Технічні науки / 4. Транспорт.

Дуднікова Н.М.

Національний транспортний університет. Україна.

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

Загальна статистика по Україні свідчить, що кількість ДТП, які скоєні на автомобільних дорогах високого класу складає 5192, з них – 1554 мали смертельні наслідки. Зараз на автомагістралях в Україні гине 22,3% від усіх загиблих в ДТП [1, 2].

Найбільш розповсюдженою причиною ДТП на ділянках автомагістралей в Україні зараз є втрата водієм керування транспортним засобом, яка розкривається у наступних видах ДТП: зіткнення транспортних засобів, наїзд на нерухому перешкоду, перекидання транспортного засобу [1, 2, 3]. ДТП на правій смузі ділянки автомагістралі найчастіше відповідають наступним видам: 3 – наїзд на зупинений транспортний засіб; 4 – наїзд на нерухому перешкоду.

Втрата водієм керування транспортним засобом є необхідною умовою для виникнення ДТП на ділянці правої смуги автомагістралі, але не достатньою, достатність обумовлюється двома факторами: наявність значного бічного переміщення автомобіля за межі правої смуги руху та наявність на узбіччі нерухомих перешкод.

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 за допомогою теоретичних розробок аналізу втрати автомобілем курсової стійкості в умовах уводу коліс мостів під дією бічної сили [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 з причини втрати водієм керування транспортним засобом на правій смузі руху автомагістралі, в умовах високої швидкості, незначного зчеплення коліс з покриттям та під дією складової частини ваги транспортного засобу за рахунок поперечного похилу дорожнього покриття: S – відстань, яку проїжджає транспортний засіб при втраті керування з центрального положення на смузі руху до повного виїзду на узбіччя; ∆ - загальне бокове зміщення транспортного засобу, що втратив керованість, до повного виїзду на узбіччя; В_а – габаритна ширина транспортного засобу, що втратив керованість; В, , – відповідно: ширина смуги руху, ширина смуги безпеки, відстань від краю смуги безпеки до межі наявності нерухомих перешкод; γ – підсумковий курсовий кут транспортного засобу, що втратив керованість; V – 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 рівняння:

, (1)

, ,

, .

де - 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), часу реакції водія 1,0 с, часу спрацювання рульового керування 0,1 с, та характеристик ділянки магістралі (ширина смуги руху В=3,75 м, ширина смуги безпеки =2,5 м, відстань від краю смуги безпеки до межі наявності нерухомих перешкод =0,75 м, поперечний похил покриття та коефіцієнт зчеплення не більше 0,42), дозволяє вирішити рівняння з трьома коренями, два з котрих - комплексні, а третій дає значення м/с, або 130,7 км/год. Якщо час реакції водія 6 с [6] м/с, або 85,8 км/год.

Підстановка даних в рівняння (1) відповідно до ЗИЛ-130 [5] (приймається як розрахунковий вантажний автомобіль при проектуванні доріг), часу реакції водія 1 с, часу спрацювання рульового керування 1,2 с, та характеристик ділянки магістралі, дозволяє вирішити рівняння з трьома коренями, два з котрих - комплексні, а третій дає значення м/с, або 66,6 км/год. Якщо час реакції водія 6 с [6] м/с, або 51,4 км/год.

Отримане значення вказує на те, що при швидкостях руху близьких до 140 км/год. (категорія І_б), присутня значна імовірність виникнення явища втрати водієм керування транспортним засобом вже тільки з причин наявності поперечного уклону дорожнього одягу. Це говоре про необхідність подальшого дослідження явища втрати водієм керування транспортним засобом при русі по автомагістралі. Аналіз результатів розробленої моделі вказав на те, що незначний поперечний похил покриття ділянки автомагістралі досить суттєво впливає на стійкість й безпеку руху по ділянці автомагістралі. Вказаний уклон забезпечує постійну наявність бічної сили у вигляді складової сили ваги транспортного засобу

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.

6. Лобанов Е.М. Проектирование дорог и организация движения с учетом психофизиологии водителя. – М.: Транспорт, 1981. – 311 с.