Delist.ru

Метод оценки техногенной опасности транспортных потоков на улично-дорожной сети города (02.10.2008)

Автор: Жданов Вячеслав Леонидович

Минимальный уровень энтропии и наибольшая производительность транспортного процесса достигается при максимальной кинетической энергии ТП. В соответствии с рис. 2, при таком состоянии емкость ТП составляет половину от своей максимальной величины. Отсюда границей допускаемых условий движения считается такое состояние ТП, при котором его емкость не превышает половины своего максимального значения. Иначе необходимо внедрение мероприятий с целью снижения уровня транспортной опасности, как на отдельном участке УДС, так и в масштабах всего города.

от этих рисковых обстоятельств

где i – виды рисковых обстоятельств техногенной опасности ТП.

определены на основе современных методик экономической оценки ущербов от дорожной аварийности и загрязнения атмосферы АТ.

%ормирование базы данных, необходимых для определения уровня энтропии ТП и количественного значения интегрального техногенного риска ТП на объектах УДС с последующим выявлением характера его зависимости с емкостью ТП.

Экспериментальные исследования проводились на опорной УДС г. Кемерово. Формирование статистических данных осуществлялось кафедрой автомобильных перевозок КузГТУ с привлечением студентов автомобильных специальностей (323 наблюдателя), что обеспечило требуемое количество стационарных постов. Методика проведения экспериментальных исследований предусматривала получение информации на стационарных постах наблюдений и с помощью подвижных средств. Наблюдатели на перегонах исследуемого района собирали информацию о временных характеристиках движения и их неравномерности в течение 12 часов эффективного времени суток.

Для получения значения емкости ТП использовался метод исследования с помощью «плавающего» автомобиля. В качестве «плавающего» автомобиля использовалась специально оборудованная дорожная лаборатория на базе автомобиля TOYOTA MARK II, с помощью которой фиксировались значения всех параметров сложности режимов движения. Лаборатория была оборудована крупным табло для отсчета времени в секундах, протарированным электронным спидометром для определения скорости движения с точностью до 1 км/ч. Для снятия всех показаний использовалась видеокамера, которая была закреплена на специальном демпфирующем штативе. Полученные таким образом изображения впоследствии были обработаны пакетом прикладных программ по распознаванию образов и переведены в электронные таблицы Microsoft Excel. Подобные исследования проводились в 1999, 2004, 2005, 2006 гг.

для уровня доверительной вероятности 0,9.

Для определения аварийной составляющей интегрального техногенного риска ТП был проведен статистический эксперимент по сбору данных по аварийности на УДС г. Кемерово. Для этого информация из государственной статистики ОГИБДД ГУВД г. Кемерово по ДТП с пострадавшими была дополнена данными о ДТП с материальным ущербом от страховых компаний г. Кемерово.

Для определения экологической составляющей интегрального техногенного риска ТП проведен вычислительный эксперимент с использованием имитационной модели движения АТС в составе ТП, разработанной в МАДИ-ГТУ и использующей схему кусочно-непрерывного агрегата. Ее адекватность фактическим данным в условиях г. Кемерово была доказана на всех этапах проверки.

Четвертая глава посвящена выявлению характера взаимосвязи емкости и интегрального техногенного риска ТП, определению численных значений параметров математических моделей и практическому использованию результатов исследований.

На основе экспериментальных данных получена наглядная картина изменения уровня интегрального техногенного риска при изменении энтропии и емкости ТП. Для наиболее загруженных магистралей г. Кемерово полученные результаты представлены на рис. 3 и 4.

Рис. 3. Изменение емкости ТП (а) и интегрального техногенного риска ТП (б) по перегонам ул. Терешковой г. Кемерово

Рис. 4. Изменение емкости ТП (а) и интегрального техногенного риска ТП (б) на общих перекрестках пр. Кузнецкого, ул. Терешковой,

пр. Октябрьского, пр. Ленина и ул. Сибиряков-Гвардейцев г. Кемерово

Установлено, что максимальное значение пространственно-временной емкости ТП в условиях УДС г. Кемерово составляет 0,0334 (м·с)-1, таким образом, ее предельно допустимая величина – 0,0167 (м·с)-1.

Как показывает анализ интегрального техногенного риска ТП, из-за конфликтов направлений движения ТП его уровень на перекрестках гораздо выше, чем на перегонах. Данные, представленные на рис. 3 и 4, иллюстрируют практически идентичные тенденции изменения емкости и интегрального техногенного риска ТП как на перегонах, так и на перекрестках УДС. Это говорит в пользу гипотезы о наличии тесной взаимосвязи между ними.

При разработке моделей зависимости межу интегральным техногенным риском и емкостью ТП построены диаграммы рассеяния отдельно для перегонов и перекрестков опорной УДС (рис. 5), которые доказывают наличие тесной линейной связи между ними с коэффициентами корреляции 0,915 для перегонов и 0,938 для перекрестков.

а) б)

Рис. 5. Диаграммы рассеяния экспериментальных значений емкости и интегрального техногенного риска ТП для перегонов (а) и перекрестков (б) опорной УДС г. Кемерово

для перегонов и перекрестков. Регрессионные уравнения по интегральным выборкам для перегонов и перекрестков опорной УДС г. Кемерово имеют следующий вид (с коэффициентами корреляции соответственно 0,915 и 0,938)

Графики данных модельных уравнений представлены на рис. 5.

Оценка значимости полученных параметров регрессионных моделей и доверительных интервалов на основе статистики t и распределения Стьюдента показала, во-первых, достаточно высокую значимость всех коэффициентов регрессии, во-вторых, что полученные по интегральным выборкам модельные уравнения не меняются с течением времени и их можно применять с данными коэффициентами в ретроспективе и перспективе.

Анализ данных по уровню интегрального техногенного риска ТП на опорной УДС г. Кемерово позволил провести прогноз его перспективных изменений во времени как в среднем по городу, так и для отдельных улиц. Пример прогноза для пр. Октябрьского и ул. Сибиряков-Гвардейцев представлен на рис. 6.

а) б)

Рис. 6. Краткосрочный прогноз изменения уровня интегрального

техногенного риска ТП на различных участках пр. Октябрьского (а)

и ул. Сибиряков-Гвардейцев (б) г. Кемерово на период до 2012 г.

Выявлено, что тенденции роста среднего уровня интегрального техногенного риска ТП как для перегонов, так и для перекрестков УДС г. Кемерово хорошо аппроксимируются экспоненциальными линиями тренда (с уровнем достоверности аппроксимации R2 соответственно 0,979 и 0,982).

Как показал прогноз, без своевременных мероприятий на УДС г. Кемерово к 2012 г. можно ожидать достижение уровнем интегрального техногенного риска ТП своего критического значения. С другой стороны, данные рис. 6 показывают либо замедление роста уровня интегрального техногенного риска ТП, либо его существенное падение в 2006 г., когда была проведена реконструкция Кузнецкого моста. Это свидетельствует о высокой эффективности внедряемых на УДС мероприятий для снижения уровня энтропии и техногенной опасности городских ТП.

При определении связи интегрального техногенного риска ТП с его интенсивностью и составом на основе обработки широкого диапазона различных транспортных ситуаций построены полиномиальные поверхности второй степени (рис. 7). Их анализ показывает, что при одном значении интенсивности у ТП с большей разнородностью наблюдается гораздо более высокий уровень энтропии и интегрального техногенного риска ТП.

а) б)

Рис. 7. Связь интегрального техногенного риска ТП с интенсивностью

– доля грузовых АТС и автобусов в ТП)

В дальнейшем на основе взаимосвязи емкости ТП с его кинетической энергией обоснованы интервальные оценки уровней обслуживания по относительному интегральному техногенному риску ТП для объектов УДС г. Кемерово (с учетом ограничения, приведенного на рис.2), среди которых первые два обозначены как приемлемые:

? для перегонов: ? для перекрестков:

? 0,29 безопасный уровень;

? 0,53 допустимый уровень; (10)

? 0,77 опасный уровень;

> 0,77 очень опасный уровень.

загрузка...