Анализ рациональной организации автомобильных стоянок, остановок общественно транспорта в г. Костанае

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Костанайский социально технический университет

имени академика З. Алдамжар

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА

Анализ рациональной организации автомобильных стоянок, остановок общественно транспорта в г. Костанае

Абишев Туленды Зупарович

Специальность 050713 «Транспорт, транспортная техника и технологии»

Научный руководитель

ст. преподаватель Сатыбалдин Т.Т.

Костанай 2013

Содержание

Введение

1. Транспортные проблемы в г. Костанае

1.1 Проблемы городских дорог г. Костаная

1.2 Виды транспортного средства

1.3 Экологические проблемы города

2. Анализ рациональной организации автомобильных стоянок, остановок общественного транспорта в г. Костанае

2.1 Проектирование микрорайона

2.2 Транспортное обслуживание микрорайона

2.3 Организация автобусных остановок

2.4 Охрана труда

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Переходный период к рыночным отношениям в Казахстане полон тенденций, основная характеристика которых состоит в их противоречивости. Это касается самых различных сфер, перечислять которые нет необходимости, потому что, в конечном счете, речь идет обо всех аспектах жизнедеятельности и общества в целом, и отдельного региона.

К числу одной из самых острых проблем, требующей постоянного внимания, систематического наблюдения и адекватного решения, относится проблема транспорта, особенно транспорта в большом городе. Невозможно решать производственные и социальные задачи, игнорируя вопросы развития транспортной системы. Транспортную систему можно рассматривать как квинтэссенцию инфраструктуры и своеобразный критерий эффективности управления большим городом.

Транспортная система - это понятие, включающее в себя несколько составляющих.

К ним относятся:

-дорожная сеть;

-виды используемого транспорта;

-доступность транспорта (со всеми ее аспектами);

-экономическую эффективность его использования.

Перечисленные составляющие не исчерпывают всех проблем, связанных с транспортом большого города, а лишь очерчивают общие проблемы, каждая из которых распадается на целый ряд вопросов, связанных между собой зачастую весьма опосредованно.

В развитых странах считается, что самый популярный транспорт для большинства городских жителей - это автомобиль. В послевоенный период в ряде стран даже появился термин «автомобилизация».

Автомобиль в большом городе порождает три явных проблемы:

-перегруженность дорог;

-загрязнение атмосферного воздуха;

-безопасность движения.

В течение последнего десятилетия в Казахстане произошло значительное увеличение частного автотранспорта. Парадоксальность ситуации состоит в том, что резкое возрастание числа владельцев автомобилей совершилось на фоне заметного падения покупательной способности населения, инфляции, роста цен, в том числе на топливно-энергетические ресурсы. Традиционный экономический анализ проблемы не может дать исчерпывающего ответа на вопрос, ибо в таком случае пришлось бы признать, что использование личного автомобиля его владельцу обходится дешевле, нежели пользование общественным транспортом.

Общественный транспорт для горожанина привычен и необходим. Вместе с тем, многие его проблемы обострились либо проявились вследствие известных причин. Относительная дешевизна общественного транспорта не может быть объяснена его высокой рентабельностью. Как правило, он не приносит прибыли. При низкой цене внутригородской поездки приходится удивляться наличию частных маршрутных автобусов. Полезность таких маршрутов состоит в том, что они ощутимо увеличивают предложение средств для осуществления внутригородских поездок. Спрос на городские поездки определяется большим количеством факторов. Следует признать, что в большом городе он превосходит предложение, что оказывает давление на цену внутригородской поездки в сторону ее повышения [1].

Общественный транспорт требует субсидий. Чем больше маршрутов внутригородского общественного транспорта и выше ритмичность его движения, тем выше уровень необходимых денежных вливаний. Понятно, что размеры субсидий ограничены денежными ресурсами, выделяемыми муниципальными властями для этих целей. Чем меньше размеры подобных субсидий, тем настойчивее ставится вопрос о необходимости увеличения индивидуальной платы за каждую поездку.

Общественный транспорт нередко рассматривается как транспорт бедных, тех, кто может выбирать лишь между различными видами общественного транспорта. Выбор транспорта зависит от уровня денежных доходов.

Общественный транспорт выбирают пассажиры с низкой альтернативной стоимостью времени в пути. Это пенсионеры, студенты, работающее население с невысокой или даже средней оплатой труда. В результате более низкие денежные издержки становятся самым большим преимуществом общественного транспорта.

Для горожанина с высоким доходом альтернативная стоимость поездки не может быть нулевой. Делая выбор в пользу личного автомобиля или такси, такой пассажир сталкивается с другой проблемой, свойственной большому городу, - перегруженностью дороги, или интенсивностью движения. Обычный пассажир общественного транспорта зачастую вынужден не замечать подобных потерь.

Решение вопросов транспорта большого города требует учета целого спектра социально-экономической проблематики. Сюда следует отнести вопросы специального законодательства, сеть и состояние дорог, прежде всего, автомобильных, расположение остановок общественного транспорта и стоянок автомобилей, размер оплаты поездок, общий уровень доходов населения и многое другое.

При значительном увеличении личного автотранспорта возрастает спрос на общественный транспорт. Безусловно, общественный транспорт за последние десятилетия развивается быстрыми темпами, что позволяет, так или иначе, решать проблемы внутригородского перемещения, поездок город-пригород и обратно. Гораздо хуже обстоит дело при направлениях поездок пригород-пригород [2].

Основная цель дипломной работы - анализ инженерно-градостроительных основ проектирования и управления развитием улично-дорожной системы городов, базирующихся на анализе транспортно-планировочных и организационно-управленческих задач и процессов, показать рациональную организацию автомобильных стоянок и остановок общественного транспорта в условиях г. Костанае.

Для достижения указанной в работе цели поставлены следующие основные задачи:

1. Проанализировать тенденции развития улично-дорожной сети городов, обобщение опыта проектирования и управления развитием улично-дорожной сети городов.

2. Проанализировать методологии инженерно-градостроительного проектирования и строительства улично-дорожной сети городов.

3. Проанализировать возможности и определить рациональную организацию автомобильных стоянок, остановок общественного транспорта в г. Костанае.

4. Описать и проанализировать современную организацию автомобильных стоянок, остановок общественного транспорта в г. Костанае.

5. Выявить недостатки организации автомобильных стоянок, остановок общественного транспорта.

6. Разработать мероприятия по улучшению организации автомобильных стоянок, остановок общественного транспорта в г. Костанае.

Методы исследования. Методологической и теоретической основой дипломной работы являются методы рациональной организации автомобильных стоянок, остановок общественного транспорта. В ходе выполнения дипломной работы использованы научные положения градостроительной науки, теории транспортных потоков, экономико-математических методов обоснования проектных решений развития городов и их транспортных систем.

Объект исследования: анализ рациональной организации автомобильных стоянок, остановок общественно транспорта в г. Костанае

Предмет исследования: автомобильные стоянки, остановки общественно транспорта в г. Костанае

В дипломной работе сформулированы научно-обоснованные положения, выводы и результаты по проектированию и организации автомобильных стоянок, остановок общественного транспорта города, как единого комплекса общегородской структуры градостроительного формирования населенного пункта.

1. Транспортные проблемы в г. Костанае

1.1 Проблемы городских дорог г. Костаная

В последние годы г. Костанай все более старается, приобрести черты крупного современного города, но развитие новых жилых преобразований требует незамедлительного решения транспортных проблем: за последние годы отмечен рост дорожно-транспортных происшествий.

При проведении анализа городских дорог были отмечены разобщенность и отсутствие дублирующих связей.

Большинство улиц не соответствует нормативным показателям: совмещение грузовых и легковых транспортных потоков, пересечение магистральных улиц во многих местах отсутствует.

Мы живем в историческое время перехода, нацеленного на демократическое обновление государства; помимо всего прочего такой переход вызывает потребность самоопределения градостроительства. С начала 30-х годов XX века градостроительство Казахстана наталкивалось на непререкаемую программно-партийную установку размещать производственные силы равномерно, рост крупных городов ограничивать.

С 70-х годов складывался тип городского расселения с достаточно устойчивым членением территории на микрорайоны (жилые комплексы), жилые районы и более крупные жилые образования в пределах комплексных планировочных зон. Однако последние три десятилетия свидетельствуют, что эта система, как бы олицетворяющая так называемый «социалистический» город, является упрощенной и далеко не адекватной «моделью» системы обслуживания [3].

В некомплексно застраиваемых городах системы обслуживания постоянно отстают от запросов населения, городская система перегружена нецелесообразными перемещениями. В нашем городе это заметно в силу неразвитости межселенной транспортной инфраструктуры, и, как следствие, сложилось ее отставание от крупных городов Республики Казахстана в плотности транспортной сети на единицу обжитой территории.

В Генеральном плане, который рассчитан на 20 лет, очень подробно сделан анализ городских транспортных проблем. Намечен примерный список мероприятий по развитию транспортной сети. Это - строительство улиц, кольцевых развязок и наземных переходов.

Причины дорожно-транспортных происшествий - плохие дороги.

На дорогах случается разное, порой виноват не только водитель, но и проектировщик, не рассчитавший угол поворота и ширину дороги. Наисложнейшими перекрестками считаются пересечения с автобусными линиями. Более безопасными являются кольцевые развязки.

По данным инспекции по пропаганде МАИ РК, в республике зарегистрировано 192436 личных автотранспортных средств, из них в столице - 37937 автомобилей. За последние 10 месяцев в городе Костанае произошло 618 дорожно-транспортных происшествий, а это на 144 больше, чем за весь прошлый год. Нужно отметить и тот факт, что число погибших в результате аварий в 2012 году выросло на 50 процентов. Основная нагрузка падает на транзитные линии, которые проходят через жилые массивы.

Главная проблема сегодня - увеличение пропускной способности, а это реконструкция перегруженных перекрестков и увеличение количества проездов между магистральными улицами.

По мнению специалистов, необходимо ориентироваться на опыт городов, в особенности стран Восточной Европы, прошедших период массовой автомобилизации на 10 лет раньше Казахстана.

Костанай занимает четырнадцатое место из пятнадцати по количеству собственных легковых автомобилей, по официальным данным - 70,7 машины на 1000 человек населения. Это говорит о том, что в ближайшем будущем можно ожидать повышения числа владельцев автотранспорта, и программа развития транспортной инфраструктуры является наиглавнейшей.

Многие автолюбители могут подтвердить, что на пересечении улиц Баймагамбетова и Шевченко очень опасный участок - зигзагообразный перекресток. Таким же является «треугольник» по пр. Абая и Баймагамбетова. Подобных мест в городе немало.

На магистральных участках ширина дороги не позволяет маневрировать, из-за этого все беды - не только дорожно-транспортные происшествия, но и так называемые «пробки». Многие дороги в городе шириной не более 5,5 метра.

Аналитики полагают, что при желании реализовать концепцию по разрешению данной проблемы необходимо подойти к этому вопросу в комплексе: хотя бы один раз в месяц необходимо реально обсуждать постановку условной задачи. Затем реализовать небольшую ее часть и обойтись без особых запретительных мер.

Одним из первых для обсуждения предлагается вопрос ремонта дорог: если ямочный ремонт освоен, то почему он не производится на перекрестках в самый оптимальный период - в конце осени, когда нет угрозы оттаивания почвы? И если это реально, то возможно ли запустить вторую смену дорожных рабочих за определенный стимул? Все это ускорит процесс.

Второе, что предлагается сделать, - обеспечить город временными бесплатными парковками. Бывает так, что невозможно поставить машину там, где испытываешь необходимость, потому что это либо запрещено, либо есть опасение блокировать движение. Необходимы стоянки возле административных учреждений. Возможно увеличение мест для стоянок около торговых и зрелищных организаций за счет переноса остановок общественного транспорта.

При реализации данного варианта вероятно привлечение к финансированию работ торговых и прочих предприятий. Подобные перемещения давно практикуются в Астане и других крупных городах.

Проезды во двор жилых домов - вот еще одна «больная» тема. Они очень узкие, два автомобиля не разъедутся. Особенно это заметно на ул. Герцена, в районе КСК. А если дорогу расширить до 15 метров, то будет возможность не только безопасно развернуться, но и припарковать машину.

Весьма перспективным является строительство многоэтажных надземных и подземных стоянок взамен существующих боксовых гаражей, не отвечающих градостроительным требованиям. В первую очередь необходимо разработать проект размещения многоэтажных стоянок и определить места привязки, конструктивные типовые решения, ориентировочные сроки и стоимость строительства.

Следует предусмотреть стимулирование возможных инвесторов. Обязательно должны, разработаны варианты технического, юридического, экономического решения вопросов, появление которых возможно при замене существующих боксовых гаражей на многоэтажные стоянки.

Обеспечение условий для бесперебойного и безопасного движения, парковка автомобилей, создание подземных и надземных переходов - все го и есть гордиев узел, который необходимо разрубить. Прежде всего, нужна финансовая поддержка.

Инвестиционная программа формируется в зависимости от планируемого размера доходной части бюджета города на предстоящий год составляет около 3 % от ожидаемых поступлений, - говорит начальник отдела строительства администрации г. Костанае А. Андреев. - В данную программу включаются объекты, которые необходимо построить заново либо реконструировать. Объекты, подлежащие капитальному ремонту, финансируются за счет выделяемых средств на их содержание и в инвестиционную программу не включаются.

За подготовку материалов для формирования инвестиционной программы отвечает отдел строительства города, при этом учитываются потребности всех отраслевых управлений администрации, например, управление здравоохранения предоставляет перечень объектов муниципальных поликлиник и больниц с обоснованием их необходимости и предъявлением проектно-сметной документации, согласованной с Министерством здравоохранения.

Подготовка материалов на предстоящий год завершается к началу осени текущего года. Затем под руководством первого заместителя главы администрации - начальника управления строительства, архитектуры, перспективного развития и реконструкции города проводится совещание с участием всех начальников управлений, на котором отбираются наиболее значимые, первоочередные объекты. При этом учитываются возможности городского бюджета, наличие финансирования из республиканского бюджета, либо других источников.

В конце ноября или в начале декабря проект инвестиционной программы выносится на рассмотрение комиссий, а затем и городского Собрания Маслихата. По ходу его принятия и утверждения определяются ответственные исполнители.

В Костанае - это в большинстве случаев «Городское управление капитального строительства». В начале наступившего года исполнитель объявляет конкурс, проводит регистрацию заявок подрядных организаций, и комиссия отбирает подрядчиков для выполнения работ.

Критериями оценки подрядных организаций являются предложения по экономии бюджетных средств, гарантии качественного и своевременного их освоения (наличие лицензии, персонала, техники и оборудования), отзывы организаций, ранее заказывавших данному подрядчику объекты, отсутствие долгов перед бюджетом, общее финансовое состояние подрядчика.

Предварительные выводы и предложения комиссии утверждаются на заседании городской комиссии. После чего с подрядчиком заключается договор на выполнение работ и открывается финансирование объекта.

В ходе строительства городской заказчик осуществляет технический надзор:

-проверяет качество;

-соответствие проекту;

-сроки исполнения заказа.

Отдел строительства следит за ходом освоения выделенных средств и соблюдением сроков, а также ведет выборочный, операционный контроль за качеством производимых работ и соблюдением порядка, на стройплощадке и прилегающей территории.

В 2011-2012 годах основные суммы по инвестиционной программе были направлены на погашение задолженности перед подрядчиками за завершение строительства ранее начатых объектов здравоохранения, культуры, образования: школы и поликлиники, биологических очистных сооружений, а также автомобильной дороги на разных участках города.

В 2012-2013 годах программа в основном будет направлена на создание инвестиционной привлекательности города путем подготовки территории под реконструкцию и застройку: основной упор делается на строительство новых и реконструкцию существующих транспортных магистралей и инженерных объектов.

В целях привлечения дополнительных источников финансирования проводятся конкурсы на реконструкцию и застройку территорий.

Несмотря на готовность администрации финансировать такие проекты, наши строители, к сожалению, неохотно откликаются на предложения участвовать в этих мероприятиях.

Скорее всего, придется приглашать инвесторов из столицы и других крупных городов, там не упустят ни одно выгодное предложение. А ведь Костанай уже неоднократно доказывал, что сам способен на многое.

Оглянитесь вокруг - насколько преобразились города и сельские населенные пункты республики. Ведется строительство дорог, газификация.

Конечно, нам еще далеко до благополучной в этом плане Европы, но дорогу осилит идущий.

1.2 Виды транспортного средства

Отрасль материального производства, осуществляющая перевозки людей и грузов - это транспорт. Он относится к сфере производства материальных услуг в общей структуре производства.

Большая доля логистических операций на пути от источника сырья до заключительного потребления и перемещения материального потока, происходит с применением различных видов и типов транспортных средств. Это составляет до 50 % всех затрат на логистические перевозки [4].

Транспорт - это система, состоящих из двух подсистем:

1) транспорт общего пользования;

2) транспорт не общего пользования.

Отрасль государственного хозяйства, удовлетворяющая потребности всех отраслей государственного хозяйства и населения в перемещении грузов и пассажиров - это транспорт общего пользования. Этот вид транспорта работает и в сфере обслуживания населения. Поэтому он называется магистральным (магистраль - главная, основная линия в системе сообщения путей).

Это понятие охватывает:

-транспорт железнодорожный;

-транспорт водный (речной и морской);

-транспорт автомобильный;

-транспорт воздушный;

-трубопроводный транспорт.

Транспорт не общего пользования - это транспорт внутри какого-либо производства, а также транспортные средства, находящиеся в распоряжении нетранспортных предприятий [5,6].

Транспортная составляющая участвует в решении множества задач логистики.

К задачам логистики транспортной относят:

-обеспечение участников транспортного процесса технической и технологической сопряженности;

-согласованность экономических интересов;

-использование планирования единых систем.

Дадим краткую характеристику каждой из перечисленных задач:

1. В транспортном комплексе техническая сопряженность это - согласованность основных параметров транспортных средств, как в межвидовом разрезе, так и внутривидовом разрезе. Данная согласованность позволяющая работать с контейнерами и грузовыми пакетами, дает возможность применения модальных перевозок.

Технологическая сопряженность позволяет применение общей единой технологии транспортировки, прямых перевозок, безперегрузочное транспортирование.

2. Экономическая сопряженность предполагает общую методологию исследования требований рынка спроса и общего построения тарифной системы.

3. Планирования единых систем - это разработка и применение единых планов графиков.

Задачам транспортной логистики:

*создание единых транспортных систем (создание единых транспортных коридоров и общих транспортных цепей);

*единые технологические и транспортно-складские процессы;

* общее и единое планирование транспортного и складского процесса с единым производственным процессом;

*выбор типа и вида тр. средства;

Достоинства и недостатки различных видов транспорта.

Автомобильный транспорт.

Достоинства автомобильного транспорта:

-перевозки на короткие расстояния;

-высокая маневренность;

-различная степень срочности;

-возможность поставки малыми партиями;

-регулярные поставки;

-более мягкие требования к упаковке товара.

Недостатки автомобильного транспорта:

-высокая себестоимость перевозок;

-срочная по времени разгрузка;

-возможные хищения груза и возможные угоны автомобильного транспорта;

-малая грузоподъемность;

-экологически неблагоприятен.

Железнодорожный транспорт.

Преимущества железнодорожного транспорта:

-невысокая себестоимость перевозки грузов;

-возможность скидок;

-возможность перевозки различных партий грузов;

-перевозка при любой погоде;

-высокая скорость доставки грузов на большие расстояния;

-регулярные перевозки;

-эффективная организация выполнение погрузочно-разгрузочных работ.

Недостатки железнодорожного транспорта:

-количество перевозчиков ограничено;

-невозможность прямой доставки к пунктам потребления (нужна перегрузка на автомобильный транспорт, для непосредственной доставки).

Транспорт морской.

В международных перевозках - это самый крупный перевозчик.

Достоинства морского транспорта:

-тарифы грузоперевозки низки;

-провозная способность очень высока.

Недостатки морского транспорта:

-его скорость передвижения очень низка;

-высокие требования к крепежу грузов и упаковке;

-малая частота отправок.

-зависимость от погоды и от условий навигации;

-требуется сложная портовая инфраструктура.

Транспорт водный внутренний.

Достоинства внутреннего водного транспорта:

-низкие грузовые тарифы.

Недостатки внутреннего водного транспорта:

-скорость доставки очень мала;

-доступность очень низка (в географическом плане).

Воздушный транспорт.

Преимущества воздушного транспорта:

-высокая скорость доставки груза;

-доставка в удаленные районы;

-большая, по сравнению с другими видами транспорта, сохранность грузов.

Недостатки воздушного транспорта:

-высокая стоимость перевозки грузов;

-большая зависимость от погодных условий;

-низкая надежность соблюдения графика поставки.

Транспорт трубопроводный.

Достоинства трубопроводного транспорта:

-низкая себестоимость;

-высокая пропускная способность;

-высокая степень сохранности грузов.

Недостаток трубопроводного транспорта:

-сравнительно маленький список грузов подлежащих транспортировке (жидкости, газы, эмульсии).

Среди факторов, которые влияют на выбор вида транспорта, выделяют 6 главных факторов. В таблице 1 дается классификация видов транспорта общего пользования в зависимости от этих факторов. Единице соответствует наивысшее показание [7,8].

Таблица 1

Оценка различных видов транспорта в разрезе основных факторов, влияющих на выбор вида транспорта

Вид транспорта	Факторы, влияющие на выбор вида транспорта
	Время доставки	Частота отправлений	Надежность соблюдения графика доставки груза	Способность перевозить разные грузы	Способность доставить груз в любую точку территории	Стоимость перевозки
Железнодорожный	3	4	3	2	2	3
Водный	4	5	4	1	4	1
Автомобильный	2	2	2	3	1	4
Трубопроводный	5	1	1	5	5	2
Воздушный	1	3	5	4	3	5

По оценке экспертов при определении значимости различных факторов при определении вида транспорта ставиться во внимание следующее:

*точное соблюдение графика доставки груза;

*сроки доставки груза:

*оплата перевозки груза.

Данные таблицы 1 могут служить для приблизительной оценки степени вида транспорта для условий перевозки конкретного груза. Сделать правильный выбор должны сделать технико-экономические расчеты, анализированные на основании всех расходов, связанных с транспортировкой груза с разными видами транспорта.

1.3 Экологические проблемы города

На сегодняшний день деятельность человечества, использующая разнообразные природные ресурсы, охватывает большинство химических элементов. Усиленное техногенное действие на окружающую природу вызвало ряд проблем с экологией. Наиболее критические проблемы - это связанные с состоянием гидросферы, атмосферы и литосферы. Произошли такие изменения (загрязнение воздуха или воды) которые могут влиять непосредственно на жизнь и здоровье организма. Другие изменения опасны своими косвенными эффектами (выбросы углекислого газа, сказывающиеся на общем климате, в свою очередь отражаются на производстве продуктов питания) [9,10].

Накопленные различные загрязнения в атмосфере, приводят к разрушению озонного слоя, который в свою очередь защищает земную поверхность от солнечной радиации. Эти загрязнения, поступают в атмосферу и вместе с осадками возвращаются на Землю, попадая в водную систему и почвенный слой.

Отходами производства предприятий промышленности и сельского хозяйства загрязняется большинство рек, озер и морей. Подсчитано, что в водную систему попадает свыше 500 тыс. различных вредных веществ.

На сегодняшний день уменьшенное загрязнение атмосферы вредными токсичными веществами, которые выделяют промышленные предприятия и автотранспорт, это одна из важных проблем, угрожающих человечеству. Загрязнение атмосферного воздуха вредно воздействует на организм человека и окружающую природу. Материальный ущерб, вызываемый загрязнением воздуха, даже по неполным данным очень велик.

Автомобиль средство передвижения, а не роскошь. Без него на настоящее время невозможно существование человека и человечества.

При активном и интенсивном росте мегаполисов автотранспорт стал самым вредным и неблагоприятным экологическим фактором в системе охраны здоровья человека и природы в городе. Вследствие этого автомобиль становится соперником и конкурентом человека за жизненное пространство.

За последнее время человечество убедилось окончательно, что основным источником и виновником загрязнения атмосферы является продукт научно-технического прогресса - автомобиль.

Автотранспорт, поглощающий очень важный и очень необходимый для продолжения жизни кислород, одновременно с этим интенсивно и активно загрязняет воздушную среду вредными и токсичными компонентами, которые наносят ощутимый вред всему живой и неживой природе. Доля загрязнений окружающей среды составляет 60-90 %.

Передвигающие на земной поверхности свыше 500 млн. автомобилей являются не только основной причиной гибели ежегодно около 500 тысяч, 10 млн. раненых, но и являются причиной расшатывания и ухудшения здоровья миллиардов людей.

На данный момент автомобилестроение страны значительно (весьма значительно!) отстает в техническом отношении от мирового уровня. На потоке и в серийном производстве находятся транспортные средства, которые проектировались 20-30 лет назад. Уровень производства и технологические возможности не позволяет достичь требуемой высокой точности сборки и обработки деталей. В загрязнение окружающей среды свой вклад вносит и низкое качество топлива - около 70 % этилированного бензина. Специалисты оценивают ежегодные суммарные выбросы автомобилей в странах бывшего Советского Союза в пределах 400 млн. т.

Автомобильный транспорт среди всех видов наносит наибольший ущерб окружающей среде. В нашей Республике Казахстане в местах, где загрязнения воздуха повышено, проживает больше половины населения, среднегодовые концентрации загрязнителей воздуха превышают предельно допустимые более чем в 30 городах Казахстана.

Затраты Государства на охрану природы составляют сотые доли процента бюджета, что в десятки раз меньше аналогичного показателя для развитых стран. Несмотря на широкое сокращение производства, состояние окружающей природной среды у нас постоянно ухудшается.

Наиболее значимые отрицательные факторы влияния автотранспорта на человека и окружающую среду следующие:

-воздушное загрязнение;

-загрязнение окружающей среды;

-вибрация, шум;

-тепловое выделение.

В настоящее время идет борьба с автомобильной опасностью. Конструируются фильтры и нейтрализаторы, разрабатываются принципиально новые для автомобилей виды топлива и методы их производства (твёрдый водород, электричество, энергии солнечных лучей).

Угарный газ и окислы азота, столь интенсивно выделяемые на первый взгляд невинным голубоватым дымком глушителя автомобиля - вот одна из основных причин головных болей, усталости, низкой трудоспособности.

Сернистый газ способен воздействовать на генетический аппарат, способствуя бесплодию и врожденным уродствам, а все вместе эти факторы ведут к стрессам, нервным проявлениям, стремлению к уединению, безразличию к самым близким людям [11].

В больших городах также более широко распространены заболевания органов кровообращения и дыхания, инфаркты, гипертония и новообразования. По расчетам специалистов, «вклад» автомобильного транспорта в атмосферу составляет до 90 % по окиси углерода и 70 % по окиси азота.

Автомобиль также добавляет в почву и воздух тяжелые металлы и другие вредные вещества.

На долю отработавших газов автотранспортных средств приходится свыше 50 % всех вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу, а в городах автомобиль является основным источником загрязнения воздуха.

Численность автомашин в крупных городах быстро увеличивается, а вместе с тем растет валовый выброс вредных продуктов. Автомобиль является, в отличие от промышленных предприятий, движущимся источником загрязнения, широко распространенным в жилых районах и местах отдыха.

Количество выбрасываемых в атмосферу вредных веществ в составе отработавших газов зависит от общего технического состояния автомобиля и особенно его двигателя, как источника наибольшего загрязнения.

Только из-за разрегулировки карбюратора одного автомобиля при нарушении смесеобразования выбрасывается в атмосферу столько же окиси углерода, сколько выделяют четыре - пять исправных автомобилей.

На состав выхлопных газов большое влияние оказывает специфика работы автотранспорта в городских условиях. Особенностями эксплуатации автомобиля в городе являются сравнительно низкие скорости движения, частые изменения направления и скорости движения, сопровождающиеся многократными торможениями и разгонами, короткие расстояния перевозок, обуславливающие работу двигателей преимущественно на неустановившихся режимах.

При работе бензинового двигателя на неустановившихся режимах нарушается процесс смесеобразования и горения, что способствует повышенному выделению токсичных продуктов.

Переобогащение горючей смеси при коэффициенте избытка воздуха =0,6-0,95 (на режиме разгона) увеличивает выброс несгоревшего топлива и продуктов его неполного сгорания.

Особенно переобогащается смесь в режиме принудительного холостого хода, т.е. при торможении двигателем.

При низком коэффициенте избытка воздуха резко увеличивается выброс СО и СН.

Особенности работы автомобильных дизельных двигателей без наддува состоят в том, что с уменьшением нагрузки состав горючей смеси обедняется, соотношение количества воздуха и топлива варьируется от 100:1 до 15:1, поэтому содержание токсичных компонентов в ОГ при малой нагрузке уменьшается.

На холостом ходу содержание углеводородов и альдегидов невелико и существенно возрастает при работе на режиме максимальной нагрузки.

Выделение бенз(а)пирена с ОГ также зависит от режима работы ДВС.

Наибольшее количество этого вещества у бензиновых ДВС выделяется на холстом ходу, при работе на переобогащенных смесях и на режиме больших нагрузок.

При увеличении пробега автомобиля с начала эксплуатации обычно растет и содержание токсичных веществ в ОГ по следующим основным причинам:

-изменение технического состояния карбюратора(засорение или износ главного и вспомогательного жиклеров;

-нарушение уровня топлива в поплавковой камере;

-изменение регулировки карбюратора);

-неисправности в системе зажигания, вызывающие изменение установки зажигания и ослабление мощности искры (подгорание контактов прерывателя и электродов свечей, нарушение изоляции проводов, замыкание обмоток катушки высокого напряжения и др.);

-износ клапанов, втулок в газораспределительном механизме;

-износ цилиндропоршневой группы и отложение нагара в цилиндрах двигателя.

Образование продуктов неполного сгорания и окислов азота (образование токсичных веществ) в двигателе в процессе сгорания происходит принципиально различными путями.

Первая группа - это токсичные вещества связанные с химическими реакциями окисления топлива, протекающими как в предпламенный период, так и в процессе сгорания - расширения.

Вторая группа - это токсичные вещества, образующиеся при соединении азота и избыточного кислорода в продуктах сгорания.

Реакция образования окислов азота происходит при повышенной температуре, носит термический характер и не связана непосредственно с реакциями окисления топлива.

В составе отработавших газов двигателей в общем случае могут содержаться следующие нетоксичные и токсичные компоненты: О, О2, О3, С, СО, СО2, СН4, CnHm, CnHmО, NO, NO2, N, N2, NH3, HNO3, HCN, H, H2, OH, H2O.

Продуктами неполного сгорания, т.е. основными токсичными веществами - являются сажа, окись углерода, углеводороды, альдегиды.

Эти вредные токсичные выбросы можно разделить на:

-регламентированные;

-нерегламентированные.

Токсичные вредные выбросы: СО, NOX, CXHY, RXCHO, SO2, сажа, дым.

В нашей Республике Казахстан главным загрязнителем атмосферного воздуха свинцом в настоящее время является автомобильный транспорт, который использует этилированный бензин: от 70 до 87 % общей эмиссии свинца по различным оценкам. РbО (оксиды свинца) - возникают в двигателях с карбюраторным смесеобразованием, когда для увеличения октанового числа и для уменьшения детонации используется этилированный бензин.

В атмосферу выбрасывается приблизительно 0,5...0,85 кг оксидов свинца при сжигании одной тонны этилированного бензина.

Проблема загрязнения окружающей среды свинцом от выбросов автотранспорта по предварительным данным становится значимой в городах с населением свыше 100000 человек и для локальных участков вдоль автотрасс с активным интенсивным движением.

Отказ от использования этилированных бензинов - это радикальный метод борьбы с загрязнением окружающей среды свинцом выбросами автотранспорта [12].

По данным 2012 г. треть нефтеперерабатывающих заводов Казахстане перешли на выпуск неэтилированных бензинов. В 2013 году доля неэтилированного бензина в общем объеме производства составит 68 %.

Полный отказ от производства этилированных бензинов в стране, из-за финансовых и организационных трудностей, однако невозможен.

Загрязнение воздуха происходит тремя видами:

1) выбрасываемые через выхлопную трубу отравляющие газы - 65 %;

2) газы, выбрасываемые через картер двигателя (так называемые картерные газы) - 20 %;

3) углеводороды, выбрасываемые в результате испарения топлива из бака, карбюратора и трубопроводов - 15 %.

Автомобильные выбросы в атмосфере распространяются и трансформируются по определенным закономерностям.

Так, из-за действия гравитационных сил твердые частицы размером более 0,1 мм в основном оседают на подстилающих поверхностях.

Под воздействием процессов диффузии в атмосфере распространяются частицы, размер которых менее 0,1 мм, a также газовые примеси в виде CO, СХНУ, NOX, SOX.

Их действие проявляется на локальных территориях в пределах определенных регионов, они вступают в процессы физико-химического взаимодействия между собой и с компонентами атмосферы [13].

В данном случае рассеивание примесей в атмосфере является неотъемлемой частью процесса загрязнения и зависит от многих факторов.

Степень и количество загрязнения атмосферного воздуха выбросами зависит от следующих факторов:

-возможности переноса рассматриваемых загрязняющих веществ на значительные расстояния;

-уровня их химической активности;

-метеорологических условий распространения.

Попадая в свободную атмосферу, компоненты вредных выбросов с повышенной реакционной способностью, взаимодействуют между собой и компонентами атмосферного воздуха.

При этом различают:

-физическое взаимодействие;

-химическое взаимодействие;

-фотохимическое взаимодействие.

Примеры физического реагирования:

-конденсация паров кислот во влажном воздухе с образованием аэрозоля;

-уменьшение размеров капель жидкости в результате испарения в сухом теплом воздухе.

Жидкие и твердые частицы могут:

-объединяться с газообразными веществами;

-адсорбировать с газообразными веществами;

-растворять газообразные вещества.

Между газообразными компонентами загрязняющих веществ и атмосферным воздухом могут осуществляться:

-реакции синтеза и распада;

-реакции окисления и восстановления.

Непосредственно с момента поступления выбросов в атмосферу могут начинаться некоторые процессы химических преобразований.

При появлении для этого благоприятных условий, необходимых реагентов, солнечного излучения, других факторов другие процессы химических преобразований.

Выброс соединений углерода в виде CO и СХНУ является существенным при выполнении транспортной работы.

В атмосфере быстро диффундирует и обычно не создает высокой концентрации моноксид углерода. В атмосфере он может окисляться до СО2 при наличии примесей - сильных окислителей (О, Оз), перекисных соединений и свободных радикалов, при его интенсивном поглощении почвенными микроорганизмами.

Взаимодействуя с другими атмосферными загрязнениями, углеводороды в атмосфере подвергаются различным превращениям (окислению, полимеризации), прежде всего под действием солнечной радиации. В результате этого образуются свободные радикалы, перекиси, соединения с оксидами азота и серы [14].

Сернистый газ (SО2) в свободной атмосфере через некоторое время окисляется до сернистого ангидрида (SОз) и вступает во взаимодействие с другими соединениями, в частности углеводородами.

В свободной атмосфере при фотохимических и каталитических реакциях происходит окисление сернистого ангидрида в серный.

В обоих случаях конечным продуктом является аэрозоль или раствор серной кислоты в дождевой воде.

Окисление сернистого газа происходит крайне медленно в сухом воздухе.

Окисления SO2 не наблюдается в темноте.

Скорость окисления сернистого ангидрида увеличивается при наличии в воздухе оксидов азота в независимости от влажности воздуха.

При взаимодействии с другими загрязнителями сероводород и сероуглерод в свободной атмосфере подвергаются медленному окислению до серного ангидрида. На поверхности твердых частиц из окислов металлов, гидрооксидов или карбонатов сернистый ангидрид может адсорбироваться и окисляться до сульфата.

Соединения азота, поступающие в атмосферу от объектов автомобильно-транспортного комплекса, представлены в основном NO и NO2.

Выделяемый в атмосферу моноксид азота под воздействием солнечного света интенсивно окисляется атмосферным кислородом до диоксида азота.

Кинетика дальнейших превращений диоксида азота определяется его способностью поглощать ультрафиолетовые лучи и диссоциировать на моноксид азота и атомарный кислород в процессах фотохимического смога.

Фотохимический смог - это комплексная смесь, образующаяся при воздействии солнечного света из двух основных компонентов выбросов автомобильных двигателей - NO и углеводородных соединений. Другие вещества (SO2), твердые частицы также могут участвовать в смоге, но не являются основными носителями высокого уровня окислительной активности, характерной для смога.

Стабильные метеорологические условия благоприятствуют развитию смога:

*удерживаются в атмосфере городские эмиссии в результате инверсии;

*служат своеобразной крышкой на сосуде с реактивами;

*увеличивается продолжительность контакта и реакции;

*препятствуется рассеиванию (новые реакции добавляются к первоначальным).

Формирование смога и образование оксиданта обычно останавливается при прекращении солнечной радиации в темное время суток и дисперсии реагентов и продуктов реакции.

При обычных условиях концентрация тропосферного озона, который является предвестником образования фотохимического смога, достаточно низкая. Оценки показывают, что генерация озона из оксидов азота и углеводородных соединений вследствие переноса воздушных масс и повышение его концентрации, и, следовательно, неблагоприятное воздействие происходит на расстоянии 300-500 км от города.

Помимо метеорологических факторов самоочищения атмосферы некоторые компоненты вредных выбросов автомобильного транспорта участвуют в процессах взаимодействия с компонентами воздушной среды, результатом которых является возникновение новых вредных веществ (вторичные атмосферные загрязнители). Загрязнители вступают с компонентами атмосферного воздуха в физическое, химическое и фотохимическое взаимодействия [15].

Многообразие продуктов выхлопов автомобильных двигателей может быть классифицировано по группам, сходным по характеру воздействия на организмы или химической структуре и свойствам:

-нетоксичные вещества: азот, кислород, водород, водяной пар и углекислый газ, содержание которых в атмосфере в обычных условиях не достигает уровня, вредного для человека;

-моноксид углерода, наличие которого характерно для выхлопов бензиновых двигателей;

-оксиды азота (~98 % NО, ~2 % NO2), которые по мере пребывания в атмосфере соединяются с кислородом;

-углеводороды (алкаин, алкены, алкадиены, цикланы, ароматические соединения);

-альдегиды;

-сажа;

-соединения свинца;

-серистый ангидрид.

Чувствительность населения к действию загрязнения атмосферы зависит от большого числа факторов, в том числе от возраста, пола, общего состояния здоровья, питания, температуры и влажности и т.д. Лица пожилого возраста, дети, больные, курильщики, страдающие хроническим бронхитом, коронарной недостаточностью, астмой, являются более уязвимыми.

Проблема состава атмосферного воздуха и его загрязнения от выбросов автотранспорта становится все более актуальной. Это можно проследить уже на примере Алма-Аты. В 2002 г. вклад автотранспортных средств в суммарное загрязнение атмосферы составлял 69 %, в 2010 г.-74,6 %, наконец, в 2012 г. - 79,6 %.

Среди факторов прямого действия (все, кроме загрязнения окружающей среды) загрязнение воздуха занимает, безусловно, первое место, поскольку воздух - продукт непрерывного потребления организма.

Дыхательная система человека имеет ряд механизмов, помогающих защитить организм от воздействия загрязнителей воздуха. Волоски в носу отфильтровывают крупные частицы. Липкая слизистая оболочка в верхней части дыхательного тракта захватывает мелкие частицы и растворяет некоторые газовые загрязнители.

Удаляется загрязненный воздух и слизь при раздражении дыхательной системы механизмом непроизвольного чихания и кашля.

Тонкие частицы представляют наибольшую опасность для здоровья человека, так как способны пройти через естественную защитную оболочку в легкие. Вдыхание озона вызывает кашель, одышку, повреждает легочные ткани и ослабляет иммунную систему.

Влияние загрязнения воздуха на здоровье населения состоит в следующем.

Взвешенные частицы. Частицы пыли размером от 0,01 до 100 мкм классифицируются следующим образом: более 100 мкм - осаждающиеся, менее 5 мкм - практически неосаждающиеся.

Частицы первого типа безвредны, поскольку быстро осаждаются либо на поверхности земли, любо в верхних дыхательных путях.

Частицы второго типа попадают глубоко в легкие.

Установлено присутствие соединений углерода, углеводорода, парадина, ароматических веществ, мышьяка, ртути и др. в легких вследствие проникновения пыли, a также связь с частотой заболевания раком, хроническим заболеванием дыхательных путей, астмой, бронхитом, эмфиземой легких. Резкое увеличение частоты хронических бронхитов начинается с концентрации 150-200 мкт/м3.

При попадании в дыхательные пути сажи, возникают хронические заболевания (размеры твердых частиц 0,5…2 мкм), ухудшается видимость, а также сажа абсорбирует на своей поверхности сильнейшие канцерогенные вещества (бенз(а)пирен), что опасно для человеческого организма. Норма сажи в отравляющих газах составляет 0.8 г/м3.

Сернистый ангидрид. Оказывает пагубное влияние на слизистую оболочку верхних дыхательных путей, вызывает бронхиальную закупорку. Начиная с 500 мкт/м3 у больных бронхитом, наблюдаются осложнения, 200 мкт/м3 вызывает увеличение приступов у астматиков.

Оксиды азота. Диоксид азота и фитохимические производные являются побочными продуктами нефтехимических производств и рабочих процессов дизельных двигателей. Оказывают влияние на легкие и на органы зрения. Начиная с 150 мкт/м3, при длительных воздействиях происходит нарушение дыхательных функций.

Оксиды азота раздражают слизистую оболочку глаз и носа, разрушают легкие. В дыхательных путях оксиды азота реагируют с влагой, которая находится в этом месте. Оксиды азота способствуют разрушению озонового слоя. Считается, что токсичность NOx больше в 10 раз, чем СО N2O действует как наркотик. Норма NOx в воздухе - 0,1 мг/м3.

Озон. Повышение концентрации оксидов азота и углеводородов под действием солнечной радиации порождает фотохимический смог (озон, ПАН и др.) Фоновая концентрация озона в природе 20-40 мкт/м3. При 200 мкт/м3 наблюдается заметное негативное воздействие на организм человека [16].

Моноксид углерода. При сжигании топлива в условиях недостатка воздуха, CO генерируется в процессе работы автомобильных двигателей. Соединяясь с гемоглобином, из вдыхаемого воздуха попадает в кровь, препятствуя насыщению крови кислородом, а следовательно, и тканей, мышц, мозга.

При концентрации 20-40 мкт/м3 в течение 1 часа содержание гемоглобина в крови повышается на 2-3 %, что вызывает ослабление зрения, ориентации в пространстве, реакций. СО вызывает нарушение нервной системы, головную боль, похудение, рвоту.

Основными представителями альдегидов, поступающих в атмосферный воздух с выбросами автомобилей, являются формальдегид и акролеин.

Действие формальдегида характеризуется раздражающим эффектом по отношению к нервной системе. Он поражает внутренние органы и анактивирует ферменты, нарушает обменные процессы в клетке путем подавления цитоплазматического и ядерного синтеза. Именно RxCHO определяют запах отравляющих газов.

Углеводороды (СxНy) имеют неприятные запахи. СxНy раздражают глаза, нос и очень вредны для флоры и фауны. СxНy от паров бензина также токсичные, допускается 1,5 мг/м3 в день.

Оксиды свинца накапливаются в организме человека, попадая в него через животную и растительную пищу. Свинец и его соединения относятся к классу высокотоксичных веществ, способных причинить ощутимый вред здоровью человека.

Свинец влияет на нервную систему, что приводит к снижению интеллекта, а также вызывает изменения физической активности, координации, слуха, воздействует на сердечнососудистую систему, приводя к заболеваниям сердца.

Свинцовое отравление (сатурнизм) занимает первое место среди профессиональных интоксикаций.

Содержание свинца в растениях, которые растут около дорог, зависит от расстояния растения до дороги. Норма Рb в Европе - 10 мг Рb в 1 кг травы.

К энергетическим загрязнениям окружающей среды автотранспортом относят:

-шум;

-вибрации;

-электромагнитные излучения.

Наиболее сильно влияет на психологическое состояние человека шумовое воздействие.

Шум - это неприятные, нежелательные звуковые колебания, хаотично изменяющиеся во времени.

Звуковые колебания - акустические колебания, лежащие в диапазоне частот от 16 Гц до 22 кГц.

Различают четыре вида воздействия шума:

-раздражающее воздействие (шумовые всплески, переменное акустическое воздействие в сочетании с шумом постоянного уровня и громкие звуки);

-снижение самообладания (предъявление жалоб и претензий к объектам и субъектам повышенных шумовых воздействий);

-воздействие шума на характер принимаемых решений, что важно, например, для водителя при быстрой смене обстановки в городских условиях движения;

-воздействие шума на внимание в процессе длительной работы с учетом наличия корреляции уровня шума с вероятностью совершения дорожно-транспортного происшествия.

Основными источниками внешнего шума являются автотранспорт, а также некоторые виды производства и строительство.

Установлено, что интенсивность шума (в дБА) составляет от:

Легкового автомобиля 70-80

Автобуса 80-85

Грузового автомобиля 80-90

Мотоцикла 90-95

Автомобильные средства по интенсивности шума различаются довольно резко.

К самым шумным относятся грузовые автомобили с дизельным двигателем (90-95 дБА), к самым «тихим» - легковые автомобили высоких классов (65-70 дБА).

Источником шума на автомобиле являются:

-двигатель;

-коробка передач;

-ведущий мост;

-вентилятор;

-выхлопная труба;

-всасывающий коллектор;

-шины.

При скорости движения до 70-80 км/ч под нагрузкой основным источником шума на автомобиле оказывается двигатель. За пределами указанных скоростей главный шум производят шины. Когда нагрузка сбрасывается, наиболее интенсивный шум вызывается также шинами.