Управление транспортными потоками на локальном перекрестке в условиях транспортного затора

Довольно много ДТП происходит из-за того, что водитель не увидел движущееся сзади транспортное средство. Причина в неумении правильно пользоваться зеркалом заднего вида и объединять в целостное представление то, что он видит впереди своего автомобиля, с тем, что увидел в зеркале заднего вида. Наблюдать за обстановкой сзади надо несколько раз в минуту с помощью быстрых взглядов в зеркало заднего вида. Взгляд в зеркало заднего вида должен быть быстрым. Всегда необходимо проверять обстановку сзади и сбоку перед началом движения или перестроением. При увеличении скорости движения видимая область обстановки впереди уменьшается. Поэтому на больших скоростях взгляд водителя должен быть более подвижным (не сконцентрирован в одной точке).

4.5 Смотреть и видеть

Согласны ли вы с тем, что смотреть и видеть не одно и то же? Подтверждением этому служит эксперимент, проведенный психологами. Группе испытуемых была показана фотография, изображавшая оживленную улицу города. После чего каждого из них попросили перечислить несколько запомнившихся ему объектов или событий, изображенных на фотографии. Полученные ответы сильно различались. Наибольшее влияние на то, что увидит человек в той или иной ситуации, оказывает целевая направленность его внимания, т. е. то, какую информацию он хотел бы получить из окружающей обстановки. Для водителя основная цель наблюдения -- получение информации о наиболее важных, с точки зрения безопасности движения, объектах и событиях ДТО.

4.5.1 Классификация объектов наблюдения

При движении на автомобиле водитель сталкивается с большим числом самых различных объектов и событий. Его мозг не в состоянии переработать всю получаемую информацию. Кроме того, далеко не всё из того, что он видит, важно для него с точки зрения безопасности движения. Поэтому надо научиться из всего потока информации быстро и правильно отбирать и анализировать наиболее важную информацию. Отсутствие такого умения приводит к большой трате времени на обработку сведений, ценность которых, с точки зрения безопасного движения, незначительна. Важными для водителя являются только те объекты, которые могут повлиять на движение автомобиля и стать причиной критической ситуации или ДТП. Следует отметить, что при наблюдении за дорожно-транспортной обстановкой основную роль играет зрение, а при анализе полученной в результате наблюдения информации требуются определенные умственные навыки. Умение анализировать -- это, прежде всего, умение классифицировать все встречаемые объекты по определённым категориям в зависимости от их влияния на безопасность движения автомобиля.

Можно выделить три основные категории объектов.

Объекты, угрожающие безопасности движения автомобиля.

К ним могут относиться:

неподвижные препятствия (стоящие автомобили или столбы);

движущиеся препятствия (пешеходы, автомобили, велосипедисты);

закрывающие обзор (холмы, строения, деревья).

Объекты информационного характера. К ним относятся дорожные знаки, разметка, сигналы светофора и регулировщика.

Объекты, не представляющие опасности для движения автомобиля.

К ним могут относиться реклама, пешеходы, идущие по тротуару, и т. д.

4.5.2 Дорожно-транспортная обстановка

Дорожно-транспортная обстановка (ДТО) постоянно изменяется, что требует от водителя непрерывного и быстрого анализа информации. Однако, несмотря на многообразие информации, количество объектов, которые могут влиять на возникновение ДТП в каждый конкретный момент времени движения, не так уж велико. Поэтому, прежде всего надо выявить наиболее важные объекты. Затем, на основе более подробного анализа, определить степень важности каждого из них.

Большое число ДТП происходит потому, что один из участников движения не видел другого, а второй, думая, что его видят, не принимал необходимых мер для ликвидации опасной ситуации. Поэтому, очень важно уметь определять, видят ли вас другие участники ситуации. Вот некоторые признаки, по которым можно судить об отвлечении внимания водителя другого транспортного средства: водитель прикуривает, водитель разговаривает с пассажиром, водитель увидел знакомого и пытается привлечь его внимание. Мешает видимости и загрязнение стекол, не работающие стеклоочистители, солнце, светящее прямо в глаза, сувениры, висящие в салоне, и др. Особого внимания требуют пешеходы и велосипедисты. Поведение этой категории участников дорожного движения наименее предсказуемо. Надо быть очень внимательным по отношению к детям. Ребенок не может правильно оценить скорость автомобиля, навыки наблюдения за дорожной обстановкой у него развиты очень плохо. Перечислим некоторые признаки, которые следует учитывать водителю при взаимодействии с пешеходами и велосипедистами: возраст, пол и физическое состояние, расположение их на проезжей части, обочине или тротуаре, движение в группе или по отдельности, направление взгляда.

4.5.3 Крутые повороты, подъёмы и спуски, сужения на дорогах

На криволинейных участках дороги условия движения осложняются. Здесь возникает боковая инерционная салона, которая стремится сместить, а в некоторых случаях и опрокинуть автомобиль в сторону, противоположную повороту. Чем круче поворот, т. е. чем меньше радиус закругления, тем он опаснее. Напротив, закругления с большими радиусами -- 10002000 м -- практически не требуют изменения режимов движения автомобиля, а потому не опасны. Многочисленные статистические данные ряда стран позволяют выявить характерную зависимость: чем меньше закругления дороги, тем выше аварийность этого участка. Так, при радиусе кривой менее 100 м, относительная аварийность почти в 4 раза выше, чем на закруглениях с большим (1000 м и более) радиусом. Особенно опасен поворот в конце суженного спуска. Сверху из-за искажения в восприятии водитель не может точно определить кривизну поворота в конце спуска, поэтому реальные условия могут застать его врасплох. На таких участках водители часто не могут вписаться в поворот, теряют управляемость. Подъёмы и спуски также являются неблагоприятными участками движения автомобилей, причём зависимость прямая чем круче подъём или спуск, тем выше аварийность. Подъёмы опасны тем, что автомобили из-за неправильного выбора предшествующего режима движения не могут преодолеть подъём, иногда скатываются назад из-за отказов тормозной системы или скользкой дороги и т.п. Кроме того, подъёмы опасны из-за ограничения видимости на переломе подъёма. Спуски опасны в основном тем, что автомобиль под действием силы тяжести стремится увеличить скорость. Кроме того, водители на спусках неправильно оценивают скорость своего автомобиля (обычно меньше, чем на самом деле) и других автомобилей. Часто торможения двигателем (вспомогательным тормозом) бывает не достаточно, приходится применять рабочую тормозную систему. На продолжительных крутых спусках, если часто пользоваться колесным тормозом, он может отказать из-за перегрева тормозных барабанов. Совершенно недопустимо на крутых спусках использовать накат. ДТП на подъёмах и спусках в основном происходят при вынужденной остановке, скатывании назад, столкновении при обгоне, превышении безопасной скорости движения на затяжных спусках, применении экстренного торможения на спусках. Места дорожных происшествий сосредоточиваются в конце подъёмов, на выпуклых вертикальных кривых, на поворотах в конце спуска или подъёма. Сужения дороги заставляют водителя снижать скорость. Особенно опасны неожиданные сужения дороги, о которых водитель не был предупрежден. Часто ДТП случаются на мосту во впадине, когда водитель на большой скорости съезжает под уклон. Здесь также происходит неправильная оценка габаритов встречного транспорта и ширины проезжей части, поэтому возникает боковое столкновение.

4.5.4 Оценка ширины дороги. Пересечения дорог

Следует также учитывать, что человеческий глаз оценивает ширину дороги в зависимости от высоты расположенных рядом с ней вертикальных сооружений по отношению к проезжей части. В результате, одна и та же ширина дороги может восприниматься водителем как разная. Не учёт этого фактора некоторыми водителями ведёт к столкновениям со встречным транспортом из-за ошибок в оценке ширины проезда. Пересечения дорог могут быть в одном, двух или нескольких уровнях. Безопасность движения на пересечениях дорог в одном уровне в значительной степени зависит от обеспечения видимости и обзорности на них.

Особенностью пересечений дорог в одном уровне является пересечение траекторий движения автомобилей с различных направлений, образуются конфликтные точки -- места ДТП. На безопасность движения, на пересечениях значительное влияние оказывают углы пересечения потоков движения. Исследования показывают, что наиболее безопасны пересечения, расположенные под острым углом (5075°). В этом случае водителю обеспечивается и лучший обзор, и условия для оценки обстановки движения. Однако слишком острый угол примыкания (40°) становится опасен, так как автомобиль часто въезжает на новую дорогу, не снижая скорости (с ходу), при этом водитель часто неправильно оценивает траектории движения конфликтующих автомобилей. В этих случаях повышают безопасность получаемые в последнее время распространение полосы разгона и торможения, позволяющие плавно встраиваться в поток. Ещё большую безопасность обеспечивают транспортные развязки в разных уровнях, где число конфликтных точек сведено к минимуму. Опасным местом является пересечение автомобильных и железных дорог. На железнодорожных переездах, особенно неохраняемых, происходит до 40% от общего числа происшествий на железных дорогах. Частая причина столкновений -- плохая видимость и обзорность на участке железнодорожного переезда. Устройство направляющих островков, широких разделительных полос и обочин, краевых полос, кюветов с пологими откосами, а также ограждений на опасных участках значительно повышает безопасность дорог.

4.6 Иллюзии на дорогах

При проектировании и строительстве дорог необходимо учитывать психофизиологические особенности восприятия водителей. Иначе дорога может ввести водителя в заблуждение.

Например, очень часто неудачные примыкания дорог создают у водителя ошибочное представление о дальнейшем их направлении. Или другой пример. На дорогах с часто изменяющимся продольным уклоном зрение водителя может воспринимать горизонтальный участок как дорогу, идущую на подъём. Условия движения под путепроводами тоже имеют свою специфику. Видимость под ними ухудшена, поле зрения водителя ограничено опорами, сводами и пролётными строениями.

Путепровод создает впечатление большего или меньшего сужения в зависимости от соотношения ширины и высоты проезда под ним. Например, при одинаковой высоте проезда широкий путепровод балочной конструкции кажется более низким по сравнению с таким же путепроводом меньшей ширины. Более высокий путепровод воспринимается суженным по сравнению с путепроводом, имеющим меньшую высоту. Представление ширины проезда под путепроводом зависит также от цвета окраски пролётного строения.

Темные цвета производят придавливающее впечатление, поэтому высокие пролётные конструкции окрашивают в темные, а их опоры -- в светлые тона. Такой способ окраски позволяет устранить иллюзию сужения проезда под высоким путепроводом.

Скрытые дефекты дороги представляют собой опасность, так как часто застают водителя врасплох. Большую опасность представляет появление на дороге волнистости, протяженность которой достигает 3080 м. При высокой скорости автомобиль, попав на такой участок, часто теряет управляемость и съезжает с дороги либо выезжает на полосу встречного движения. Продольная или под углом волнистость бывает завуалирована от глаз человека, поэтому водитель начинает ощущать её действие, лишь попав на опасный участок. Разновидностью поперечной волнистости является так называемая гребёнка. На таком участке, который, кстати, часто встречается на затяжных спусках, в результате подскакивания и частых колебаний, колёса автомобиля теряют управляемость, и у всех колёс резко снижается коэффициент сцепления. Аналогичное явление возникает особенно часто на повороте, поэтому на такой дороге требуется дополнительно снизить скорость.

Помимо скрытых от глаз человека опасностей дороги, встречаются и другие, более явные. Среди них провалы полотна дороги (особенно после распутицы, дождей), глубокие ямы и др. Кроме потери управления, эти дефекты дороги часто приводят при большой скорости к сильным повреждениям подвески. Опасны и незаметные плавные провалы, когда при езде на большой скорости кажется, что автомобиль проваливается. При этом из-за сильной нагрузки подвеска часто ударяется об ограничители её хода, водитель пугается и рефлекторно резко нажимает на тормоз, усугубляя опасную ситуацию, так как подвеска ещё больше сжимается, теряет свой упругий ход. Если внимательно следить за поведением машины впереди, то можно всего этого избежать, заранее снизив скорость.

Часто причиной происшествия может явиться обманчивая обочина, которая осыпается при въезде на неё, и автомобиль может опрокинуться. При съезде на грязную и покрытую толстым слоем песка (тонким слоем гравия) обочину с большой скоростью может произойти занос и съезд с дороги с опрокидыванием.

Итак, правильный анализ ДТО -- это умение выделять все важные объекты за очень короткие промежутки времени, равные 0,51,0 с; опознавать и анализировать признаки, характеризующие эти объекты, позволяющие судить о степени и характере опасности, связанной с ними. Достижение этих целей требует знаний о том, какие объекты ДТО представляют наибольшую опасность с точки зрения безопасности движения, местах их возможного расположения, признаках, характеризующих их. Однако, этого недостаточно, необходимы ещё и практические навыки.

4.6.1 Метод комментируемого управления автомобилем

Для формирования практических навыков управления автомобилем может быть использован метод комментируемого управления автомобилем. Он заключается в том, что обучаемый, управляя автомобилем, рассказывает инструктору о всех важных объектах, которые он обнаружил на дороге, и о том, на основе каких признаков он судит о степени их опасности. Инструктор, сидящий рядом, поправляет или дополняет его рассказ. Таким образом, инструктор исправляет ошибки обучаемого, которые трудно обнаружить, просто наблюдая за его поведением. Водитель, проходящий обучение по этому методу, сможет избавиться от рассеянности как при восприятии дорожно-транспортной ситуации (ДТС), так и при её анализе. Обучаемый должен рассказывать об увиденных им важных объектах и событиях как можно более кратко, используя минимальное количество слов.

Правильное и своевременное осознание водителем сложности и опасности ДТС, в свою очередь, определяется уровнем развития его навыков анализа ДТО и её предвидения. Водитель обнаруживает и реагирует значительно быстрее на те объекты и события, которые он заранее ожидал, т. е. вероятность появления которых в данной ДТС, по его мнению, большая. На неожиданные объекты и события он реагирует с запаздыванием. Обычно водители недооценивают события с малой вероятностью возникновения в данной ДТС. Например, появление пешехода из-за стоящего на безлюдной дороге автомобиля или появление автомобиля из-за крутого поворота на дороге с малой интенсивностью движения. Лучший путь устранения таких ошибок -- это предварительное изучение особенностей выбранного для движения маршрута, а также управление автомобилем по принципу «лучше лишний раз переоценить вероятность» опасного события, чем стать его жертвой».

4.7 Прогнозирование опасности

Для водителя в первую очередь важно уметь предвидеть возможные изменения ДТО, в которой он движется. Основой такого прогноза служат опыт водителя, его знания и та информация об обстановке на дороге, которую он получил с помощью наблюдения и анализа. Анализируя информацию, водитель только выделяет наиболее важные объекты и события, при прогнозировании же он предполагает, как они будут влиять на безопасность движения.

Логически процесс прогнозирования можно представить как ответы на следующие вопросы. Что может произойти в ближайшем будущем? Что произойдёт с большей вероятностью? Представляет ли это непосредственную или потенциальную опасность? Какова опасность ситуации в целом?

Теперь о том, что такое непосредственная опасность и чем она отличается от потенциальной. Непосредственная опасность -- это опасность, которая очевидна и требует немедленных действий водителя. Например, ребёнок может неожиданно выбежать на дорогу прямо перед вашим автомобилем. Потенциальная опасность -- это опасность, которая может со временем стать непосредственной. Например, стоящий около дороги пешеход может неожиданно начать переход дороги. Поведение водителя в условиях опасности зависит от того, превышает ли она тот уровень, который он считает для себя допустимым. Если превышает, то водитель будет стараться своими действиями уменьшить опасность. Водители довольно сильно различаются с точки зрения их готовности к риску, т.е. того, какой уровень опасности они считают для себя допустимым. Например, водитель может осознать опасность ситуации, но, считая, что он может легко с ней справиться, вести себя так, что значительно увеличит вероятность возникновения ДТП. Уметь предвидеть -- это не только умение видеть, где и какая опасность вас ждет, но и понимать, к какой конфликтной ситуации она может привести.

Можно выделить следующие наиболее важные и часто встречающиеся параметры, из, которых складывается оценка степени опасности: скорость и ускорение, дистанция, направление движения. По ним водитель может определить время и пространство, которыми он располагает для выполнения манёвра, оценить его безопасность. Как показывают результаты исследований, большинство людей делают такие оценки с недостаточной точностью. Отчасти это может быть объяснено тем, что в автомобиле человек лишается привычной для него связи, позволяющей оценивать скорость и расстояние.

При беге, езде на велосипеде, скачке на лошади человек может оценить скорость по величине мышечных напряжений, чувству равновесия, дыхания и т.п. При езде на автомобиле эти привычки и естественные ощущения не позволяют столь точно оценить скорости передвижения. Кроме того, человек вообще мало приспособлен к оценке таких больших скоростей, с какими движутся современные транспортные средства. Многим водителям хорошо известно такое явление, как адаптация к скорости. При длительном движении по прямой дороге без перекрёстков человек привыкает к высокой скорости и теряет способность реагировать на внезапные изменения условий движения, требующие резкого снижения скорости.

4.8 Почему мы недооцениваем опасность

Умение прогнозировать развитие ДТС -- это, в конечном счёте, умение правильно оценивать степень её опасности. Если она недооценивается, действия водителя будут, скорее всего, неправильны и несвоевременны. Исследователи выделяют объективную и субъективную опасность.

4.8.1 Объективная опасность

Объективная опасность дорожного участка может быть измерена, например, количеством ДТП или критических ситуаций, возникающих на нём в течение определенного периода времени. На основе показателей объективной опасности выделяются так называемые очаги ДТП, т.е. участки дороги с высокой аварийностью. Объективная опасность ДТС поддаётся измерению. Для этого можно использовать систему балльной оценки. Допустим, одним баллом оценивать малоопасную ситуацию, а десятью баллами -- очень опасную ситуацию. Однако разные люди по-разному понимают, что значит малоопасная или очень опасная ситуация, и могут дать разные оценки одной и той же ситуации. Поэтому, для того чтобы достигнуть большой точности оценки, необходимо определить понятие «опасность ситуации». Очевидно, что степень опасности ДТС непосредственно зависит от того, сколько времени имеет водитель для ликвидации угрозы происшествия. Возьмём за основу время. Тогда малоопасную ситуацию можно определить как такую ситуацию, в которой у водителя достаточно времени для ликвидации возможной угрозы происшествия. При этом он может применить различные способы её ликвидации: плавное торможение или ускорение, плавное маневрирование. В очень опасной ситуации водитель может предотвратить происшествие только благодаря очень быстрым и резким действиям. Причем при выборе этих действий он уже не в состоянии учитывать их возможные последствия для других участников движения. Для наблюдателя степень опасности ситуации видна по резкости действий, предпринимаемых её участниками для устранения угрозы происшествия.

4.8.2 Субъективная опасность

Субъективная оценка ситуации очень часто не соответствует действительной, объективной опасности ситуации. Почему? Во-первых, внешняя видимость опасной ситуации часто обманчива. Например, встречаются такие повороты дороги, которые на вид не грозят никакими особыми неприятностями, но на самом деле это впечатление обманчиво, так как фактическая крутизна поворота значительно больше, чем кажется. Именно на такого рода участках обычно происходят происшествия. С другой стороны, встречаются участки, опасность которых очевидна. Например, двух полосная дорога, стоят строительные машины, ходят дорожные рабочие. На таком участке обычно все снижают скорость и, таким образом, уменьшают объективную опасность ситуации.

Но не только обманчивость дорожного участка, но и плохая способность человека точно определять степень его опасности может быть причиной ошибки. Психологи неоднократно отмечали, что людям свойственно недооценивать вероятность появления маловероятных событий, в особенности, если возникновение такого события носит нежелательный для человека характер, например, требует дополнительных действий или сопряжено с угрозой опасности. В дорожном движении нередко встречаются ситуации, в которых вероятность появления опасности (допустим, выход пешехода на проезжую часть) незначительна, но возможна. Как же ведут себя водители в таких ситуациях? Оказывается, далеко не всегда наилучшим образом. Чем же объясняется столь устойчивая склонность людей недооценивать маловероятную опасность? Возможно, она связана с тем, что решение принимается по принципу «все или ничего». То есть если вероятность появления события оценивается ниже какого-то определенного уровня, то оно просто не принимается во внимание. Другая особенность принятия решения заключается в том, что вероятность желаемого события обычно переоценивается. Эта особенность известна многим. Стоит чего-нибудь захотеть очень сильно, как начинает казаться, что достигнуть желаемого совсем нетрудно. При этом все сложности, опасности, сопряженные с достижением цели, сильно преуменьшаются. Результаты многочисленных экспериментов показывают, что при одинаковой объективной вероятности возникновения двух положительных событий человек склонен считать более вероятным то событие, которое, по его мнению, он может контролировать, исходя из имеющихся у него навыков и способностей. Подобные эксперименты показывают, что люди часто проявляют слишком большую самоуверенность. В условиях дорожного движения чрезмерная самоуверенность довольно часто является причиной ошибок.

4.9 Медицинское обеспечение безопасности дорожного движения

Система организации медицинского обеспечения БДД предусматривает комплекс мероприятий, включающих как медицинскую профилактику ДТП, так и медицинскую помощь в случае возникновения ДТП.

Дорожно-транспортный травматизм занимает первое место в мире по числу погибших и второе по числу травмируемых. Общая летальность при ДТП в 12 раз выше, чем при других видах травм, инвалидность -- в 6 раз выше. Пострадавшие нуждаются в госпитализации в 7 раз чаще. Больничная летальность таких больных в 4,5 раза превышает летальность пострадавших от других причин. Основными травмами при ДТП являются переломы костей (30,3%), множественные повреждения (30%), травмы головного мозга (25,6 %), множественные ушибы (12%) и раны (2,1%). Следует особо отметить высокую частоту травм головы, которые отмечены более чем у половины пострадавших.

52,3% летальных исходов при ДТП наступают на месте происшествия, 38,8% - в стационаре, 6%- в приёмных отделениях больниц и 2,5% - при транспортировке пострадавших.

Травмы, полученные в результате ДТП, составляют треть от всех видов травм и являются одной из основных причин выхода на инвалидность граждан трудоспособного возраста. Среди пострадавших в ДТП три четверти составляют мужчины, работающие в различных сферах, средний возраст погибших - 2534 года.

Основными причинами, снижающими эффективность медицинской помощи на догоспитальном этапе, являются: прибытие к месту происшествия бригады скорой медицинской помощи со значительным опозданием (34,3%); недостаточная подготовка врачей и среднего медицинского персонала для оказания медицинской помощи при множественных травмах (24,6%); нарушение медицинских требований и правил транспортировки пострадавших (21,2%); отсутствие необходимой подготовки и навыков участников дорожного движения по оказанию первой медицинской помощи (19,2%); отсутствие средства связи для вызова скорой медицинской помощи (16,3%); отсутствие противошоковых средств и средств остановки кровотечения (12,5%); неполноценность существующих медицинских укладок и средств иммобилизации (10,4%).

Не нашли широкого применения утвержденные Минздравом России ещё в 1996 г. новые аптечки первой помощи. Их введение в действие на всей территории России планировалось с 1 января 2000 г. Выборочная проверка транспортных средств, проведенная в Нижегородской области, показала, что 72% транспортных средств, принадлежащих юридическим лицам и 36% - физическим, не оснащены такими медицинскими аптечками.

Система этапного оказания медицинской помощи пострадавшим в ДТП, включает в себя оказание медицинской помощи на месте происшествия, в пути следования в лечебное учреждение и непосредственно в лечебном учреждении.

Наиболее важным и уязвимым с точки зрения дальнейшего прогноза в спасении пострадавшего является первый этап оказания медицинской помощи.

Децентрализация, распределённость в пространстве ДТП оказывает существенное влияние на своевременность оказания медицинской помощи пострадавшим. На месте происшествия оказание первой медицинской помощи, включающей в себя оказание само- и взаимопомощи, осуществляется лицами, оказавшимися на месте происшествия: участниками дорожного движения, сотрудниками государственной инспекции дорожного движения (ГИБДД), работниками дорожных служб.

В городах на догоспитальном этапе первую медицинскую помощь получают 78,9% пострадавших при ДТП, а на федеральных автомобильных дорогах - только 37,9%. На месте происшествия погибает свыше 20% из-за неоказания медицинской помощи.

Примерно в 15% случаев пострадавшие, зажатые деформированными конструкциями транспортных средств, нуждаются в оказании медицинской помощи до того, как спасатели начнут извлекать их из поврежденных автомобилей, а значит время, затрачиваемое на выполнение спасательных работ, может иметь трагические последствия для пострадавших. Как установлено специалистами, при оказании помощи в течение первых 9 минут удаётся спасти жизнь 90% пострадавшим, через 18 - только 15 %.

Сегодня для обеспечения удобного доступа врача к пострадавшему в деформированном автомобиле требуется 20 30 минут. Применение современных спасательных инструментов позволяет сократить это время до 5 10 минут.

Квалифицированную и специализированную помощь пострадавшим при ДТП оказывают лечебно-профилактические учреждения, закреплённые Минздравом России за федеральными дорогами, однако укомплектованность квалифицированными специалистами недостаточна. Так, в городах в 86% случаев помощь оказывают врачи скорой медицинской помощи, на междугородных трассах в 74,5% - фельдшера.

На высокий уровень летальности определяющее влияние оказывает тот факт, что основное число пострадавших при ДТП были доставлены в лечебные учреждения попутным транспортом. При транспортировке попутным транспортом до поступления в лечебное учреждение погибает 82,6% граждан, при транспортировке машиной скорой помощи - 66,3%, бригадой реанимации - 17,4%.

К сожалению, не получила необходимого развития система спасения и эвакуации пострадавших с места происшествия.

Несмотря на проводимые меры, существуют нерешённые проблемы, особенно в оказании медицинской помощи пострадавшим в первый, так называемый «золотой» час после ДТП.

Большие расстояния; отсутствие связи; неразвитость других средств и способов передачи информации о возникновении ДТП; отдалённость медицинских учреждений от дорог федерального значения; плохая оснащенность и подготовленность немедицинского персонала, участвующего в обеспечении БДД по оказанию первой помощи; отсутствие системы оперативного оповещения и чёткого взаимодействия между службами здравоохранения, подразделениями ГИБДД и МЧС, транспортными и дорожными организациями - все эти факторы приводят к большим человеческим потерям при ДТП.

В заключение можно отметить, что прибегнув к применению современных средств управления дорожным движениям, можно предотвратить возникновение многих ДТП.

5. РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ МИНИМИЗАЦИИ ЗАТРАТ ПРИ ПЛАНИРОВАНИИ МАРШРУТА ПЕРЕВОЗКИ ГРУЗА С УЧЁТОМ ВРЕМЕННЫХ ПРОСТОЕВ ПРИ ЗАТОРОВЫХ СИТУАЦИЯХ

В данной главе рассматривается решение задачи распределения имеющегося однородного груза из нескольких пунктов отправления в несколько пунктов назначения по заданным заявкам на его получение.

Формулируется общая постановка задачи, описываются используемые переменные, накладываемые на них ограничения, целевая функция.

Требуется составить такой план перевозок, чтобы во все пункты назначения заданное количество груза было доставлено, а общая стоимость перевозок была минимальна.

При решении задачи рассматриваются два случая, в зависимости от способа доставки груза. Груз может доставляться из пунктов отправления в пункты назначения:

Одним видом транспорта прямым сообщением;

Двумя видами транспорта с перевалкой в нескольких пунктах взаимодействия Di с заданными перерабатывающими мощностями.

Определяются оптимальные расстояния перевозки для первого вида транспорта, для второго вида транспорта и в прямом сообщении

Определяется себестоимость перевозки. Расчет производится для трёх случаев:

1) для первого вида транспорта - при перевозке груза между пунктами отправления и пунктами взаимодействия;

2) для первого вида транспорта - при перевозке груза между пунктами отправления и пунктами назначения;

3) для второго вида транспорта - при перевозке груза между пунктами взаимодействия и пунктами назначения

Производится решение задачи с применением программы MS ExceT и составление схемы распределения грузопотоков по маршрутам перевозок.

5.1 Постановка задачи

Имеется пять пунктов отправления однородного груза с заданными объемами его запасов. Имеется четыре пункта назначения с заданными заявками на получение груза. Доставка может осуществляться одним видом транспорта прямым сообщением или двумя видами транспорта с перевалкой с первого вида на второй в трех пунктах взаимодействия с заданными перерабатывающими способностями.

Необходимо составить такой план перевозок, чтобы во все пункты назначения заданное количество груза было доставлено, а общая себестоимость перевозок была минимальна.

Введём переменные для описания задачи:

k = 5 - количество пунктов отправления;

i = 4 - количество пунктов взаимодействия;

j = 3 - количество пунктов назначения;

- количество груза, перевозимого из k-го пункта отправлений в i-й пункт взаимодействия первым видом транспорта, т, k=1..5, i=1..3;

- количество груза, перевозимого из i-го пункта взаимодействия в j-й пункт назначения вторым видом транспорта, т, i=1..3, j=1..4;

- количество груза, перевозимого в прямом сообщении из k-го пункта отправления в j-й пункт назначения первым видом транспорта, т, k=1..5, j=1..4;

- запас груза в k-ом пункте отправления, k=1..5;

- перерабатывающая способность i-го пункта взаимодействия, т, i=1..3;

- заявка на груз для j-го пункта назначения, т, j=1..4;

- себестоимость перевозки 1 тонны груза из k-го пункта отправления в i-й пункт взаимодействия первым видом транспорта с учётом затрат на перевалку, руб/т, k=1..5, i=1..3;

- себестоимость перевозки 1 тонны груза из i-го пункта взаимодействия в j-й пункт назначения вторым видом транспорта, руб/т, i=1..3, j=1..4;

- себестоимость перевозки 1 тонны груза в прямом сообщении из

k - го пункта отправления в j-й пункт назначения первым видом транспорта, руб/т, k=1..5, j=1..4.

Значения переменных , , известны и входят в состав исходных данных; значения переменных , , расчитываются; значения переменных , , определяются в ходе решения задачи.

5.2 Ограничения, накладываемые на используемые переменные

Целевая функция (суммарная себестоимость перевозок) записывается следующим образом:

(5.1)

Необходимым условием решения данной задачи является следующее (суммарный запас груза в пунктах отправки должен быть не меньше суммы заявок пунктов назначения):

(5.2)

Ограничения, накладываемые на задачу, формализуются в следующем виде.

Суммарное количество груза, прибывающего в j-й пункт назначения из пунктов взаимодействия и из пунктов отправления прямым сообщением, должно быть равно заявке этого пункта:

, j=1..4(5.3)

Суммарное количество груза, отправляемого из i-го пункта взаимодействия, должно быть равно суммарному количеству груза, прибывающего в этот пункт:

, i=1..3(5.4)

Суммарное количество груза, прибывающего в i-й пункт взаимодействия, не может превышать перерабатывающей способности этого пункта:

, i=1..3(5.5)

Суммарное количество груза, отправляемого из k-го пункта отправления в пункты взаимодействия и в пункты назначения прямым сообщением, не может превышать запас груза в этом пункте:

, k=1..5(5.6)

Сформулированная задача является многопараметрической задачей линейного программирования минимизации критерия (1) с учётом выполнения условия (2) и ограничений (3), (4), (5), (6).

5.3 Определение маршрутов перевозки

5.3.1 Пункты отправления - пункты назначения (первый вид транспорта)

Как следует из исходных данных, каждый пункт назначения связан с каждым пунктом отправления единственным прямым маршрутом. Следовательно, время следования транспорта между этими пунктами совпадают со значениями, приведенными в матрице времён следования между пунктами (таблица 5.1 в приложении).

5.3.2 Пункты взаимодействия - пункты назначения (второй вид транспорта)

Как следует из исходных данных, каждый пункт назначения связан с каждым пунктом взаимодействия единственным прямым маршрутом. Следовательно, время следования транспорта между этими пунктами совпадают со значениями, приведенными в матрице времён следования между пунктами (таблица 5.2 в приложении).

5.3.3 Пункты отправления - пункты взаимодействия (первый вид транспорта)

Из матрицы времён следования транспорта видно, что существуют прямые маршруты между пунктами Ak (k=1..5) отправления и пунктами Di (i=1..3) взаимодействия (таблица 5.3 в приложении). Эти маршруты также учитываются при выборе расстояний с наименьшим временем следования между пунктами отправления Ak (k=1..5) и пунктами взаимодействия Di (i=1..3).

Необходимо определить, является ли время следования на прямых маршрутах оптимальным, построить маршруты с наименьшим временем следования, пролегающие через промежуточные пункты Es (s=1..9), и определить время движения по этим маршрутам.

Сформируем матрицу времён следования между пунктами Ak отправления, промежуточными пунктами Es, пунктами Di взаимодействия; введем сквозную нумерацию узлов (таблица 5.4 в приложении).

5.3.4 Пункт D3

Построим маршруты в узел 17 (пункт D3) из узлов 1 (пункт А1), 2 (пункт А2), 3 (пункт А3), 4 (пункт А4), 5 (пункт А5).

Приближение k = 0.

Определим время движения по прямым (без посещения промежуточных узлов) маршрутам в узел 17. Для каждого j-го узла (j=5, 11, 13), который связан дугой с узлом 17 (т.е. имеется прямой маршрут), время следования по маршруту с наименьшим временем следования принимается равным времени следования между этим узлом и узлом 17; для остальных узлов значения принимаются равными бесконечности:

;

;

.

Полученные маршруты и значения времени следования между ними занесем в таблицу 5.8.

Приближение k = 1.

Определим время движения по возможному маршруту из i-го узла в узел 17, проходящий через j-й узел, с числом промежуточных узлов не более одного как сумму времён от i-го узла до j-го узла и времени следования по прямому маршруту из этого узла в узел 17:

, i=1,2, …16, j=1,2, …16, .

В качестве наименьшего времени следования из i-го узла в узел 17 принимается минимальное из возможных значений:

.

Полученные маршруты с наименьшим временем следования из каждого узла в узел 17 и значения времён занесем в таблицу 5.8 (приложение).

Приближение k = 2.

Определим время следования по возможному маршруту из i-го узла в узел 17, проходящий через j-й узел, с числом промежуточных узлов не более двух как сумму времени следования от i-го узла до j-го узла и времени следования из j-го узла в узел 17 с числом узлов не более одного:

, i=1,2,…16, j=1,2,…16, i?j.

В качестве наименьшего времени следования из i-го узла в узел 17 принимается минимальное значение из возможных:

.

Полученные маршруты с наименьшим временем следования из каждого узла в узел 17 и значения их длин занесем в таблицу 5.8 (приложение).

Приближение k=3.

Определим время следования по возможному маршруту из i-го узла в узел 17, проходящего через j-й узел, с числом промежуточных узлов не более трех как сумму времени следования от i-го узла до j-го узла и времени следования из j-го узла в узел 17 с числом узлов не более двух:

, i=1,2,…16, j=1,2,…16, i?j.

В качестве наименьшего времени следования из i-го узла в узел 17 принимается минимальное из возможных значение:

.

Полученные маршруты с наименьшим временем следования из каждого узла в узел 17 и значения их длин занесем в таблицу 8.

Приближение k=4

Определим время следования по возможному маршруту из i-го узла в узел 17, проходящего через j-й узел, с числом промежуточных узлов не более четырех как сумму времени следования от i-го узла до j-го узла и времени следования по маршруту из j-го узла в узел 17 с числом узлов не более трех:

, i=1,2,…16, j=1,2,…16, i?j.

В качестве наименьшего времени следования по маршруту из i-го узла в узел 17 принимается минимальное из возможных значение:

.

Результаты расчетов показывают, что минимальное время следования по маршруту с числом промежуточных узлов не более четырех оказывается равным минимальному времени следования по маршруту с числом промежуточных пунктов не более трех. В связи с этим дальнейшие расчеты прекращаются.

В таблице 5.8 (приложение) для каждого приближения приведены полученные значения минимальных времён следования в узел 17.

Искомые маршруты с минимальным временем следования в узел 17 (пункт D3):

Из узла 1 (пункт A1): 1-8-12-13-17 (A1-E3-E7-E8-D3); время перевозки 34;

Из узла 2 (пункт A2): 2-10-11-17 (A2-E5-E6-D3); время перевозки 15;

Из узла 3 (пункт A3): 3-10-11-17 (A3-E5-E6 -D3); время перевозки 22;

Из узла 4 (пункт A4): 4-13-17 (A4-E8-D3); время перевозки 20;

Из узла 5 (пункт A5): 5-17 (A5-D3); время перевозки 110.

5.3.5 Пункт D2

Построим маршруты в узел 16 (пункт D2) из узлов 1 (пункт А1), 2 (пункт А2), 3 (пункт А3), 4 (пункт А4), 5 (пункт А5).

Приближение k = 0.

Определим время следования по прямым (без посещения промежуточных узлов) маршрутам в узел 16. Для каждого j-го узла (j=5, 7, 9, 12), который соединен дугой с узлом 16 (т.е. имеется прямой маршрут), длина минимального времени следования принимается равной времени следования между этим узлом и узлом 16; для остальных узлов значения принимаются равными бесконечности:

;

;

.

;

Полученные маршруты и значения времён следования по ним занесем в таблицу 5.12 (приложение).

Приближение k = 1.

Определим время следования по возможному маршруту из i-го узла в узел 16 (пункт D2), проходящего через j-й узел, с числом промежуточных узлов не более одного как сумму времени следования от i-го узла до j-го узла и времени следования по прямому маршруту из этого узла в узел 16 (пункт D2):

, i=1,2, …17, j=1,2, …17, i?16, j?16, .

В качестве наименьшего времени следования по маршруту из i-го узла в узел 16 принимается минимальное из возможных значений:

.

Полученные маршруты из каждого узла в узел 16 и значения времён следования по ним занесем в таблицу 5.12 (приложение).

Приближение k = 2.

Определим время следования по возможному маршруту из i-го узла в узел 16, проходящему через j-й узел, с числом промежуточных узлов не более двух, как сумму времени следования от i-го узла до j-го узла и времени следования по маршруту из j-го узла в узел 16 с числом узлов не более одного: , i=1,2,…17, j=1,2,…17, i?16, j?16, i?j.

В качестве минимального времени следования по маршруту из i-го узла в узел 16 принимается минимальное значение из возможных:

.

Полученные маршруты из каждого узла в узел 16 и значения времён следования по ним занесем в таблицу 5.12 (приложение).

Приближение k=3.

Определим время следования по возможному маршруту из i-го узла в узел 16, проходящему через j-й узел, с числом промежуточных узлов не более трех как сумму времени следования от i-го узла до j-го узла и времени следования по маршруту из j-го узла в узел 16 с числом узлов не более двух:

, i=1,2,…17, j=1,2,…17, i?16, j?16, i?j.

В качестве наименьшего времени следования по маршруту из i-го узла в узел 16 принимается минимальное из возможных значение:

.

Полученные маршруты из каждого узла в узел 16 и значения времён следования по ним занесем в таблицу 5.12 (приложение).

Приближение k=4

Определим время следования по возможному маршруту из i-го узла в узел 16, проходящему через j-й узел, с числом промежуточных узлов не более четырех как сумму времени следования от i-го узла до j-го узла и времени следования по маршруту из j-го узла в узел 16 с числом узлов не более трех:

, i=1,2,…17, j=1,2,…17, i?16, j?16, i?j.

В качестве наименьшего времени следования по маршруту из i-го узла в узел 16 принимается минимальное из возможных значение:

.

Результаты расчетов показывают, что на

именьшее время следования по маршруту с числом промежуточных узлов не более четырех оказывается равным длине минимальному времени следования по маршруту с числом промежуточных пунктов не более трех. В связи с этим дальнейшие расчеты прекращаются.

В таблице 5.12 (приложение) для каждого приближения приведены полученные маршруты в узел 16 и значения времени следования по ним.

Искомые маршруты с минимальными значениями времён следования в узел 16 (пункт D2):

Из узла 1 (пункт A1): 1-8-12-16 (A1-E3-E7-D2); время перевозки 24;

Из узла 2 (пункт A2): 2-10-13-12-16 (A2-E5-Е8-E7-D2); время перевозки 21;

Из узла 3 (пункт A3): 3-10-13-12-16 (A3-E5-Е8-E7-D2); время перевозки 28;

Из узла 4 (пункт A4): 4-13-12-16 (A4-E8-Е7-D2); время перевозки 18;

Из узла 5 (пункт A5): 5-16 (A5-D2); время перевозки 126;

5.3.6 Пункт D1

Построим маршруты в узел 15 (пункт D1) из узлов 1 (пункт А1), 2 (пункт А2), 3 (пункт А3), 4 (пункт А4), 5 (пункт А5).

Приближение k = 0.

Определим наименьшее время следования (без посещения промежуточных узлов) по маршрутам в узел 15. Для каждого j-го узла (j=1, 2, 3, 4, 11, 14), который соединен дугой с узлом 15 (т.е. имеется прямой маршрут), наименьшее время следования по маршруту принимается равным времени следования между этим узлом и узлом 15; для остальных узлов значения принимаются равными бесконечности:

;

;

;

;

;

;

;

Полученные маршруты и значения времени следования по ним занесем в таблицу 5.17 (приложение).

Приближение k = 1.

Определим время следования по возможному маршруту из i-го узла в узел 15 (пункт D1), проходящему через j-й узел, с числом промежуточных узлов не более одного как сумму времени следования от i-го узла до j-го узла и времени следования по прямому маршруту из этого узла в узел 15 (пункт D1):

, i=1,2, …17, j=1,2, …17, i?15, j?15, .

В качестве наименьшего времени следования по маршруту из i-го узла в узел 15 принимается минимальное из возможных значений:

.

Полученные маршруты из каждого узла в узел 15 и значения времени следования по ним занесем в таблицу 5.17 (приложение).

Приближение k = 2.

Определим время следования по возможному маршруту из i-го узла в узел 15, проходящего через j-й узел, с числом промежуточных узлов не более двух, как сумму времени следования от i-го узла до j-го узла и времени следования по маршруту из j-го узла в узел 15 с числом узлов не более одного:

, i=1,2,…17, j=1,2,…17, i?15, j?15, i?j.

В качестве наименьшего времени следования по маршруту из i-го узла в узел 15 принимается минимальное значение из возможных:

.

Полученные маршруты из каждого узла в узел 15 и значения времени следования по ним занесем в таблицу 5.17 (приложение).

Приближение k=3.

Определим время следования по возможному маршруту из i-го узла в узел 15, проходящему через j-й узел, с числом промежуточных узлов не более трех как сумму времени следования от i-го узла до j-го узла и времени следования по маршруту из j-го узла в узел 15 с числом узлов не более двух:

, i=1,2,…17, j=1,2,…17, i?15, j?15, i?j.

В качестве наименьшего времени следования по маршруту из i-го узла в узел 15 принимается минимальное из возможных значение:

.

Полученные маршруты из каждого узла в узел 15 и значения времени следования по ним занесем в таблицу 5.17 (приложение).

Приближение k=4

Определим время следования по возможному маршруту из i-го узла в узел 15, проходящему через j-й узел, с числом промежуточных узлов не более четырех как сумму времени следования от i-го узла до j-го узла и времени следования из j-го узла в узел 15 с числом узлов не более трех:

, i=1,2,…17, j=1,2,…17, i?15, j?15, i?j.

В качестве наименьшего времени следования по маршруту из i-го узла в узел 15 принимается минимальное из возможных значение:

.

Полученные маршруты из каждого узла в узел 15 и значения времени следования по ним занесем в таблицу 5.17 (приложение).

Приближение k=5

Определим время следования по возможному маршруту из i-го узла в узел 15, проходящему через j-й узел, с числом промежуточных узлов не более пяти как сумму времени следования от i-го узла до j-го узла и времени следования по маршруту из j-го узла в узел 15 с числом узлов не более четырех:

, i=1,2,…17, j=1,2,…17, i?15, j?15, i?j.

В качестве наименьшего времени следования из i-го узла в узел 15 принимается минимальное из возможных значение:

.

Результаты расчетов показывают, что минимальное время следования по маршрутам с числом промежуточных узлов не более пяти оказывается равным минимальному времени следования по маршрутам с числом промежуточных маршрутов не более четырех. В связи с этим дальнейшие расчеты прекращаются.

В таблице 5.17 (приложение) для каждого приближения приведены полученные маршруты в узел 15 и значения времени следования по ним.

Искомые маршруты в узел 15 (пункт D1):

Из узла 1 (пункт A1): 1-15 (A1 - D1); время перевозки 45;

Из узла 2 (пункт A2): 2-15 (A2 - D1); время перевозки 17;

Из узла 3 (пункт A3): 3-15 (A3 - D1); время перевозки 24;

Из узла 4 (пункт A4): 4-15 (A4 - D1); время перевозки 31;

Из узла 5 (пункт A5): 5-15 (A5-D1); время перевозки 150;

В таблице 5.18 (приложение) приведены значения времени следования между пунктами отправления и пунктами взаимодействия.

5.4 Определение себестоимости перевозки

5.4.1 Определение себестоимости перевозки на первом виде транспорта

Себестоимость перевозки первым видом транспорта одной тонны груза из k-го пункта отправления в i-й пункт взаимодействия с учетом затрат на перевалку определяется следующим образом:

, k=1..5, i=1..3;(5.7)

где a=9 руб./т - ставка себестоимости начальной операции на первом виде транспорта;

b1=3 руб./т - ставка себестоимости движенческой операции на первом виде транспорта;

- время перевозки первым видом транспорта из k-го пункта отправления в i-й пункт взаимодействия, км (таблица 5.18 - приложение);

d=11 руб./т - ставка себестоимости операции перевалки с первого вида транспорта на второй в пункте взаимодействия.

Результаты расчетов по формуле (5.7) приведены в таблице 5.19 (приложение).

Себестоимость перевозки первым видом транспорта одной тонны груза в прямом сообщении из k-го пункта отправления в j-й пункт назначения определяется следующим образом:

, k=1..5, j=1..4;(5.8)

где - время перевозки первым видом транспорта из k-го пункта отправления в j-й пункт назначения, км (таблица 5.1 - приложение);

руб./т - ставка себестоимости конечной операции на первом виде транспорта.

Результаты расчетов по формуле (5.8) приведены в таблице 5.20 (приложение).

5.4.2 Определение себестоимости перевозки на втором виде транспорта

Себестоимость перевозки одной тонны из i-го пункта взаимодействия в j-й пункт назначения вторым видом транспорта определяется следующим образом:

, i=1..3, j=1..4,(5.9)

где руб./т - ставка себестоимости движенческой операции на втором виде транспорта;

- расстояние перевозки вторым видом транспорта из i-го пункта взаимодействия в j-й пункт назначения, км (таблица 5.2 - приложение);

руб./т - ставка себестоимости конечной операции на первом виде транспорта.

Результаты расчетов по формуле (5.9) приведены в таблице 5.21 (приложение).

5.4.3 Решение задачи

Проверим выполнение необходимого условия (5.2) решения задачи.

Суммарный запас груза в пунктах отправки:

A1+A2+A3+A4+A5=100+109+118+127+136=590.

Сумма заявок пунктов назначения:

B1+B2+B3+B4=50+100+150+280=580

Условие выполняется: суммарный запас груза в пунктах отправления превышает сумму заявок пунктов назначения.

Целевая функция (5.1) записывается следующим образом:

Ограничения 1 на количество груза (5.3), прибывающего в пункты назначения, записываются следующим образом:

;

;

;

.

Ограничения 2 на количество груза (5.4), прибывающего и убывающего из пунктов взаимодействия, записываются следующим образом:

;

;

.

Ограничения 3 на количество груза (5.5), перерабатываемого в пунктах взаимодействия, записываются следующим образом:

;

;

.

Ограничения 4 на количество груза (5.6), убывающего из пункта отправления, записываются следующим образом:

;

;

;

;

.

Решение сформулированной задачи целочисленного линейного программирования осуществляется с использованием средства «Поиск решения» пакета MS Exel методом «ветвей и границ».

На рисунке 1 представлена таблица MS Exel поиска решения, в которой находятся следующие данные:

Исходные данные:

Значения запасов груза Ak (k=1..5) в пунктах отправления расположены в ячейках D9:H9; заявок на груз Bj (j=1..4) в пунктах назначения - в ячейках C10:13, перерабатывающих способностей Di (i=1..3) в пунктах взаимодействия - в ячейках I9:K9;

Значения времени перевозки из пунктов отправления в пункты назначения расположены в ячейках D10:H13, из пунктов взаимодействия в пункты назначения - в ячейках I10:K13, из пунктов отправления в пункты взаимодействия - в ячейках D14:H16.