Технічні науки/4. Транспорт

К.т.н. Дудніков О.М., бакалавр Бабанін І.В.

Державний вищий навчальний заклад „Донецький національний технічний університет” Горлівський Автомобільно-дорожній інститут

Формалізація процесу виникнення побіжного зіткнення на автомагістралях в умовах дворядних щільних транспортних потоків

Зростання чисельності парку автомобілів призводить до поступового збільшення інтенсивності руху на дорогах з побіжним зростанням кількості та тяжкості дорожньо-транспортних подій (ДТП) на них. Серед усіх доріг найбільш інтенсивний рух спостерігається на автомагістралях. Збільшення інтенсивності руху на ділянках автомагістралей виражається у вигляді її різної зміни за смугами одного напрямку, що повинно впливати на умови руху з боку можливості безпечного виконання водіями маневрів зміни смуги руху та обгону [1]. Дослідження руху транспортних засобів на багатосмугових автомобільних дорогах – одна з найважливіших задач теорії транспортних потоків. Маневрування є одним з найважливіших аспектів, пов’язаних з рухом транспортних засобів на багатосмугових дорогах [2].

Статистика дорожньо-транспортних подій на двосмугових магістралях дозволяє виокремити такий вид ДТП як побіжне зіткнення, що складає значну частку в загальній їх кількості.

Прослідкуємо, що може передувати виникненню побіжного зіткнення. При інтенсивному русі і досягненні певного рівня завантаження першої смуги, відбувається збільшення щільності потоку та зменшення дистанції між окремими транспортними засобами. Більшість водіїв намагається рухатися з якомога більшими швидкостями, які часто межують з максимально дозволеною. Але наявність у потоці великовантажних транспортних засобів, автобусів стримує загальний потік. Різниця швидкостей спонукає водіїв до застосування маневрування, що при наявності певних супутніх обставин призводить до імовірності виникнення зіткнень під час зміни смуги руху.

Постає наукова задача щодо формалізації процесу виникнення побіжного зіткнення на автомагістралях в умовах дворядних щільних транспортних потоків, рішення якої дозволить розробити практичні заходи щодо попередження водіїв про небезпечність виконання маневрів зміни смуги руху та обгону в умовах наявних інтенсивностей, швидкостей та складів руху за смугами.

Нижче наведено модель виникнення побіжного зіткнення на автомагістралі під час виконання маневру зміни смугу руху з правої на ліву (рис. 1...3). Рух транспорту здійснюється обома смугами і носить груповий характер. Транспортний потік є щільним і складається з r транспортних засобів.

Визначальним у наведеній моделі є рух транспортного засобу №2. Розглядаючи його, рух усього транспортного потоку до моменту виникнення побіжного зіткнення можна розділити на декілька етапів.

Рис. 1. Схема зміни положень транспортних засобів за час руху транспортного засобу №2 правою смугою від початку прискорення з метою зміни смуги руху до початку виконання маневру:

– місцезнаходження r-го транспортного засобу на момент початку прискорення транспортного засобу №2 з метою зміни смуги t₁;

– місцезнаходження r-го транспортного засобу на момент початку виконання маневру зміни смуги руху транспортним засобом №2 t₂.

Рис. 2. Схема зміни положень транспортних засобів за час виконання транспортним засобом №2 маневру зміни смуги руху:

– місцезнаходження r-го транспортного засобу на момент початку виконання маневру зміни смуги руху транспортним засобом №2 t₂;

– місцезнаходження r-го транспортного засобу на момент закінчення виконання маневру зміни смуги транспортним засобом №2 t₃.

Рис. 3. Схема зміни положень транспортних засобів за час руху транспортного засобу №2 лівою смугою до моменту зіткнення:

– місцезнаходження r-го транспортного засобу на момент закінчення виконання маневру зміни смуги транспортним засобом №2 t₃;

– місцезнаходження r-го транспортного засобу на момент зіткнення транспортних засобів №2 та №5 t₄.

Вихідними даними наведеної моделі є: швидкості транспортних засобів , інтервали руху у просторі , дистанції , склад руху, ширина смуг, стан проїзної частини (повздовжній та поперечний коефіцієнти зчеплення дорожнього покриття).

Формалізація моделі дозволила отримати залежність щодо співвідношення інтенсивності щільних транспортних потоків за смугами руху:

де - інтенсивність щільного транспортного потоку на правій смузі, авт/с;

- інтенсивність щільного транспортного потоку на лівій смузі, авт/с;

- середня швидкість щільного транспортного потоку на правій смузі, м/с;

- швидкість транспортних засобів, що стали учасниками ДТП, на момент зіткнення, м/с;

- прискорення транспортного засобу, що виконує маневр зміни смуги, м/с²;

- сумарний час реакції водія, час спрацьовування гальмівної системи та половина часу наростання сповільнення, с;

- середня швидкість щільного транспортного потоку на лівій смузі, м/с;

- повздовжній коефіцієнт зчеплення;

g - прискорення вільного падіння, м/с²;

- середня довжина транспортного засобу на правій смузі, м;

- ширина смуги руху, м;

- поперечний коефіцієнт зчеплення.

У моделі враховані геометричні та кінематичні характеристики руху транспортних засобів. В отриманій формулі присутні характеристики пов'язані з водієм (сумарний час реакції водія), транспортним засобом (час спрацьовування гальмівної системи та час наростання сповільнення), щільним транспортним потоком (середні швидкості щільного транспортного потоку за смугами, інтервали руху у просторі, середня довжина транспортних засобів на правій смузі, прискорення транспортного засобу, що здійснює маневр) та з дорожніми умовами (повздовжній та поперечний коефіцієнти зчеплення, ширина смуги руху).

Сформульовані загальні підходи до розкриття впливу інтенсивності та складу транспортного потоку на умови виникнення побіжного зіткнення на автомагістралі з урахуванням швидкості зіткнень транспортних засобів, яка визначає тяжкість ДТП.

Отримані результати дозволяють надалі проводити досліди щодо розробки заходів зменшення кількості дорожньо-транспортних подій, впливаючи на виявлені умови її виникнення та зменшення тяжкості ДТП в межах швидкості зіткнення транспортних засобів.

Література:

1. Справочник по безопасности дорожного движения, обзор мероприятий по безопасности дорожного движения / под ред. В.В. Сильянова. – Осло-Москва-Хельсинки, 2001. – 576 с.

2. Красников А.Н. Закономерности движения на многополосных автомобильных дорогах / А.Н. Красников. – М.: Транспорт, 1988. – 111 с.