Режим движения автомобилей - фактор, определяющий уровень загрязнения атмосферного воздуха городской среды Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

УДК 504.3.054

Журавлев Андрей Николаевич

Zhuravlev Andrey

Овешников Юрий Михайлович

Oveshnikov Yury

РЕЖИМ ДВИЖЕНИЯ АВТОМОБИЛЕЙ -ФАКТОР, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЙ УРОВЕНЬ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА

ГОРОДСКОЙ СРЕДЫ

BRAKE-RELESE MODE IS A FACTOR DETERMINING ATMOSPHERIC AIR POLLUTION LEVEL OF URBAN ENVIRONMENT

Представлен анализ автотранспортного воздействия на городскую среду. Выявлены зоны повышенного загрязнения на дорогах города и показатели, определяющие комплексное воздействие автотранспорта на уровень загрязнения городской среды. Проведен анализ скоростного режима проезда автомобильного транспорта через перекресток в различных направлениях и изменяющейся плотности автомобильного потока

The article gives an analysis of vehicular influence on urban environment. There are raised pollution zones at municipal roads and factors determining complex vehicular influence on pollution level of urban environment. It is carried out an analysis for speed brake-release mode of vehicle pass through crossing in different directions and changing traffic density

Ключевые слова: загрязнение атмосферы, шум, вы- Key words: air pollution, noise, emissions, traffic, system бросы, автомобильный поток, системный подход approach

Согласно оценкам, в городах на долю автотранспорта приходится (в зависимости от развития в данном городе промышленности и числа автомобилей) 30...70 % общей массы выбросов [1]. Указанные выбросы загрязняющих атмосферу веществ, образующиеся в результате сгорания топлива в двигателях внутреннего сгорания автотранспорта, относятся к химическому загрязнению атмосферы.

Многочисленные исследования показывают, что наибольшее количество загрязняющих веществ выбрасывается при разгоне автомобиля, особенно быстром. Относительная доля углеводородов и оксида углерода от об-

щей массы выбросов наиболее высока при торможении и на холостом ходу, доля оксидов азота - при разгоне. Удельное количество и качественный состав выбрасываемых загрязняющих веществ зависит от категории автотранспорта (легковые и грузовые автомобили, автобусы), рабочего объема и типа двигателя внутреннего сгорания, а также структуры и режима движения автотранспортного потока.

Помимо загрязнения воздушного бассейна продуктами сгорания топлива выделяют физическое воздействие автотранспорта на атмосферу города.

К физическим факторам воздействия автотранспорта, характерным для городской

среды, относят шум и вибрацию.

В соответствии с российскими и международными стандартами шумовой характеристикой потоков автомобильного транспорта (включая грузовые автомобили, автобусы и троллейбусы) является эквивалентный уровень звука 1Аэкв [дБА] на расстоянии 7,5 м от оси ближней полосы движения транспортных средств. Эта шумовая характеристика может устанавливаться путем натурных замеров или расчетным путем [2], где учитываются интенсивность движения автотранспорта (ед/час); средняя скорость потока (км/час); доля средств грузового и общественного транспорта в потоке (%); поправка, учитывающая вид покрытия проезжей части улицы или дороги (дБА); поправка, учитывающая продольный уклон улицы или дороги (дБА).

Шумовая характеристика транспортного потока напрямую связана с его интенсивностью и скоростью. Так, при одной и той же интенсивности потока увеличение скорости с 40 до 60 км/час приводит к увеличению эквивалентного уровня шума на 2,5 дБА. При одной и той же скорости увеличение интенсивности транспортного потока с 4000 до 6000 единиц транспорта в час, что вызовет существенную перегрузку автомагистрали, эквивалентный уровень шума увеличится на 1,8 дБА, а при увеличении интенсивности в 10 раз - лишь на 10 дБА.

Проведя анализ параметров химического и физического воздействия автотранспортного потока на атмосферный воздух городской среды, установлены основные показатели, участвующие в определении количества выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух и уровня шума автотранспортного потока на улицах города. К ним относятся структура, плотность и режим движения автотранспортного потока.

Поэтому при определении комплексного воздействия автотранспортного потока на атмосферный воздух указанные показатели могут быть определены как показатели комплексного воздействия. Их сопоставление дает общую оценку экологической ситуации на дорогах города.

В системе развитой улично-дорожной сети города по характеру воздействия на городскую среду можно выделить следующие характерные участки: перекрестки и перегоны.

Перекресток - пересечение дорог или полос движения на одном уровне, где выбрасывается наибольшее количество вредных веществ за счет торможения и остановки автотранспорта перед запрещающим сигналом светофора и последующим его разгоном по разрешающему сигналу светофора. Встречаются равнозначные и неравнозначные перекрестки, с круговым движением и с примыкающей дорогой, управляемые и неуправляемые.

Перегон - участок дороги, характеризующийся постоянной скоростью потока автотранспорта.

Наиболее интенсивное техногенное воздействие на городскую среду возникает на перекрестках. Из определения видно, что техногенное воздействие, характерное для перекрестков, определяется на трех участках:

1) участок замедления;

2) участок остановки;

3) участок ускорения.

При этом участки различны по протяженности и в целом зависят от класса дороги и организации дорожного движения на перекрестке.

Нами проведен эксперимент. Объектом обследования был принят перекресток в черте города, зарегулированный светофором.

Для анализа режима движения автотранспортного потока в зоне перекрестка фиксировались показания GPS навигатора по координатам с интервалом в 2 с, пересчитанные в скорость движения автотранспорта и путь, пройденный за указанный интервал времени.

Полученные результаты представлены графически на рис. 1...3 и характеризуют скоростной режим проезда автотранспорта через перекресток при различной плотности потока и вариантах направлений движения. Графики характеризуют путь, преодоленный автомобилем за единицу времени при замедлении и ускорении в зоне перекрестка, что в свою очередь определяет зоны повышенного воздействия на атмосферный воздух.

ії'ППД Г: ГГЯЧОЧ 1КПГнЪ1П™ !:П

УЧАСТОК ЭИСЛДЬНС

ї*:то; чошз-ня

п=і:іезл тр:кэес7Кй с гсвсротш еез пганош-

-Ь ы

~Т—— “I----------1—

прямом направлении и с поворотом без остановки

Рис. 2. График скоростного режима проезда через перекресток: а) с остановкой и последующим поворотом; б) в плотном потоке с остановкой

ГРО'-:", ПГР-к =г:'_і.7, г.’-: ГСТ'ИП'Й

'■ і ш:: і и'н:н -пт. .1 и

М

с!| .дшии! Л'.ии

. с:к

І чіх .■#■ х У'-*й J .'І 'О ■•'

pH - гН г-

Рис. 3. Скоростной режим проезда автомобиля на магистрали

Таким образом, в зоне перекрестка зафиксированы участок замедления автотранспортного потока перед перекрестком и участок разгона (рис. 4).

Последующие наблюдения позволят классифицировать перекрестки по зонам повышенного техногенного воздействия.

На этапе работ установлено, что перекресток, как объект техногенного воздействия на атмосферный воздух, должен рассматриваться не только в зоне остановки автотранспорта на пересечении дорог, но и на протяже-

нии участков замедления и ускорения автомобилей.

С целью дальнейшей оценки атмосферного загрязнения прилегающих к перекресткам участков городской среды через показатель комплексного воздействия потребуется серия экспериментальных наблюдений за режимом движения автомобильного транспорта на перекрестках с выделением характерных для них зон разгона, равномерного движения (перегон) и зон торможения.

■t> X

Рис. 4. Схема участков техногенного воздействия на перекрестке

_Литература

1. Владимиров А.М. и др. Охрана окружаю -щей среды / А.М. Владимиров и др. - СПб.: Гидро-метеоиздат, 1991.

Коротко об авторах__________________________

2004.

2. Экология - 624 с.

города. - М.: Научный мир,

Briefly about authors

Журавлев А.Н., аспирант, Читинский государственный университет (ЧитГУ) служ. тел.: (3022) 35-80-57

Научные интересы: системный подход в оценке воздействия автотранспорта, снижение транспортной нагрузки в городской среде

Овешников Ю.М., д-р техн. наук, профессор, зав. кафедрой «Открытые горные работы», Читинский государственный университет (ЧитГУ) служ. тел.: (3022) 26-89-58

Научные интересы: охрана окружающей среды, снижение негативного воздействия на компоненты природной среды

Zhuravlev A., graduate, Chita State University (ChSU)

Scientific interests: system approach in vehicular impact assessment, vehicular load dropping in urban environment

Oveshnikov Yu., Dr. Sc. (Engineering), Full Professor, Head of «Open Cast Mining» Department, Chita State University (ChSU)