Чванов Владимир Викторович. Оценка и проектирование плана трассы долинных участков горных дорог с учетом условий работы водителя

brief description

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ ИНСТИТУТ
На правах рукописи

ЧВАНОВ Владимир Викторович
УДК 625.711.813:656.13.025.5
ОЦЕНКА И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПЛАНА ТРАССЫ ДОЛИННЫХ УЧАСТКОВ ГОРНЫХ ДОРОГ С УЧЕТОМ УСЛОВИЙ РАБОТЫ
ВОДИТЕЛЯ
(05.22.03 - Изыскание и проектирование железных дорог и автомобильных дорог)
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук
Научный руководитель - Заслуженный деятель науки и техники РСФСР, доктор технических наук, профессор
В.Ф.БАБКОВ
Москва 1984

ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр.
ВВЕДЕНИЕ ....................................................................... 4
ГЛАВА I. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ................................. 9
1.1. Современный уровень проектирования авто­
мобильных дорог в горной местности и ос­новные нормируемые параметры их трассы 9
1.2. Анализ показателей извилистости трассы
автомобильных дорог ................................. 17
1.3. Извилистость трассы, ее влияние на безо­
пасность, режимы, удобство движения и функциональное состояние водителей 24
1.4. Анализ влияния характерных особенностей
трассы долинных участков на аварийность 37
Выводы по I главе ................................................. 47
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ УСЛОВИЙ ДВИЖЕНИЯ НА АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГАХ В ГОРНОЙ МЕСТ­НОСТИ ........... 49
2.1. Выбор участков для проведения экспери­
ментальных исследований и оценка усло­вий видимости ....... 49
2.2. Исследование функционального состояния
водителей ....................................... .......................................................... ......................................................... 60
2.3. Особенности исследования режимов движе­ния автомобилей. Определение числа заме­ров и статистическая обработка результат
тов наблюдений .......................................... &I
Выводы по 2 главе ...........................................................................
ГЛАВА 3. ОСОБЕННОСТИ ВОСПРИЯТИЯ ВОДИТЕЛЕМ УСЛОВИЙ
ДВИЖЕНИЯ НА ДОРОГАХ В ГОРНОЙ МЕСТНОСТИ 89
3.1. Особенности работы водителя на участках
с различной извилистостью плана трассы.. 89
3.2. Оценка условий движения на кривых в плане 100

з
3.3. Определение показателя извилистости трассы
долинных участков горных дорог ............................................................................ -^0
3.4. Оценка извилистости трассы долинных участков 133
Выводы по 3 главе ........................................ .......................................... 142
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ИЗВИЛИСТОСТИ ТРАССЫ
НА УСЛОВИЯ ДВИЖЕНИЯ ............................................................................ 144
4.1. Влияние извилистости трассы долинных участ­
ков на режим движения автомобилей и аварий­ность .............................. 144
4.2. Исследование влияния извилистости трассы
на работоспособность водителя .................. 153
4.3. Оценка условий движения на долинных участ­ках по методу коэффициентов безопасности ... 160
4.4. Нормирование извилистости трассы долинных
участков с учетом восприятия водителем ус­ловий движения ..... 168
4.5. Оценка экономической эффективности предла­
гаемых мероприятий по улучшению условий движения на долинных участках горных дорог 180
4.6. Практические рекомендации по оценке каче­ства трассы долинных участков с учетом
условий работы водителя ........................... 189
Выводы по 4 главе ................................................ 195
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ И ЗАДАЧИ
ДАЛЬНЕЙШИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ............................ 198
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ............................................... 2°4

bibliography

ОБЩИЕ вывода ПО ДИССЕРТАЦИИ
1. Требования современного этапа развития сети автомобиль­ных дорог в горной местности предполагают коренное улучшение качества их трассы с учетом не только экономичности строитель­ства, но и повышения безопасности и удобства движения, уменьше­ния напряженности работы водителей. Основу сети существующих в страна дорог в горной местности составляют двухполосные дороги Ш и ІУ категории долинного трассирования, нуждающиеся в связи
с постоянным ростом интенсивности движения в существенном повы­шении их транспортно-эксплуатационных характеристик. В этих ус­ловиях актуальной становится задача разработки эффективных про­ектных решений и установление объективных показателей качества трассы долинных участков, необходимых при вариантном проектиро­вании и установлении очередности реконструкции существующих до­рог в горной местности.
2. Анализ исследований влияния параметров плана трассы ав­томобильных дорог на условия движения показал, что одним из фак­торов дорожных условий, оказывающих существенное влияние на бе­зопасность, режим движения и функциональное состояние водителей, является извилистость трассы, причем для горных дорог с большим количеством кривых малого радиуса ее следует рассматривать в качестве комплексной характеристики дорожных условий. В связи с повышенной сложностью работы водителей при движении по большин­ству участков горных дорог долинного трассирования нормирование извилистости трассы необходимо проводить учитывая психофизиоло­гические особенности восприятия водителями условий движения,что требует проведения комплексных исследований функционального сос­тояния водителей на участках с различной извилистостью трассы.
3. В результате анализа данных о дорожно-транспортных про­исшествиях на долинных участках горных дорог установлено, что тяжесть их последствий в среднем в 2,5 раза выше, чем на дорогах в равнинной и пересеченной местности. В свою очередь, результа­ты оценки дорожных условий в местах возникновения дорожно-тран­спортных происшествий позволяют сделать вывод, что в большинст­ве случаев (47,3 %) ошибочным действиям водителей при управле­нии автомобилем сопутствуют неудовлетворительные дорожные усло­вия, причем доля таких происшествий на долинных участках на
15 % превышает соответствующую величину для равнинных дорог.
Эти данные отражают снижение надежности работы водителей при управлении автомобилем на горных дорогах вследствие повышенной сложности условий движения.
4. Исследования показали на необходимость решения ряда методических вопросов, возникающих при организации психофизио­логических экспериментов и оценке функционального состояния во­дителей при движении по горным дорогам. В результате уточнены критерии оценки состояний эмоциональной напряженности водителей и обосновано использование для этой цели дополнительных показа­телей кожно-гальванической реакции, пневмограммы и тремора.
5. Анализ психофизиологических функций и параметров дея­тельности водителя в процессе движения по долинным участкам горных дорог показал, что неблагоприятные дорожные факторы, такие как, ограниченная видимость, низкие параметры кривых в плане и близость их расположения формируют условия ограниченно­го времени на прием и переработку информации. Это вызывает пе­рестройку деятельности водителей, которая носит фазовый харак­тер в зависимости от уровня временных ограничений, возникающих в работе водителя. Результаты исследований позволяют считать, что основным фактором, комплексно характеризующим уровень вре­менных ограничений при оценке водителем условий движения, слу­жит извилистость трассы долинных участков. Теоретически обосно­вано и экспериментально доказано существование области измене­ния извилистости трассы, при которой возможно обеспечить опти­мальную напряженность работы водителя.
6. Экспериментальные исследования функционального состоя­ния водителя при движении по долинным участкам горных дорог позволили установить требования к сочетанию радиусов, углов по­ворота кривых в плане и условий видимости, отвечающие оптималь­ным условиям восприятия водителем закруглений и обеспечению наи­более высокой надежности их работы. Определены закономерности совместного влияния параметров кривых в плане и расстояния ви­димости на режим движения автомобилей и эмоциональную напряжен­ность водителей.
7. На основе анализа современных требований к показателям извилистости трассы автомобильных дорог и экспериментальных ис­следований установлена структура показателя извилистости, имею­щая наиболее тесную связь с характеристиками условий движения на долинных участках. Предложенный показатель дает возможность комплексно оценивать геометрические параметры участков, имеющих на своем протяжении кривые в плане с различным законом измене­ния кривизны по длине.
8. В результате исследований установлено, что сложность условий движения на протяженных маршрутах целесообразно оцени­вать по отношению суммарной длины участков с оптимальной напря­женностью работы водителей ко всей длине маршрута, названному коэффициентом удобства работы водителя. Необходимый уровень бе­зопасности и удобства движения на протяженных участках долинно­го трассирования соответствует величине коэффициента, превышаю­щей 0,75.
9. На основе экспериментальных исследований режимов дви­жения автомобилей и анализа статистики дорожно-транспортных происшествий установлены значения коэффициента снижения скоро­сти движения и частного коэффициента аварийности, учитывающих влияние извилистости трассы на условия движения. Обосновано ис­пользование указанных показателей в методике расчета скорости транспортного и оценке уровня безопасности движения на долинных участках горных дорог.
10. Проведенные исследования динамики изменения работоспо­собности водителей при движении по горным дорогам подтвердили значимость влияния извилистости трассы на процесс развития утом­ления, выражающегося в увеличении тремора водителей и снижении скорости переработки информации, что позволило определить реко­мендуемую продолжительность непрерывной работы водителей в за­висимости от извилистости трассы в пределах от 3 до 6 ч.
11. Анализ взаимосвязи функционального состояния водителей и степени неоднородности режима движения автомобилей на участ­ках сочетания элементов трассы позволил сделать вывод о необхо­димости уточнения требований к допустимой величине коэффициента безопасности. Установлено, что исходя из обеспечения оптималь­ной эмоциональной напряженности работы водителя на долинных уча­стках горных дорог коэффициент безопасности не должен быть ме­нее 0,9, а нижней границе малоопасных участков соответствует величина коэффициента, равная 0,65.
12. Результаты исследований восприятия водителем условий движения на долинных участках горных дорог указывают на сущест­вование определенных соотношений величины извилистости трассы
и интенсивности движения, при которых может быть достигнута оптимальная эмоциональная напряженность водителя, отвечающая наиболее высокой надежности его работы. Установлено, что для до­рог її-оі категории величина извилистости трассы не должна быть более 300 град«км^2, а для дорог Ш и 1У-ой категории, соответ­ственно, не превышать 600 и 1800 град*км^.
13. Разработаны рекомендации по нормированию скоростного режима проезда участков с различными сочетаниями извилистости трассы и продольных уклонов с точки зрения обеспечения оптималь­ной эмоциональной напряженности водителей. Установлены значения коэффициента роста напряженности работы водителя, учитывающего влияние величины продольного уклона на восприятие условий дви­жения на долинных участках.
14. Проведенные исследования могут служить основой для дальнейшего совершенствования методов оценки качества проектных решений при вариантном проектировании долинных участков с точ­ки зрения учета в них условий работы водителя и безопасности движения. Разработанный для этих целей комплекс показателей целесообразно использовать как на стадии проектирования, так и при определении очередности реконструкции существующих участков дорог в горной местности.
15. Технико-экономические расчеты подтверждают эффектив­ность снижения извилистости трассы долинных участков по срав­нению с нормативными требованиями до рекомендуемых в работе границ. Ежегодный экономический эффект от предлагаемых мероприя­тий в результате повышения скоростей движения транспортных по­токов, снижения себестоимости транспортной работы и уменьшения потерь от дорожно-транспортных происшествий составляет на I км дороги в зависимости от ее категории от 2 тыс. до 12 тыс.руб.
16. Дальнейшие исследования в области совершенствования методов проектирования долинных участков дорог в горной местно­сти должны быть направлены на решение следующих задач:
- изучение влияния погодно-климатических факторов гор­ной местности на напряженность работы водителя и безопасность движения с разработкой рекомендаций по улучшению условий дви­жения в переходные периоды года;
исследование особенностей зрительного восприятия води­телем трассы долинных участков в темное время суток с целью повышения безопасности движения.