VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2015

Общепринята в качестве основополагающей анализа взаимодействия составляющих функционирования автомобильного транспорта – система «Водитель – автомобиль – дорога – окружающая среда (ВАДС)». Из системы ВАДС выделяют ряд подсистем, характеризующихся особенностями взаимодействия пар элементов системы ВАДС между собой. Всего можно выделить (согласно табл. 1) из ВАДС 12 подсистем, которые обосновываются по принципу: первый элемент оказывает влияние на второй.

Таблица 1 – Подсистемы системы ВАДС

Прямое действие	Обратное действие
Водитель – автомобиль	Автомобиль – водитель
Водитель – дорога	Дорога – водитель
Водитель – окружающая среда	Окружающая среда – водитель
Автомобиль – дорога	Дорога – автомобиль
Автомобиль – окружающая среда	Окружающая среда – автомобиль
Дорога – окружающая среда	Окружающая среда – дорога

Таким образом, подсистема «водитель – автомобиль» предназначенa для установления характеристик воздействия водителя на автомобиль, а ей обратная по действию подсистема «автомобиль – водитель» необходима для определения характеристик воздействия автомобиля на водителя.

Подсистемы, представленные в табл. 1, общие и предназначены для анализа элементов транспорта как целых неделимых составляющих. Но на самом деле каждый из элементов системы ВАДС может быть разложен на конечное число составляющих его элементов. Водитель характеризуется квалификацией, физическим развитием, психологическим и физиологическим состояниями, при этом он может быть представлен как совокупность взаимосвязанных органов и систем человеческого тела и психики. Автомобиль разделяется на отдельные устройства, агрегаты, узлы, детали, приспособления и системы, которые функционируют как единое целое. Дорога включает сооружения, элементы геометрии, причем каждое сооружение – сложная система, которая может быть разложена на составляющие. Окружающая среда может быть разделена на две принципиально разные, но не отделимые друг от друга части:

1 Природная среда;

2 Социально-экономическая среда.

Пункт 1 включает все элементы естественной биоты и неживой природы, которые являются сложными системами. Социально-экономическая среда охватывает все элементы внешней среды, преобразованные человеком и активно участвующие в процессах жизнедеятельности общества.

Возможно выделение из подсистем, представленных в таблице 1, более узких подсистем, характеризующих взаимодействие соприкасающихся элементов, входящих в составляющие системы ВАДС. Это необходимо для изучения особенностей данных взаимодействий.

При решении проблем проектирования, строительства, эксплуатации дорожных одежд автомобильных дорог для детального анализа их взаимодействия с другими элементами системы ВАДС, дорожная одежда выделяется как отдельный элемент дорожной конструкции. Она непосредственно контактирует с транспортными средствами как отдельными, так и с потоком в целом, а также с земляным полотном и окружающей средой. Водитель непосредственного влияния на дорожную одежду не оказывает, но воздействует на нее косвенно через управляемое им транспортное средство (автомобиль). Дорожная одежда, особенно ее верхний конструктивный слой – покрытие, оказывает прямое и очень существенное воздействие на водителя, автомобиль.

Ввиду того, что дорожная одежда – это система конструктивных слоев на земляном полотне, выполняющих разные функции, то последние являются самостоятельными элементами сложной системы. Таким образом, дорожная одежда может быть представлена в виде ряда конечного числа элементов, из которых обязательно надо выделить два всегда присутствующих и наиболее важных: покрытие – верхний наиболее прочный слой, обеспечивающий контакт с подвижным составом и атмосферными осадками, другими проявлениями окружающей среды; самый нижний слой – основание, обеспечивающее контакт с земляным полотном и дренаж его поверхности.

Характер взаимодействия элементов системы сложен, отличается наличием обратных связей и косвенного действия. Водитель может непосредственно влиять на состояние дорожной одежды следующим образом. В процессе движения он может визуально оценивать состояние покрытия, определять местоположение изъянов дорожной одежды, в том числе и по поведению автомобиля. Водитель, как никто другой имеет информацию о состоянии дороги. Данная информация должна собираться дорожной службой, анализироваться и использоваться для совершенствования конструкции дорожных одежд и улучшения их состояния.

Рассмотренная система, позволяет выделить группу подсистем, которые представлены в таблице 2.

Таблица 2 – Подсистемы взаимодействия дорожной одежды с элементами системы ВАДС

№	Прямое действие	Обратное действие
1	Транспортные средства – покрытие	Покрытие – транспортные средства
2	Покрытие – основание	Основание – покрытие
3	Основание – земляное полотно	Земляное полотно – основание
4	Окружающая среда – покрытие	Покрытие – транспортные средства – окружающая среда
5	Окружающая среда – основание	Основание – покрытие – транспортные средства – окружающая среда
6	Окружающая среда – земляное полотно	Земляное полотно – окружающая среда
7	Земляное полотно – транспортные средства	Транспортные средства – дорожная одежда – земляное полотно
8	Водители – покрытие	Покрытие – водители
9	Транспортные средства – водители	Водители – транспортные средства

Нами были рассмотрены наиболее значительные подсистемы, отражающие процессы, протекающие в дорожной одежде при функционировании транспорта: транспортное средство – покрытие; транспортный поток – покрытие; покрытие – транспортные средства.

Подсистема «транспортное средство – покрытие» определяет влияние подвижного состава на верхний слой дорожной одежды, которое характеризуется параметрами воздействия транспортного средства на лесовозную дорогу [1]. Транспортное средство воздействует на покрытие посредством движителей (колес), которые создают внешнюю нагрузку в виде давлений по площадям следов колес. Давление колеса на покрытие зависит от нагрузки, приходящейся на ось и площади отпечатка следа колеса.

Подсистема «транспортный поток – покрытие» более широкая, чем вышерассмотренная. Анализ подсистемы «покрытие – транспортные средства» имеет большое значение для проблем эксплуатации, нежели проектирования. Покрытие воздействует на транспортные средства через свое состояние, которое во многом определяется прочностью дорожной одежды и ее параметрами.

В совокупности параметры покрытия определяют скорость движения, удобство, безопасность, воздействие транспорта на окружающую среду (шум, выхлопные газы). Изменения, происходящие в процессе эксплуатации, приводят к снижению скорости, уровня, комфортности движения, ухудшению экологических показателей. Происходит изменение и параметров воздействия транспортных средств на лесовозную дорогу. Данные явления неизбежны и говорят о том, что срок службы любой дорожной одежды ограничен, но в течение его она должна обеспечивать выходные показатели транспорта на должном уровне.

Изучение дорожной одежды предполагает анализ подсистем, которые в таблице 2 помещены в пунктах 1...5, 8. Причем наиболее значительными являются: 1...3, потому что они отражают процессы, протекающие в дорожной одежде при функционировании транспорта, а остальные подсистемы отражают возмущающие и косвенные воздействия.

Подсистемы пункта 1 (см. таблицу. 2) неоднородные, а поэтому возможны следующие варианты: транспортное средство – покрытие; транспортный поток – покрытие; покрытие – транспортные средства.

Подсистема «транспортное средство – покрытие» определяет влияние подвижного состава на верхний слой дорожной одежды, которое характеризуется параметрами воздействия транспортного средства на дорогу. Транспортное средство воздействует на покрытие посредством движителей (колес), которые создают внешнюю нагрузку в виде давлений по площадям следов колес. Давление колеса на покрытие зависит от нагрузки, приходящейся на ось и площади отпечатка следа колеса.

Подсистема «транспортный поток – покрытие» более широкая, чем вышерассмотренная. Точнее сказать, ранее был частный случай, который характеризует нагружение одним автомобилем. Но по дороге в течение часа, суток, месяца, сезона, года, установленного срока эксплуатации проезжает огромное количество транспортных средств, которые можно разделить на группы, например по параметрам воздействия на дорогу.

Совместный анализ подсистем «транспортное средство – покрытие» и «транспортный поток – покрытие» позволяет сделать вывод о том, что для определения параметров покрытия и слоев дорожной одежды, разработки ее конструкции необходимы исходные данные: матрица параметров воздействия транспортных средств, включающая долю группы транспортных средств в потоке; интенсивность; скорости; количество осей и приходящиеся на них нагрузки; площади отпечатков следов колес; ширину колей; ширину коридора движения по колее и по габаритной ширине автопоезда.

Анализ подсистемы «покрытие – транспортные средства» имеет большое значение для проблем эксплуатации, нежели проектирования. Покрытие воздействует на транспортные средства через свое состояние, которое во многом определяется прочностью дорожной одежды и ее параметрами. Состояние покрытия также можно описать рядом количественных параметров. В совокупности параметры покрытия определяют скорость движения, удобство, безопасность, воздействие транспорта на окружающую среду (шум, выхлопные газы).

Следовательно, можно сделать вывод, что выделение подсистемы «покрытие – транспортные средства» необходимо для изучения закономерностей движения транспортных потоков, проблем организации движения, а также проектирования дорожных одежд для дорог с большой интенсивностью движения.

Библиографические ссылки

1. Афоничев Д.Н. Распределение грузонапряженности по ширине проезжей части автомобильной дороги/Д.Н. Афоничев, Ф.А. Кириллов. – Воронеж: ВГЛТА, 2000, 26 с.

Код для цитирования: Скопировать