Технічні науки / 4. Транспорт.

Дуднікова Н.М.

Національний транспортний університет. Україна.

Аналіз та розкриття процесу втрати водієм керування транспортним засобом при русі на лівій смузі ділянки автомагістралі

Аналіз сучасного стану безпеки дорожнього руху на магістральних дорогах в Україні, в порівнянні з показниками розвинутих країн світу, вказує на практично повну неспроможність магістральних доріг України забезпечити перевізний процес та його безпеку хоча б на приблизному рівні до країн ЄС [1, 2]. Зараз на магістральних дорогах в Україні гине 22,3% від усіх загиблих у ДТП [2].

Найбільш розповсюдженою причиною ДТП на ділянках автомагістралей в Україні зараз є втрата водієм керування транспортним засобом [1, 2, 3]. Втрата водієм керування транспортним засобом є необхідною умовою для виникнення ДТП на ділянці автомагістралі, але не достатньою, достатність обумовлюється двома факторами: наявність значного бічного переміщення автомобіля до краю своєї смуги руху та наявність на сусідній смузі руху ще одного транспортного засобу. Перший, вказаний вище, аспект пов’язаний з характеристиками курсової стійкості окремого транспортного засобу потоку, бо співвідношення: швидкості поперечного переміщення транспортного засобу, відстані на яку потрібно зміститись транспортному засобу для виїзду за межі смуги руху, та час реакції водія – визначають раптовість виникнення втрати керування та можливість водія попередити ДТП. Другий, вказаний вище, аспект пов’язаний з характеристиками транспортних потоків на сусідніх смугах руху, з особливостями організації руху по смугам одного напрямку на певній ділянці автомагістралі.

В результаті розкриття вказаних аспектів, можна сказати, що розкрити процес формування раптової втрати водієм керування транспортним засобом на ділянках автомагістралей в умовах швидкості руху від 80 до 150 км/год. та максимального коефіцієнта зчеплення 0,42 од. можливо тільки за допомогою теоретичних розробок аналізу втрати автомобілем курсової стійкості [3].

Показниками курсової стійкості служать середня швидкість поперечного зсуву транспортного засобу , кутова швидкість повороту транспортного засобу відносно вертикальної вісі й курсовий кут транспортного засобу .

Рисунок 1 - Графічна модель виникнення ДТП по причині втрати водієм керування транспортним засобом в умовах магістрального руху, незначного зчеплення коліс з покриттям та під дією складової частини ваги транспортного засобу за рахунок наявності поперечного уклону: S – відстань, яку проїжджає транспортний засіб при втраті керування з центрального положення на смузі руху до повного виїзду на сусідню смугу руху; ∆ - загальне бокове зміщення транспортного засобу, що втратив керованість, до повного виїзду на сусідню смугу руху; В_а – габаритна ширина транспортного засобу, що втратив керованість; В – ширина смуги руху; γ – підсумковий курсовий кут транспортного засобу, що втратив керованість; V – поточна швидкість транспортного засобу, що втратив керованість; V_y – швидкість поперечного зсуву транспортного засобу, що втратив керованість; i_y – поперечний уклон дорожнього покриття на горизонтальній ділянці автомагістралі.

З урахуванням відповідних залежностей для отримання мінімальної швидкості руху автомобіля при якій починається втрата водієм керування транспортним засобом, яка змодельована на рис. 1, потрібно вирішення наступного кубічного рівняння:

, (1)

, ,

, ,

де - поточна швидкість транспортного засобу, м/с; - прискорення вільного падіння, м/с²; - маса транспортного засобу, кг; , - відстані від центу мас транспортного засобу відповідно: до передньої та задньої осей, м; - база транспортного засобу, м; , - коефіцієнти уводу коліс відповідно: переднього та заднього мостів транспортного засобу, Н/рад.; - питома зовнішня бокова сила, що діє на транспортний засіб, од.; - час реакції водія; - час спрацьовування рульового керування.

Підстановка даних в рівняння (1) відповідно до ГАЗ-24 [4, 5] (приймається як розрахунковий легковий автомобіль у багатьох методиках розрахунку параметрів доріг [6]), часу реакції водія 0,6 с, часу спрацювання рульового керування 0,1 с, та характеристик ділянки магістралі (ширина смуги руху В=3,75 м, поперечний уклон покриття та коефіцієнт зчеплення не більше 0,42, для визначення коефіцієнтів уводу), дозволяє вирішити рівняння, значення м/с, або 110 км/год.

Отримане значення вказує на те, що при швидкостях руху близьких до 150 км/год., присутня значна імовірність виникнення явища втрати водієм керування легковим транспортним засобом вже тільки з причин наявності поперечного уклону дорожнього одягу. Отримані первинні результати вказують на можливість й необхідність подальшого дослідження явища втрати водієм керування транспортним засобом в умовах магістрального руху.

Розроблена модель ще досить груба та потребує, надалі, вдосконалення щодо більш гнучкого врахування часу реакції водія, який знаходиться в умовах швидкісного та високоінтенсивного магістрального руху, потрібно формалізувати досліджені різними авторами залежності уводу мостів транспортного засобу в умовах руху з великими швидкостями до 150 км/год. та коефіцієнтами зчеплення до 0,42 од.

Але, вже зараз можливо вказати на те, що нібито невеликий поперечний уклон покриття ділянки автомагістралі , який не суттєво впливає на рух транспортних засобів з невеликими швидкостями, - впливає досить суттєво на стійкість й безпеку магістрального руху при швидкостях до 150 км/год. (категорія доріг ). Вказаний уклон забезпечує постійну наявність бічної сили у вигляді складової сили ваги транспортного засобу. Дуже важливим є те, що сила спрямована так, що при русі не по першій смузі ділянці магістралі, забезпечує зміщення транспортного засобу на сусідню смугу руху, до того ж на сусідній смузі руху швидкості руху є нижчими ніж на даній.

Надалі на основі створеної моделі необхідно розробити відповідні рекомендації щодо попередження вказаних ДТП та підвищення безпеки руху на ділянках автомагістралей.

Література:

1. Редзюк А.М. Державна концепція підвищення безпеки дорожнього руху в Україні //Автошляховик України. – 2006. - №1. - С.2-11

2. Березовський М.В. Все для будівництва та ремонту доріг // Стан і перспективи розвитку автомобільних доріг в Україні. К. – 2006. - №1. - С.2-3

3. Литвинов А.С. Управляемость и устойчивость автомобиля. М.: «Машиностоение», 1971. – 416 с.

4. Бортницкий П.И, Задорожный В.И. Тягово-скоростные качества автомобилей. К.: Выш.шк., 1978. – 176 с.

5. Автомобильный справочник НИИАТ. – М.: Транспорт, 1983. – 220 с.