ОЦЕНКА БЕЗОПАСНОСТИ ДВИЖЕНИЯ НА ТРАНСПОРТНЫХ РАЗВЯЗКАХ  В СООТВЕТСТВИИ  С ТРЕБОВАНИЯМИ ЗАКОНА О ТЕХНИЧЕСКОМ РЕГУЛИРОВАНИИ

 

Семенова Н.С. (СГТУ, г. Саратов, РФ)

Научный руководитель работы – д.т.н., профессор Столяров В.В.

 

The article describes method of safety estimation on the transport interchanges, based on the risk theory. This theory allows estimate safety, taking into account the probabilistic nature of input parameters. With the help of the following formulas can set the required values of the parameters, at the design of transport interchanges (the radius of the curve, the project length of the transitional – speed band).

 

В нормативной и методической литературе методы проектирования транспортных развязок на протяжении нескольких десятилетий не меняются, не смотря на то, что с июня 2003 года в Российской Федерации действует Федеральный закон «О техническом регулировании», требующий  оценивать любую продукцию по риску причинения вреда людям, окружающей среде и имуществу любой формы собственности [1].

Требованиям Закона о техническом регулировании  применительно к автомобильным дорогам отвечает теория риска, разработанная на кафедре «Строительство дорог и организация движения» Саратовского государственного технического университета под руководством заведующего кафедрой,  д.т.н, профессора Столярова В.В. [4,5,6].

Автором статьи проводились экспериментальные исследования и натурные наблюдения  на транспортных развязках Саратовской области.  В ходе, которых были установлены: законы распределения скоростей свободного движения на съездах транспортных развязок (рис.1); законы распределения граничных интервалов между вливающимися со съездов и транзитными автомобилями на основной дороге при различных сочетаниях интенсивности движения автомобилей и законы распределения радиусов съездов транспортных развязок на участках проектирования и строительства круговых кривых.

Была проведена проверка на сходимость экспериментальных данных с законом нормального распределения по критериям Пирсона и Романовского (см. рис.1). 

Данные, полученные в ходе экспериментальных исследований и натурных наблюдений на пересечениях автомобильных дорог, выполненные автором, позволяют сделать вывод о том, что распределения скоростей свободного движения, граничных интервалов  между автомобилями, радиусов съездов на пересечениях дорог подчиняются нормальному закону. Следовательно, формулы теории риска для описания изменений скоростей движения, граничных интервалов и оценки качества строительства.

 

 

Нормальное распределение

Рисунок 1 -  Гистограмма распределения скоростей движения автомобилей по съезду транспортного пересечения в разном уровне и закон нормального распределения

Была проведена проверка на сходимость экспериментальных данных с законом нормального распределения по критериям Пирсона и Романовского.

Данные, полученные в ходе экспериментальных исследований и натурных наблюдений на пересечениях автомобильных дорог, выполненных автором, позволяют сделать вывод о том, что распределения скоростей движения, граничных интервалов  между автомобилями, радиусов съездов, на автомобильных дорогах и их пересечениях подчиняются нормальному закону. Следовательно, формулы теории риска для описания изменений скоростей движения, граничных интервалов можно основывать на нормальном законе распределения.

Теория риска предлагает использовать для оценки безопасности движения на транспортных пересечениях метод прогнозируемого риска. Риск – это вероятность возникновения нежелательного события, то есть ДТП.

,                                                      (1)

где n_v – число ДТП на данном участке транспортной развязки, при заданной скорости движения, шт; N_v – общее число автомобилей, прошедших тот же участок с той же скоростью, шт.

Предлагаемый вероятностный подход позволяет оценить риск движения автомобилей по элементам транспортных развязок. Риск потери устойчивости автомобиля, движущегося с расчетной скоростью на съезде транспортной развязки можно рассчитать по следующей формуле:

 ,                                            (2)

         где - проектное или среднее фактическое значение радиуса съезда, м; - критическая величина радиуса, при котором риск потери устойчивости автомобиля со скоростью V равен 50%, м; - среднеквадратическое отклонение радиуса , вызванное ошибками разбивочных и строительно-монтажных работ м; - среднеквадратическое отклонение радиуса , или допуск на среднеквадратическое отклонение (при проектировании транспортной развязки),  м; - интеграл вероятности (функция Лапласа). Более полное разъяснение формул дано в [6].

В технических регламентах стран таможенного союза (Россия, Белоруссия, Казахстан) величина допустимого риска для проектируемых автодорог и пересечений принята равной , а для существующих автомобильных дорог допустимый риск  равен. То есть одно ДТП из 10000 и 1000 автомобилей.

Результаты расчета по формуле (2) представлены на рис. 2.

Рисунок 2 -  Определение  требуемого радиуса правоповоротных и прямых левоповоротных съездов в зависимости от величины допустимого риска при:

1-V=40км/ч, 2-V=50км/ч, 3-V=60км/ч

        

            Расчет радиуса съезда по действующему нормативу для скорости 50 км/ч дает величину радиуса, равную 123м (при коэффициенте поперечной силы, равной ), а для того чтобы обеспечить безопасное движение автомобиля по съезду с расчетной скоростью без превышения допустимого риска необходимо принимать величину радиуса равной 140м (см.рис.2).

Предлагаемые вероятностные методы позволяют установить степень влияния качества строительства автомобильных дорог и их пересечений на безопасность [4,5].

Риск, допускаемый водителем при въезде на автомагистраль со съездов транспортных развязок, можно рассчитать по следующей математической модели:

,                                            (3)

где - интервал между вливающимся и транзитным автомобилями, м;  –критический интервал, при использовании которого риск возникновения ДТП равен 50%, м;  - среднеквадратическое отклонение фактического интервала, м; - среднеквадратическое отклонение критического интервала, м;  -интеграл вероятности, определяемый по значению подынтегральной функции .

Данные математические модели для оценки безопасности движения на автодорогах, учитывают вероятностную сущность входных параметров и основаны на современных требованиях к оценке безопасности движения [1]. Такая постановка вопроса соответствует прямому подходу изучения причинно-следственной связи возникновения ДТП [4,5]. Использование данного вероятностного подхода позволит снизить аварийность на  автомобильных дорогах и транспортных пересечениях.

Литература

1. Российская Федерация. Законы. О техническом регулировании: федер. Закон N 184-ФЗ:[принят Гос. Думой 15 декабря 2002 года.: одобр. Советом Федерации 18 декабря 2002 года.].-М.:2002-40с.

2. Величко Г.В.  Функциональное проектирование транспортных развязок. «Наука и техника в дорожной отрасли», №3, 2009.

3. Рекомендации по обеспечению безопасности движения на автомобильных дорогах  - Взамен 25-86; введ. 24-06-2002.-М.:Минтранс России, 2002-85с.

4. Столяров В.В. Дорожные условия и организация движения с использованием теории риска / В.В.Столяров – Саратов: учебное пособие 1999г.

5. Столяров В.В. Проектирование автомобильных дорог с учетом теории риска: учеб. пособие для вузов в 2 ч./ В.В. Столяров.- Саратов: СГТУ, 1994.-84с.

6. Столяров В.В. Технический регламент «Проектирование автомобильных дорог» (Альтернативный проект) /В.В. Столяров //Дороги. Инновации в строительстве. №1-6.  – Санкт-Петербург: Техинформ- пресс, 2010. –С. 13-19;

С. 19-25; С. 31-37; С. 13-17; С. 28-30; С. 18-21.

7. Семенова Н.С. Оценка безопасности движения автомобилей на пересечениях дорог в одном и разных уровнях, на основе теории риска/ Н.С.Семенова, В.В. Столяров// Проблемы транспорта и транспортного строительства: межвуз. науч. сб.- Саратов: СГТУ, 2010.-С. 11-16.

8. Сильянов В.В. Теория транспортных потоков в проектировании дорог и организации движения: учеб. пособие для вузов / В.В. Сильянов.- М.: Транспорт, 1977.- 303 с.