На безопасность движения автомобилей

ДИСЦИПЛИНА

Б.3.1.7 «Транспортная инфраструктура»

ТЕМА 9

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕТОДОВ

МАТЕМАТИЧЕСКОЙ СТАТИСТИКИ И ТЕОРИИ РИСКА

Лекция 16

Учебные вопросы:

Влияние качества строительства автомобильных дорог на безопасность движения автомобилей.

Методы обследования качества строительства автомобильных дорог, соответствующие требованиям Федерального законодательства по техническому регулированию.

Влияние качества строительства автомобильных дорог

на безопасность движения автомобилей

Фактические отклонения параметров геометрических элементов () автомобильных дорог в результате строительства могут оказаться больше чем установленные в проекте допуски () на их отклонения, что может привести, и при некачественном строительстве дороги приводит, к возникновению недопустимых рисков. На рис.4.1 показано как увеличивается риск причинения вреда человеку при выходе из допусков среднеквадратических отклонений геометрических параметров дорог или транспортно-эксплуатационных показателей ().

Более серьёзные риски причинения вреда пользователям дорог (водителям, пассажирам и пешеходам) возникают на дорогах, геометрические параметры которых (среднее значение параметра и среднеквадратическое отклонение параметра) полностью не соответствуют проекту. На рис.4.2 показано увеличение риска причинения вреда человеку, когда в результате разбивочных работ и строительства было получено соотношение фактического и проектного параметров и соотношение фактического среднего квадратического отклонения с допуском на отклонение .

На рис.4.1,а и рис.4.2,а показатель представляет собой интервал между математическими ожиданиями (средними значениями) проектного параметра и критического параметра геометрического элемента или транспортно-эксплуатационнного показателя проектируемой дороги.

На рис.4.1,б и рис4.2,б показатель является интервалом между математическими ожиданиями (средними значениями) фактического параметра и критического параметра геометрического элемента или транспортно-эксплуатационного показателя построенной дороги.

Критический параметр дороги, как и закон его распределения, неподвижен. Параметры распределения и устанавливают расчётом [1] в зависимости от скорости (в данном случае расчётной скорости) движения.

Проектный и фактический параметры дороги, и их законы распределения, являются подвижными, то есть могут изменяться как при проектировании дороги, так и при строительстве (в зависимости от качества переноса проекта в натуру). Эти параметры являются характеристиками геометрического элемента или транспортно-эксплуатационного показателя дороги.

При проектировании объекта используются проектное или среднее значение параметра () и допуск на его отклонение (). Параметры и устанавливают такими, при которых риск причинения вреда пользователю (участнику движения) находится в допуске, то есть меньше или равен значению .

При приёмке дороги в эксплуатацию параметры и определяют на основе процедур обследования геометрических элементов и транспортно-эксплуатационных показателей построенной или реконструированной дороги [1].

На рис.4.1 и рис.4.2 интервал С представляет собой интервал перекрытия критического распределения проектным распределением или того же критического распределения фактическим законом распределения обследованного параметра. Интервал С называется областью риска, и чем больше область перекрытия законов распределения, тем выше риск нежелательного события.

Однако более информативным является интервал Z между математическими ожиданиями подвижного и неподвижного законов распределения. При Z равном нулю () математическое ожидание фактического распределения накладывается на математическое ожидание критического распределения, а риск такого события равен 50% ().

При Z меньше нуля (когда ) математическое ожидание фактического распределения находится слева относительно математического ожидания критического распределения, а риск причинения вреда участникам движения находится в пределах . При риск возникновения ДТП (причинения вреда участникам движения) стремится к единице.

Кривая, описывающая зависимость риска от величины проектного или фактического параметра, охватывает изменение риска от нуля до единицы, и состоит из теоретической части и фактической части кривой. Причём фактическая часть этой кривой находится в пределах фактического распределения проектного или обследованного параметра (см. утолщённые кривые на рис.4.1 и рис.4.2). Проектная величина риска (), как и фактическое значение риска (), определяются на уровне математического ожиданиям (среднего значения) проектного и фактического параметров, и называются «ожидаемые риски». Максимальный риск () соответствует минимальному значению параметра А: при проектировании дорог и при обследовании дорог. Частость появления такого параметра стремится к нулю (), а величина риска максимальна (см.рис.4.1ирис.4.2).

В процессе приёмки дороги в эксплуатацию, оценивают риск для каждого опасного параметра автомобильной дороги, а результаты расчёта показывают на линейном графике суммарного риска возникновения ДТП, который отражает качество производства разбивочных и строительно-монтажных работ при переносе проекта дороги в натуру.

На рис.4.3 и рис.4.4 показаны формы линейных графиков суммарного риска, предназначенные для оценки качества при приёмке в эксплуатацию двухполосных и многополосных дорог соответственно. Определение частных значений риска выполняют по методикам, предложенным проф. Столяровым В.В. в проектах технических регламентов на проектирование и строительство автомобильных дорог [2, 3].

Рис.4.1. Увеличение риска причинения вреда пользователю дороги при увеличении среднего квадратического отклонения параметра геометрического элемента (транспортно-эксплуатационного показателя) относительно допуска, обоснованного в проекте: а) – при суммировании законов распределения проектного решения; б) – при суммировании законов распределения результатов некачественного строительства, когда

Рис.4.2. Увеличение риска причинения вреда пользователям дороги при уменьшении величины параметра () и увеличении среднего квадратического отклонения () относительно допуска на среднее квадратическое отклонение: а) – при суммировании законов распределения проектного решения; б) – при суммировании законов распределения результатов некачественного строительства, когда и

По данным графикам принимают решение и определяют, является ли риск допустимым. Частные значения риска являются допустимыми, если они не превышают величины и суммарный риск на каждом участке дороги, если он не превосходит значения (8 ДТП по причине несовершенства дорожных условий при движении по любому участку дороги 10 тысяч автомобилей с расчётной скоростью).

Если частное значение какого-либо риска является недопустимым, то снижают уровень данного риска до допустимого значения путём повышения однородности опасного параметра дороги. При приёмке дороги в эксплуатацию эта работа должна выполняться за счёт средств строительной организации. Эта процедура [2, 3] даёт желаемый результат, как правило, тогда, когда уменьшение величины среднего параметра относительно проектного значения не произошло (когда ), а имеется только увеличение среднего квадратического отклонения () относительно допуска на отклонение.

В противном случае (при ), кроме указанной процедуры, выполняют процедуру оценки обеспеченной скорости движения автомобилей при допустимой величине риска [1, 2]. Если обеспеченная скорость меньше расчётной скорости для данного класса и категории дороги (), то независимые эксперты (представляющие пользователя и заказчика) принимают решение о применении штрафных санкций к строительной организации и о перестройке данного участка дороги за счёт средств строительной организации [2].

При допустимых частных значениях риска, но при суммарном риске на сложном участке дороги, превышающем допустимое значение , выполняют следующие процедуры: повышают однородность опасных параметров дороги; увеличивают ширину укреплённой части обочины, предназначенной для остановки автомобилей; определяют обеспеченную скорость движения при допустимой величине суммарного риска .

Если получают , то допускают данный участок дороги к эксплуатации. В противном случае (при ) участок дороги перестраивают. Как правило, в этом случае необходимость перестройки дороги вызвана ошибками строителей [1, 2].

Данный подход к оценке и анализу безопасности движения на автомобильных дорогах полностью соответствует требованиям Федерального Закона № 184 «О техническом регулировании» и ГОСТ Р 51 898 – 2002.

ФОРМА 1	Суммарный риск	(поле для построения графика суммарного риска по данным обследования при приёмке двухполосной дороги в эксплуатацию)
Расчётная скорость, км/ч
Тип покрытия
Расчётное состояние покрытия
Параметры кривых в плане, м
Параметры продольного профиля, м
Параметры ширины покрытия, м
Параметры обочин без краевых укреплённых полос	левой
правой
Обеспеченная видимость в профиле, м	поверхности дороги
встречного автомобиля
Обеспеченная видимость в плане, м
Показатели ровности покрытия, мм
Риск движения в зависимости от параметров дороги	на кривых в плане	риск заноса
риск потери видимости
на вертикальных кривых	риск потери видимости для остановки
риск потери видимости встречного автомобиля
риск разъезда автомобилей на двухполосной дороге
риск остановки на обочине	левой
правой
риск поломки ходовых частей автомобиля (ровность покрытия)
риск ухудшения состояния водителя (ровность покрытия)
Значение суммарного риска

Рис.4.3. Форма линейного графика суммарного риска для двухполосной дороги (по результатам обследования дороги при приёмке её в эксплуатацию)

ФОРМА 2	Суммарный риск	(поле для построения графика суммарного риска по данным обследования многополосной дороги при приёмке её в эксплуатацию)
Расчётная скорость, км/ч
Тип покрытия
Расчётное состояние покрытия*
Параметры кривых в плане, м
Параметры продольного профиля, м
Параметры ширины покрытия, м
Параметры обочин без краевых укреплённых полос	левой
правой
Обеспеченная видимость в профиле поверхности дороги, м
Обеспеченная видимость в плане, м
Показатели ровности покрытия, мм
Риск движения в зависимости от проектных параметров дороги	на кривых в плане	риск заноса
риск потери видимости
на вертикальных кривых риск потери видимости для остановки
риск опережения автомобилей на многополосной дороге
риск остановки на обочине	левой
правой
риск поломки ходовых частей автомобиля (ровность покрытия)
риск ухудшения состояния водителя (ровность покрытия)
Значение суммарного риска

Рис.4.4. Форма линейного графика суммарного риска для многополосной дороги (по результатам обследования дороги при приёмке её в эксплуатацию)