Исследование эффективности применения мини-колец и компактных колец при организации дорожного движения

по ремонту моторвагонного подвижного состава, а методические разработки - перенесены на другие типы ТЭД постоянного тока.

Изложенные в статье исследования выполнены в рамках подготовки автором диссертационной работы, научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, проведенных на кафедре «Локомотивы» Самарского государственного университета путей сообщения в период с 2005 по 2008 год.

Результаты работы реализованы в технологии текущего ремонта и технического обслуживания ТЭД тепловозов в локомотивном депо Сызрань Куйбышевской железной дороги - филиала ОАО «Российские железные дороги».

Библиографический список

1. Головаш А.Н. Ремонт тяговых электродвигателей как составляющая трехуровневой автоматизированной системы контроля качества и управления техническим состоянием подвижного состава // Сборник докладов и сообщений научно-технической конференции «Повышение ресурса тяговых электродвигателей». М., 2004. С. 36-39.

2. Золкин А.Л., Просвиров Ю.Е. Целесообразность применения информационно-измерительных систем в локомотив-

ном депо // Информационные технологии и математическое моделирование (ИттМ-2006): Мат-лы 5-ой междунар. науч-но-практ. конференции. Томск: ТГУ, 2006. Ч. 2. С. 9-10

3. Универсальная автоматизированная система технического диагностирования электронного оборудования локомотивов В.П.Феоктистов [и др.] // Экономика, эксплуатация и содержание железных дорог в современных условиях: меж-вуз. сб. науч. тр. Самара: СамИИТ, 1999. Вып. 17. С. 158160.

4. Ворошилов Э.А., Целиковская В.С. Разработка основных принципов построения и функционирования информационно-измерительной системы оценки технического состояния тяговых электродвигателей электропоездов и вспомогательных машин // Повышение эффективности работы железнодорожного транспорта: межвуз. сб. науч. тр. Самара: СамИИТ, 2000. Вып. 20, ч. 1. С. 129-131.

5. Горский А.В., Воробьев А.А. Оптимизация системы ремонта локомотивов. М.: Транспорт, 1994. 208 с.

6. Фаронов В.В. Программирование баз данных в Delphi 7. Учебный курс. СПб: Изд-во «Питер », 2006. 464 с.

7. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2008612373. Программа для расчета статистических параметров износа коллекторов ТЭД/А.Л. Золкин, Ю.Е. Просвиров// Зарег. 16.05.2008 г. в реестре программ. М.: Роспатент, 2008.

УДК 621.879

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ МИНИ-КОЛЕЦ И КОМПАКТНЫХ КОЛЕЦ ПРИ ОРГАНИЗАЦИИ ДОРОЖНОГО ДВИЖЕНИЯ

А.С.Липницкий1

Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.

Рассмотрены возможности применения мини-колец и компактных колец на улично-дорожной сети городов Российской Федерации. Показано, что мировая практика применения пересечений такого вида продемонстрировала их очень высокую эффективность. Ил. 1. Табл. 2. Библиогр. 12 назв.

Ключевые слова: улично-дорожная сеть; организация дорожного движения; интенсивность движения; транспортный поток; нерегулируемые и регулируемые пересечения; успокоение движения; мини-кольца; компактные кольца.

THE STUDY OF THE EFFICIENCY OF THE APPLICATION OF MINI-RINGS AND COMPACT RINGS WHEN

ORGANIZING ROAD TRAFFIC

A.S.Lipnitskii

Irkutsk State Technical University 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074

The author examines the possibilities to apply mini-rings and compact rings in the street-road network of the cities of the Russian Federation. He demonstrates that international practice of application of intersections of this kind proves their high efficiency. 1 figure. 2 tables. 12 sources.

Key words: street-road network; organization of traffic; intensity of traffic; transport flow; unregulated and regulated intersections; traffic damping; mini-rings; compact rings.

В настоящее время Транспортная лаборатория ИрГТУ (ТЫБИ!) занимается исследованием методов снижения аварийности на местной улично-дорожной сети (УДС). Проблема высокого уровня аварийности в городах Российской Федерации общеизвестна. Стати-

стика ДТП и данные топографического анализа показывают, что большое количество ДТП в городах отмечается на нерегулируемых перекрестках (пересечениях). Это иллюстрирует статистика ДТП на 26 нерегулируемых перекрестках в Свердловском районе г. Ир-

1Липницкий Алексей Сергеевич, аспирант, тел./факс: (3952)637604, e-mail: alex33310@yandex.ru Lipnitskii Alexey Sergeevich, a postgraduate, tel./fax: (3952)637604, e-mail: alex33310@yandex.ru

кутска за 2007 г. (данные представлены ГИБДД г. Иркутска):

• среднее количество ДТП на одном перекрестке в год - 87,37;

• среднее количество ДТП с пострадавшими на одном перекрестке в год - 6,33;

• среднее количество пострадавших на одном перекрестке в год - 9,96;

• среднее количество погибших на одном перекрестке в год - 0,37.

Высокая аварийность на местной УДС обусловлена существующим состоянием организации дорожного движения (ОДД) на нерегулируемых перекрестках. Вместе с тем, опыт современной зарубежной практики ОДД доказал, что имеется эффективное средство повышения безопасности на местной УДС - успокоение движения (Traffic calming).

Успокоение движения - это снижение скорости движения транспортного средства путем применения различных методов создания физических и визуальных препятствий движению на требуемых участках УДС [4]. Анализ зарубежной литературы [5-11] показал, что средства успокоения движения могут быть классифицированы в 13 широких категорий. Эти кате-

Изменение аварийности

• применение элементов управления движением (traffic controls);

• применение ограничений на размеры транспортных средств (vehicle size restrictions).

Данная классификация средств успокоения движения позволяет утверждать, что существует достаточно большое количество различных средств успокоения движения и их выбор осуществляется исходя из конкретных условий движения и решаемых задач. В частности, для снижения аварийности при реконструкции нерегулируемых пересечений успешно применяются кольца малого диаметра и мини-кольца. В настоящее время мини-кольца и компактные кольца получили широкое распространение как альтернатива обычным нерегулируемым перекресткам. Зарубежный опыт по реконструкции нерегулируемых перекрестков в мини-кольца и компактные кольца [5-11] представлен в табл. 1.

Данные табл. 1 позволяют сделать вывод о том, что компактные и мини-кольца являются чрезвычайно эффективным инструментом снижения аварийности на перекрестке: достигаемое снижение аварийности составляет 40 -80 %. Высокая безопасность движения на кольцевом пересечении объясняется тем, что по

Таблица 1

Страна Количество ДТП за год Изменение показателя, %

До реконструкции После реконструкции в мини-кольцо

Австралия 1,045 0,57 -45

Бельгия 1,352 0,789 -42

Великобритания - 1,77 -

Нидерланды 4,9 2,4 -51

США 5,9 1,43 -75

Франция 1,42 0,31 -78

гории объединены и описаны в соответствии с характеристиками движения транспортных средств и особенностями проектирования дорожной сети.

Средства успокоения движения включают в себя целый ряд приемов [3]:

• канализирование, разделение полос (channelization);

• применение крутых поворотов - чикэнс (chicanes);

• организация доступа (gateway treatments);

• отклонение траектории на перекрестке (intersection diverters);

• организация парковочных зон (on-street parking);

• применение кольцевых пересечений (roundabouts);

• использование искусственных возвышений дорожного полотна (speed humps);

• использование искусственных возвышений дорожного полотна с изменением текстуры (speed tables);

• применение тупиковых улиц (street closures);

• перепланировка улиц (street design alterations);

• сужение улиц (street narrowing);

сравнению с простым нерегулируемым пересечением:

• количество конфликтных точек снижается с 32 до 8 [12];

• участники дорожного движения, въезжающие на пересечение с любого направления, должны уступить дорогу тем, кто движется по кольцу;

• все движение внутри пересечения поступает с одного направления, поэтому участники движения не должны следить за движением с нескольких направлений с тем, чтобы найти свой временной интервал для въезда на пересечение;

• устраняется необходимость левого поворота перед встречным движением.

Увеличению общего количества кольцевых пересечений во всем мире способствует то обстоятельство, что в отличие от многих других средств успокоения движения область их применения достаточно обширна, вплоть до магистральных улиц местного значения. В нашей стране мини-кольца и компактные кольца исследовались мало, но в других странах их применением занимаются достаточно широко. В табл. 2 дана классификация кольцевых пересечений малого диаметра, используемая в США [12].

Кольца малого и среднего диаметра [12]

Таблица 2

Тип кольцевого пересечения

Расчетная скорость, км/ч

Внешний диаметр кольцевой проезжей части, м

кольцо Urban Compact Roundabout

25 — 30

Городское кольцо

Вместе с тем остается открытым вопрос о диапазонах значений интенсивности движения на нерегулируемых пересечениях, при которых целесообразно использовать мини-кольца. Дело в том, что при проезде кольцевого пересечения транспортному потоку, в том числе главного направления, приходится снижать скорость заметно больше, чем при проезде обычного нерегулируемого перекрестка. Соответственно при высоких интенсивностях главного и второстепенного потоков на кольцевом пересечении существует вероятность образования задержек и очередей. Поэтому прежде всего необходимо определить максимально допустимые значения интенсивностей в главном и второстепенном потоках на мини-кольцах, при которых кольцевые пересечения являются эффективными. То есть, следует определить условия, при которых задержки транспорта на мини-кольцах и компактных кольцах сопоставимы с задержками транспорта на нерегулируемых перекрестках. При этом верхние границы для исследования интенсивностей заданы ГОСТ Р 52289-2004 «Технические средства организации дорожного движения» [1]. При их превышении рекомендуется применять регулируемые пересечения.

Для выполнения предлагаемого исследования были определены параметры, характерные для российских условий движения, а именно:

• критические интервалы между транспортными средствами в главном потоке;

• интервалы следования из очереди во второстепенном потоке;

• распределение интервалов в главном потоке.

Данное сопоставительное исследование выполнялось моделированием задержек и очередей на обычных нерегулируемых пересечениях и мини-кольцах при одинаковых задаваемых интенсивностях

ОС ОП Лп

и составе потоков. Моделирование производилось с применением:

• программных продуктов (Ма^аЬ, У1Б81М);

• цифровых моделей.

Основными критериями оценки при моделировании были выбраны:

• средние и суммарные задержки;

• длины очередей;

• пропускная способность.

В качестве первых результатов выполняемого исследования приведем оценки критических интервалов и интервалов следования, полученных на нескольких перекрестках г. Иркутска в 2007 и 2008 годах. Для оценки изменения критических интервалов и интервалов следования при существующих дорожно-транспортных условиях и составах потоков (по сравнению с данными руководства по пропускной способности 1982 года [2]) были исследованы нерегулируемые перекрестки с различной интенсивностью главного и второстепенного транспортных потоков. Полученные интервалы разделены по виду маневров следующим образом:

• пересечение главного потока второстепенным;

• слияние второстепенного потока с главным;

• левый поворот с главного направления. Результаты исследования по нескольким перекресткам представлены на рисунке.

По предварительным результатам данных исследований можно утверждать:

1. Мини-кольца и компактные кольца являются чрезвычайно эффективным средством для снижения аварийности на пересечениях автомобильных дорог, так как аварийность на них на 40-80% ниже, чем на обычных нерегулируемых пересечениях.

Зависимость количества проехавших транспортных средств второстепенного направления от длительности интервала в главном потоке: а - вид маневра - пересечение главного потока второстепенным; б - вид маневра - слияние второстепенного потока с главным; в - вид маневра - левый поворот с главного направления

2. Область применения мини-колец и компактных колец достаточно обширна - вплоть до магистральных улиц местного значения (точные данные будут получены после проведения дополнительных исследований).

3. Значения критических интервалов и интервалов следования из очереди (см. рисунок) оказались ниже, чем в руководстве 1982 года [2]. Это позволяет

прогнозировать получение новых скорректированных значений пропускной способности.

Библиографический список

1. ГОСТ Р 52289-2004 Технические средства организации дорожного движения. М.: Стандартинформ, 2005. 103 с.

2. Руководство по оценке пропускной способности автомобильных дорог. М.: Транспорт, 1982. 88 с.

3. Dawn P. Guegan, Peter T. Martin and Wayne D. Cottrell.: Prioritizing Traffic Calming Projects Using the Analytic Hierarchy Process. Murray, Utah 2000. - 26p.

4. Aburahma A., Ramiz Al Assa: Traffic Calming in the U.S.A: A CRITICAL STATE OF THE ART REVIEW. Washington, DC: Institute of Transportation Engineers, 1998. - 25 р.

5. Taekratok T.: Modern roundabouts for Oregon. Salem, OR: Oregon Department of Transportation, 1998. - 124 р.

6. Jacquemart G.: Modern Roundabout Practice in the United States. Washington, D.C.: Transportation Research Board, National Research Council, 1998. - 74 р.

7. Antoine D.: The safety of roundabouts and traffic lights in Belgium D.G.1 Department of Motorways and Highways, Walloon Ministry of Equipment and Transports, 2003.- 20 р.

8. Kennedy J.: Review of Accident Research at Roundabouts, Wokingham, Berkshire, Transport Research Laboratory (TRL Limited), 2005. - 14 р.

9. Brilon, W.: Roundabouts: A State of the Art in Germany. Vail, Colorado 2005. - 16 р.

10. Flannery. A.: Geometric Design and Safety aspects of Roundabouts. Washington, DC.: Transportation Research Board, National Research Council, 2001. - 104 р.

11. Guichet B.: Evolution of Roundabouts in France and their New Uses. Vail, Colorado, 2005. Ministère de l'Equipement et des Transports. - 7 р.

12. Roundabouts: an Informational Guide. US Department of Transportation. FHWA-RD-00-067. Portland, Oregon, 2000 -284 p.

УДК 629.424.1

АНАЛИТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ТЯГОВЫХ, ЭКОНОМИЧЕСКИХ И ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ТЕПЛОВОЗОВ

В.А.Михеев1

Омский государственный университет путей сообщения, 644046, г. Омск, проспект Карла Маркса, 35.

Представлены аналитические методы и соответствующие им математические модели для оценки тяговых, экономических и экологических характеристик тепловозов. Приведены результаты моделирования тяговых свойств и эксплуатационных экологических характеристик тепловоза 2ТЭ116. Ил. 2. Библиогр. 4 назв.

Ключевые слова: тяговые качества; эксплуатационные характеристики и параметры подвижного состава.

ANALYTICAL METHODS TO ESTIMATE TRACTION, ECONOMICAL AND ECOLOGICAL CHARACTERISTICS OF DIESEL LOCOMOTIVES V.A. Miheev

Omsk state university of railway engineering 35 Carl Max Av., Omsk, 644046

The author introduces analytical methods and corresponding mathematical models to estimate traction, economical and ecological characteristics of diesel locomotives. He presents results of modeling of traction qualities and operational ecological characteristics of the diesel locomotive 2ТЭ116. 2 figures. 4 sources.

Key words: traction qualities; operational characteristics and parameters of the rolling stock.

Задача совершенствования методов оценки тяговых, экономических и экологических характеристик тепловозов входит в число приоритетных направлений развития системы технического обслуживания и ремонта тягового подвижного состава ОАО «Российские железные дороги». Анализ состояния вопроса показал, что несмотря на наличие экспериментальных методов оценки указанных выше характеристик тепловозов, в настоящее время особое внимание уделяется аналитическим методам, успешная реализация которых в свою очередь требует разработки математических моделей.

Тяговые свойства тепловоза с электрической передачей постоянного и переменно-постоянного тока можно смоделировать, используя электромеханические характеристики тяговых двигателей и технические параметры колесно-моторных блоков.

Электромеханические характеристики тяговых электродвигателей, представляющие собой зависи-

мость частоты вращения и вращающего момента двигателя от тока нагрузки - Птэд = / (1тэд) и

Мтэд = / (!тэд) для каждого режима работы электрической передачи (при полном возбуждении ПП, при первой ступени ослабления возбуждения ОП1 и при второй ступени ослабления возбуждения ОП2) рассчитываются на основании методики, предложенной в [1]:

Птэдщ = а]/1тэдк +Ь] ; Мтэд^ = Ср Ртэд^ /Птэдк] ,

где а], bj - коэффициенты регрессии для определенного типа тягового электродвигателя и у-го режима работы электрической передачи, определяются экспериментально; 1тэд - ток тягового электродвигателя (ток нагрузки) для к-ой позиции контроллера машиниста, А; Св - постоянный коэффициент; Ртэд - мощность тягового электродвигателя для у-го режима работы электрической передачи, кВт.

1Михеев Владислав Александрович, аспирант, тел.: (3812)310622, факс: (3812)314219, e-mail: Micheev_V_A@mail.ru Miheev Vladislav Alexandrovich, a postgraduate, tel.: (3812)310622, факс: (3812)314219, e-mail: Micheev_V_A@mail.ru