Файл: В.Л. Жданов Методы оценки повышения эффективности функционирования дорожно-транспортного комплекса.pdf

14

3. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ДОРОЖНО-ТРАНСПОРТНОГО КОМПЛЕКСА

Термин «энергетические» применяется в отношении данных критериев исходя из соответствующего подхода, сформировавшегося в теории ТП. В соответствии с этим подходом предполагается, что полная энергия ТП складывается из кинетической энергии движения автомобилей и внутренней энергии взаимодействия автомобилей в ТП. В зависимости от состояния ТП мяняется соотношение между полезной формой энергии (кинетической) и нежелательной (внутренней). Для увеличения эффективности функционирования ДТК необходимо увеличить его полную энергию, добиваясь одновременно снижения внутренней энергии. Другими словами, данные критерии базируются на более глубоких зависимостях, существующих в ТП. Поэтому в настоящее время группа энергетических критериев занимает особое место в системе оценок эффективности функционирования ДТК.

В процессе выполнения курсовой работы студент должен подробно проанализировать свойства каждого из энергетических критериев, его достоинства и недостатки, степень универсальности, адекватно ли реагирует на изменение режима движения ТП, а также обозначить сферу его рационального применения.

3.1. Шум ускорения

Наличие пространственно-временной характеристики скоростного режима позволяет определить среднее квадратическое отклонение ускорения отдельного автомобиля. Данный параметр назван шумом ускорения [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]. Шум ускорения σа, м/с2, определяется по формуле

условия движения по шуму ускорения следующим образом:

15

−σа < 0,25 м/с2 – благоприятные условия движения;

−σа = 0,25…0,45 м/с2 – удовлетворительные условия движения;

−σа > 0,45 м/с2 – сложные условия движения.

При проведении анализа свойств шума ускорения студент должен дополнительно ответить на следующий вопрос: почему шум ускорения относится к энергетическим критериям и с каким видом энергии ТП он отождествляется?

3.2. Градиент скорости

Наличие графика режима движения позволяет одновременно с шумом ускорения определить второй энергетический критерий – градиент скорости [2, 3, 4, 5, 6]. Градиент скорости Gv, с-1, определяется по формуле

Gv = σV a , (3.2)

C

где Vс – скорость сообщения, м/с.

Всесторонние исследования позволили дифференцировать условия движения по градиенту скорости следующим образом:

−Gv < 0,05 с-1 − благоприятные условия движения;

−Gv = 0,05…0,1 с-1 − удовлетворительные условия движения;

−Gv > 0,1 с-1 − сложные условия движения.

3.3.Шум энергии

Третьим энергетическим критерием является шум энергии [3, 4, 5, 6]. Шум энергии σЕ, м2/с3, определяется по формуле

где n – количество измерений;

Vi – мгновенное значение скорости, м/с;

aV – среднее произведение скорости и ускорения, м2/с3. Дифференциация условий движения по шуму энергии произво-

дится следующим образом:

−σЕ < 4 м2/с3 – благоприятные условия движения;

−σЕ = 4…5 м2/с3– удовлетворительные условия движения;

16

− σЕ > 5 м2/с3 – сложные условия движения.

Поскольку методика определения шума энергии принципиально отличается от предыдущих двух критериев, то при проведении анализа его свойств студент также должен ответить на вопрос: почему шум энергии относится к группе энергетических критериев и какой вид энергии ТП он оценивает?

3.4. Градиент энергии

Последним из группы энергетических критериев является градиент энергии [3, 4, 5, 6]. Градиент энергии GЕ, м/с2, определяется по формуле

Дифференциация условий движения по градиенту энергии производится следующим образом:

−GЕ < 0,3 м/с2 − благоприятные условия движения;

−GЕ = 0,3…0,55 м/с2 − удовлетворительные условия движения;

−GЕ > 0,55 м/с2 − сложные условия движения.

4.ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ДОРОЖНОГО ДВИЖЕНИЯ НА ЗАДАННОМ УЧАСТКЕ

4.1. Построение графиков режима движения по заданному участку

Если есть в наличии ходовая лаборатория с аппаратурой для автоматической записи графика режима движения, то данный подраздел курсовой работы не выполняется. В противном случае по выданным руководителем курсовой работы исходным данным студент должен самостоятельно построить графики режима движения в координатах «скорость (км/ч) – время (с)». Причем на графиках последовательно должны быть отражены все имеющиеся режимы движения (включая и холостой ход). Графики строятся отдельно для каждого перегона в каждом заезде. Однако в случае необходимости должны быть построены

17

суммарные графики режима движения по участку в целом для каждого заезда. Масштаб построения графиков на каждом перегоне может быть различным и выбирается из условия наилучшей видимости. Графики строятся на миллиметровой бумаге.

4.2. Экспериментальная оценка скоростных режимов на заданном участке

Для того чтобы можно было сравнивать между собой сложившиеся скоростные режимы на участках УДС с разными условиями движения, в качестве оценки используют относительные параметры. Одним из самых основных относительных параметров является коэффициент использования скорости КV, который определяется по формуле

V

КV = V C , (4.1)

опт

где Vопт – оптимальная скорость в данных условиях, м/с.

Однако, ввиду сложности экспериментального определения значения оптимальной скорости для каждого участка УДС, при практических исследованиях KV вместо оптимальной используют разрешенную скорость в данных условиях (для городских условий – 60 км/ч).

Исходя из структуры представления исходных данных (табл. 1.1), скорость сообщения VC, м/с, определяется

где Lпост – путь при постоянной скорости, м;

Lизм – путь при изменении скорости, м;

tпост – время движения с постоянной скоростью, с; tизм – время движения при изменении скорости, с; tхх – время холостого хода, с.

В каждом заезде определяются значения KV отдельно для каждого перегона и по участку в целом. При вычислении значения KV по участку также используются формулы (4.1) и (4.2), однако параметры, входящие в них, представляют собой суммарные значения по всем перегонам, составляющим заданный участок. Это положение выполняется и при вычислении других критериев оценки эффективности дорожного движения для участка в целом.

18

После этого определяются средние значения KV для каждого перегона и участка в целом.

Для облегчения процесса контроля правильности проведенных вычислений результаты расчетов должны быть представлены в виде табл. 4.1.

Таблица 4.1

Расчет коэффициентов использования скорости

По результатам проведенных исследований строятся гистограммы значений КV отдельно для каждого заезда и по средним величинам.

4.3. Экспериментальное определение шума ускорения

При практических исследованиях шума ускорения использование формулы (3.1) сопряжено с большими трудностями. При аппроксимации данного выражения была получена следующая формула для экспериментального определения шума ускорения σа, м/с2

где ∆V – эталонная величина изменения скорости, принятая при расшифровке графика скоростного режима (принимается ∆V = 0,5 м/с), м/с; ni – число изменений скорости на величину ∆V за время ∆ti;

∆ti – промежуток времени между последовательными измерениями скорости, с;

19

VT, VO – скорость соответственно в конце и в начале участка, м/с. Число изменений скорости ni определяется по формуле

В результате расшифровки графика скоростного режима для каждого перегона в каждом заезде составляется таблица, необходимая при использовании выражения (4.3). Ее образец представлен в табл. 4.2.

Таблица 4.2 Результаты расшифровки графика скоростного режима

В каждом заезде определяются значения σа отдельно для каждого перегона и по участку в целом, а затем их средние значения. Для облегчения процесса контроля правильности вычислений результаты расчетов представляют в виде табл. 4.3.