Данная статья отразила наиболее актуальную проблемную ситуацию на автотрассах Российской Федерации, связанную с движением большегрузного транспорта. Достаточно объемно и в то же время лаконично сформулирован процесс от получения информации, ее трансформации, анализ сведений о массе движущихся большегрузных транспортных средств. При наличии всех объективных факторов отражены причины возможного износа дорог и возникновения на них дорожно-транспортных происшествий с учетом потока тяжелого транспорта. Сформирован принципиальный подход к необходимости соблюдения правил взвешивания большегрузного транспорта на постах весового контроля и как результат регулирования потока большегрузного транспорта и снижения негативных последствий.
Ключевые слова: транспортопоток, анализ информации, большегрузные транспортные средства, трасса, пост весового контроля, изучение ситуации на трассах
Современному научно-техническому обществу абсолютно точно известно, что одним из важнейших факторов развития экономики в стране является развитие автомобильной отрасли и автодорог. Несомненно, что эти два фактора прямо пропорционально друг от друга зависят, а соответственно и влияют на развитие многих географо-экономический, можно даже утверждать, стратегических, факторов нашей страны.
Проблема проведения анализа сведений, их обобщение о движущихся большегрузных дорожных транспортных средствах, а соответственно и дальнейшее эффективное применение сведений для организации повышения износостойкости дорог и коэффициента полезного действия при применении большегрузной техники на трассах и дорогах страны была затронута впервые в 2002 году в докладе заместителя Министра транспорта Новосельцева Б. Ф. «Инвестиционные потребности транспортного комплекса России. Проблемы и пути их решения» [1]. И этот вопрос был поднят не случайно, так как транспортный поток постоянно увеличивается, необходимость применения большегрузной техники возрастает.
В настоящее время проблема получения и анализ информации о движении большегрузной техники по магистралям, трассам, автодорогам страны весьма актуальна и востребована.
Сбором, обработкой и анализом информации о движении на дорогах занимаются информационные дорожные центры страны, информация от которых передается единый центр Министерства транспорта Российской Федерации. Специалисты соответствующего уровня обобщают и формируют информационно-аналитический отчет и предоставляют его в Правительство Российской Федерации.
Однако, этих сведений явно недостаточно и сейчас в рамках федеральной целевой программы «Развитие транспортной системы России (2010–2020 годы)» проводится разработка инновационных методов и средств для получения информации с автодорог о грузопотоке (с учетом критериев транспорта), ее оперативной передачи в информационный центр, анализа ситуации и, соответственно, подготовки детального отчета об обстановке на автодорогах [2].
Соответственно, новизна исследования тематики, представленной в данном материале, неоспорима и подтверждается многими факторами изучения автодорожной обстановки.
Так, в созданных в России центрах организации дорожного движения круглосуточно проводится анализ состоянии на автодорогах. Для получения объективной информации введены в действие в 2010–2014 гг. более 2 млн. детекторов транспортных потоков, сотни тысяч стационарных и мобильных комплексов автопотока, 1/3 транспортных средств, стоящих на учете в ГИБДД, оснащена системой ГЛОНАСС. Эти средства позволяют получать и оперативно обрабатывать с целью дальнейшего объективного реагирования на дорожную ситуацию, необходимую информацию с автотрасс.
Так, если взять отчет Мэра Москвы за предпоследний (2013) год, то в докладе указаны самые основные причины возможного затруднения организации движения транспорта (12 тонн и более — большегрузного), а именно несоблюдение водителями данных транспортных средств: требований к высоте (протекторов шин), норм оптимальной загрузки автомашины (перегруз), движение большегрузного транспортного средства по полосам, не предназначенным для движения грузового транспорта, перекрытие движения с целью перемещения большегрузного транспорта, блокирующего движение, при помощи дежурных тягачей и т. д. [3]
Методика, апробированная для проведения анализа на автотрассах г. Москвы, проходит апробацию и на других авто участках нашей страны.
Некоторые положения проведения анализа и расчетно-экспериментальных исследований предложены лично автором и, следовательно, имеют актуальную практическую значимость для дальнейшего анализа рассматриваемой темы.
В практическом исследовании данной тематики автором были применены методы: наблюдение, измерение, эксперимент, что дали весьма объективные результаты изучения движения большегрузного транспорта по автодорогам. Соответственно для обоснования предложенных ниже заключений была разработана математическая (расчетная) модель воздействия большегрузных транспортных средств на дорожное покрытие дороги с точки зрения динамики, при чем зависящая от скорости их движения и позволяющая оценить перегрузки дорожных конструкций.
Кроме того, установлена прямая зависимость динамического воздействия большегрузов на дорожные конструкции от частотного распределения амплитуд автотранспортных средств, а также установлена зависимость перегрузок (динамических) дорожных конструкций от скорости движения автомобиля (при движении по неровной поверхности) с учетом возникновения резонансных режимов воздействия. Изучена проблематика перегруза автомобиля на возникновение ДТП на автодороге. В этом и заключается научная новизна представленной статьи.
Итак, постройка автотрассы в любом случае ведет к развитию того или иного района страны. С этим процессом неразрывно связаны следующие аспекты: возникновение новых заселений, развитие инфраструктуры, увеличение грузопотока, как результат износ дорожной одежды.
Что может повлиять на износ дорожного полотна? Во-первых, климатические и географические факторы, во-вторых, пропускная способность и грузостойкость, на которые рассчитана данная дорога.
При этом обратим внимание на методику математического расчета пропускной способности автодорог. За основу необходимо взять Руководство по оценке пропускной способности автомобильных дорог, утвержденное Минавтодором РСФСР 24.08.1981, с учетом разъяснений и поправок Министерства транспорта 2014 года. Эта методика основана на использовании коэффициентов снижения износостойкости с течением времени. Данный подход к учету влияния различных дорожных условий на пропускную способность является весьма удобным и экономически обоснованным в практическом применении.
Таким образом, Р — пропускная способность, для определения которой используют результаты измерения скорости движения большегрузных автомобильных средств и плотность транспортного потока. Получается следующее:
Р = ω*α*νсв*qmax (1)
где ω — коэффициент, учитывающий загрузку движением встречной полосы, при равномерном распределении ω = 1, при свободной встречной полосе движения (N < 100 авт./ч) ω = 1,3, при загруженной встречной полосе движения ω = 0,99; α — коэффициент, зависящий от дорожных условий, α = 0,18...0,23, обычно принимают α = 0,19; νсв — скорость движения большегрузного транспорта на рассматриваемом элементе дороги, км/ч; qmax — максимальная плотность большегрузного транспортного потока, авт./км.
В этом случае необходимо более точно определить показатель плотности именно большегрузного транспорта. Этот показатель получают с установленных детекторов (камер) на автотрассах. При чем при расчете показателя за сутки берут среднесуточный показатель, так как в разное время суток поток большегрузов различен и это не случайный факт. Несколько лет назад ввели временной регулятор въезда большегрузов в крупные промышленные центры и города, это также имеет в своей основе научное обоснование.
Анализируем и проводим построение математической модели далее. Совершенно очевидно, что коэффициент снижения пропускной способности автодороги можно определить, как отношение пропускной способности Р трассы к пропускной способности дороги с особо благоприятными условиями прохождения автопотока, а именно:
Рmах:
Соответственно, B = Р / Рmax, (2)
Таким образом автоматически возникает вопрос о расчете максимальной пропускной способности Рmах, и при каких условиях данный показатель соответствует определенным дорожным условиям.
Данный показатель может быть достигнут при:
- Движении большегрузного транспортного средства по прямолинейному горизонтальному участку большой протяженности без пересечений;
- При ширине полосы движения не менее 3,75 м;
- В случае укрепленной обочины шириной не менее 3 м;
- Сухом дорожном покрытии с высоким показателем ровности автомобильной трассы;
- Транспортный поток состоит более чем на 50 % от общего количества из легковых автомобилей;
- Отсутствуют препятствия (какие-либо) на обочинах, способных вызвать снижение скорости движения;
- Ну и, естественно, благоприятные погодные условия в рассматриваемый период.
Таким образом получаем в конкретных дорожных условиях пропускную способность:
Р=В*Рmax, (3)
где В — возможный итоговый показатель или коэффициент снижения пропускной способности автотрассы.
Казалось бы, все просто, однако это лишь элементарный расчет. Для наиболее объективной оценки необходимо учесть еще множество факторов. На износостойкость явно может влиять переувлажнённость автодороги. В соответствии с законами физики, масса движущегося большегруза вытесняет под колесами соответствующие объемы дорожной одежды. Так может получаться колея.
Следующим ярким примером влияния массивной техники на дорожное полотно может послужить образование волн или нагребней на автотрассе. Наиболее часто они встречаются перед сужением дороги, на автобусных остановках, перед пешеходными переходами и т. д. Это не случайно в определенных ситуациях большегрузному транспорту приходится резко тормозить. Вот это и приводит к данному эффекту.
В целях обеспечения сохранности автодорожных покрытий автохозяйством регионов и Инспекциями организации дорожного движения вводятся специальные ограничения движения по определенным дорогам, например, на трассах низших категорий вводят ограничения движения большегрузного транспорта до полнейшего просыхания основы дорожного полотна. А вот автотрассы I-III категорий должны подобный транспорт пропускать всегда.
Далее, знаки ограничения скорости ставят заблаговременно перед транспортной остановкой, чтобы снизить риски при резких торможениях.
Географический фактор, такой как близость грунтовых вод также весьма отрицательно влияет на сохранность автодорог в целом. Следовательно, по моему мнению, перед планировкой трассы всегда, а не в определенных случаях, следует делать геодезическую оценку почв и земляной поверхности. Данные предложение были сформулированы и представлены в Министерство транспорта для подготовки рекомендаций автохозяйствам страны.
Рассматривать каждый показатель в отдельности не имеет никакого практического смысла, так как кроме уже перечисленных факторов особую роль на состояние трассы играют возможные технические и эксплуатационные качества дорожной одежды и земляного полотна, целостное состояние автомобильной дороги, условия организации движения, и как следствие, эффективность обеспечения транспортной работы трассы.
Анализируя полученную и трансформированную в единый центр информацию, которая в свою очередь подвергается анализу по определенным критериям. Соответственно, к одной из групп показателей можно отнести интенсивность движения, в том числе большегрузного, состав и объем движения, пропускную и провозную способность автомобильной дороги, среднюю скорость движения грузопотока и время сообщения.
В современном инструментарии расчета показателей работы автодорог под интенсивность движения N понимают — число автомобилей, проходящих через определенное поперечное сечение автотрассы за единицу времени (час, сутки).
Данный показатель является достаточно важным и сложным одновременно, изменяющимся во времени (в течение часа, суток, недели, месяца и года). При чем, в зависимости от интенсивности потока и, как правило, принято устанавливать категорию автодороги, а, соответственно, и выбирают сроки выполнения ремонта дороги и других мероприятий по организации дорожного движения.
Что же касается объема движения, то этот показатель можно представить, как суммарное число автомобилей, проезжающих через определенный участок дороги за конкретный период времени, измеряемый путем непрерывных наблюдений.
Под составом транспортного потока принято понимать распределение и представление в процентном отношении всех автомашин по видам транспортных средств (легковые автомобили, автобусы, грузовые автомобили: тяжелые, средние, легкие). Абсолютно естественно, что состав транспортопотока зависит от района пролегания дороги, наличия промышленных предприятий, дня недели и сезона, что влечет за собой соответствующий выбор мероприятий по организации дорожного движения.
Грузонапряженность представлен особым показателем и измеряется, как суммарная масса грузов и транспортных средств, проходящих по данному участку дороги в обоих направлениях в единицу времени. Теперь можно абсолютно точно посчитать грузонапряженность большегрузных машин на конкретной автодороге.
Однако, для оценки работоспособности дорожной одежды чаще и точнее всего применяют показатель грузонапряженность, то есть общей массы грузов, перевозимых по участку дороги в обоих направлениях в единицу времени и на единицу пути.
При рассмотрении данной темы применялись и другие показатели, например, такие как коэффициент загрузки дороги, который определяется как отношение интенсивности движения к пропускной способности рассматриваемой дороги. Соответственно, этот показатель является одним из основных при расчете числа полос движения.
На основе данной методики и были приняты меры об отведении боковых правых полос на МКАДе для большегрузных автомашин. Но это очень сложная трасса и здесь были учтены множественные показатели для расчета, а именно: скорость движения расчетная; конструктивная; мгновенная; эксплуатационная; техническая; оптимальная; нормируемая.
При согласовании всех параметров и показателей, а также на основании технико-экономических расчетов устанавливают значения рекомендуемой скорости.
Так, в мировой практике проектирования и прокладки автомобильных дорог в настоящее время наметилась тенденция снижения расчетных скоростей грузопотока, это касается и скоростных трасс. Данный факт также объясним, высокие скорости в реальных условиях большегрузных машин не наблюдаются, а затраты на обеспечение подобного рода движения весьма велики.
Анализ последних научных исследований и расчетов дорожной обстановки страны показывает, что значение расчетной скорости движения, особенно при разработке проекта реконструкции трасс зачастую принимают меньшим, чем при проектировании новых дорог. Данный факт вызван тем, что автотрасса будет проходить в определенных условиях местности и застройки.
Существует еще одна группа показателей, к которой относятся прочность дорожной одежды, земляного полотна, ровность, шероховатость дорожного покрытия, сцепление шины с дорожным покрытием, износостойкость дорожного покрытия, а также работоспособность дорожной одежды.
Что же касается прочности дорожной одежды и земляного полотна, то это характеристика несущей способности дорожной одежды рассматриваемой конструкции; оценивается модулем упругости Е.
Под шероховатостью же дорожного покрытия понимается наличие на поверхности дорожного покрытия малых неровностей, не отражающихся на деформации шины и обеспечивающих повышение коэффициента сцепления с шиной. Данный показатель определяется размером микровыступов и остротой угла вершины микровыступа.
Рассматривая данную актуальную тематику важно рассмотреть срок службы автомобильной дороги, как периода времени от сдачи построенной дороги в эксплуатацию до ее реконструкции или между ее капитальными ремонтами.
От проблематики учета данных на автотрассах Российской Федерации, их анализа и расчета технико-экономических показателей, формируется отдельный важнейший вопрос об относительной аварийности на дорогах страны, который можно представить, как показатель, характеризующий уровень аварийности на дороге, выражающийся в числе дорожно-транспортных происшествий на 1 млн. автомобилей и позволяющий оценивать степень опасности отдельных участков дорог. Коэффициент аварийности для детальной оценки обстановки на конкретном участке дороги рассчитывают для определенной категории автотранспорта.
Коэффициент аварийности Б1 (для большегрузного транспорта) представлен как безразмерный показатель, применяемый для выявления опасных участков дорог, имеющих разные комбинации условий движения; представляет собой отношение числа дорожно-транспортных происшествий на 1 млн км суммарного пробега автомобилей на каком-либо участке дороги к числу дорожно-транспортных происшествий на горизонтальном прямом участке с ровным шероховатым покрытием шириной 7,5 м и укрепленными обочинами.
Таким образом, коэффициент безопасности можно представить, как безразмерный показатель, характеризующий опасность отдельных участков дорог на основании изменения скоростного режима на дороге, представляет собой отношение скорости движения, обеспечиваемой тем или иным участком дороги, к наибольшей возможной скорости въезда на него с предшествующего участка дороги.
Итак, проблематика аварийных ситуации, возникающих из-за деформированной дороги и самого большегрузного автомобиля, в настоящее время является наиболее актуальной. Так, по данным статистики ГИБДД в 2014 году количество ДТП сократилось на 1,6 р., но количество ДТП с пострадавшими и погибшими увеличилось на 19 % и 21 % соответственно. Проводя более детальный анализ, за последние 3 года количество ДТП с участием большегрузных автотранспортных средств увеличилось на 17,7 % (данные статистики представлены на сайте УГИБДД) [4].
Как показывает практика основными причинами с участием большегрузной техники становится перегруз в автопоезде (особенно если масса прицепа больше массы основного большегруза), занос в случае плохих погодных условий. Технически неисправные автомобили с большой массой представляют на дороге гораздо большую угрозу, чем другие виды транспорта.
Опять же как показывает статистика количество большегрузов и автобусов в регионах нашей страны становиться все больше и больше.
Рис. 1. Изменение численности парка транспортных средств в Российской Федерации: 1 — общее количество транспортных средств; 2 - количество легковых автомобилей; 3 - количество грузовых автомобилей; 4 - количество автобусов
Наиболее полноценное представление о роли дорожных условий дают специальные обследования дорог специалистами с использованием передвижных дорожных лабораторий. Исследования данного рода и анализ получаемых сведений позволяет ежегодно делать заключения относительно категорий аварий с транспортом и выделить основные причины происшествий.
Кроме того, специалисты выделяют специальные факторы (их обычно несколько), способствующие возникновению ДТП; косвенные или второстепенные (их тоже, как правило, несколько), которые оказывают на ситуацию незначительное влияние.
Так, анализ последних лет показывает, что ошибки водителей в управлении большегрузным автомобилем и нарушение правил дорожного движения являются основной причиной большинства происшествий. К второстепенным факторам в этом случае следует отнести возможные недостатки автомобильных дорог и неблагоприятные погодные условия.
Следует отметить, что имеют место быть определенные закономерности распределения количества ДТП по сезонам года, эти закономерности прослеживаются из года в год, поэтому их влияние также необходимо учитывать. Если говорить о крупногабаритной технике и большегрузах, то парадоксальный факт — минимальное количество происшествий отмечается зимой, весной наблюдается рост количества происшествий, максимум ДТП приходится на осень, когда высокая интенсивность движения сочетается с неблагоприятными погодными условиями [5].
Многие аналитики отмечают факт, что еще около десяти лет назад десятки и сотни грузовых автомобилей постоянно искали пути, минующие пункты весового контроля. И при этом выезжали на трассу с заведомым перегрузом (до 20–25 тонн на автомобиль). Что абсолютно точно приводило к следующему:
- досрочному износу и разрушению дорожного полотна, что является прямым намеренным нанесением ущерба Российской Федерации;
- созданию возможных аварийных ситуаций на данном участке трассы, несущим прямую угрозу жизни и здоровья граждан РФ, а именно: автомобилистов и пассажиров;
- незаконному обогащению государственных служащих, получающих взятки за своё молчаливое согласие с происходящим.
Однако, в связи с изменением законодательства Российской Федерации изменились и подходы к решению данных вопросов с грузоперевозками. В целом за последние три года значительно улучшилась и культура поведения участников дорожного движения, что несомненно сказывается и на выполнении всех необходимых норм и правил.
Одним из последних важнейших исследований стало изучение транспортной обстановки с соблюдением норм при выходе на трассы большегрузных автомашин. Исследования проводились на постах, осуществляющих весовой контроль транспортных средств.
На постах весового контроля инспектор фиксирует случайное значение из диапазона значений поосного взвешивания, имевшее место в конкретный момент времени. При поосном взвешивании принята практика вносить поправки погрешности показателей в пользу водителя.
Кроме того, по данным моих исследований, для большегрузных транспортных средств с числом осей более 3 (включительно) в протокол необходимо вносить не только результаты, показанные весами, но поправки в пользу водителя: по осевой нагрузке, не менее минус 10 %, по полной массе ТС, не менее минус 5 %.
Указанные поправки конечно же необходимо согласовать между Росстандартом, Ространснадзором, Федеральной таможенной службой, ГИБДД, Росавтодором и утвердить Приказом Министра транспорта РФ.
В последние годы на дорогах России внедряются системы предварительного весового и габаритного контроля (СВК) без торможения транспортного потока. Данную методику используют во всем мире пока только для предварительного выявления потенциальных нарушителей, что приводит к различным неблагоприятным последствиям. Такая система устанавливается, примерно за 0,5…3 км перед стационарным постом весового контроля, на контрольных весах которого осуществляется поосное взвешивание ТС традиционным методом.
Результаты сравниваются, передаются в аналитические центры и соответствующие исследовательские институты. Изучением процесса получения, передачи и анализа сведений о движущихся большегрузных транспортных средств занимаются многие специалисты. Отчеты и аналитика по определенным параметрам имеется и доступна в открытом доступе в сети. Так, подтвержденный многими параметрами очевиден факт при равномерном движении большегрузной автомашины по трассе подвески (многоосного транспортного средства) работают с минимальными негативными эффектами.
Таким образом, очевиден и неоспорим тот факт, что для федеральных трасс с большим грузопотоком необходимы посты весового потока для урегулирования нагрузки на автотрассу, снижения аварийности и регулирования загруженности автотрасс.
Литература:
1. Постановление Правительства РФ от 15 апреля 2011 г. № 272 «Об утверждении Правил перевозок грузов автомобильным транспортом».
2. Технический регламент «О безопасности колесных транспортных средств», утвержденный Постановлением Правительства РФ № 720 от 10.09.2010 г.
3. Рекомендация № 134–1 «Автоматические весы для взвешивания транспортных средств в движении» Международной организации законодательной метрологии (МОЗМ)
4. Весы автоматические для взвешивания транспортных средств в движении. Общие требования и методы испытаний. Государственный стандарт Республики Беларусь СТБ 1845–2008
5. ГОСТ 30414–96. Весы для взвешивания транспортных средств в движении.
6. Методика расчета стоимости содержания автомобильных дорог, городских и сельских дорог и улиц Московской области, И. И. Косенков, М,2002
7. Сенянский М. В. «РОГАТКА» для дорожного весового контроля большегрузных транспортных средств. –М.: «Дорожная держава», спецвыпуск. -2010.
8. Справочная энциклопедия дорожника, II том, Ремонт и содержание автомобильных дорог, под ред. зсл. деятеля науки и техники РСФСР, д-ра техн. наук, проф. А. П. Васильева, М., 2004
9. https://www.gibdd.ru/stat/archive/
10. http://www.mintrans.ru/news/detail.php?ELEMENT_ID=1082&sphrase_id=73674
11. http://www.mintrans.ru/activity/detail.php?SECTION_ID=204
