Методика оценки эффективности решений, принимаемых по организации дорожного движения в зоне железнодорожных переездов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Общие сведения о состоянии железнодорожных переездов в Республике Беларусь

1.1 Общие положения

1.2 Факторы, влияющие на безопасность движения в зоне железнодорожных переездов

2. Анализ аварийности на железнодорожных переездах Республики Беларусь и причины возникновения ДТП

2.1 Количественный анализ аварийности на ЖДП

2.2 Качественный анализ аварийности на ЖДП

2.3 Топографический анализ аварийности

3. Анализ существующей организации дорожного движения на объектах исследования

3.1 Общие сведения

3.2 Охраняемый ЖД переезд вне населённого пункта

3.3 Неохраняемый ЖД переезд вне населённого пункта

3.4 Охраняемый ЖД переезд в населённом пункте

3.5 Охраняемый ЖД переезд в населённом пункте

4. Моделирование, экспериментальные и расчётные исследования

4.1 Общие положения

4.2 Экспериментальные и расчётные исследования

4.3 Математическое моделирование

5. Разработка предложений по совершенствованию ОДД

5.1 Совершенствование ОДД на ЖДП Республики Беларусь

5.2 Совершенствование ОДД на охраняемом ЖДП вне НП

5.3 Совершенствование ОДД на неохраняемом ЖДП вне НП

5.4 Совершенствование ОДД на охраняемом ЖДП в НП

5.5 Совершенствование ОДД на неохраняемом ЖДП в НП

6. Оценка эффективности принимаемых решений

6.1 Расчёт экономических потерь на объектах исследования при существующей и предлагаемой ОДД

6.2 Расчёт экологических потерь на объектах исследования при существующей и предлагаемой ОДД

6.3 Расчёт аварийных потерь на объектах исследования при существующей и предлагаемой ОДД

6.4 Суммарные потери на участках исследования

7. Охрана труда

Заключение

Список использованных источников

Приложение

Перечень условных обозначений и сокращений

В настоящей работе приняты следующие условные обозначения и сокращения:

· АСС - автоматическая светофорная сигнализация;

· АТС - автодорожное транспортное средство;

· БД - безопасность движения;

· БДД - безопасность дорожного движения;

· Бел.ЖД - Белорусская железная дорога;

· ДД - дорожное движение;

· ДТП - дорожно-транспортное происшествие;

· ДТС - дорожно-транспортная ситуация;

· ЖДП - железнодорожный переезд;

· КС - конфликтная ситуация;

· НП - населённый пункт

· ОДД - организация дорожного движения;

· ПДД - Правила дорожного движения

· ПСЖД - подвижной состав железных дорог;

· РБ - Республика Беларусь;

· ТС - транспортное средство;

· ТСОДД - технические средства организации дорожного движения;

· ТП - транспортный поток;

· УДД - управление дорожным движением;

· УДС - улично-дорожная сеть.

· BYR - белорусский рубль

Введение

Вступление общества в период ускоренной автомобилизации, наблюдаемый в последние годы, сопровождается неуклонным ростом экономических, экологических, социальных и аварийных потерь в ДД. Масштабы этих потерь для общества колоссальны. При этом одной из самых нерешенных проблем в ДД является оценка качества принимаемых по ОДД решений. Особую актуальность, как в РБ, так и во всех промышленно-развитых странах мира имеет решение проблемы повышения БД и снижения эксплуатационных затрат транспорта на УДС в зоне ЖДП. Ежегодно на переездах всего мира совершаются аварии, в результате которых погибают или получают ранения несколько тысяч человек. Несмотря на относительно невысокий удельный вес (менее 1%) в общей структуре аварийности РБ ДТП на ЖДП характеризуются неумолимой периодичностью, особо высокой тяжестью последствий (почти в 3 раза выше, чем средняя).

Резкое увеличение объемов движения автомобилей в зоне ЖДП опережает темпы развития инфраструктуры переездного обустройства, что обуславливает непрерывное усложнение дорожно-транспортных условий, повышение потерь из-за задержек транспорта (дополнительного расхода топлива и ресурсов, вредного экологического воздействия), перегрузку путей сообщения. В таких условиях все чаще необходимо обеспечивать движение ТП высокой интенсивности, в которых скорость движения каждого ТС зависит от поведения его соседей и вероятность возникновения заторов и ДТП, в т.ч. «цепных», повышается. Борьба за БД и снижение эксплуатационных затрат на переездах как у нас в стране, так и за рубежом развивается по двум основным направлениям: ликвидация ЖДП (замена действующих переездов транспортными развязками в разных уровнях или закрытие переездов); совершенствование условий движения в местах их расположения путем развития элементов переездного обустройства, технических средств, методов и технологий организации и управления движением, ориентированных на все более детальную оптимизацию управляющих воздействий. Тотальной замене пересечений в одном уровне транспортной развязкой в разных уровнях препятствуют необходимость привлечения больших капитальных вложений и значительные сроки реализации таких мероприятий. Закрытие ЖДП без создания альтернативных возможностей пересечения железнодорожного полотна резко увеличивает перепробеги АТС и по экономическим соображениям также не может быть реализовано повсеместно. В настоящее время на территории РБ более 90% всех пересечений железных дорог с автодорогами составляют пересечения в одном уровне, следовательно, по-прежнему остаются актуальными и проблемы, связанные с их эксплуатацией. Значительную часть потерь в ДД на ЖДП и подходах к ним составляют именно экономические потери, связанные с отсутствием оптимальности и эффективности организации и управления ДД. С развитием компьютерной техники и программных средств появляется возможность принятия практических решений, основанных на более точных моделях ТП, позволяющих учесть специфику исследуемого процесса и достоверно определять показатели режимов движения потоков автомобилей, что повышает эффективность решений, направленных на совершенствование ОДД.

В представленном дипломном проекте разработана методика оценки эффективности решений, принимаемых по ОДД в зоне ЖДП. За основу принят алгоритм моделирования управления ТС в плотном ТП, разработанный на кафедре БНТУ. Внедрение предлагаемой методики в практику снизит затраты на перемещение грузов и пассажиров и повысит уровень БД путем увеличения эффективности ОДД. В дипломном проекте рассмотрены принципы и эффективные пути использования полученных теоретических результатов в практическом контексте разработки мероприятий по повышению пропускной способности ЖДП, обеспечивающих безопасность и эффективность работы автомобильного транспорта.

1. Общие сведения о состоянии железнодорожных переездов в Республике Беларусь

1.1 Общие положения

На ЖДП происходят наиболее крупные и тяжелые виды ДТП, которые причиняют значительный материальный и социальный ущерб в результате гибели или ранения людей, повреждения ТС, дорожного обустройства, простоя ПСЖД и нарушения графика движения, повлекшего несвоевременную доставку перевозимых грузов и пассажиров. Задержки в доставке грузов и пассажиров негативно сказываются на эффективности функционирования многих предприятий. Поэтому аварийность на ЖДП, зачастую, приводит к экономическим потерям в различных сферах практической деятельности. Кроме того, переезды ввиду транспортировки опасных грузов остаются местом повышенной опасности возникновения аварий техногенного характера. Иногда из-за наличия ЖДП приходится менять маршрут движения АТС отдельных категорий. Данные, приводимые как в национальных, так и зарубежных публикациях, свидетельствуют о многочисленных случаях ДТП в зоне ЖДП [3, 12- 22]. Наряду с этим повышение скоростей движения современных АТС, массы железнодорожных поездов и интенсивности ДД создают предпосылки к ухудшению ситуации в области обеспечения БД на данных, особо опасных, элементах УДС.

Объективными предпосылками возникновения ДТП в зоне ЖДП являются резкое ухудшение условий движения по сравнению со смежными участками УДС, а также ограниченные возможности машиниста поезда (движение по рельсовой колее, большой тормозной путь ПСЖД) предотвратить наступление печальных последствий. Около 25% ДТП на ЖДП происходит без участия ПСЖД и вызываются более сложными дорожно-транспортными условиями по сравнению с прилегающими участками автодорог [4], [5]. С увеличением объемов движения автомобилей ЖДП становятся причиной повышения потерь из-за задержек транспорта. В местах их расположения, зачастую, возникают неоправданные простои ТС, многочисленные КС, заторы и перегрузки отдельных участков УДС. Это обуславливает существенный перерасход топлива автомобилями из-за движения на неэкономичных режимах, непроизводительные потери времени, психологический дискомфорт, снижение производительности труда и ухудшение экологической обстановки. Поэтому повышение пропускной способности ЖДП является весьма актуальной задачей, особенно в условиях дефицита сырьевых ресурсов. В соответствии с основным нормативным документом [10], определяющим требования к устройству, оборудованию и содержанию ЖДП, различают регулируемые и нерегулируемые переезды.

К регулируемым относятся ЖДП, оборудованные устройствами переездной сигнализации для водителей АТС или обслуживаемые дежурным работником (т.н. «охраняемые ЖДП»).

К нерегулируемым относятся ЖДП, не оснащенные устройствами переездной сигнализации и не обслуживаемые дежурным (неохраняемые ЖДП).

В зависимости от интенсивности движения поездов и АТС ЖДП делятся на четыре категории. К I категории относятся переезды с наибольшей интенсивностью движения поездов и АТС, к IV категории - самые малодеятельные переезды. ЖДП II и III категории занимают промежуточное положение.

На территории РБ функционирует около 2 тысяч ЖДП. Более 80% из них расположены на железнодорожных линиях БЖД, в т.ч. 1806 относятся к переездам общего пользования и размещаются при пересечении их с автодорогами общего пользования. Общее количество ЖДП I категории, эксплуатируемых на путях БЖД (по состоянию на 20.02.2013г.), составляет 58 ЖДП на главных ЖД путях, II категории - 59 на главных ЖД путях и 8 на подъездных ЖД путях, III категории - 174 на главных ЖД путях и 32 на подъездных ЖД путях , IV категории - 1129 на главных ЖД путях и 345 на подъездных ЖД путях. Количество ЖДП с дежурными и оборудованными шлагбаумами и автоматической сигнализацией составляет 84 ЖДП, с автоматической сигнализацией без шлагбаума и дежурного работника составляет 1178 ЖДП на главных ЖД путях и 83 ЖДП на подъездных путях. Остальные переезды оборудованы только дорожными знаками и дорожной разметкой. Их количество составляет 158 ЖДП на главных путях и 303 ЖДП на подъездных путях (рисунок 1.1).

Рисунок 1.1 - Распределение ЖДП в зависимости от оснащения ТСОДД

Радикальным решением всех проблем, характерных для ЖДП, является их ликвидация путем строительства пересечений в разных уровнях или закрытия таких транспортных сооружений. Замена переездов транспортной развязкой в разных уровнях является лучшим способом избежать потерь в существующих масштабах, особенно в местах, где по условиям движения пересечения в одном уровне не могут обеспечить достаточную пропускную способность и безопасность. Однако сооружением путепроводов (тоннелей) вместо действующих ЖДП не гарантируется абсолютная безопасность и по-прежнему существует некоторый риск возникновения ДТП.

Количество ЖДП в РБ, как и в мире в целом, имеет тенденцию к постепенному уменьшению за счет строительства развязок в разных уровнях, а также закрытия малодеятельных переездов. Реализация подобных мероприятий повсеместно сдерживается по экономическим соображениям и большими сроками их проведения. С 1998 по 2012 г.г. общее количество ЖДП, расположенных на путях БЖД, сократилось с 1500 до 1420 на главных ЖД путях и с 429 до 386 на подъездных ЖД путях. Однако темпы ликвидации ЖДП значительно отстают от фактической потребности. На УДС со значительной интенсивностью движения переезды не справляются с возросшими ТП. В этих условиях все большее значение приобретает разработка методов исследования потоков автомобилей высокой интенсивности, а также поиск альтернативных путей снижения потерь в ДД на ЖДП и подходах к ним. Вопросы, касающиеся проблемы рационального проектирования пересечений автомобильных и железных дорог, отражены как в национальной, так и в зарубежной литературе, а также в нормативных документах всех промышленно-развитых стран.

В развитых странах мира научные изыскания в этой области имеют особый приоритет, т.к. являются элементом стратегии обеспечения общественной безопасности в регионе [13]. Обзор исследований, посвященных данной проблематике показал, что во многих случаях переход к пересечению в разных уровнях является экономически оправданным. Строительство путепроводов (тоннелей) наряду с экономией эксплуатационных транспортных расходов позволяют существенно повысить БД транспорта, снизить износ автомобилей, сократить порчу грузов и ускорить их доставку, улучшить условия труда водителей и машинистов, повысить эстетические качества дорог, а также комфортабельность перевозок пассажиров. Переход к транспортным развязкам в разных уровнях стимулируется ростом стоимости оборудования ЖДП. Е.П. Алексеев проанализировал стоимость ЖДП и показал [13], что стоимость неохраняемого переезда близка к стоимости малого железнодорожного моста, который может заменить переезд.

Стоимость охраняемого ЖДП с учетом здания для дежурного достаточна для постройки малого искусственного сооружения, предназначенного для пропуска АТС под железной дорогой. Н.И. Федотов определил условия перехода к путепроводной развязке и разработал методику определения экономической целесообразности строительства ЖДП и путепроводов [13]. Вопрос о замене ЖДП пересечениями в разных уровнях и очередность их сооружения решается в каждом отдельном случае проектом, разрабатываемым с тщательным учетом местных условий.

Важными факторами, обуславливающими переход к развязке в разных уровнях, является интенсивность движения транспорта, условия видимости, а также максимальная скорость движения поездов на ЖДП. Замена действующего ЖДП развязкой в разных уровнях, как правило, экономически обосновывается при высоких значениях интенсивности движения по пересекаемым дорогам. При этом общепринято, что железные дороги со скоростями движения поездов более 120 км/ч должны пересекаться с автодорогами только в разных уровнях [13], [14]. Это объясняется тем, что в условиях скоростного движения поездов последствия ДТП на ЖДП могут оказаться весьма тяжелыми. Кроме того, введение скоростного движения поездов приводит к резкому увеличению простоев АТС на переездах, так как продолжительность закрытия ЖДП в этом случае значительно возрастает из-за существенного различия тормозных путей скоростных и обычных поездов.

Принятию решений по определению границ применения пересечений в одном и разных уровнях всегда предшествует оценка потерь в ДД. Исследования в этой области позволили значительно расширить область применения пересечений в разных уровнях. Так, Баваровым Б.Н. предложена методика подсчета потерь времени АТС в зоне ЖДП с учетом колебаний интенсивности движения по автомобильным и железным дорогам в течение суток [12]. Однако положенная в основу этой методики теоретическая модель образования очереди АТС у ЖДП применима только при малых интенсивностях движения.

1.2 Факторы, влияющие на безопасность движения в зоне железнодорожных переездов

Количество факторов, влияющих на БД в зоне ЖДП велико и действие их многовариантно. Детальный анализ данных многолетних исследований аварийности в зоне ЖДП позволяет условно выделить следующие основные факторы, определяющие БД на них: интенсивность движения ТС; условия видимости; наличие элементов переездного обустройства и ТСОДД; человеческий фактор; состояние проезжей части.

1.2.1 Интенсивность движения транспортных средств

Интенсивность - это количество автомобилей, проходящее через сечение дороги в единицу времени. Известно [6], [11], что аварийность на любых объектах УДС во многом зависит от интенсивности движения, которая, в свою очередь, во многом определяет скорость автомобилей, закономерность движения ТП и нервно-эмоциональную напряженность водителей.

Доказано [4], [5], [7], что рост интенсивности движения транспорта через ЖДП приводит к увеличению числа ДТП в местах их расположения. Во Франции пересечения в одном уровне автомобильных и железных дорог оцениваются по транспортному числу, которое является произведением числа среднего количества поездов в течение суток и числа автомобилей, пересекающих ЖДП. Если * < 1000, то ЖДП остается неохраняемым, при * < 3000 он оснащается мигающей световой сигнализацией, а при * < 5000 - полушлагбаумом. Более глубокое исследование влияния интенсивности движения транспорта через ЖДП на БД рассмотрено в работах Б.Н. Баварова [26-28]. Им предложен показатель степени опасности движения на переездах, характеризующий относительную аварийность на 1 млн. прошедших через ЖДП автомобильных и железнодорожных ТС, приведенных к эквивалентному по продолжительности занятия переезда количеству автомобилей:

, (1.1)

где -число аварий в год, ДТП/год;

-интенсивность движения по автодороге, авт/сут;

- интенсивность движения по железной дороге, поездов/сут;

11,5 -коэффициент приведения.

По данным Б.Н. Баварова оценка БД на ЖДП может выполняться с использованием широко распространенного метода «коэффициентов аварийности» [5], в развитие которого на основе статистических данных о ДТП рассчитаны частные коэффициенты аварийности, учитывающие влияние интенсивности движения по пересекаемым дорогам дальности видимости ЖДП и поезда, геометрических элементов плана и профиля автодороги и др.

Для рационального выбора средств оборудования ЖДП применяется также следующий показатель опасности, полученный на основе многофакторного корреляционного анализа возможных влияющих факторов [12]:

(1.2)

где - показатель опасности, аварий/год на один ЖДП;

- минимальное расстояние видимости ПСЖД и ЖДП, м.

- коэффициент защиты ЖДП, учитывающий наличие инженерного оборудования переезда. Расчетные значения этого коэффициента представлены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 - Коэффициенты влияния оборудования ЖДП на БД

Технические средства защиты переезда	Величина коэффициента
АСС и автоматические шлагбаумы	1,00
АСС	1,10
Механические шлагбаумы с оповестительной сигнализацией	3,24
Искусственное освещение	4,82
Оборудование подходов к ЖДП знаками и разметкой	7,45

Рисунок 1.2 - Зависимость коэффициентов аварийности от интенсивности движения автомобилей и поездов

На рисунке 1.3 приведен график выбора решений по организации движения через ЖДП, который назначает мероприятия в зависимости от суммарной интенсивности движения через переезд [12]. Последний предусматривает приоритетные условия для ПСЖД, принимая коэффициенты приведения поездов к автомобилям тем более высокие, чем меньше уровень загрузки на автомобильной дороге.

Точность прогноза уровня аварийности и, как следствие, качество оценки БД в зоне ЖДП по этим методикам относительно невысоки и не позволяют применить их для решения задач оптимизации УДД. Существуют и другие критерии, а также разработанные на их основе методики прогнозирования аварийности [3], [11]. Однако эти методики и критерии не всегда дают возможность оценить безопасность взаимодействия ТС в потоке, исходя из новых особенностей движения автомобилей в конкретных условиях, не могут удовлетворительно описать физическую сущность различных ситуаций, которые возникают в ТП в процессе движения через ЖДП. Невысокая точность методик оценки эффективности принимаемых проектных решений снижает их прикладное значение и, как следствие, практическую полезность.

Рисунок 1.3 - Области применимости решений по ОДД в зоне ЖДП: 1. ЖДП, оборудованные дорожными знаками и разметкой проезжей части на подходах. 2. ЖДП, оснащенные дополнительно АСС и наружным освещением. 3. Устройство дополнительных полос для накопления и разгрузки очередей в зоне ЖДП. 4. Транспортная развязка в разных уровнях без учета сооружения временного объезда. 5. Транспортная развязка в разных уровнях, включая строительство временного объезда.

Качественное состояние ТП и внутренние закономерности его движения меняются по мере изменения соотношения между интенсивностью и пропускной способностью ЖДП. Транспортный поток, обладающий плотностью, близкой к пропускной способности ЖДП, является неустойчивым и вызывает возникновение заторов, которые часто парализуют целые районы УДС. При этом даже незначительное изменение скорости одного ТС, вызванное какой-либо помехой, приводит к возникновению критической ситуации. Типичным результатом неожиданного и резкого изменения скорости движения автомобиля в насыщенном ТП является попутное столкновение ТС. Такие ДТП имеют в основном не слишком тяжелые последствия, поскольку совершаются при невысоких скоростях движения ТС и, к сожалению, не попадают в официальный статистический учет. Однако существуют основания полагать, что число всех аварий этого вида встречается в несколько раз чаще, чем это отражается в официальной статистике ДТП. Иногда на перегруженных ЖДП возникают ДТП с участием трех и более ТС, т.н. «цепные» аварии. Такие ДТП вызывают частичную или полную остановку движения АТС на значительное время, причем в наиболее нежелательном случае - когда движение высокоинтенсивное. Следовательно, аварийность в зоне ЖДП обуславливается перегруженностью движения и, как следствие, ведет к еще большему ухудшению сложившейся ситуации. В связи с этими обстоятельствами все более насущным становится изучение особенностей и закономерностей движения насыщенных ТП, а также совершенствование методик оптимизации управления движением в таких условиях. При этом большой научный и практический интерес представляет исследование процесса возникновения возмущений в таких потоках, приводящих к заторам, КС и ДТП в различных ДТС. К настоящему времени теория ТП располагает достаточно надежными энергетическими критериями оценки неустойчивых состояний ТП (шум ускорения, градиент скорости и др.), установлена структура взаимосвязи между ними и определены рациональные сферы их применения [1], [4]. Однако широкое распространение данных критериев в практике ОДД в значительной мере сдерживается трудоемкостью получения достоверных исходных данных [6], [7].

1.2.2 Условия видимости

Видимость - это наибольшее расстояние в направлении движения транспортного средства, на котором участник дорожного движения способен распознать элементы дороги, ТСОДД и умел правильно ими пользоваться. Изучению влияния условий видимости на БД автомобилей посвящено много научных работ, однако ограниченное число выполненных исследований затрагивают вопросы определения безопасного расстояния видимости дорожной обстановки в зоне ЖДП. При обеспечении БД на ЖДП вопросы видимости дорожной обстановки занимают особое место. Условия видимости являются одним из основных показателей транспортно-эксплуатационных качеств ЖДП и БД на них [8-11]. Установлено, что расстояние видимости объектов на дороге является основным показателем условий видимости, поскольку в значительной степени определяет такие главные параметры режима движения, как скорость и БД. Факторы, определяющие расстояния видимости реальных объектов многообразны, непостоянны и по-разному влияют на степень уменьшения дальности видимости. Сильное влияние на видимость оказывают такие факторы, как скорость движения и освещенность. Увеличение скорости движения АТС приводит к снижению зрительных функций, поскольку увеличивающаяся угловая скорость перемещения объектов на дороге может оказаться близкой к порогу зрительного восприятия. Закономерность изменения дальности видимости объекта при увеличении скорости движения АТС можно определить по формуле [34, с. 19]:

, (1.3)

где- расстояние видимости, при скоростях от 40 до 100 км/ч, м;

- расстояние видимости, при скорости движения 60 км/ч, м.

Для улучшения условий видимости в темное время суток на ЖДП широко применяют искусственное освещение. С целью выделения переезда, как особо опасного участка на УДС, увеличивают освещенность (или яркость покрытия проезжей части) на подходах к ЖДП по сравнению со смежными участками дорог. Однако, постоянное ужесточение требований к энергосбережению во всем мире диктует необходимость изыскания возможности снижения эксплуатационных затрат на содержание ЖДП, в т.ч. прибегать к пересмотру целесообразности использования отдельных мероприятий, которые прошли апробацию на практике и доказали свою эффективность в обеспечении БДД. Требуемые условия видимости на ЖДП обеспечиваются правильным проектированием на местности и достаточным удалением объектов, ухудшающих видимость. Принято считать необходимым [10], [13], [14], чтобы водитель, находящийся на расстоянии 50 м от ЖДП и менее имел возможность увидеть, приближающийся с любой стороны ПСЖД на расстоянии не менее 400 м, а машинист поезда должен видеть середину ЖДП с расстояния не менее 1000 м, т.н. «треугольник видимости на ЖДП» (рисунок 1.4).

Рисунок 1.4 - Нормативный треугольник видимости на ЖДП

На неохраняемых ЖДП обеспеченная видимость приближающегося поезда водителем ТС является основным условием БД на переезде, поскольку при недостаточной видимости ПСЖД становится пассивным участником ДТП. В работе [12] приведены следующие коэффициенты, учитывающие влияние видимости поезда на количество ДТП на ЖДП (таблица 1.2).

Таблица 1.2 - Частные коэффициенты аварийности по условиям видимости ПСЖД на ЖДП

Расстояние видимости поезда, м	400 и более	300-400	200-300	100-200	0-100	менее 50
Коэффициент аварийности, Кав.	1	1,42	2,5	4	5,15	6,5

Существует мнение, что отключение освещения на ЖДП позволит экономить электроэнергию, снизит эксплуатационные затраты на обслуживание, а световой луч прожектора приближающегося ПСЖД на неосвещенном переезде будет являться дополнительным фактором повышения бдительности. Проведенные исследования в этой области пока не дают четких и однозначных решений о целесообразности применения таких мер исходя из условий БД, характеризуются субъективностью гипотетических экспертных оценок, грубой приближенностью статистических результатов изучения данных о ДТП и поэтому носят только рекомендательный характер. Вместе с тем, эти рекомендации могут быть справедливы только для определенных эксплуатационных условий и требуют доказательства для других, отличных от них условий и особенностей ОДД. При все возрастающей потребности данного направления исследований перспективно применение на малодеятельных ЖДП РБ решения, предусматривающего включение освещения в момент вступления поезда на участок приближения. Следует заметить, что ранее такие исследования не проводились.

Исследования показывают [9, с. 87], что на ЖДП снижается БД с уменьшением расстояния видимости приближающегося поезда (рисунок 1.5).

Рисунок 1.5 - Зависимость относительной аварийности от расстояния видимости поезда с ЖДП

Во многих странах систематически проводится факторный анализ причин и условий, способствующих возникновению ДТП в зоне ЖДП [6], [11], [12], [15],[16]. Результаты этих исследований неуклонно указывают на то, что по-прежнему не решены с необходимой полнотой вопросы оперативной оценки БД автомобилей с учетом фактической видимости дорожной обстановки на подходах к ЖДП. Причем, отмечается, что не уделяется достаточное внимание вопросам изучения расстояний видимости в зависимости от ДТС и их влияние на скорости движения ТС. Большинство методик оценки БД в зоне ЖДП по условиям видимости исходит только из исследования дальности видимости приближающегося поезда водителем АТС, движущегося на подходах к переезду. Это не дает возможность сделать качественное заключение о степени обеспеченности БД, поскольку не учитывается ряд других важных параметров, характеризующих безопасные расстояния видимости водителем дорожной обстановки.

Относительно частый вид происшествий на переездах, оборудованных шлагбаумами, - наезд на шлагбаум. Этот вид ДТП часто совершается, когда ЖДП появляется неожиданно из-за поворота. В этом случае главными причинами являются невнимательность водителя и превышение скорости, а сопутствующими - необеспеченная видимость шлагбаума и отсутствие своевременной информации об условиях движения.

На практике нередки случаи, когда зеленые насаждения или другие объекты закрывают видимость на ЖДП и резко ухудшают условия движения для водителей. При этом решающее значение для БД имеет достаточная дальность видимости сигналов переездной сигнализации (шлагбаумов), информирующих о наличии и состоянии ЖДП. Во всех существующих методиках этот критерий не учитывается, что существенно снижает эффективность принимаемых проектных решений. В работе [4] отмечено, что расстояние видимости сигналов сигнализации (шлагбаумов) должно быть не менее 100 м. В случае, когда это не обеспечивается, то на подходах к ЖДП необходимо введение, соответствующего дальности видимости, ограничения скорости.

Особое значение в обеспечении безопасности в ночное время имеет наружное освещение. В светлое время суток возможностей для предотвращения ДТП больше, чем в тёмное время суток, вследствие большей видимости. А стало быть и тяжесть последствий также можно уменьшить, в случае если ДТП не удалось предотвратить. В свою очередь вероятность причинения вреда здоровью людей также уменьшается. Поэтому наружное обеспечение необходимо для обеспечения безопасности участников дорожного движения. Особенно это актуально в местах с высокой интенсивностью транспортных и пешеходных потоков. Согласно действующим нормативам [10] электрическое освещение должны иметь все ЖДП I и II категории, а также III и IV категории при наличии продольных линий электроснабжения. Уровень освещенности на ЖДП в зависимости от категории переезда принимается тем более высокий, чем больше интенсивность движения транспорта через переезд. Освещенность в пределах ЖДП должна быть не менее: для I категории - 5 лк., II категории - 3 лк., III категории - 2 лк., IV категории - 1лк. При этом требуемый нормативный треугольник видимости приближающегося к ЖДП поезда, показанный на рисунке 1.4, должен обеспечиваться независимо от времени суток. Такие меры оборудования ЖДП вызваны соображениями обеспечения БД в темное время суток, как для участников ДД, так и для ПСЖД. С учетом изложенного очевидно, что реализация мер, связанных со снятием освещения на ЖДП требует взвешенного подхода, в первую очередь, удовлетворяющего требованиям БД. Основой для обоснования выбора категорий переездов, которые оказываются наиболее пригодными для назначения рассматриваемых мероприятий, послужили статистические данные о распределении ДТП на ЖДП с разным уровнем их оборудования. Анализ показателей относительной аварийности показывает, что БД снижается на тех переездах, где наблюдается высокая интенсивность движения, как по автомобильной, так и по железной дороге. На малодеятельных ЖДП (неохраняемые ЖДП III и IV категории в соответствии с [10]) значение показателя относительной аварийности минимальное, что, в первую очередь, объясняется низкими интенсивностями движения (в некоторых случаях движение эпизодическое). По объективным причинам, связанным со спецификой ОДД на ЖДП, расположенных в городской черте (движение маршрутного пассажирского транспорта, высокая интенсивность пешеходного потока и т.д.), исключается возможность эксплуатации таких объектов УДС без наружного освещения, поскольку последствия при возникновении ДТП могут оказаться непредсказуемо тяжелыми. В светлое время суток общее количество ДТП больше, чем в тёмное время суток в 2,7 раза. Соответственно можно говорить о том, что освещённость на переезде не является основным фактором возникновения ДТП, но является сопутствующим фактором. Следует сказать о том, что видимость во многом зависит от погодных условий, что также может снижать уровень искусственного наружного освещения. Участки дорог в зоне ЖДП должны быть оборудованы ТСОДД, предупреждающими водителя о приближении к переезду и усилению его внимания. В темное время суток, при наличии освещения на ЖДП, водитель АТС ориентируется на конструктивные элементы переезда, что позволяет оценить опасный участок, на котором требуется повышенное внимание к складывающейся дорожно-транспортной обстановке. Отключение наружного освещения на ЖДП приведет к тому, что водитель ТС может быть предупрежден о приближении к таковому только посредством дорожных знаков. Поэтому повышается роль таких предупредительных устройств, как дорожные знаки и разметка, направляющие столбики и т.д. Эти ТСОДД, расположенные в зоне ЖДП, должны обладать повышенной видимостью в темное время суток.

1.2.3 Элементы переездного обустройства и ТСОДД

Как уже упоминалось ранее ТСОДД и элементы повышают уровень безопасности дорожного движения. Влияние элементов переездного обустройства и ТСОДД на БД в зоне ЖДП изучено во многих исследованиях, проводимых у нас в стране и за рубежом. Исследования [12] показывают, что уровень аварийности в зоне ЖДП во многом определяется обустройством их наружным освещением, шлагбаумами, дорожными знаками и разметкой, а также различного рода сигнализирующими и предупреждающими устройствами. Переезды же, не имеющие технических средств защиты, снижают безопасность. После проведения мероприятий по оборудованию ЖДП устройствами оповещения и заграждения число ДТП уменьшается почти в 2,5 раза [9, с.189]. Оснащение переездов световой (мигающей) сигнализацией и шлагбаумами позволяет значительно уменьшить вероятность возникновения ДТП. Предупреждение о наличии ЖДП с помощью дорожных знаков и разметки также уменьшает число ДТП, но не в такой степени, как применение световых сигналов и шлагбаумов. Установлено [41, с. 131], что если принять вероятность ДТП при обозначении ЖДП дорожными знаками 1.3.1 «Однопутная железная дорога» или 1.3.2 «Многопутная железная дорога» за 1, то применение дорожного знака 2.5 «Движение без остановки запрещено» уменьшает эту вероятность до 0,5-0,6, световая сигнализация - до 0,2-0,4, а автоматические шлагбаумы - до 0,1-0,2.

В таблицу 1.3 [11] сведены обобщенно-систематизированные данные, показывающие влияние различных мероприятий по обеспечению БД на уровень аварийности в зоне ЖДП.

Таблица 1.3 - Влияние мероприятий по оборудованию ЖДП на аварийность

Наименование мероприятий по совершенствованию условий движения	Процентное изменение количества ДТП
	Наилучшая оценка	Пределы колебания результатов
Предупреждение о наличии ЖДП путем установки дорожных знаков	-25	(-45; -5)
Устройство световых и звуковых сигналов на ЖДП, обозначенного ранее только дорожными знаками	-50	(-50; -45)
Установка шлагбаума на ЖДП, оборудованного ранее только световыми и звуковыми сигналами	-45	(-55; -35)
Установка шлагбаума на ЖДП, оборудованного ранее только дорожными знаками	-67	(-75; -55)
Улучшение обзора и условий видимости на ЖДП	-44	(-68; -5)

В работах [8], [9] приводятся сведения и зависимости, указывающие на то, что минимальное количество ДТП на ЖДП достигается при оборудовании переездов механическим препятствием, перекрывающим всю ширину автодороги и исключающим несанкционированный выезд АТС в опасную зону. Анализ выполненных работ [7], [9], [11] показывает, что БД на ЖДП во многом зависит от принятого режима работы системы оповещения и заграждения. С увеличением продолжительности извещения о приближении поезда уменьшается степень доверия участников ДД к системе сигнализации и заграждения на ЖДП. При недостаточной четкости в работе АСС и средств заграждения у интенсивно используемых транспортом ЖДП образуются длинные очереди необоснованно простаивающих АТС. Решению этой проблемы посвящено много научных работ, однако вопросы, касающиеся процесса образования и разгрузки очередей АТС у ЖДП, остаются недостаточно изученными. Кроме того, с ростом интенсивности ДД и улучшением динамических качеств современных ТС требуется дальнейшее изучение характеристик ТП в различных условиях движения. Правильный учет основных параметров ТП, движущегося через ЖДП, требует проведения периодических измерений, направленных на обновление этих параметров.

По экономическим соображениям проведение любых мероприятий по повышению БД на ЖДП оправдано в том случае, если затраты на данные мероприятия оказываются меньше прогнозируемого сокращения ущерба от предотвращенных, благодаря реализованным мероприятиям, ДТП. В связи с этим разрабатываются и постоянно совершенствуются различные методы оценки эффективности проводимых мероприятий по повышению БД. В методических рекомендациях [45 - 46] приводится статистический метод определения прогнозируемого снижения уровня аварийности после реализации планируемых мероприятий по ОДД, который устанавливается расчетным путем непосредственно с использованием результатов выполненных натурных наблюдений за изменением числа ДТП в результате выполнения соответствующих работ, направленных на улучшение условий движения. Показателем аварийности на исследуемом участке дороги является коэффициент относительной аварийности, характеризующий количество ДТП, приходящееся на 1 млн.авт.-км., который определяется по формуле

, (1.4)

где- протяженность рассматриваемого участка, км;

- число лет в расчетном периоде, лет.

Эффективность назначения мероприятия по снижению аварийности на выбранном объекте оценивают путем определения ожидаемого снижения расчетного коэффициента по следующей формуле

, (1.5)

где- относительное число ДТП, на возникновение которых не оказывают влияние дорожные условия, ДТП/год (= 0,08 ДТП на 1 млн. авт.-км.);

и - средний коэффициент относительной аварийности до и после проведения мероприятий по повышению БД;

- средняя вероятность снижения количества ДТП от проведенного мероприятия в долях единицы (принимается по данным таблицы 1.4).

Таблица 1.4 - Статистическое прогнозирование ДТП по данным [17, 18]

Мероприятия	Снижение числа ДТП в долях ед.
	Все ДТП	ДТП с пострадавшими
Установка дорожного знака 2.5 «Движение без остановки запрещено»	0,58	0,42
Установка ограждений	0,60	0,50
Установка автоматических шлагбаумов	0,84	0,70
Строительство развязки в разных уровнях	0,86	0,8

По данным исследований, проведенных в странах Евросоюза [7, с. 132], проектные решения по устройству шлагбаумов на ЖДП приводят к снижению числа аварий с пострадавшими в долях единицы - 0,55, всех аварий - 0,45; переход от переезда к развязке в разных уровнях оценивается показателем снижения аварийности с пострадавшими равным 0,64. Недостатком рассмотренного метода является то, что статистически значимая вероятность снижения аварийности по назначаемым мероприятиям определяется на базе уже существующих данных о ДТП. Кроме того, этот метод не может быть принципиально использован для решения задач оптимизации УДД и применим только для грубой, прикидочной оценки эффективности проведения крупных мероприятий по совершенствованию условий движения.

Известен экспертный метод прогнозирования аварийности, который основан на использовании сложившегося опыта, интуиции и навыков эксперта в рассматриваемой области. Однако он имеет только вспомогательное значение, поскольку очень субъективен, не дает количественного прогноза и поэтому также не пригоден для целей оптимизации проектных решений. К настоящему времени имеется ряд других методов и критериев оценки мероприятий по ОДД, даны расчетные коэффициенты, с помощью которых можно определить эффективность мероприятий и прогнозировать снижение аварийности на ЖДП [2], [9-11].

Разработаны методики и приемы, в которых используются подходы и элементы из нескольких рассмотренных методов [3]. К сожалению, все они не могут адекватно реагировать на изменение характеристик движения потока автомобилей в зоне ЖДП, поскольку не учитывают сущность физического взаимодействия ТС, составляющих поток, в процессе движения через исследуемые объекты УДС. Известно [4], [7], [15], что аварийность в зоне ЖДП во многом обуславливается неровностью дорожного покрытия, как настила ЖДП, так и подходов к нему. Недостаточная ровность ЖДП создает угрозу вынужденной остановки ТС в опасной зоне, вызывает резкое изменение направления движения автомобилей, является причиной резких перепадов скоростей движения ТС и значительно сокращает пропускную способность переезда. Чрезмерные перепады скоростей движения ТС или внезапная их остановка в насыщенном ТП приводит к КС и ДТП. Однако с отсутствием надежных методов, позволяющих без грубых упрощений и допущений формализовать и описать процесс движения ТП через переезды, эти вопросы по-прежнему остаются малоизученными.

Основной недостаток всех существующих методов - субъективность и невысокая точность, т.к. они не учитывают множество факторов, оказывающих влияние в данном конкретном случае, в том числе и специфику ДД на ЖДП и подходах к ним. В связи с этими обстоятельствами часто не удается объективно установить степень влияния дорожных условий в зоне ЖДП, трансформации ТП, поведения водителя и других факторов на возникновение аварийных ситуаций или необоснованных задержек ТС, что приводит к росту потерь в ДД.

1.2.4 Человеческий фактор

В современных условиях БД на ЖДП в значительной степени определяется человеческим фактором. Исследованиями в Германии установлено, что работа переездных технических средств должна исключать влияние ошибочных действий человека на работу ЖДП. Это требование определяет основное направление совершенствования устройств переездной сигнализации и ограждения. Мировая статистика аварийности свидетельствует, что подавляющее число ДТП на ЖДП происходят по вине участников ДД [8], [11]. Следовательно, наиболее положительные результаты по снижению аварийности в зоне ЖДП могут быть получены благодаря созданию условий, исключающих ошибки водителей и пешеходов. Поведение участников ДД во многом зависит от нравственных установок. Психофизиологические возможности человека проявляются в наиболее критических ситуациях [19]. Ввиду этого очевидно, что эффективное решение задач, связанных с обеспечением БД возможно только на основе комплексного подхода, причем необходим возможно более полный учет факторов, относящихся к различным научным направлениям исследований.

В сложившейся практике ОДД различные методы борьбы за законопослушное поведение участников ДД на ЖДП применяются комплексно. Все эти методы можно условно разделить следующие две основные группы:

1. Методы, направленные на совершенствование контрольных функций за поведением участников ДД и просветительской деятельности среди них;

2. Методы, направленные на рациональную ОДД, ориентированную на все более детальную оптимизацию применяемых управляющих воздействий.

Для усиления контроля за ДД на ЖДП целесообразно применение систем видеоконтроля. Отмечается, что при применении таких систем существенно повышается дисциплина водителей. Кроме того, получение достоверной информации о режимах движения ТС через ЖДП позволяет скорректировать режим работы сигнализации для устранения задержек АТС. Результаты этих исследований пока не подтверждаются надежными статистическими данными о ДТП (как правило, получены по небольшой выборке ДТП), однако предварительно указывают на то, что могут повышать БД. В любом случае, методы первой группы только дополняют вторую группу и имеют вспомогательное значение. Основным средством повышения БД на ЖДП является совершенствование ОДД.

В настоящее время условия эксплуатации переездов резко изменились. Многие ЖДП работают с перегрузкой. Безусловно, что при этих изменениях принятые решения по ОДД должны отвечать психофизиологическим возможностям человека. При этом качество принимаемых решений в значительной степени зависит от достоверности информации о поведении как ТП в целом, так и отдельных, входящих в его состав ТС, особенностях их взаимодействия внутри потока и реакции на изменение дорожной обстановки. Использование в этом случае известных методик не удовлетворяет необходимым требованиям, поскольку они не отражают особенности режимов движения ТП через ЖДП. Поэтому их применение на стадии разработки решений в современных условиях оказывается малополезным. В значительной мере это связано с несовершенством теоретического описания поведения водителя по управлению ТС в насыщенном ТП, движущимся через ЖДП. Повышение адекватности описания поведения водителей по управлению автомобилем в процессе движения через ЖДП является приоритетным направлением настоящего исследования. Объективный учет человеческого фактора при выработке решений по ОДД способствует выявлению объективных и субъективных причин снижения пропускной способности и БД на исследуемых объектах УДС, что, в конечном счете, позволит снизить потери в ДД.

1.2.5 Состояние проезжей части

Для снижения аварийности выполняется целый ряд мероприятий, которые постепенно становятся все более актуальными и нормативными, т.е. обязательными. Сюда относятся периодическое повышение коэффициента сцепления путем т.н. поверхностной обработки (нанесение и закрепление на поверхность слоя щебня), повышение шероховатости бетонных покрытий путем нарезки поперечных полос, спрямление дорог на крутых поворотах и уклонах, установка тросовых или барьерных ограждений на насыпях, ограждение с помощью металлических сеток дорожного полотна в районе появления диких животных, уширение мостов, устройство безопасных (очень пологих) кюветов, позволяющих в случаях крайней необходимости съехать с земляного полотна без опрокидывания и многое другое.

Особой заботы требуют дороги в зимнее время - очистка от снега, посыпка песком или песчано-соляной смесью, устройство заграждений для предотвращения заносов и т.д. [15] Влияние ровности покрытий на транспортно-эксплуатационные качества автомобильных дорог изучено в гораздо большей степени, чем на безопасность движения. Казалось бы, что, вынуждая водителей уменьшить скорость движения, неровности покрытий должны были бы снижать количество происшествий. Но анализ графиков дорожно-транспортных происшествий часто показывает, что они иногда сосредоточиваются на участках, геометрические характеристики плана и продольного профиля которых вполне благоприятны, в местах, где после участков с ровными покрытиями расположены участки с неровным покрытием с выбоинами или волнами. От 13 до 18% дорожных происшествий, вызванных неблагоприятными дорожными условиями, объясняются неровным покрытием. Происшествия в начале неровных участков связаны с наездами автомобилей, движущихся группами, при внезапном снижении скорости передних автомобилей при въезде на неровный участок, особенно если он трудноразличим издали. Это вполне увязывается с идеей коэффициентов безопасности.

В средней части неровных участков происшествия связаны со столкновениями при заездах автомобилей на полосу встречного движения при объезде выбоин на своей полосе, а также из-за увеличения амплитуды влияния прицепов многозвенных автопоездов. В возникновении заносов на кривых играют роль также колебания автомобилей при движении по неровным покрытиям, во время которых изменяется нагрузка от колес на покрытие. В момент уменьшения нагрузки поперечная сила может превысить удерживающую силу сцепления шин с покрытием, и возникнет занос. В работе С. М. Жунусова рассмотрен широкий интервал ровностей покрытий, выходивший за пределы нормальной, допустимой при эксплуатации дорог. При неровностях, сравнительно мало отражавшихся на скорости автомобилей, число происшествий возрастает до некоторого критического количества при показаниях толчкомера 250--300 см/км.

При большем количестве неровностей скорости начинают быстро снижаться, водители сосредоточивают свое внимание, чтобы избежать резких толчков, и количество происшествий возрастает. Особенно сильно неровности влияют, пока их суммарная площадь не превышает четверти общей площади проезжей части. При большей площади повреждений скорости движения автомобилей значительно снижаются, а число происшествий стабилизируется. При движении автомобильных поездов, особенно с большим числом прицепов, неровности вызывают даже при малых скоростях виляния последнего прицепа, достигающие при плохой ровности 75 см. Опасность дорожно-транспортных происшествий на неровных покрытиях возрастает в дождливую погоду. При сухом покрытии водитель может объехать выбоину или своевременно снизить скорость.

В дождливую погоду выбоины заполняются водой и водители не могут отличить их от мелких луж на покрытии. Согласно статистике скандинавских стран отношение количества раненых при дорожно-транспортных происшествиях на 10 млн. авт-км пробега на неровных и ровных покрытиях составляет в сухую погоду (менее 0,1 мм осадков в сутки) 0,92, а в дождливую погоду (более 10 мм/сут) -- 1,3. Повышение безопасности движения может быть достигнуто лишь их своевременным ремонтом и установкой предупреждающих знаков [5].

2. Анализ аварийности на железнодорожных переездах Республики Беларусь и причины возникновения ДТП

2.1 Количественный анализ аварийности на ЖДП

Автором были собраны, систематизированы и подвергнуты анализу сведения об ДТП на ЖДП РБ. В целях получения достоверных результатов при формировании выборки аварий использован длительный период сбора исходных данных, составляющий 12 лет (2001-2012г.г.). В настоящей работе проведено исследование как ДТП с пострадавшими, так и неучетных ДТП. Информация была предоставлена ГАИ, службой БД БЖД. Всего были собраны и исследованы данные о 405 ДТП, совершенных на ЖДП, из них учетных - 194 ДТП. Исследование статистических данных показало, что ДТП на ЖДП происходят с относительной периодичностью и отличаются повышенным коэффициентом тяжести последствий. Причем, удельный вес столкновений поездов с АТС в общем объеме аварийности составляет менее 1% всех ДТП. Следует отметить то, что встречаются ЖДП, на которых происходят ДТП с определённой регулярностью в несколько лет. Наряду с отсутствием устойчивой концентрации ДТП на отдельных переездах, имеется незначительная тенденция совершения ДТП на ряде охраняемых ЖДП.

В результате за период с 2001г. по 2012г. произошло 59 ДТП с гибелью людей, 135 ДТП, в которых люди получили травмы и увечья, 211 ДТП с материальным ущербом, в которых здоровье людей не пострадало. Всего за исследуемый период погибло 78 человек, травмировано 206 человек. Анализ аварийности показал, что наибольшее число ДТП на ЖДП произошло в 2011г. (47 ДТП) и в 2002г. (45 ДТП). Наименьшее число ДТП произошло в 2005, 2006, 2010 годах (по 26 ДТП). Динамика совершения дорожно-транспортных происшествий представлена в приложении А на рисунке А.1. Из диаграммы видно, что удельное количество ДТП неуклонно снижается. Всплеск аварийности в 2011 году можно объяснить большим количеством нарушений ПДД со стороны водителей АТС, в частности правил проезда железнодорожных переездов.

Анализ аварийности распределения по месяцам показал, что наиболее аварийными месяцами являются март (44 ДТП), июнь (42 ДТП), декабрь (40 ДТП). Наименее аварийными месяцами являются май, август (по 25 ДТП), ноябрь (26 ДТП). В приложении А на рисунке А.2 представлена диаграмма распределения аварийности по месяцам.