Оценка безопасности движения на участках автодороги

ДОРОЖНЫЕ УСЛОВИЯ

И БЕЗОПАСНОСТЬ

ДВИЖЕНИЯ

 

 

Методические указания

к выполнению курсовой работы

 

Челябинск

 

 

Министерство образования и науки Российской Федерации

Южно-Уральский государственный университет

Кафедра эксплуатации автомобильного транспорта

 

 

656.13(07)

Г536

 

ДОРОЖНЫЕ УСЛОВИЯ

И БЕЗОПАСНОСТЬ

ДВИЖЕНИЯ

 

 

Методические указания к выполнению курсовой работы

 

Челябинск

Издательский центр ЮУрГУ

 

УДК [656.13; 658.382.3](075.8)

Г536

 

Одобрено

учебно-методической комиссией автотракторного факультета

Рецензент А.В. Гриценко

 

 

Дорожные условия и безопасность движения: методические указания

Г536 к выполнению курсовой работы / составители: К.В. Глемба, О.Н. Ларин, Ю.И. Аверьянов. – Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2011. – 18 с.

 

Целью методических указаний является оказание помощи студентам специальностей 190702 и 653400 в изучении дисциплины «Дорожные условия и безопасность движения».

Материал направлен на студентов очной формы обучения.

 

УДК [656.13; 658.382.3](075.8)

 

 

© Издательский центр ЮУрГУ, 2011

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 1 МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КП 1.1 Задание на КП 1.2 Оценка безопасности движения на участках автодороги 1.2.1 Расчет скоростей движения по трассе и построение графиков скоростей 1.2.3 Расчет коэффициентов безопасности и построение графиков коэффициентов безопасности 1.2.4 Расчет итоговых коэффициентов аварийности и построение графиков итоговых коэффициентов аварийности 2 ОФОРМЛЕНИЕ КП 2.1 Требования к оформлению пояснительной записки 2.2 Требования к оформлению демонстрационного листа БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ПРИЛОЖЕНИЕ А Задание на проектирование ПРИЛОЖЕНИЕ Б Задание на проектирование ПРИЛОЖЕНИЕ В Вид линейного графика исследуемого участка дороги ПРИЛОЖЕНИЕ Г Значения частных коэффициентов аварийности ПРИЛОЖЕНИЕ Д Вид титульного листа

 

 

ВЕДЕНИЕ

Проблема обеспечения безопасности и организации движения на автомобильных дорогах привлекает большое внимание во всех странах в связи со значительными жертвами и материальными потерями при дорожно-транспортных происшествиях.

Для повышения безопасности движения по автодорогам необходимо одновременное выполнение ряда требований:

- строгое соблюдение водителями и пешеходами правил дорожного движения;

- хорошее техническое состояние транспортных средств;

- обеспечение планом и продольным профилем дороги беспрепятственного движения потока автомобилей расчетной интенсивности с заданной скоростью;

- поддержание службой ремонта и содержания транспортно-эксплуатационных качеств дороги и своевременное устранение влияния внешних факторов на условия движения;

- повышение профессионального мастерства водителей;

- совершенствование организации дорожного движения;

Роль дорожных условий в обеспечении безопасности движения и значение их совершенствования пока еще не оцениваются в должной степени. Они могут быть полностью выявлены только на основе широких научных исследований по анализу дорожно-транспортных происшествий и изучению режимов движения автомобилей в различных дорожных условиях.

В данных методических указаниях приведены рекомендации по выполнению КП, посвященного выявлению опасных участков на автомобильных дорогах и разработке мероприятии по повышению безопасности движения на этих участках дорог.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КП

Задание

Задание выдается преподавателем индивидуального каждому студенту по номеру студента в списке группы в виде плана трассы с указанием ширины проезжей части, количества полос движения, ширины обочин, величин продольных уклонов, радиусов кривых в плане, ширины мостов, типа пресечения с пересекающей дорогой, интенсивности движения на главной и пересекающей дорогах, длины населенного пункта, длины участков на подходах к населенным пунктам, расстояния от застройки до проезжей части, коэффициента сцепления и ширины разделительной полосы. Длина трассы 15 км для всех вариантов.

Выданный преподавателем бланк «Вариант задания» (приложение А) подшивается студентом к пояснительной записке вместо раздела «Задание на курсовое проектирование». Остальные, не вошедшие в бланк «Вариант задания», необходимые данные выбираются из таблицы в приложении Б по последней цифре зачетной книжки.

На следующей после «Варианта задания» странице необходимо изобразить план трассы (вид сверху) с указанием поворотов дороги, пересечений с другими дорогами, населенных пунктов, мостов и т.д.

 

Оценка безопасности движения на участках автодороги

Для повышения безопасности движения транспортных средств по автомобильной дороге большое значение имеет устранение аварийных участков дорог, так как дорожные условия являются основной или сопутствующей причиной дорожно-транспортных происшествий в 40-60% случаев.

Каждая автомобильная дорога состоит из сочетания отдельных участков, различающихся по радиусам кривых в плане и продольном профиле, обеспеченной видимости, продольным уклонам и другим характеристикам трассы. Влияние этих показателей на условия движения, взаимно накладываясь, приводят к тому, что количество дорожно-транспортных происшествий на разных участках неодинаково.

При выполнении данного курсового проекта окончательная оценка безопасности движения на каждом подучастке автомобильной дороги дается с учетом результатов расчета (в комплексе) коэффициентов безопасности и итоговых коэффициентов аварийности с учетом стоимостных коэффициентов.

 

1.2.1 Расчет скоростей движения по трассе и построение графиков скоростей

Наиболее безопасной для движения является плавная трасса без резких переломов в плане и профиле и допускающая движение автомобилей с высокими скоростями, которые мало отличаются на смежных участках. Таким образом, показателем обеспеченности безопасности движения по дороге является количество мест перепадов скоростей и их значение на графике изменения скоростей движения по длине.

Резкое повышение опасности дорожно-транспортных происшествий с одновременным снижением средней скорости движения транспортных потоков наблюдается в местах неожиданного резкого ухудшения дорожных условий, причинами которого могут быть:

- недостаточная видимость расположенного впереди участка дороги;

- несоответствие размера или состояния одного из элементов дороги скоростям, обеспечиваемым другими ее элементами;

- потеря водителями ориентировки в дальнейшем направлении дороги или появления неправильного представления о нем.

 

Прежде, чем строить графики скоростей движения, необходимо определить расстояния видимости на участках трассы. Расстояние видимости определяют, исходя из параметров плана и профиля трассы.

На этом этапе выполнения проекта необходимо построить линейный график исследуемого участка дороги (приложение В). На график наносят сжатый план и продольный профиль дороги с выявлением на них всех элементов, влияющих на безопасность движения (продольные уклоны, вертикальные кривые, кривые в плане, мосты, населенные пункты, пересекающие дороги, пешеходные тропы и т.д). В специальной графе выписывают фактические расстояние видимости. Масштаб плана и профиля выбирают в зависимости от сложности рельефа и ситуации.

Далее необходимо разбить трассу на под участки с однородными условиями движения.

Графики скоростей движения строят отдельно для каждого направления движения с использованием эмпирических формул, выведенных разными авторами на основе исследований движения потоков автомобилей по автодорогам.

Скорость движения во многом определяется размерами и сочетаниями геометрических элементов автомобильных дорог.

На горизонтальных (уклон до 2%) прямолинейных (радиус кривой больше 1000 м) участках дорог с двумя полосами движения скорость движения потока автомобилей с учетом суммарной интенсивности движения N и доли легковых автомобилей р_л рассчитывается по формуле [1]:

V = 52,0 – (0,019 – 0,00014 р_л) N + 0,22 р_л (1)

На дорогах с тремя полосами движения [1]:

V = 55,0 – (0,017 – 0,00013 р_л) N + 0,215 р_л (2)

На дорогах с четырьмя полосами движения [1]:

V = 59,0 – (0,015 – 0,00012 р_л) N + 0,21 р_л (3)

Заметное влияние на скорость движения оказывает ширина проезжей части В на дорогах с двумя и тремя полосами движения.

Значение скорости движения в зависимости от ширины проезжей части рассчитывается по формуле [1]:

V = 58,0 + 1,58 В (4)

Существенное изменение скоростей движения наблюдается на участках подъемов. Значение установившейся скорости на подъеме рассчитывается по формуле [1]:

V= V_Н / (1 + а І) (5)

где V_Н – начальная скорость на въезде на подъем, км/ч,

а – эмпирический коэффициент,

І – продольный уклон в долях единицы.

Коэффициент а в зависимости от уклона имеет следующие значення:

Уклон, %
Коэффициента			13,5	17,5	26,7	28,6	29,4	23,4

 

Большое влияние на скорости движения оказывают радиусы кривых в плане (R). Зависимость скорости от радиуса кривой рассчитать по формуле [1]:

V = 71,2 – 1540 / R (6)

Расстояние видимости также является важным фактором, определяющим скорость движения. Возрастая с увеличением расстояния видимости, скорости движения фактически стабилизируются при расстоянии свыше 600 – 700 м.

Снижение скорости V при видимости S [1]:

S,М
V, КМ/Ч		10,5

 

 

Существенные влияние на скорости движения оказывают длина и ширина моста, а также интенсивность движения. А.В. Бабковым предложена эмпирическая формула для расчета скорости движения легковых автомобилей по мосту при низкой интенсивности движения (свободные условия движения):

V = 30,625 + 3,125 Г - 0,206 L + 0,01875Г L (7)

где Г – габарит (ширина) моста, _М (7 < Г < 13 _М); L – длина моста, м_.

 

В населенном пункте скорость движения рассчитывается по формуле [2]:

V = 1.05 V_огр (8)

где V_огр - ограничение скорости движения в населенном пункте, км/ч.

На пересечениях в одном уровне скорость снижается на 20-50% в зависимости от интенсивности на главной и пересекаемой дорогах и интенсивности левоповоротных автомобилей [2].

Для оперативной оценки скорости движения в свободных условиях на двухполосных дорогах Б.Б. Анохин рекомендует следующую зависимость:

 

V = 29,0 + 3,85 B – 5,3 I + 0,0096 R + 10,8 P_Л – 10,3 Р _а/п

где В – ширина проезжей части, м; I – продольный уклон, %; R – радиус кривой в плане, м; 100 < R < 1000; P_Л, Р_{а/п –} количество легковых автомобилей и автопоездов в составе потока в долях единицы.

При расчете скоростей на подучастках из всех скоростей, рассчитанных в зависимости от различных параметров, выбирают наименьшие значения (безопасности скорости).

Учитывая цели анализа и методику расчета скоростей, при построении графика скоростей вводят следующие допущения:

- графики строят для обоих направлений движения;

- при расчетах скоростей не принимают во внимание местные ограничения, накладываемые требованиями правил дорожного движения по дорогам. Этим как бы учитывают влияние возможной недисциплинированности или недостаточной опытности отдельных водителей;

- не учитывают участки притормаживания для плавного изменения скорости при въездах на кривых малых радиусов, узкие мосты и т.д. В конце каждого участка дороги определяют максимальную скорость, которая на нем может быть развита, без учета условий движения на последующих участках;

- считают, что скорости движения возрастают до тех пор, пока не превысят безопасного значения, обеспечиваемого каким-либо элементом плана или профиля. При дальнейших расчетах полагают, что автомобиль входит на следующий участок со скоростью, обеспечиваемой данным элементам.

Все эти допущения преследуют цель выявления наиболее неблагоприятного для безопасности режима движения автомобилей по дороге.

 

1.2.2 Расчет коэффициентов безопасности и построение графиков коэффициентов безопасности

Данные о дорожно-транспортных происшествиях позволяют получить лишь частичную картину степени опасности движения по дороге и по отдельным ее участкам. Для выявления опасных участков и прогнозирования степени опасности отдельных участков дороги используют методы, предложенные проф. В.Ф. Бабковым: метод коэффициентов безопасности и метод коэффициентов аварийности.

Коэффициент безопасности К_без называют отношение максимальной скорости движения, обеспечиваемой тем или иным участком дороги V, к максимально возможной скорости въезда автомобилей на этот участок V _ВХ [1]:

К_без = V / V _ВХ (10)

Чем значительнее разность скоростей и чем меньше коэффициент безопасности, тем более вероятны дорожно-транспортные происшествия на рассматриваемом участке.

Опасность дорожно-транспортных происшествий на различных участках дороги в зависимости от коэффициента безопасности, определяемого по вычисленным скоростям движения, оценивают следующим образом:

Безопасные участки	> 0,8
Малоопасные участки	0,6 – 0,8
Опасные участки	0.4 – 0,6
Очень опасные участки	< 0,4

 

Результаты расчетов коэффициентов безопасности заносят в таблицу 1.

Таблица 1 – Значения коэффициентов безопасности по подучасткам дороги

Показатели	Номер подучастка
			…	n
Скорость на входе на участок, км/ч
Скорость на участке, км/ч
Коэффициенты безопасности

На линейном графике исследуемого участка дороги строят график изменения коэффициентов безопасности в виде диаграммы в обоих направлениях. На этом графике выделяют участки по степени опасности, уделяя особое внимание участкам, где значения коэффициента безопасности менее 0,4. В проектах новых дорог не допускаются участки со значениями коэффициентов безопасности менее 0,8. При разработке проектов реконструкции и капитального ремонта автомобильной дороги следует перепроектировать участки со значениями коэффициентов безопасности менее 0,6.

 

1.2.3 Расчет пропускной способности трассы и уровня загрузки дороги движением

Для оценки пропускной способности применяют метод, основанный на использовании коэффициентов ее снижения – опытных коэффициентов ее снижения – опытных коэффициентов, отражающих влияние ухудшения условий на изменение пропускной способности по сравнению с горизонтальным прямым участкам. Поправочные коэффициенты были установлены проф. В.В. Сильяновым по данным наблюдений за скоростями движения транспортных потоков на дорогах. Такой подход к учету влияния дорожных условий на пропускную способность является очень удобным в практической работе.

Значение коэффициентов снижения пропускной способности определяют как отношение пропускной способности рассматриваемого элемента дороги Р_к пропускной способности дороги с особо благоприятными условиями движения Р_max т.е.

(11)

Максимальная пропускная способность соответствует следующим дорожным условиям и составу транспортного протока автомобилей: прямой горизонтальный участок большого протяжения без пересечений; ширина полосы движения 3,75 м, укрепленные обочины шириной 3,0 м; сухое покрытие с высокой ровностью и шероховатостью; транспортный поток состоит только из легковых автомобилей; отсутствуют какие-либо препятствия на обочинах, вызывающие снижение скорости; погодные условия благоприятные.

Пропускная способность в конкретных дорожных условиях (легковых автомобилей в час)

Р = ВР_max (12)

где В- итоговый коэффициент снижения пропускной способности.

(13)

(14)

где Р_max – максимальная практическая пропускная способность; - частные коэффициенты снижения пропускной способности.

При расчете рекомендуется исходить из следующих значений максимальной пропускной способности Р_max; двухполосные дороги – 2200 ед/час (в оба направления); трехполосные дороги – 4000 ед/час (в оба направления); дороги имеющие 4 полосы движения и более – 1800 ед/час (на одной полосе).

Значения частных коэффициентов снижения пропускной способности дороги приведены в таблице 2.

Таблица 2 - Значения частных коэффициентов снижения пропускной способности автомобильной дороги

Ширина проезжей части, м	3,75	3,5	3,0
	1,0	0,97	0,87
Расстояние от кромки проезжей части до препятствия на обочине, м	2,5	2,0	1,5	1,0	0,5
	1,0	0,99	0,95	0,90	0,83	0,78
Количество автопоездов в составе транспортного потока, %
	0,98	0,93	0,87	0,81
Продольный уклон, %
	0,92	0,91	0,83	0,75	0,64
Расстояние видимости, м	Менее 50	50-150	150-250	250-300
	0,68	0,73	0,90	0,98
Радиус кривой в плане,м	600-450	450-200	200-100
	0,98	0,96	0,85
Скорость, ограничиваемая знаками, и в населенных пунктах, км/ч
и	1,0	0,98	0,88	0,76	0,44
Доля легковых автомобилей поворачивающих налево на пересечениях в одном уровне при ширине проезжей части 7 м, %
	Необорудованных	0,94	0,83	0,70	0,57	0,47
С островком	0,98	0,96	0,91	0,84	0,84
С островком и переходно- скоростными полосами	1,0	1,0	1,0	1,0	0,95
Тип обочин	Укрепленные щебнем	С дерновым покрытием	Грунтовое
	0,99	0,95	0,90
Тип покрытия	С шероховатой поверхностной обработкой	Гладкие асфальтобетонные или цементобетонные	Булыжная Мостовая
	1,0	0,87	0,42
Участки около автобусных остановок и площадок отдыха	В стороне от дороги	На уширении проезжей части
	1,0	0,64
Наличие разметки	Осевая	Доп. Полоса на подъем
	1,02	1,30-1,50

Пропускную способность участка трассы определяют на основе линейного графика обследуемого участка автомобильной дороги. Для построения графика пропускной способности необходимо определить на каждом подучастке частные коэффициенты снижения пропускной способности автомобильной дороги по таблице 2, заполнить табл. 3.

Таблица 3

Коэффициент снижения пропускной способности	Номер подучастка
			…	n
…

Далее необходимо рассчитать уровень загрузки дороги движением Z на каждом подучастке:

Z = N/P (15)

 

Для оценки пропускной способности дороги строят линейные графика пропускной способности и уровня загрузки.

Анализ графиков пропускной способности дает возможность разработать комплекс мер по повышению пропускной способности на отдельных участках автомобильной дороги: устройство дополнительной полосы на подъемах, нанесение на покрытие разметки, установка знаков рекомендуемой скорости движения и т.д.

 

1.2.4 Расчет итоговых коэффициентов аварийности и построение графиков итоговых коэффициентов аварийности

Относительная вероятность дорожно-транспортных происшествий на каждом из участков может быть также оценена обобщенным итоговым коэффициентом аварийности, вычисляемым как произведение частных коэффициентов аварийности:

 

К_ит = К₁К₂К₃…К₁₇ (16)

Частный коэффициент аварийности К_i – это отношение числа ДТП на участке дороги с тем или иным показателем плана или профиля к числу ДТП на эталонном участке. Эталонным участком автодороги считается горизонтальный прямой участок двухполосной дороги с шириной проезжей части 7,5 м, укрепленными обочинами и шероховатым покрытием [3].

Частные коэффициенты аварийности характеризуют ухудшение условий движения, вызываемого влиянием отдельных элементов плана, продольного и поперечного профилей и придорожной полосы с условиями движения по эталонному участку дороги.

Значения частных коэффициентов аварийности принятые в «Указаниях по организации и обеспечению безопасности движения на автомобильных дорогах» (ВСН 25-76) [4], приведены в приложении Г.

Итоговый коэффициент аварийности определяют на основе линейного графика исследуемого участка дороги (приложение В). Ранее трасса уже была разбита на однородные по условиям движения подучастки. Теперь необходимо рассчитать итоговый коэффициент аварийности на каждом подучастке путем перемножения частных коэффициентов аварийности. Значения частных и итоговых коэффициентов аварийности на каждом подучастке внести в таблицу 1.2.

Если значения коэффициентов аварийности на смежных участках отличаются сравнительно мало, а возможности быстрого улучшения всей дороги ограничены, необходимо установить очередность улучшения условий движения или перестройки опасных участков. Для этого при построении графиков коэффициентов аварийности дополнительно учитывают тяжесть дорожно-транспортных происшествий. По предложению О.А. Дивочкина, рекомендуется вводить к частным коэффициентам аварийности поправочные коэффициенты тяжести, или стоимостные коэффициенты, учитывающие возможные потери народного хозяйства от дорожно-транспортных происшествий.

За единицу дополнительных стоимостных коэффициентов принято среднее значение потерь народного хозяйства от одного дорожно-транспортного происшествия на горизонтальном прямом участке дороги с ровным сухим покрытием шириной 7м и укрепленными обочинами. Остальные коэффициенты вычислены на основании данных об изменении средних потерь от одного дорожно-транспортного происшествия при различных дорожных условиях. Частные коэффициенты тяжести m_i имеют следующие значения в зависимости от учитываемых факторов [1]:

Ширина проезжей части, м: m₁

7,0 – 7,5 1,0

6,0 1,2

9,0 1,4

Продольный уклон, % m₂

>3 1.25

<3 1.00

Радиусы кривых в плане, м m₃

<350 0.9

>350 1.0

Видимость, м m₄

<250 0.7

>250 1.0

Пересечение в одном уровне---------- m₅ = 0,8

Пересечение в разных уровнях------- m₆ = 0,9

Населенные пункты--------------------- m₇ = 1,6

 

Итоговый коэффициент тяжести Мт равен произведению частных коэффициентов:

(17)

Поправку к итоговым коэффициентам аварийности вводят при значениях Кит больше 15. Для полной оценки степени опасности движения по дороге перемножают итоговый коэффициент аварийности и итоговый коэффициент тяжести:

(16)

Результаты расчетов итоговых коэффициентов аварийности и тяжести заносят в таблицу 4.

 

Таблица 4 – Значения итоговых коэффициентов аварийности и тяжести

 

Коэффициент снижения пропускной способности	Номер подучастка
			…	n
…

 

продолжение таблицы 4

Коэффициент снижения пропускной способности	Номер подучастка
			…	n
…

Результаты расчетов выносят также на линейный график исследуемого участка трассы в виде диаграммы.

На основе совместного анализа линейных графиков коэффициентов безопасности, коэффициентов аварийности с учетом коэффициентов тяжести определяют опасные участки и устанавливают мероприятия по повышению безопасности движения по автодороге и их очередность.

Выбрав наиболее опасные участки трассы, на лист графической части формата А1 выносят мероприятия по повышению безопасности движения на этих участках.