CC BY
81
ТРАНСПОРТ
УДК 629.34
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕРОЯТНОСТИ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ДОРОЖНО-ТРАНСПОРТНЫХ ПРОИСШЕСТВИЙ ПРИ ДВИЖЕНИИ В УСЛОВИЯХ СТАЦИОНАРНОГО ОСВЕЩЕНИЯ В ТЕМНОЕ ВРЕМЯ СУТОК
© 2013 г. А.Г. Илиев
Илиев Александр Георгиевич - аспирант, Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса, г. Шахты. Тел. 8-952-583-98-21. E-mail: [email protected]
Iliev Alexander Georgievich - post-graduate student, South-Russian State University of the Economy and Service, Shahty. Ph. 8-952-583-98-21. E-mail: [email protected]
Рассматривается применение теории риска для определения вероятности возникновения дорожно-транспортных происшествий при движении в условиях стационарного освещения в темное время суток. По рассматриваемой в статье методике определяется влияние видимости дороги в темное время суток на вероятность возникновения ДТП при определенной скорости движения.
Ключевые слова: дорожно-транспортное происшествие; темное время суток; теория риска; стационарное освещение.
This article discusses the use of risk theory to determine the likelihood of accidents while driving in a steady-state illumination in the dark, according to the method under consideration is defined in the article the influence of visibility of the road in the dark on the likelihood of an accident at a certain speed.
Keywords: traffic accident; during the hours of darkness; theory of risk; stationary illumination.
В данной работе для определения вероятности дорожно-транспортных происшествий при движении в темное время суток на участке дороги со стационарным освещением применяется теория риска. Исследовано также влияние уличного освещения на безопасность дорожного движения и пороговые значения видимости дороги при разных скоростях движения.
Риск возникновения ДТП ввиду несоответствия дорожных условий нормативно-техническим требованиям присутствует всегда. Риск возникновения ДТП представляет собой отношение числа ДТП при скорости движения V к общему числу автомобилей, прошедших по данному элементу УДС с той же скоростью [1].
Определим требуемую видимость поверхности дороги при движении в темное время суток. Требуемой видимостью поверхности дороги является расстояние перед автомобилем, обеспечивающее стабильное и безопасное восприятие участников дорожного движения и иных объектов, находящихся на дороге [2]. Требуемая видимость поверхности дороги определяется по формуле, предложенной проф. СГТУ В.В. Столяровым [1] при разработке математической модели оценки риска потери видимости (поверхности дороги и встречного автомобиля):
Vtp
Sm =- р
КУ2
3,6 254(ф + i + f)
Uст,
где V - скорость движения автомобиля; tp - время реакции водителя; Кэ - коэффициент эксплуатационного состояния тормозов, принимаем равным 1,2; ф -значение коэффициента сцепления; i - величина продольного уклона, тысячные доли градуса; / - значение коэффициента сопротивления качению; и - подынтегральная функция, устанавливаемая в зависимости от величины принятого риска; о^ - среднеквадратичное отклонение тормозного пути.
Среднеквадратичное отклонение тормозного пути рассчитывается по формуле
L
КУ
3,6 127(ф± i + f)
ст 2 +
К у2
254(ф + i + f)
, / V \2 2 СТф + (-) CTt
ф 3,6 tP
(1)
где о„, оф, 0^ - среднеквадратичное отклонение соответственно скорости, км/ч, коэффициента сцепления, времени реакции водителя.
Параметры о„ принимаем в зависимости от средней точности показателей спидометра автомобиля:
ог = 0,001 V + 0,5.
Зависимость расчетных параметров времени реакции водителя от скорости движения, по данным Э.Р. Домке [3], представлены в табл. 1.
2
ст, =
2
+
+
Таблица 1
Зависимость времени реакции водителя от скорости движения автомобиля
V, км/ч 30 40 50 60 80 100 120 150
tp, с 2,0 1,9 1,8 1,7 1,7 1,6 1,5 1,4
а,, с 0,19 0,19 0,18 0,17 0,17 0,17 0,16 0,16
Возможная недисциплинированность водителей в плане несоблюдения скоростного режима учитывается также параметром о„ по формуле
о„ = 2,2 + 0,22 (V - 10).
Параметр оф в формуле (1) определяет зависимости от средней величины коэффициента сцепления при определенных погодных условиях и состояния дорожного покрытия при определенной скорости движения V по формуле
т V + 5 оф = 10Ф(1 -ф2)^-—).
V 2
Риск столкновения автомобиля при торможении на участке дороги со стационарным освещением, обеспечивающим видимость поверхности дороги (5), устанавливается по формуле
r = 0,5 - Ф
S - S,.
£
„ст2 +ст М
V V S м у
где 5м - минимальное значение видимости поверхности дороги, при которой вероятность столкновения равна 50 % на 1 • 10-4 числа экстренных торможений перед объектом,
КУ1
И р
5м =— +-.
м 3,6 254(ф + i + f)
Расчет требуемой видимости дороги выполняется при условии ом = о^.
Требуемая видимость поверхности дороги при движении в темное время суток в условиях стационарного освещения и порогового восприятия объектов, находящихся на дороге, определяется с учетом, что дорожная разметка способствует улучшению оптического ориентирования водителя [4] и является важным элементом при разработке комплексных схем организации дорожного движения [5].
Условия движения: расчетная скорость V = 90 км/ч как максимально допустимая скорость движения вне населенного пункта. Рассмотрим, что при этой скорости величина продольного уклона i = 0,07 допустима по СНиП 2.05.02 - 85 «Автомобильные дороги. Покрытие асфальтобетонное с шероховатой обработкой» [6]. По табл. 1 принимаем расчетные параметры реакции водителя: = 1,7 с; оф = 0,17 с. В этих условиях по данным проф. А.П. Васильева [7] значения коэффициента сцепления и коэффициента сопротивления
качению: ф20 = 0,80 и Рф = 0,0035, К = 0,00025 и = = 0,02.
Установим риск столкновений в процессе движения транспортного средства по дороге в темное время суток в условиях стационарного освещения, если видимость дороги обеспечивается от 250 до 100 м [8] с определением (V) каждые 10 м, для каждого (V) определим значение функции Лапласа [9]:
1
Ф(и) = -f= 2 du .
0
Данные расчетов сводятся в табл. 2.
Таблица 2
Расчетные данные вероятности возникновения ДТП от видимости дороги в темное время суток в условиях стационарного освещения при скорости движения 90 км/ч
Видимость S, м U ДТП на 105*
250 0,49999 0,2
240 0,49998 0,5
230 0,49995 1,1
220 0,49989 2,7
210 0,49973 6
200 0,49940 13
190 0,49869 27
180 0,49729 42
170 0,39461 56
160 0,38955 67
150 0,3812 188
140 0,3115 241
130 0,2474 342
120 0,2117 402
110 0,2089 609
100 0,1747 885
Количество случаев экстренного торможения перед объектом на рассматриваемом участке дороги.
Следовательно, при скорости движения автомобиля 90 км/ч и видимости 250 м, возможно одно столкновение на каждые 105 случаев экстренного торможения перед объектом, находящимся на проезжей части (рис. 1). При видимости дороги 5м = 104 м вероятность возникновения ДТП стремится к 50 %, требуемая видимость поверхности дороги = 215 м, на рисунке показан также параметр пороговой видимости 5п = 157 м, в случае уменьшения видимости доро-
2
ги ниже пороговой начинается значительное увеличение количества дорожно-транспортных происшествий, что показано на рис. 1.
1000 -
с
H
ЕД о
SM г
S тр Sn
9oo -
soo -
/oo -
6oo -
[J 5oo -
8 4oo -B*
s 3oo -
^
o 2oo -^ ioo -
o -)
25o 24o 23o 22o 2io 2oo 19o 1So i/o 16o 15o 14o 13o 12o 11o ioo
Видимость дороги, м
Рис. 1. График завнсныостн между количеством ДТП и видимостью дороги при скорости движения 90 км/ч
Определим требуемую видимость поверхности дороги в темное время суток при скорости движения 60 км/ч как максимально разрешенной скорости движения в населенном пункте. Таким же способом определим ^ = 1,6 с; оф = 0,17 с; ф20 = 0,80 и ß<p = = 0,0035; К = 0,00025 и /20 = 0,02.
Расчет начнем с видимости в 240 м, при видимости более 240 м вероятность возникновения ДТП стремится к нулю. Данные расчетов сводятся в табл. 3.
Таблица 3
Расчетные данные вероятности возникновения ДТП от видимости дороги в темное время суток в условиях стационарного освещения со скоростью движения 60 км/ч
Видимость S, м U ДТП на 105*
240 0,49999 0
230 0,499998 0,1
220 0,499996 0,4
210 0,499991 0,7
200 0,49996 1,3
190 0,49980 2
180 0,49899 10
170 0,49585 42
160 0,48570 143
150 0,35910 242
140 0,32571 482
130 0,29576 917
120 0,24325 1782
Результаты расчетов показывают, что при видимости дороги 5М = 97 м вероятность возникновения ДТП будет стремиться к 50 %, требуемая видимость поверхности дороги ^ = 193 м, пороговое значение видимости = 145 м, что показано на рис. 2.
2ooo п
isoo -
16oo -
Д 4oo -H Т 2oo -O
M ooo -л л
К soo -ff
л
о
^ 4oo -2oo -o -
6oo -
/
/
/ SM
/ /
^тр U17S
240 230 220 210 200 190 180 170 160 150 140 130 120
Видимость дороги, м
Рис. 2. График зависимости между количеством ДТП и видимостью дороги при скорости движения 60 км/ч
Определим требуемую видимость поверхности дороги в темное время суток при стационарном освещении и скорости движения 40 км/ч, которая соответствует наиболее частому ограничению скорости движения в населенном пункте. По данным проф. А.П. Васильева [7] определим /р = 1,9 с; оф = 0,19 с, ф20 = 0,80 и Рф = 0,0035, К = 0,00025 и f20 = 0,02.
Расчет выполняется с S = 170 м, так как при соотношении данной скорости движения и видимости вероятность столкновения минимальна, данные расчета сводим в табл. 4.
Таблица 4
Расчетные данные вероятности возникновения ДТП от видимости дороги в темное время суток в условиях стационарного освещения со скоростью движения 40 км/ч
Видимость S, м U ДТП на 105*
170 0,49999 0
160 0,49998 0
150 0,49995 1
140 0,49982 1
130 0,49940 6
120 0,49807 19
110 0,39461 105
100 0,28644 214
Количество случаев экстренного торможения перед объектом на рассматриваемом участке дороги.
Количество случаев экстренного торможения перед объектом на рассматриваемом участке дороги.
По результатам анализа полученных данных можно сделать вывод, что при видимости дороги = = 20,74 м вероятность возникновения ДТП будет стремиться к 50 %, требуемая видимость поверхности дороги 5Гр = 162 м, пороговое значение видимости = 145 м (рис. 3).
С
н «1
о и н
8 -V
я
ч о
и
/\
/
STP
Sn
Видимость дороги, м
Рис. 3. График зависимости между количеством ДТП и видимостью дороги при скорости движения 40 км/ч
Вывод
По результатам анализа данных, полученных в результате теоретических исследований, можно сделать вывод, что стационарное освещение положительно влияет на безопасность дорожного движения в темное время суток и на формирование мест концентрации ДТП.
Полученные данные позволяют также определить пороговые значения видимости дороги при разных скоростях движения, что дает возможность максималь-
но эффективно использовать уличное освещение и оптимизировать энергосбережение при реализации освещения на автомобильных дорогах.
Литература
Столяров В.В. Дорожное условие и организация движения с использованием теории риска. Саратов, 1999. 167 с. Столяров В.В. Теория риска и проектирование плана дороги и организация движения. Саратов, 1995. 84 с. Домке Э.Р. Расследование и экспертиза дорожно-транспортных происшествий. М., 2012. 288 с. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика. М., 2003. 479 с.
Зырянов В.В. Современные подходы к разработке комплексных схем организации дорожного движения // Транспорт Российской Федерации СПб., № 1, 2011. С. 28 - 33.
СНиП 2.05.02-85 Автомобильные дороги. Введ. 1987-0227 № 39 / СоюздорНИИ Минстроя, Союздорпроекта Минтрансстроя. Московского автомобильно-дорожного института Минвуза, СоюзпромтрансНИИпроекта Госстроя, ВНИИБД МВД.
Васильев А.П. Эксплуатация автомобильных дорог. М., 2010. 320 с.
СНиП 23-05-95. Естественное и искусственное освещение. Введ. 1995-08-02 № 18-78. М.: НИИСФ, ООО «ВНИСИ», АО ЦНИИЭП инженерного оборудования, НИИЭЧ и ГОС им. А.Н. Сысина.
Методические рекомендации по назначению мероприятий для повышения безопасности движения на участках концентрации дорожно-транспортных происшествий. Утверждены Распоряжением Росавтодора от 30.03.2000 г. № 65-р.
Поступила в редакцию
20 октября 2012 г.
1
2
3
4
5
110
6
7
8
9
