и в зоне влияния за опасным участком.

На рис. 8.6 показан пример осциллограммы, полученной при проезде автомобиля-лаборатории по кривой в плане малого радиуса.

Зона I - начало ухудшения режима движения автомобиля (торможение двигателем, возникновение отрицательного ускорения); зона II - резкое ухудшение режима движения автомобиля (переход на понижающую передачу, интенсивное торможение, нарастание отрицательного ускорения, снижение скорости движения); зона III - конец торможения и переход на режим использования тягового усилия. Линией IV показана привязка записи на осциллограмме к указателю километров на дороге.

Для оценки устойчивости и управляемости автомобиля, особенно в тяжелых и опасных дорожных условиях, на автомобиле-лаборатории устанавливают дополнительное оборудование.

В наиболее сложных дорожных условиях выполняют специальные исследования условий труда водителей и измеряют их психофизиологические показатели:

кожно-гальваническую реакцию (КГР), электрокардиограмму (ЭКГ), распределение взгляда, время реакции.

Для измерения этих показателей используют ходовую психофизиологическую лабораторию (рис. 8.7).

На теле водителя устанавливают специальные датчики, позволяющие регистрировать изменение перечисленных выше показателей во время движения автомобиля-лаборатории по опасному участку (рис. 8.8).

Применение ходовых лабораторий позволяет проводить детальное изучение условий движения на опасном участке и на основе этого разрабатывать наиболее эффективные мероприятия по повышению безопасности и удобства движения.

Рис. 8.7. Ходовая психофизиологическая лаборатория:

1 - магнитный преобразователь; 2 - усилитель; 3 - прибор регистрации пути и скорости движения;

4 - пульт управления; 5 - электроэнцефалограф; 6 - самописец;

7 - тахогенератор переменного тока; 8 - аккумуляторы

Рис. 8.8. Пример записи психофизиологических показателей водителя

с помощью ходовой лаборатории:

1 - скорость; ОКГ - движение глаз; КГР - кожно-гальваническая реакция; ЭКГ - электрокардиограмма;

НК - начало кривой; КК - конец кривой; R - радиус кривой

Для изучения влияния дорожных условий на режимы движения транспортных потоков широкое применение находят также стационарные методы и аэрофотосъемка.

Методами стационарных наблюдений обычно оценивают следующие характеристики движения транспортных потоков: мгновенные скорости движения 15; 50; 85 и 95%-ной обеспеченности, траектории движения, интервалы и дистанции между автомобилями, плотность транспортного потока.

Для измерения применяют секундомеры, кинокамеры, многоперьевые самописцы, радиолокатор, видеомагнитофон, а также методы стереофотограмметрии.

Применение радиолокатора позволяет повысить точность измерений скоростей движения. При высокой интенсивности движения применение радиолокатора оказывается невозможным, поэтому в этом случае используют кинокамеру и видеомагнитофон.

Универсальным методом одновременной оценки всех характеристик движения транспортных потоков является аэрофотосъемка, с помощью которой можно непосредственно проводить измерение таких характеристик транспортного потока, измерение которых невозможно другими способами (например, плотности движения транспортного потока).

При обработке материалов покадровой аэрофотосъемки скорость движения автомобиля определяется по расстоянию, пройденному автомобилем за время Δt = t₂ – t₁, с, между моментами фотографирования двух смежных кадров:

где S - путь, пройденный автомобилем (в масштабе снимка), мм; Н₀ - высота фотографирования, м; f_к - фокусное расстояние аэрофотокамеры, мм.

Интервал между автомобилями по длине ΔL_i, определяют на основании данных измерений расстояний по аэрофотоснимкам:

где l_i - расстояние между автомобилями в масштабе снимка, мм.

Для оценки характеристик движения транспортных потоков монтаж фотосхем выполняют в ступенчатом виде с размещением аэрофотоснимков один под другим с ориентировкой их по линиям, проходящим через одноименные неподвижные точки местности.

Смещение Δl является пройденным путем в масштабе снимка за время Δtмежду двумя последовательными экспозициями. Тогда скорость движения автомобиля

где Δl - пройденный путь автомобиля, м; М - масштаб снимка; Δt - промежутки времени между двумя экспозициями, с.

Рис. 8.9. Шаблон для определения скорости движения и ускорения

автомобиля при аэрофотосъемке

Для сокращения времени на определение скорости движения и ускорения автомобиля может быть использован специальный шаблон (рис. 8.9).

Скорость движения автомобиля может быть также определена способом, основанным на измерении псевдопараллакса движущегося автомобиля по стереопаре (рис. 8.10):

υ = ΔpM/Δt, (8.22)

где Δр - разность между продольным параллаксом и псевдопараллаксом.

Плотность транспортного потока определяется путем предварительного подбора всех перекрывающихся фотоснимков из материалов разных залетов.

В результате получаются данные о числе автомобилей на участке в разные моменты времени. Плотность движения на участке дороги получается путем суммирования числа автомобилей на единицу длины в единицу времени:

(8.23)

где п - число автомобилей, прошедших по участку за время t; L - протяженность участка дороги, км.

Аэрофотосъемку выполняют с вертолета или самолета. Масштаб съемки 1:1000 - 1:1500, интервал съемки 0,5...2 сек.

Рис. 8.10. Определение скорости движения автомобиля по способу псевдопараллаксов:

S₁, S₂ - местоположение вертолета в моменты съемки автомобиля, находящегося соответственно в точках А и В; Δр - разность между продольным параллаксом и псевдопараллаксом

Интенсивность движения определяется с использованием результатов подсчета числа автомобилей на маршруте за известный период времени Т, в течение которого велась аэрофотосъемка

где υ_в - средняя скорость движения вертолета (самолета), км/ч; υ_cp - средняя скорость движения транспортного потока на участке дороги, км/ч; п₁ - число автомобилей на полосе, на которой автомобили движутся навстречу направлению полета вертолета (самолета); п₂ - число автомобилей на полосе, на которой направление полета вертолета (самолета) и движение автомобилей совпадают; Т - продолжительность съемки, ч.

Для любой точки дороги, расположенной вдоль оси маршрута съемки, точность определения координат по стереомодели может быть рассчитана по формулам

где т_х, т_у, m_z- средние квадратические ошибки определения координат точек местности; М - масштаб съемки; m_q - средняя квадратическая ошибка измерения поперечного параллакса определяемой точки на снимке (точность определения всех характеристик движения транспортного потока составляет 1...22 %); f_к - фокусное расстояние аэрофотокамеры, мм; b - базис фотографирования, принимаемый в масштабе снимка.