автореферат диссертации по транспорту, 05.22.10, диссертация на тему:Интегральная оценка пассивной безопасности легковых автомобилей

На правах рукописи

БАТМАНОВ Эдвард Загидиновнч

ИНТЕГРАЛЬНАЯ ОЦЕНКА ПАССИВНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ЛЕГКОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ

(05.22.10 - Эксплуатация автомобильного транспорта)

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2004

Работа выполнена на кафедре «Организация и безопасность движения» Московского автомобильно-дорожного института (государственного технического университета)

Научный руководитель: заслуженный деятель науки РФ,

доктор технических наук, профессор Рябчинский Анатолий Иосифович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Власов Владимир Михайлович кандидат технических наук Юров Александр Павлович

Ведущая организация: государственное учреждение НПО

"Специальная техника и связь" МВД РФ

Защита состоится 20 мая 2004 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 212.126.04 при Московском автомобильно-дорожном институте (государственном техническом университете) по адресу: 125319, Москва, А-319, Ленинградский проспект, 64, аудитория 42.

Справки по телефону: 155-03-28

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МАДИ (ГТУ) по адресу: 125319, Москва, А-319, Ленинградский проспект, 64.

Отзывы в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять в диссертационный совет университета.

Автореферат разослан апреля 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета д.т.н., профессор

В.А. Максимов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Автомобильный транспорт играет все большую роль в развитии экономики страны, всех отраслей промышленности. Парк автомобилей непрерывно растет, а легковые автомобили составляют примерно 80% всего автопарка. Однако, наряду с положительной ролью роста автопарка, имеют место негативные последствия (загрязнение окружающей среды, градостроительные проблемы, проблемы, связанные с необходимостью строительства дорог, потребности нефтепродуктов и др.) и особенно большие потери от дорожно-транспортных происшествий (ДТП), в основном из-за роста количества погибших и травмированных людей.

Так, в РФ число погибших при ДТП в 2003 г. возросло до 35,6 тыс. человек. Поэтому одной из основных задач, поставленной в области повышения безопасности дорожного движения, является снижение числа пострадавших в ДТП. Как известно, основные причины роста числа ДТП связаны с человеческим фактором и неудовлетворительными дорожными условиями, т.е. с причинами, негативное влияние которых не может быть в короткое время устранено. В то же время повышение пассивной безопасности легковых автомобилей - одно из приоритетных направлений повышения безопасности дорожного движения, которое способствует существенному снижению травмирования людей и соответствующему сокращению материального ущерба для страны. Определение приоритетных мероприятий по повышению пассивной безопасности требует наличия соответствующих методов и проведения обобщенной оценки их влияния на последствия ДТП. Поэтому тема интегральной (суммарной, обобщающей, многофакторной) оценки пассивной безопасности автомобилей, которая разрабатывается впервые, является особо перспективным направлением.

Целью исследования является разработка и внедрение в практику обобщающих количественных методов интегральной оценки пассивной безопасности легковых автомобилей, позволяющих на стадиях разработки и эксплуатации автомобилей определять эффективность внедряемых и используемых средств повышения пассивной безопасности.

Объект и предмет исследования - пассивная безопасность легковых

рос. национальная!

БИБЛИОТЕКА I СПетерДО л¡^ } О» \

автомобилей.

Методы исследования базируются на системном и статистическом анализе, а также на использовании математического моделирования.

Научная новизна работы состоит:

в разработке новых методов интегральной оценки пассивной безопасности легковых автомобилей с использованием многофакторного статистического анализа;

в усовершенствовании способа сбора углубленных данных ДТП и способа определения начальных условий ДТП по их последствиям;

в разработке методики определения социально-экономического ущерба от ДТП с учетом моделей автомобилей и факторов, влияющих на тяжесть травмирования водителей и пассажиров.

Достоверность полученных результатов, выводов и рекомендаций подтверждается результатами экспериментально-расчетных исследований с применением вычислительной техники.

Практическая ценность работы состоит в применении разработанных новых методов оценки пассивной безопасности легковых автомобилей и элементов его конструкции, в выборе и оценке приоритетных эффективных мероприятий по повышению пассивной безопасности, а также при страховании АТС, с учетом их уровня безопасности; отработке конструкций образцов легковых автомобилей перед постановкой их на производство; в использовании зависимости скорости движения автомобиля в начальный момент фронтального столкновения от величины деформации автомобиля при ДТП.

Результаты проведенных исследований могут быть также использованы в учебном процессе в курсах «Безопасность транспортных средств» и «Экспертиза дорожно-транспортных происшествий».

Реализация работы. Результаты исследования внедрены в практическую деятельность Российской государственной страховой компании. Материалы исследований используются в учебном процессе Дагестанского государственного технического университета в г. Махачкала.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы доложе -ны на ежегодных научно-методических конференциях МАДИ (ГТУ) в 20012003гг.; на кафедре «Организация и безопасность движения» в этот же период;

отдельные разделы доложены на НТС УГИБДД МВД Республики Дагестан.

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в трех статьях (в одной из них с соавтором).

Структура и объем работы. Диссертация содержит введение, три главы, основные выводы и рекомендации; изложена на 174 страницах текста (компьютерный набор), включая 17 таблиц; 24 иллюстрации; список литературы из 112 наименований.

На защиту выносятся: способ сбора углубленных данных о ДТП; способ определения первоначальных условий ДТП по их последствиям; методы комплексной и интегральной оценки пассивной безопасности легковых автомобилей.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении освещено состояние проблемы, цель работы и определены задачи исследований.

В первой главе рассмотрены существующие методы оценки пассивной безопасности автомобилей. Проведен анализ данных о ДТП. Отмечены значительный рост аварийности в РФ и необходимость целенаправленных исследований ДТП с участием легковых автомобилей.

Общим недостатком существующих методов отмечено базирование их на косвенные оценочные критерии.

Рассмотрены современные требования, регламентирующие пассивную безопасность легковых автомобилей.

Нормативные требования к легковым автомобилям отражены в 115 Правилах ЕЭК ООН, из них 25 Правил регламентируют требования к ПБ автомобилей, а 16 Правил касаются ПБ легковых автомобилей. Из четырех основных видов ДТП (фронтальное и боковое столкновения, наезд сзади и опрокидывание) проведение комплексных полномасштабных испытаний (краш-тестов) регламентируется Правилами № 32,33,34,94 и 95.

Методической основой для проведения настоящего исследования являются труды отечественных ученых Аксенова В.А., Иларионова В.А., Будника В.Л., Коршакова И.К., Кирнарского А.И., Рябчинского А.И., Токарева А.А.,

Фотина Р.К. и др., а также работы зарубежных ученых Корнера И., Коллинза Д., Морриса Д., Мюллера Г., Хака Г. и ряда других, которые касались методов оценки пассивной безопасности автомобилей.

Проведен анализ существующих методов оценки пассивной безопасности легковых автомобилей, в том числе комплексных методов с использованием соответствующих обобщающих оценочных коэффициентов, выявлены их основные недостатки и направления совершенствования. Анализ ранее опубликованных научно-исследовательских работ и нормативных документов, как отечественных, так и зарубежных, показал, что они содержат лишь рекомендации по совершенствованию отдельных агрегатов и систем автотранспортных средств и не могут быть применены для количественной технико-экономической оценки влияния уровня безопасности конструкции (как в целом, так и по элементам) на тяжесть последствий ДТП.

В результате проведенного анализа состояния проблемы была сформулирована цель настоящей работы и следующие задачи исследований:

1. Разработка методов сбора данных по материалам ДТП и оценки показателей, характеризующих пассивную безопасность легковых автомобилей.

2. Разработка метода определения начальных условий ДТП по их последствиям.

3. Разработка методики интегральной количественной оценки пассивной безопасности (ПБ) легковых автомобилей и их элементов.

4. Оценка социально-экономического и удельного ущерба от ДТП с участием легковых автомобилей.

5. Оценка влияния отдельных элементов легкового автомобиля на тяжесть последствий ДТП.

Во второй главе рассмотрены научно-методические основы комплексной и интегральной оценки ПБ легковых автомобилей, включающие в себя разработку: новых методов оценки ПБ легковых автомобилей, в том числе на основе сбора данных о различных видах ДТП (фронтальных, боковых, задних столкновениях и опрокидываниях АТС); способа определения начальных условий ДТП путем анализа их последствий; системы сбора и анализа данных о ДТП; метода интегральной оценки ПБ легковых автомобилей.

На основе вышеуказанных разработок были сформулированы основные положения технологии получения исходных данных о ДТП и методов интегральной оценки ПБ легковых автомобилей по материалам ДТП.

Существующие сегодня и перспективные нормативы, регламентирующие показатели пассивной безопасности, ориентированы в основном на характерные типы ДТП и охватывают небольшое количество всех разновидностей ДТП.

Поэтому расширение сферы применения критериев безопасности на возможно большую гамму разновидностей ДТП является наиболее существенным потенциальным «резервом» снижения количества и тяжести травм при ДТП.

И поскольку не существует пока всеобъемлющих методов испытаний и оценки, основой для проведения настоящей работы мог стать только анализ последствий ДТП. При этом существующие критерии оценки безопасности необходимо было также усовершенствовать или заменить новыми оценочными критериями.

При анализе последствий ДТП рассмотрены четыре основных вида ДТП: фронтальное и боковое столкновения, наезд сзади и опрокидывание.

Разработки критериев оценки безопасности конструкции автомобиля и вероятности травмирования водителя и пассажиров базировались на исследованиях биокинематики и биодинамики отдельных видов ДТП.

За исходные характеристики при проведении биомеханических исследований ДТП были приняты:

антропометрические характеристики человека;

поза человека в автомобиле;

геометрические параметры салона.

При изучении перемещений человека в автомобиле при ДТП тело его рассматривалось с учетом требований общей биомеханики как биомеханическая система, состоящая из цепей и звеньев с наложенными связями, определяющими характеристики движений. Перемещение человека изучалось относительно недеформируемой части автомобиля и поверхности дорожного полотна. В качестве базовой точки, характеризующей положение человека в автомобиле, принята точка Я (К).

Биомеханика и биодинамика ДТП рассматривались как при использо-

вании водителем и пассажирами специальных удерживающих средств (ремней безопасности), так и без их применения.

Проведенный анализ показал, что характерными причинами травмирования человека являются:

перегрузки при контакте тела с удерживающими средствами (УС); деформации элементов кузова с нарушением жизненного пространства;. перемещения элементов интерьера и груза в пределы жизненного пространства;

эжектирование (выброс) человека из салона; воспламенение автомобиля.

В результате проведенных исследований предложены критерии и методы оценки ПБ при отдельных видах ДТП. Они рассмотрены ниже на примере наиболее частого вида ДТП - фронтального столкновения.

Под жизненным пространством понимается минимальное пространство внутри пассажирского салона, необходимое для сохранения жизнедеятельности закрепленного на сиденье автомобиля человека без получения во время ДТП локальных травм при ударе о детали элементов салона автомобиля.

Принцип обеспечения жизненного пространства при ДТП предполагает ненарушение начального адаптированного положения, т.е. при фронтальном столкновении не допускается нарушения границ, образованных контрольными точками а-б-в-г-д-з-и-к(рис.1).

При оценке жизненного пространства на месте ДТП за начало отсчета принимаются центральные стойки (горизонтальные размеры) и пороги дверей (вертикальные размеры).

Измерения по схеме (рис. 1) проводятся в следующем порядке: определяется высота Е и Е нижнего и верхнего краев панели приборов; определяется высота Д точек замера на ветровом стекле и передних стойках;

определяется расстояние А до нижней части панели приборов; расстояние А' до верхней части панели приборов; расстояние Б до рулевого колеса; расстояние Г до передней стойки; расстояние В до ветрового стекла.

Результаты измерений заносятся в соответствующие графы карты регистрации ДТП и таблицу (табл. 1) и сравниваются с допустимыми значениями.

Определение других показателей безопасности при фронтальном столкновении состоит в следующем.

Измеряется перемещение рулевого управления. При оценке безопасности рулевого управления на месте ДТП используется критерий жизненного пространства.

Кроме того, определяется возникновение в результате ДТП острых кромок, краев на деталях рулевого управления, направленных в сторону жизненного пространства.

Таблица 1

Оценка жизненного пространства по результатам измерений

автомобиля В АЗ-2108-2109 после ДТП"_

Точка замера Результаты измерений, мм Допустимое значение, мм Нарушение жизненного пространства (да-нет)

А - нижний край панели приборов 475 мм на высоте 530 мм и ниже

А' - верхний край панели приборов 630 мм на высоте 445 мм и выше

Б - рулевое колесо 560

В - ветровое стекло 630

Г - передняя стойка 630

Д — ветровое стекло и передняя стойка 99 мм и ниже используется только для измерения размеров В и Г

Е - нижний край. панели приборов 530 мм и ниже используется только для измерения размера А

Е' - верхний край пал ели приборов 445 мм и выше используется только для оценки размера А'

Заполняется на месте ДТП,

После ДТП не должно происходить загорание автомобиля и утечка топлива из любой части системы питания со скоростью более 30 г/мин в течение 5 мин.

Для уменьшения риска в случае загорания автомобиля должна обеспечиваться возможность эвакуации людей из автомобиля после ДГП. Для этого, как минимум, одна дверь с каждой стороны должна открываться без применения дополнительных приспособлений и инструмента.

По результатам обследования на месте ДТП фиксируются факты возникновения на деталях интерьера острых кромок, изломов и выступов с острыми краями, с которыми вероятно соударение частей тела человека, в процессе ДТП.

Большие перегрузки и тяжелые травмы могут возникнуть при эжек-

тировании человека из автомобиля из-за самооткрывания дверей особенно при кософронтальном или нецентральном фронтальном столкновении. Причиной этого может быть недостаточная надежность и прочность замков и петель дверей, которые оцениваются при стендовых испытаниях на соответствие требованиям Правил № 11 ЕЭК ООН.

При обследовании на месте ДТП устанавливается факт самооткрывания дверей и разрушение их петель.

Достоверность и точность оценки безопасности конструкции автомобиля по последствиям ДТП во многом зависят от достоверности данных, зафиксированных на месте ДТП. Для исключения грубых ошибок и влияния субъективного фактора процесс обследования ДТП на месте максимально формализован и упрощен.

Предложен следующий порядок обследования на месте ДТП:

1. Осмотр места ДТП - определение разновидности столкновения, максимальной деформации передней части и (по возможности) скорости столкновения.

2. Определение наличия утечки топлива и измерение ее интенсивности, места утечки и ее причин, возгорания (при его возникновении).

3. Определение наличия открытых дверей автомобиля и факта эжектирования людей из автомобиля.

Определение факта самооткрывания и самозакрывания дверей в процессе ДТП (по возможности).

4. Определение возможности открывания дверей без применения инструмента.

5. Определение месторасположения людей в автомобиле перед ДТП.

6. Фиксация факта использования водителем и пассажирами ремней безопасности перед ДТП.

7. Определение (по возможности) мест соударения водителя и пассажи -ров с элементами интерьера.

8. Определение травмоопасных деталей, выступов, изломов и т.п. в передней части салона.

9. Определение исходных точек и установка (при необходимости) простейших приспособлений для проведения измерений.

10. Проведение измерений в соответствии с заданной схемой и заполнение таблицы.

11. Анализ карты регистрации ДТП и таблицы и выработка заключения об основных травмоопасных факторах и причинах травмирования людей в данном ДТП.

Аналогичная технология была разработана для остальных видов ДТП (бокового, заднего столкновений и опрокидывания).

В частности, для оценки травмоопасности деформаций кузова при боковых столкновениях использован критерий остаточного пространства, который должен удовлетворять требованию

где В - минимальная поперечная ширина остаточного пространства для ряда сидений, измеренная от наиболее выступающего внутрь салона жесткого элемента;

п - число мест для сидения в ряду.

Способ определения начальных условий ДТП по результатам их последствий

Конструкция современных автомобилей разрабатывается из расчета обеспечения безопасности водителей и пассажиров в заданных пределах, которые определяются нормированными условиями краштестов. Существенным недостатком статистического метода оценки ПБ АТС является отсутствие полных данных о начальных условиях ДТП, в частности, сведений о скорости автомобиля в момент ДТП, Без таких данных трудно планировать и осуществлять мероприятия по повышению безопасности конструкции АТС, так как вид ДТП и изменение скорости автомобиля при ДТП являются

основными показателями, определяющими тяжесть последствий ДТП.

Для оценки начальных условий ДТП могут быть использованы два способа:

экспериментальный с использованием в каждом конкретном случае значительного объема испытаний для того, чтобы в результате экспериментов эмпирически получить те значения деформаций, которые были зафиксированы в условиях ДТП;

расчетно-экспериментальный с использованием расчетных моделей

заранее построенных (проверенных) по результатам ограниченного количества экспериментов.

Понятно, что первый способ весьма дорогостоящий и может быть использован в весьма ограниченных масштабах. Наиболее приемлемым является второй способ, который использован для определения предельного уровня обеспечения ПБ автомобиля в условиях фронтальных столкновений автомобилей.

Наиболее достоверными и стабильными показателями, которые возможно с достаточной точностью замерить на поврежденном в результате

фронтального столкновения автомобиле при ДТП, являются величины остаточных деформаций автомобиля и перемещения панели приборов вглубь салона.

В качестве показателя ПБ для определения начальных условий ДТП при фронтальных столкновениях наиболее приемлемым было признано использование величины остаточной деформации легкового автомобиля.

Для расчетного определения функциональных зависимостей была

использована описанная в диссертации математическая модель фронтального столкновения легкового автомобиля с препятствием.

В модели автомобиль представлен в виде недеформируемой массы, а совокупность всех сил, действующих в процессе фронтального столкновения, заменена условным упругим элементом с постоянным коэффициентом жесткости все силы, характеризующие необратимые потери энергии представлены в виде гидравлического амортизатора (вязкое трение) с коэффициентом сопротивления

Так как при скоростях порядка 40...60 км/ч гидравлическое сопротивление можно считать пропорциональным первой степени

тБ + ц^ + С^О .

(2)

Решая уравнение, получаем значение максимальной деформации

'шах

Яшах йпю/т,.

®1

(3)

где

продолжительность первой фазы

столкновения, с;

т - полная масса автомобиля, кг;

С1 - приведенная жесткость передней части автомобиля, Н/м;

Ц1 - приведенный коэффициент демпфирования передней части, Нс/м;

Уо - начальная скорость автомобиля в момент столкновения, м/с;

Б - перемещение центра тяжести автомобиля, м.

Используя описанную выше модель, возможно расчетным, путем определять значение изменения скорости автомобиля при. фронтальных столкновениях по значению максимальной (остаточной) деформации, а также использовать для определения предельного уровня ПБ автомобиля..

Предельный уровень определяется в значительной степени уровнем предельно допустимых перегрузок. Однако учитывая, что при анализе данных ДТП невозможно оперировать.такими параметрами, попытаемся использовать для этого значения деформаций (перемещений), которые возможно с достаточной, точностью определять по материалам ДТП.

Основой метода является построенный экспериментально-расчетный график, вид которого для автомобилей ВАЗ показан на рис 2.

0,8

2

8,м 0,3 0,2 0,1 0 4 8 12 16 У0,м/с

Рис. 2. Экспериментально-аналитический метод прогнозирования начальной скорости автомобиля ВАЗ-2108

В левой части графика наносятся функциональные зависимости между перемещением травмоопасных деталей и максимальной деформацией передней части 8. Кривая 1 иллюстрирует перемещение панели приборов. Точки указанных кривых получены экспериментальным путем при испытаниях на удар автомобиля ВАЗ-2108. В правой части графика нанесена прямая 2, рассчитанная по формуле

где X - коэффициент, учитывающий упругопрочностные характеристики системы (т.е. параметры т, С1, Ц1).

Перед испытаниями в результате обмера внутреннего интерьера салона и определения параметров жизненного пространства устанавливают максимально допустимое перемещение травмоопасных деталей из условий сохранения пассивной безопасности.

Отложив это значение на шкале 5;, проводим вертикаль до кривой, соответствующей данной детали. Проведенная из точки пересечения горизонталь до пересечения с прямой 2 в правой части графика определяет точки абсциссы, которые укажут максимальное изменение скорости автомобиля, обеспечивающая безопасность водителя и пассажира данной модели автомобиля.

Приведенная выше методика использована при оценке влияния на уровень пассивной безопасности отдельных источников травмирования, путем исключения из числа анализируемых тех автомобилей, у которых превышала предельно допустимые значения.

С учетом использования данных экспериментов, проведенных на автополигоне НАМИ, получены также зависимости деформации автомобиля при ДТП от

для автомобилей ВАЗ-2108 (09) (рис.3)

для автомобилей ГАЗ-3102 (10)

Полученные зависимости могут быть использованы при проведении автотехнических экспертиз.

О -----

О 0,1 0,2 0,3 0.4 0,5

Деформация автомобиля, м

Рис. 3. Зависимость остаточной деформации автомобилей-ВАЗ-2108(09) от АУ при фронтальных столкновениях

Разработка системы сбора и анализа данных о ДТП

При заполнении официальной карточки учета ДТП фиксируется явно недостаточный объем сведений, которые могут быть в той или иной степени использованы при анализе и оценке пассивной безопасности автомобилей. Кроме того, при заполнении карточки часто допускается ряд неточностей, которые сказываются на достоверности первичной информации о ДТП.

Таким образом, можно констатировать, что в результате использования материалов о ДТП, собираемых по линии ГИБДД, представляется возможность практически получать сплошные данные в отдельных регионах страны о количестве погибших и раненых в ДТП с участием отдельных моделей автомобилей.

При этом по карточкам провести классификацию по основным видам ДТП (фронтальное и боковое столкновение, наезд сзади и опрокидывание) достаточно сложно; отсутствует практическая возможность определения элементов автомобиля - источников травмирования.

На основании анализа опыта, имеющегося в этой области, можно рекомендовать использовать бригадный метод, при котором анализом ДТП занимаются, как минимум, сотрудники ГИБДД и медицинского учреждения. Такой метод удобно реализовать в пределах области (малой республики), чтобы иметь репрезентативный массив информации о ДТП с участием

автомобилей различных типов.

С учетом проведенной в гл. 2 разработки критериев и методов оценки пассивной безопасности легковых автомобилей по материалам ДТП предложена усовершенствованная (специальная) карточка учета ДТП.

На первом этапе с привлеченными работниками ГИБДД и медицинских служб проводится семинар для ознакомления с требованиями и особенностями заполнения специальной карточки ДТП.

Выезжая на место ДТП, сотрудник ГИБДД заполняет карточку, кроме разделов, касающихся травмирования людей. Затем передает эту карточку медицинскому работнику, который прослеживает протекание болезни пострадавшего и вносит окончательные записи в карточку. При этом должен быть обеспечен сбор данных всех ДТП (отчетных) в области за какой-то период времени (желательно не менее 1 года). После чего готовятся отчетные документы, включающие анализ полученных данных.

Разработкаметодов интегральной оценки пассивной безопасности

Как было показано выше, существующие методы оценки ПБ автомобиля не позволяют оценить ее в целом, одним показателем.

В основу традиционной оценки заложены требования международных и национальных стандартов и Правил, касающихся в основном отдельных агрегатов и узлов автомобиля. Принцип оценки не количественный, а качественный: соответствует или не соответствует установленным нормативам. Т.е. оценка ведется по нижнему уровню требований. Методов обобщенной количественной оценки ПБ автомобиля практически не существует.

В качестве оценочного критерия автором использован интегральный показатель, выраженный в баллах, впервые предложенный проф. Токаревым А.А. и позволяющий вести количественную обобщенную оценку, в том числе и пассивной безопасности автомобиля. В соответствии с разработанной методикой интегральной экспертно-расчетной оценки пассивной безопасности легковых автомобилей оценка ведется в два этапа:

I. Экспертная оценка факторов (их уровней)

П. Расчетная интегральная оценка пассивной безопасности

На основе анализа априорной информации осуществляется выбор

факторов, оказывающих существенное влияние на ПБ автомобилей. Степень влияния определяется с помощью коэффициентов весомости факторов, оценивающих социально-экономический ущерб от ДТП.

Принимается условие, что каждый фактор может иметь один из трех уровней: нижний (-1), средний (0) и верхний (+1).

Распределение уровней экспертной оценки принимается по случайному процессу, описываемому, например, синусоидой. На ней взяты три характерные точки: нижняя, средняя, расположенная на осевой линии 0-0, и верхняя. Задача эксперта - определить, на каком уровне находится его фактор: на нижнем, среднем или верхнем.

В качестве оценочного критерия при оценке ПБ легковых автомобилей принимается интегральный показатель, определяемый по соответствующему уравнению регрессии (в баллах).

При этом используются три оценочные категории: высшая, первая и вторая.

Для разработки расчетной модели определения интегрального показателя принят следующий план действий:

1. Выбор факторов и их коэффициентов весомости.

2. Определение уровней факторов и их интервалов варьирования.

3. Составление расчетного уравнения (уравнение регрессии) для интегрального показателя, где коэффициенты регрессии равны интервалам варьирования факторов.

Расчетные модели такого типа всегда адекватны, а их коэффициенты значимы и равны интервалам варьирования факторов. Это объясняется тем, что расчетное поле здесь строго ограничено, а коэффициенты весомости факторов заранее заданы. С учетом сказанного линейное уравнение регрессии, в общем виде, для подсчета интегрального показателя приведено ниже.

где - интегральный показатель пассивной безопасности легковых

автомобилей (в баллах);

коэффициенты регрессии при переменных факторах; переменные факторы, выраженные в кодированной форме, имеющие три уровня: нижний (-1), средний (0) и верхний (+1).

Уровни факторов определяют квалифицированные эксперты, специалисты в области ПБ, утвержденные Госстандартом или иным компетентным органом власти. Для оценки уровней факторов эксперты пользуются действующей нормативно-технической документацией (НТД), техдокументацией на автомобиль (ТДА), сертификатами и результатами испытаний образцов автомобилей.

Определенные экспертами уровни факторов подставляют в расчетное уравнение. Полученные расчетные баллы округляют до целых единиц, сопоставляют их с заданными баллами и определяют категорию ПБ автомобиля.

Для определения коэффициентов весомости отдельных факторов используются данные социально-экономического ущерба с учетом удельных показателей аварийности, а именно: среднегодовой ущерб от вовлечения людей в одно ДТП и социально-экономический ущерб от вовлечения людей в ДТП на 1 тыс. км.

На основе сбора углубленных данных о ДТП с использованием усовершенствованной специальной карточки учета ДТП определяется частота попадания в ДТП легковых автомобилей различных моделей. Расчет проводят отдельно для каждой модели автомобиля по типам ДТП (фронтальное столкновение, боковое столкновение, наезд сзади, опрокидывание). Для вычислений используем зависимость

где - частота попадания легковых автомобилей данной модели в ДТП данного типа, ед/тыс.км пробега;

Л] - среднегодовое количество автомобилей данной модели, участвовавших в ДТП данного типа, ед.;

N - среднее списочное количество автомобилей данной модели, ед.;

Ь - средний годовой пробег автомобилей данной модели, тыс. км.

Для определения итоговых значений по всем ДТП для рассматриваемых моделей использована зависимость

р =-На-

2 N-1/ (9)

где частота попадания в ДТП легковых автомобилей данной модели,

ед/тыс. км пробега;

Пг - среднегодовое количество автомобилей данной модели, участвовавших в ДТП, ед.

Затем определялся средний ущерб от вовлечения людей в ДТП в зависимости от типа ДТП. Для расчета использованы данные Методики оценки и расчета нормативов социально-экономического ущерба от ДТП (НИИАТ, 2001г.). Согласно указанной методике потери от вовлечения одного человека в ДТП составляют при легких травмах 21 тыс. руб., тяжелых-1605 тыс. руб., смертельных - 4193 тыс. руб. (при перерасчете на значения для 2001 г.).

Затем проведен количественный анализ травм различной тяжести при ДТП с участием легковых автомобилей.

Социально-экономический ущерб от вовлечения людей в ДТП за рассматриваемый период составляет

Уп=а.Ул+в.Ут+оУс,

(10)

где - количество людей, получивших при ДТП соответственно легкие,

тяжелые и смертельные травмы, чел.;

- ущерб от вовлечения в ДТП людей, получивших соответственно легкие, тяжелые и смертельные травмы, руб./чел.

Среднегодовые народнохозяйственные потери от вовлечения людей в ДТП составляют

где - продолжительность периода наблюдения, лет.

На основе полученных значений определены значения удельных показателей: среднегодовой ущерб от вовлечения людей в одно ДТП и социально-экономический ущерб от вовлечения людей в ДТП на 1 тыс. км.

Среднегодовой ущерб от вовлечения людей в одно ДТП (Уд) определяют по выражению

_У1_ ,тыс.руб., д~ п Д ДТП

(12)

Ущерб от вовлечения людей в ДТП в расчете на 1 тыс. км пробега определяют по выражению

С учетом полученных удельных показателей могут быть определены коэффициенты весомости отдельных факторов как доля (процент) от суммарного ущерба.

В третьей главе рассмотрены результаты исследований последствий ДТП в Республике Дагестан.

Для обеспечения возможности реализации описанного выше метода интегральной оценки пассивной безопасности легковых автомобилей, учитывая отсутствие углубленных сплошных данных о ДТП, в рамках диссертационной работы проведены дорожные исследования ДТП в 1-й зоне (Махачкалинской) Республики Дагестан (РД).

Методика сбора углубленных данных о ДТП в 1-й зоне РД включает в

себя:

размножение и передачу усовершенствованных карточек учета ДТП в подразделения ГИБДД;

проведение инструктажа с сотрудниками ГИБДД о правилах заполнения специальных карточек;

выезд на место ДТП и заполнение карточек по результатам осмотра и измерений;

уточнение тяжести травмирования участников ДТП с участием медицинских подразделений и пострадавших.

На основе сбора- углубленных данных о ДТП, с использованием усовершенствованной карточки учета, проведен количественный анализ ДТП с участием легковых автомобилей.

По результатам анализа ДТП определена частота попадания в ДТП легковых автомобилей различных моделей. Расчет проведен отдельно для каждой модели по видам ДТП (фронтальное и боковое столкновения, опрокидывание и наезд сзади).

Проведен количественный анализ травм различной тяжести при ДТП с участием легковых автомобилей по данным, собранным по 1-й зоне РД.

Определен среднегодовой и удельный ущерб от ДТП по источникам травмирования (элементы конструкции) и видам ДТП (фронтальное и боковое

столкновения, опрокидывание и наезд сзади).

В качестве исследуемых факторов, характеризующих ПБ легковых автомобилей, приняты источники (причины) травмирования (10 факторов) и виды ДТП (4 фактора).

Для интегральной оценки социально-экономического ущерба (СЭУ) по источникам травмирования и видам ДТП приняты три оценочные категории в зависимости от среднегодового социально-экономического ущерба от ДТП: высшая, Вк = 80 - 100 баллов (%); первая, 1,= 50- 79 баллов (%); вторая, 11* = 4 — 49 баллов (%).

Увеличение количества баллов свидетельствует о росте ущерба. Коэффициенты весомости отдельных факторов определялись из выражения

(14)

где с^ - коэффициент весомости ьтого фактора;

У[ -социально-экономический ущерб по причине влияния ьтого фактора; суммарный ущерб по всем источникам травмирования (или видам

ДТП).

При исследованиях причин травмирования приняты следующие факторы и определены следующие коэффициенты весомости (табл. 2).

Таблица 2

Конструктивные факторы травмирования и их коэффициенты весомости.

Факторы Коэффициенты весомости

Х1(ру> рулевое управление «1 = 0,24

хг(пп)- панель приборов «2=0,19

хз(вс)- ветровое стекло «}= 0,07

Х4(с)- сиденья «4=0,02 5>!=1,00

Хз(вк)- верх кузова «5=0,04

Хб(бк)- боковина кузова «6=0Д5

х^жп)- нарушение жизненного пр.-ва «7=0,13

х8(п)- подголовник «8=0,03

х9(эж)- эжекгирование людей из салона «9=0,02

Хю(вос)- воспламенение аю=0,01

Уровни факторов (с учетом их коэффициентов весомости) приведены в табл. 3.

Таблица 3

Уровни факторов травмирования

Факторы -1 0 +1 Дх

Х1(РУ) 0,96 12,48 24,0 11,52

х2(пп) 0,76 9,88 19,0 9,12

х3(вс) 0,28 3,64 7,0 3,36

Х4(с) 0,08 1,04 2,0 0,96

х5(вк) 0,16 2,08 4,0 1,92

Хб(бк) 1,0 13,0 25,0 12,0

х7(жп) 0,52 6,76 13,0 6,24

Х8(п) 0,12 1,56 3,0 1,44

Х9(эж) 0,08 1,04 2,0 0,96

Хю(вос) 0,04 0,52 1,0 0,48

Ех1 4 52 100 48

В качестве оценочного критерия принят интегральный показатель социально-экономического ущерба (в баллах), определяемый по уравнению регрессии

•Гсэу= 52,00 + 11,52x1+ 9,12х2+ 3,36х3+ 0,96x4+ 1,92х5+

+ 12,0x6+6,24x7+ 1,44х»+ 0,96х9+ 0,48х10, (15)

где - переменные факторы, выраженные в кодированной форме,

имеющие три уровня: нижний (-1), средний (0) и верхний (+1).

В результате экспертной оценки было получено следующее распределение уровней факторов:

Х1(ру)-(+1) х3(вк)-(-1) х9(эж)-0 х2(пп) - О Хй(бк) - О Хю(вос) - 0.

хз(вс)-0 х7(жп)-(-1)

Х4(с)-0 х8(п)-0

Здесь хадЛб,8дю= 0; XI = +1; х3(7=-1.

Тогда 1сэу=52,00 + 11,52 -1,92 - 6,24 «56 баллов.

Это соответствует первой категории СЭУ, т.е. позволяет сделать вывод, что имеются большие возможности для повышения ПБ легковых автомобилей.

Так,. в случае использования в легковых автомобилях современных средств обеспечения травмобезопасности рулевых управлений (ремней безопасности, надувных подушек и т.д.) интегральный показатель социально-экономического ущерба может быть снижен с 56 до 32 баллов, т.е. приблизительно на 43 %.

Результаты интегральной оценки показали, что наибольший ущерб вызывает травмоопасные конструкции рулевых управлений, панелей приборов и боковины кузова легковых автомобилей. Широкое использование РБ и установка надувных подушек позволило бы существенно снизить потери от ДТП с участием легковых автомобилей.

При оценке видов ДТП были определены следующие коэффициенты весомости (табл. 4).

Таблица 4

Факторы и коэффициенты весомости

Факторы Коэффициенты весомости

XI (фс) - фронтальное столкновение а! = 0,60

х2 (бс) - боковое столкновение аг = 0,30 2а1- 1,0

хз (оп) - опрокидывание а3 = 0,07

Х4 (нз) - наезд сзади 04 = 0,03

Уровни факторов (с учетом их коэффициентов весомости) приведены в табл. 5.

Таблица 5

Уровни факторов

Факторы -1 0 +1 Ах

XI (фс) 2,4 31,2 60,0 28,8

х2 (бс) 1,2 15,6 30,0 14,4

х3 (оп) 0,28 3,64 7,0 3,36

Х4(нз) 0,12 1,56 3,0 1,44

2х, 4 52 100 48

Оценочным критерием служит интегральный показатель удельного ущерба (в баллах), определяемый по уравнению регрессии

1уу=52,0 + 28,8х, + 14,4X2 + З,36х3 + 1,44x4 • (16)

В результате экспертной оценки получено значение 1уу = 95 баллов, что соответствует высшей категории ущерба.

Это показывает, что в целом безопасность водителей и пассажиров легковых автомобилей при всех видах ДТП находится на достаточно низком уровне, т.е. требуется внедрение мероприятий по повышению ПБ.

Результаты расчета среднегодового социально-экономического ущерба от ДТП с участием автомобилей ВАЗ-2108(09) и ВАЗ-1111(ОКА) показали, что среднегодовой ущерб от автомобилей ВАЗ-1111 (ОКА) в 1,3 раза выше, чем от ВАЗ-2108(09).

Проведенные исследования ДТП показали возможность практической реализации разработанных методов для обобщающей оценки пассивной безопасности легковых автомобилей.

Полученные результаты могут быть использованы для предварительной оценки ПБ легковых автомобилей в РФ, так как, удельные показатели аварийности в исследованной зоне близки по значениям к средним по РФ.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Рост числа пострадавших в ДТП показывает необходимость разработки и внедрения наиболее эффективных мероприятий по повышению пассивной безопасности автотранспортных средств, что требует разработки и использования обобщающих методов для их оценки.

2. Разработанная на основе изучения нормативных предписаний механизмов и причин травмирования водителей и пассажиров технология сбора и анализа углубленных данных о ДТП позволила применить интегральные методы для оценки пассивной безопасности легковых автомобилей.

3. Разработан расчетно-экспериментальный способ определения начальных условий ДТП по их последствиям, обеспечивающий расчетное определение изменения безопасной скорости ЛУ легковых автомобилей при наиболее травмоопасном виде ДТП - фронтальном столкновении.

4. Разработанные методы интегральной оценки позволяют осуществлять совокупную оценку пассивной безопасности легковых автомобилей и определять влияние внедрения отдельных мероприятий на снижение социально-экономического ущерба в результате ДТП.

5. Низкий уровень пассивной безопасности легковых автомобилей приводит к высокому уровню социально-экономического ущерба от ДТП -более 1,1 млн. рубУДТП или 210 рубУтыс.км.

6. Наибольший социально-экономический ущерб от ДТП с участием легковых автомобилей связан с рулевым управлением- (порядка 275 тыс.руб/ДТП или 50 рубУтыс.км) и боковиной кузова (275 тыс.рубУДТП и 52 рубУтыс.км), а по видам ДТП - с фронтальным и боковым столкновениями.

7. Использование в конструкции легковых автомобилей комплекса современных средств обеспечения травмобезопасности только рулевых управлений (с учетом применения ремней безопасности и использования надувных подушек) позволит снизить социально-экономический ущерб от ДТП до 25%.

Основные положения диссертации отражены в следующих работах:

1. Батманов Э.З. Методы комплексной оценки пассивной безопасности автомобилей. Московский автомобильно-дорожный институт (государственный технический университет). - М.,2003г.-6с. Деп. в ВИНИТИ 30.10.2003г., № 1888-В2003.

2. Токарев А.А., Батманов Э.З. Методика интегральной оценки пассивной безопасности легковых автомобилей. Московский автомобильно-дорожный институт (государственный технический университет). - М.,2003г.-7с. Деп. в ВИНИТИ 30.10.2003г., № 1889-В2003.

3. Батманов Э.З. Усовершенствование системы сбора и анализа данных ДТП. Московский автомобильно-дорожный институт (государственный технический университет). - М.Д003г.-13с. Деп. в ВИНИТИ 30.10.2003г., № 1890-В2003.

Принято к исполнению 01/04/2004 Заказ № 109

Исполнено 05/04/2004 Тираж: 100 экз.

Объем 1 пл.

ООО «11-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 Москва, Балаклавский пр-т, 20-2-93 (095)318-40-68 www.autoiefeiat.ru

Р -78 OÄ

Введение.

Глава 1. Состояние проблемы, цель и задачи исследований

1.1. Анализ данных о ДТП.

1.2. Современные требования, регламентирующие пассивную безопасность.

1.2.1. Нормативные требования к пассивной безопасности легковых автомобилей.

1.3. Методы оценки пассивной безопасности легковых автомобилей.

1.4. Цель и задачи исследований.

Глава 2. Методические основы интегральной оценки пассивной безопасности легковых автомобилей.

2.1. Разработка показателей и методов оценки пассивной безопасности легковых автомобилей по данным ДТП.

2.1.1. Фронтальное столкновение.

2.1.2. Боковое столкновение.

2.1.3. Опрокидывание.

2.1.4. Наезд сзади.

2.2. Разработка методов определения начальных условий ДТП анализом их последствий.

2.3. Разработка системы сбора и анализа данных о ДТП.

2.4. Разработка метода интегральной оценки пассивной безопасности легковых автомобилей по данным ДТП.

2.4.1. Методы интегральной оценки. Общие положения.

2.4.2. Методика экспертной оценки факторов.

2.4.3. Расчетная интегральная оценка пассивной безопасности.

2.4.4. Разработка методики определения социально-экономического ущерба с учетом удельных показателей аварийности.

Глава 3. Исследования и интегральная оценка последствий ДТП в Республике Дагестан.

3.1. Исследование ДТП в характерных территориальных зонах.

3.2. Интегральная оценка ДТП в характерных территориальных зонах.

3.2.1. Оценка социально-экономического ущерба по источникам травмирования.

3.2.2. Оценка удельного ущерба по видам ДТП.

Актуальность темы. С годами автомобильный транспорт играет все большую роль в развитии экономики страны и в развитии всех других отраслей промышленности.

По видам автотранспортных средств (АТС) наиболее массовым является выпуск легковых автомобилей. Как следствие растет их парк, объем перевозок пассажиров, причем значительно быстрее, чем на других видах пассажирского автотранспорта. При общей численности автопарка в мире порядка 550 млн. единиц, примерно 80% составляют легковые автомобили. Отсюда вытекает и их удельный вес в автотранспортном потоке на дорогах всех стран. Причем во всех странах темпы роста производства и пополнения автомобильного парка значительно превышают темпы роста сети автомобильных дорог.

Однако следует отметить, что наряду с положительной ролью роста автопарка, имеют место и негативные последствия этой тенденции, связанные с процессом автомобилизации. К ним можно отнести загрязнение окружающей среды, вредной для здоровья людей, градостроительные проблемы, требующие расширения площадей для стоянки и движения автотранспорта, увеличение потребности в нефтепродуктах и т.п. К числу негативных последствий относится также рост ДТП, приводящий к увеличению числа погибших и травмированных людей, а также связанный с увеличением материального ущерба от ДТП.

С учетом сказанного становится очевидным, что проблема повышения безопасности выпускаемых легковых автомобилей имеет значительную социальную и экономическую значимость и является одной из важных проблем автомобилизации страны.

Интенсивность движения на дорогах непрерывно возрастает, вовлекая все большие массы людей и материальных средств, обустройство дорог существенно отстает в этом процессе.

Большую роль в этом процессе играют совершенство конструкции автомобилей и методы их испытаний, совершенство этих методов. Под пассивной безопасностью автомобилей понимают совокупность конструктивных средств, позволяющих избежать или снизить тяжесть травмирования участников движения при ДТП.

На безопасность движения влияет множество факторов и не только зависящих от конструкции автомобиля. В широком смысле - это система «человек - машина - среда» (ЧМС). При некотором ограничении — это система «человек - автомобиль - дорога - среда» (ЧАДС). При дальнейшей конкретизации системного подхода, можно перейти к системе «водитель — автомобиль - дорога - среда» (ВАДС). Но для отдельной личности, несмотря на его эрудицию, и такая система слишком широка и глубока. Поэтому мы не будем ставить перед собой решение сложной задачи исследовать всю систему ВАДС, а ограничимся лишь одной из ее составляющих - автомобилем; причем лишь в части методов его оценки пассивной безопасности. В важности решения такой задачи вряд ли у кого возникнут сомнения. В системе ВАДС все составляющие элементы важны. Например, анализ статистики ДТП показывает, что причинами ДТП в 5060% случаев является водитель; в 15-25% - автомобиль; в 25-35% - дорога; и в остальных — среда.

Казалось бы, по степени весомости, прежде всего надо бы заниматься водителем. Однако в силу слабой организации и оперативности водителем занимаются меньше всего. Система подготовки водителей через какие-то мелкие и частные структуры явно слаба; при этом почти полностью отсутствует в ней психологическая подготовка водителей, а она, пожалуй, одна из главных элементов подготовки водителя.

Дорожная составляющая более организованна, но слишком отстает от темпа роста парка автомобилей.

Составляющей среды занимаются тоже очень мало структур; обучение водителей в этом направлении явно недостаточно; специалисты в этой области в обучении водителей участвуют мало.

В результате из всей системы ВАДС наибольшее внимание уделяется одной составляющей - автомобилю. Все международные структуры ЕЭК ООН тоже занимаются, в основном, только безопасностью автомобиля.

В последнее время в этой области все большее внимание уделяется комплексному (системному) подходу, в частности, методам оценки безопасности автомобилей. Как считают специалисты такая стратегия может дать наибольший народно-хозяйственный эффект для страны. Нет сомнений, что повышение пассивной безопасности АТС и, в частности, легковых автомобилей, является одним из приоритетных направлений в общем комплексе задач и мер по повышению безопасности дорожного движения.

Отсутствие методов, позволяющих установить функциональную корреляцию между характеристиками технических устройств, применяемых в конструкции автомобиля для обеспечения пассивной безопасности, с частотой и тяжестью травмирования человека при ДТП не дает возможность оценить и ранжировать мероприятия по повышению пассивной безопасности по степени их влияния на снижение потерь при ДТП, а также принимать обоснованные решения о применении в России отдельных международных нормативов (Правил ЕЭК ООН), т.е. управлять уровнем безопасности автомобиля.

На современном этапе качественно меняются технические средства и системы управления дорожным движением, транспортные средства с точки зрения конструктивной безопасности) и многие виды обустройства автомобильных дорог. Рост автомобильного парка страны, наряду с положительным влиянием на экономику, ухудшает условия труда водителей из-за перенасыщения дорожно-уличной сети транспортными средствами или вызывает отрицательные социально-экономические последствия (ДТП, снижение скорости и т.п.). Такое противоречие можно разрешить, создав возможность комплексного подхода к оценке

Комплексный социально-экономический подход с учетом социально-экономического эффекта позволяет еще на стадии проектирования и разработок различных мероприятий предотвращать или минимизировать отдельные отрицательные социально-экономические последствия.

Одним из важнейших методических положений, которые следует учитывать при внедрении мероприятий по повышению пассивной безопасности автомобилей, является необходимость оценки и прогнозирования эффективности принимаемых решений. При этом оценка разработок должна соответствовать общепринятым положениям определения эффективности внедряемых мероприятий в народном хозяйстве.

Управление научно-техническим прогрессом (НТП), уточнение его направлений, очередность реализации программ, набор наилучших вариантов, определение масштабов производства и внедрение новой техники осуществляется на основе расчета экономического эффекта.

Народнохозяйственный эффект НТП определяется исходя из общих принципов расчета эффективности общественного производства.

При определении экономического эффекта основным является умение рассчитывать (прогнозировать) снижение народнохозяйственных потерь от ДТП при внедрении отдельного мероприятия по повышению безопасности. На решение вопросов, связанных с указанной проблемой, направлена и настоящая работа.

Внедрение комплекса мероприятий по модернизации выпускаемых моделей и разработка более безопасных автомобилей связаны в большей степени с конкурентной борьбой фирм за рынки сбыта, что в конечном итоге ведет к систематическому уменьшению количества ДТП и их тяжести. К сожалению, данное явление не относится к РФ, в которой, особенно в последние годы, отмечается значительный рост аварий и тяжести их последствий. Важное значение при внедрении мероприятий по повышению пассивной безопасности автотранспортных средств в условиях нашей страны при практически полном отсутствии конкуренции (ввиду постоянного неудовлетворения покупательского спроса на автомобили) и особенностях условий эксплуатации приобретает научное обоснование (оценка) технико-экономической эффективности предлагаемых мероприятий.

Таблица 1

Методы оценки пассивной безопасности автомобилей п/п Наименование метода Преимущества Недостатки

1. Полномасштабные испытания Комплексные исследования процессов ДТП Большая стоимость

2. Стендовые испытания Сравнительно небольшая стоимость Частичная имитация процесса ДТП

3. Моделирование (физическое, математическое) Возможность оценки неограниченного числа вариантов. Низкая стоимость Необходимость наличия точных характеристик объектов исследования.

4. Технико- экономический метод Комплексная оценка пассивной безопасности Частичная неопределенность условий ДТП.

В таблице 1 приведены используемые в настоящее время методы оценки пассивной безопасности автомобилей.

Как было указано выше, большие потенциальные возможности оценки и повышения пассивной безопасности имеет технико-экономический метод, базирующийся на углубленном анализе реальных ДТП.

Анализ ранее опубликованных научно-исследовательских работ и нормативных документов, как отечественных, так и зарубежных показал, что они содержат лишь рекомендации по совершенствованию отдельных агрегатов и систем автотранспортных средств и не могут быть применены для количественной технико-экономической оценки влияния безопасности конструкции (как в целом, так и по элементам) на тяжесть последствий ДТП.

В основу предлагаемого в настоящей работе комплекса методов положено определение (на базе сплошных углубленных данных о ДТП в отдельном регионе страны) количественных удельных показателей, характеризующих тяжесть травмирования водителей и пассажиров из-за отсутствия или неудовлетворительных защитных свойств отдельных элементов автомобиля.

Целью исследования является разработка и внедрение в практику обобщающих количественных методов интегральной оценки пассивной безопасности легковых автомобилей, позволяющих на стадиях разработки и эксплуатации автомобилей определять эффективность внедряемых и используемых средств повышения пассивной безопасности.

Объект и предмет исследования - пассивная безопасность легковых автомобилей.

Методы исследования базируются на системном и статистическом анализе, а также на использовании математического моделирования.

Научная новизна работы состоит:

- в разработке новых методов интегральной оценки пассивной безопасности легковых автомобилей с использованием многофакторного статистического анализа;

- в усовершенствовании способа сбора углубленных данных ДТП и способа определения начальных условий ДТП по их последствиям;

- в разработке методики определения социально-экономического ущерба от ДТП с учетом моделей автомобилей и факторов, влияющих на тяжесть травмирования водителей и пассажиров.

Практическая ценность работы состоит в применении разработанных новых методов оценки пассивной безопасности легковых автомобилей и элементов его конструкции, в выборе и оценке приоритетных эффективных мероприятий по повышению пассивной безопасности, а также при страховании АТС, с учетом их уровня безопасности, отработки конструкций образцов легковых автомобилей перед постановкой их на производство; в использовании зависимости скорости движения автомобиля в начальный момент фронтального столкновения от величины деформации автомобиля при ДТП.

Результаты проведенных исследований могут быть также использованы в учебном процессе в курсах «Безопасность транспортных средств» и «Экспертиза дорожно-транспортных происшествий».

Реализация работы. Результаты исследования внедрены в практическую деятельность Российской государственной страховой компании. Материалы исследований используются в учебном процессе Дагестанского государственного технического университета в г. Махачкала.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы доложены на ежегодных научно-методических конференциях МАДИ

ГТУ) в 2001-2003гт.; на кафедре «Организация и безопасность движения» в этот же период; отдельные разделы доложены на НТС УГИБДД МВД Республики Дагестан.

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в трех статьях.

1. Батманов Э.З. Методы комплексной оценки пассивной безопасности автомобилей. Московский автомобильно-дорожный институт (государственный технический университет). - М.,2003г.-6с. Деп. в ВИНИТИ 30.10.2003г., № 1888-В2003.

2. Токарев А.А., Батманов Э.З. Методика интегральной оценки пассивной безопасности легковых автомобилей. Московский автомобильно-дорожный институт (государственный технический университет). - М.,2003г.-7с. Деп. в ВИНИТИ 30.10.2003г., № 1889-В2003.

3. Батманов Э.З. Усовершенствование системы сбора и анализа данных ДТП. Московский автомобильно-дорожный институт (государственный технический университет). - М.,2003г.-13с. Деп. в ВИНИТИ 30.10.2003г., № 1890-В2003.

Структура и объем работы. Диссертация содержит введение, три главы, основные выводы и рекомендации; изложена на 174 страницах текста (компьютерный набор), включая 17 таблиц; 24 иллюстрации; список литературы из 112 наименований.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Рост числа пострадавших в ДТП показывает необходимость разработки и внедрения наиболее эффективных мероприятий по повышению пассивной безопасности автотранспортных средств, что требует разработки и использования обобщающих методов для их оценки.

2. Разработанная на основе изучения нормативных предписаний механизмов и причин травмирования водителей и пассажиров технология сбора и анализа углубленных данных о ДТП позволила применить интегральные методы для оценки пассивной безопасности легковых автомобилей.

3. Разработан расчетно-экспериментальный способ определения начальных условий ДТП по их последствиям, обеспечивающий расчетное определение изменения безопасной скорости AV легковых автомобилей при наиболее травмоопасном виде ДТП - фронтальном столкновении.

4. Разработанные методы интегральной оценки позволяют осуществлять совокупную оценку пассивной безопасности легковых автомобилей и определять влияние внедрения отдельных мероприятий на снижение социально-экономического ущерба в результате ДТП.

5. Низкий уровень пассивной безопасности легковых автомобилей приводит к высокому уровню социально-экономического ущерба от ДТП — более 1,1 млн. руб./ДТП или 210 руб./тыс.км.

6. Наибольший социально-экономический ущерб от ДТП с участием легковых автомобилей, связан с рулевым управлением (порядка 275 тыс.руб./ДТП или 50 руб./тыс.км) и боковиной кузова (275 тыс.руб./ДТП и 52 руб./тыс.км), а по видам ДТП - с фронтальным и боковым столкновениями. •

7. Использование в конструкции легковых автомобилей комплекса современных средств обеспечения травмобезопасности только рулевых управлений (с учетом применения водителями ремней безопасности, и использование надувных подушек) позволит снизить социально-экономический ущерб от ДТП до 25%.

1. Аксенов В.А., Попова Е.П., Дивочкин О.А. Экономическая эффективность рациональной организации дорожного движения.-М.: Транспорт, 1997.-128с.

2. Аксенов В.А. Технико-экономическое обоснование мероприятий, повышающих безопасность движения. -М.: Транспорт, 1974.

3. Афанасьев JI.JL, Дьяков А.Б., Иларионов В.А. Конструктивная безопасность автомобилей. -М: Машиностроение, 1983.-215с.

4. Амбарцумян В.В., Бабанин В.Н., Гуджоян О.П., Петридис А.В. Безопасность дорожного движения. -М.: Машиностроение, 1998.-304с.

5. Анализ и оценка состояния безопасности дорожного движения в Российской Федерации с 1995 по 2000год. -М.: НИИАТ, 2002.-168с.

6. Адлер Ю.П. и др. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. -М., 1976.-279с.

7. Андронов М.А., Гангус В.Е., Фридлянов В.Н. Проектирование рабочего места водителя автомобиля с учетом требований безопасности. В кн.: Конструкции автомобилей. Сб. статей. Вып. 4.-М.: НИИНавтопром, 1973.-3-14с.

8. Андронов М.А., Межевич Ф.Е., Фридлянов В.Н. Посадочный манекен и его параметры при проектировании автомобилей и испытании их на безопасность. В кн.: Автомобилестроение. Сб. статей. Вып. 2. -М.: НИИНавтопром, 1971.-25-31с.

9. Бабков В.Ф. Дорожные условия и безопасность движения. Учебник для вузов. -М.: Транспорт, 1993.-271с.

10. Бекасов В.А. Автотехническая экспертиза.-М.: Юридич. литература, 1967.-255C.

11. П.Будник B.J1. Исследование пассивной безопасности автомобилей статистическим методом. Дисс. канд. техн. наук.- М.,1979.

12. Бидинский K.JL, Рябчинский А.И. Безопасность при фронтальных столкновениях. Автомобильная промышленность. -1998.-С.30-32.

13. ДТП в России (2002г.). -М.: ГУ ГИБДД РФ, 2003г.-92с.

14. Зациорский В.М., Аруин А.С., Селуянов В.Н. Биомеханика двигательного аппарата человека.-М.: Физкультура и спорт, 1981.-141с.

15. Инструкция по учету потерь народного хозяйства от дорожно-транспортных происшествий при проектировании автомобильных дорог. Минавтодор РСФСР ВСН №-81. -М.: Транспорт, 1981.

16. Иларионов В.А. Экспертиза дорожно-транспортных происшествий. Учебник для вузов по спец. «Орг. дор. движения». -М.: Транспорт, 1989.-254с.

17. Иларионов В.А. Автотехническая экспертиза. -М.: Транспорт, 1989.-240с.

18. Иванов В.Н. Активная и пассивная безопасность автомобилей. -М.: «Высшая школа», 1874.

19. Комплект прейскурантов отпускных и рыночных цен на запасные части к автомобилям. -М.: НАМИ, 1997.

20. Коршаков И.К. Методика комплексной оценки последствий встречного столкновения легковых автомобилей. Дисс. на соиск. уч. степени канд. техн. наук. -М. 1974

21. Коршаков И.К. Автомобиль и пешеход: анализ механизма наезда. -М.: Транспорт, 1988.-144с

22. Коршаков И.К. Послеаварийная безопасность автомобиля. Учебное пособие.-М.: МАДИ, 1985

23. Коноплянко В.И. Организация и безопасность дорожного движения.- М.: Транспорт, 1998-235с.

24. Клинковштейн Г.И. Организация дорожного движения. Учебник для вузов. -М.: Транспорт, 1997.-240с.

25. Клинковштейн Г.И, Исследование пассивной безопасности автомобилей семейства «Москвич» методом анализа последствий ДТП: Отчет о НИР/МАДИ. Тема №645/02.- М., 1985.-43с.

26. Кирнарский А.И. Пассивная безопасность легковых автомобилей при боковых столкновениях. Дисс. на соиск. уч. степени канд. техн. наук.- М.: 1991.

27. Коновер Д., Вудсон У. Справочник по инженерной психологии для инженеров и художников конструкторов.- М.: Мир, 1968.-518с.

28. Контроль технического состояния автотранспортных средств по условиям безопасности: Методическое пособие. -М.: Изд.-во МАДИ, 2001.-42с.

29. Литвинова Т.А., Новоселов В.Т., Демьянова Р.П. Пользуетесь ли вы ремнями безопасности?. -М.: ВНИИБД МВД СССР, 1979.-32с.

30. Людин Н.А., Абдрашитова С.И. Способ регистрации транспортного происшествия: Пат. 2203507 Россия, МПК7 G 08 G 5/08, G 08 G1/04.

31. Методика оценки и расчета нормативов социально-экономического ущерба от ДТП (Р-03112199-0502-00). -М.: Трансконсалтинг, 2001.-43с.

32. Методика оценки стоимости поврежденных транспортных средств, стоимости их восстановления и ущерба от повреждения (Р-03112194-0377-98). -М.: Минтранс РФ, 1998.

33. Методика оценки остаточной стоимости транспортных средств с учетом технического состояния (Р-0311294-0376-98). -М.: Минтранс РФ, 1998.

34. Морозов С.И., Смирнов С.Л. Теоретические основы методики расследования дорожно-транспортных происшествий. Изв. вузов. Лес. ж. 2002, №2.-42-49с.

35. Немцов Ю.М., Майборода О.В. Эксплуатационные качества автомобиля, регламентированные требованиями безопасности движения. -М.: Транспорт, 1977.-144с.

36. Немцов Ю.М., Веселое А.И. Требования безопасности и развития конструкции легковых автомобилей. -М.: НИИНавтопром, 1973.-163с.

37. Немцов Ю.М., Межевич Ф.Е., Андронов М.А. Оценка безопасности конструкции автомобиля по результатам испытаний методом наезда сзади «Автомобильная промышленность», 1974, №11,-24-27с.

38. Правила ЕЭК ООН №11 «Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения транспортных средств в отношении замков и устройств крепления дверей».

39. Правила ЕЭК ООН №12 «Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения транспортных средств в отношении защиты водителя от удара о систему рулевого управления».

40. Правила ЕЭК ООН №14 «Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения транспортных средств в отношении приспособления для крепления ремней безопасности на легковых автомобилях».

41. Правила ЕЭК ООН №16 «Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения ремней безопасности и удерживающих систем для взрослых пассажиров и водителей механических транспортных средств».

42. Правила ЕЭК ООН №17 «Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения транспортных средств в отношении прочности сидений и их крепления».

43. Правила ЕЭК ООН №21 «Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения транспортных средств в отношении их внутреннего оборудования"

44. Правила ЕЭК ООН №25 «Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения подголовников, вмонтированных или не вмонтированных в сиденья транспортных средств».

45. Правила ЕЭК ООН №26 «Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения транспортных средств в отношении их наружных выступов».

46. Правила ЕЭК ООН №32 «Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения транспортных средств в отношении поведения их конструкции в случае удара сзади».

47. Правила ЕЭК ООН №33 «Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения транспортных средств в отношении поведения их конструкции в случае лобового столкновения».

48. Правила ЕЭК ООН №34 «Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения транспортных средств в отношении предотвращения опасности возникновения пожара».

49. Правила ЕЭК ООН №42 «Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения транспортных средств в отношении установки на них передних и задних защитных устройств (бамперы т.п.).

50. Правила ЕЭК ООН №43 «Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения безопасных стекол и стекловых материалов».

51. Правила ЕЭК ООН №44 «Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения удерживающих устройств для детей, находящихся в автотранспортных средствах (детские удерживающие устройства)».

52. Правила ЕЭК ООН №94 Защита водителя и пассажиров в случае фронтального столкновения.

53. Правила ЕЭК ООН №95 Защита водителя и пассажиров в случае бокового столкновения.

54. Правила дорожного движения Российской Федерации. Утверждены Постановлением Совета Министров-Правительства Российской Федерации от 23.10.93г. № 1090.

55. Попова Е.П., Трофимов В.М., Куликова О.В. Определение стоимости мероприятий по повышению безопасности дорожного движения: Учебное пособие. М.: Изд.-во МАДИ, 2001.-48с.

56. Приказ Министра транспорта Российской Федерации от 02.04.96г. № 22 «Об утверждении Формы учета дорожно-транспортных происшествий владельцами транспортных средств».

57. Постановление Правительства Российской Федерации от 29 июня 1995г. № 674.

58. Рябчинский А.И. Пассивная безопасность автомобиля.-М.: Машиностроение, 1983.-144с.

59. Рябчинский А.И. Механизм травмирования человека в автомобиле и биомеханика дорожно-транспортных происшествий. -Таллин: Валгус, 1979.-127с.

60. Рябчинский А.И., Иларионов В.А., Пчелин И.К., Кузнецов О.Г. Моделирование процесса наезда автомобиля на неподвижное препятствие. Сб. научных трудов НАМИ «Полигонные испытания, исследование и совершенствование автомобилей». -М.: 1987.-c.45-46.

61. Рябчинский А.И., Фотин Р.К., Стрельцова Т.Э. Основы сертификации автотранспортных средств/ Учебное пособие МАДИ. -М.,1994.-95с.

62. Рябчинский А.И. Международная регламентация безопасности конструкции транспортных средств/ Учебное пособие МАДИ. -М., 1989.-65с.

63. Рябчинский А.И., Кирнарский А.И. Экспериментальная оценка пассивной безопасности автомобилей при боковых столкновениях. Сб. науч. тр. МАДИ. -М.,-1990.- с.76-81.

64. Россия в цифрах. Краткий статистический сборник. Госкомстат РФ,-М.: 1997.

65. Российский статистический ежегодник. Госкомстат РФ. -М.: «Логос», 1996.

66. Ротенберг Р.В. Основы надежности систем «Водитель-автомобиль-дорога-среда». -М.: Машиностроение, 1986.-270с.

67. Справочник по безопасности дорожного движения «Обзор мероприятий по безопасности дорожного движения». Институт экономики транспорта. Осло/Копенгаген, 1996.-646с.

68. Сведения о дорожно-транспортных происшествиях по формам федерального статистического наблюдения, утв. постановлением Госкомстата России от 26.12.95,1997-2000гг.

69. Система сертификации механических транспортных средств и прицепов. -М.: Изд-во стандартов, 1997.-67с.

70. Сертификация. Принципы и практика/Пер. с англ. -М.:Изд-во стандартов, 1984.-100с.

71. Статистика дорожно-транспортных происшествий в Европе. ЕЭК ООН. Нью-Йорк, 1990-2002гт.

72. Статистика дорожно-транспортных происшествий в Европе и Северной Америке. Издание Организации Объединенных Наций, Нью-Йорк и Женева, 1996,19997,1998,1999,2000,2001.

73. Талецкий И.И., Чугаев B.JL, Щербинин Ю.Ф. Безопасность движения на автомобильном транспорте. —М.: Транспорт, 1988.-158с.

74. Токарев А.А. Новая концепция интегральной оценки безопасности автомобиля. Сб. науч. трудов МАДИ (ГТУ) «Актуальные проблемы транспортной политики. Наука и образование». -М., 2002.-С.84-93.

75. Транспортный комплекс России. Информационно-аналитический сборник. «Трансконсалтинг». -М., 2001.-208с.

76. Фотин Р.К. Методы экспериментального исследования и оценки безопасности легковых автомобилей при фронтальном столкновении. Дисс. канд. техн. наук.- М., 1979.

77. Хальфан Ю.А. Мероприятия, повышающие безопасность конструкции легкового автомобиля (пассивная безопасность). -М.: НИИНавтопром, 1972.-103с.

78. A study on safety evaluation indices of the full impact of car body. Ge Ru-hai, Liu Xing-rong. 2001. 22, №4.-c. 29-31.

79. Apparatus for protecting crew member of alitomobile when collision of side portion thereof occurs: Пат. 6206411 США, МПК7 В 60 R 21/22. Nissan Motor Co., Ltd, Sunabashiri Yukisada.

80. Байэтт P., Уотте P. Расследование дорожно-транспортных происшествий. -M.: Транспорт, 1983.

81. Enders V. Исследование процесса столкновений легковых автомобилей на моделях.- ATZ, 1968, №3.

82. Forte progression des accidents mortels. Sante pays Loire, 2002, №46.-16c.

83. Fohrzeugsicherheit hot sich erheblich verbessert. AMZ: Auto, Mot., Zubehor, 2002.90. №5, с. 112-113,6.

84. Fleiss J.L.: "Statistical Methods for Rates and Proportions", pp. 64-67. John Wiley Sons, New York, 1991.

85. Hack G. Исследования последствий столкновений транспортных средств. Auto, Mot. and Sport.-1999.-№9.-c. 102-107.

86. Hack G. Испытание автомобилей на столкновения с неподвижным препятствием. Auto, Mot. and Sport.-199.-№ 14.-е. 36-42.

87. Hack G. Моделирование столкновений. Auto, Mot. and Sport.-1998.-№22.-c. 60.

88. Kahane C.J., Clark C.C.: "Evaluation of Child Safety Seats Based on Sled tests". Proc. 31 st Stapp Car Crash Conf., SAE Tech. Paper №872210, 1987.

89. Korner J.: "A method for evaluating occupant protection by correlating accident data with laboratory". SAE Tech. Pap. Ser.-1989.-N 890747. c. 13-27.

90. Korner J., Nilsson M.: "Volvo Side Impact Testing". 10 th International Technical Conference on Experimental Safety Vehicles, Oxford, 1989.

91. Moor D.F. Minimization of Occupant Injury by Optimum Front End Design - SAE Paper 700416., 1970.

92. Моррис Д., Коллинз Д. Анализ дорожно-транспортных происшествий. Пер. с англ. Марголиса М.Я. -М.: Транспорт, 1971.-128с

93. Mills P.J.: "The Probability of Injury to Car Occupants in Frontal and

94. Side Impacts". Proc. 28 th Stapp Car Crash Conf., SAE Tech. Paper841652, 1984.

95. Morgan R. M.: "Side Impact The Biofidelity of NTSA Proposed ATD and Efficacy of TTI ". Proc. 30 th Stapp Car Crash Conf., SAE Tech. Paper №861877, 1986.

96. Muller G.-F., Schmidt В. Безопасность транспортных средств и их ремонт после ДТП. Automobiltechn Z.- 1999.-101, №9.- с. 690-692, 694, 696, 698,700, 702.

97. Rcunolds D. The cost of road accidents. "Road Research Laboratory", № 9, 1979.

98. Schenk J., Haderer G. Kollisionsschutzvorrichtung for des Schutz heraus regender Fahrzeugteile. Заявка 198081881 Германия, МПК6 В 60 R21/34. №198081881.

99. Stolinski R. A new look at side impact protection. SAE Australasia.-1999.-59, №2.-c. 29-30.

100. Strother C. "Design of Steering Columns for Passive Restraint Applications". Proc. 7 th Int. Tech. Conf. On Experimental Safety Vehicles, Paris, 1979.

101. Viano D.C.: "Evaluation of the Benefit of Energy Absorbing Material in Side Impact Protection" (Part 1, 11). Proc. 31 st Stapp Car Crash Conf., SAE Tech. Paper №872212-872213, 1987.

102. Vehicle collision damage reduction systems: Пат. 6463372 США, МПК7 В 60 R 22/48, D 60 R 22/46. Takata Corp., Yokota Keishi, Fuji Hiroaki, Aoki Hiroshi.

103. Verkehrusnfallforsschung an der TUDresden. Automobiltechn Z.-1999.-104, №10.- c.745.

104. Weber Kathleen. Crash protection for child passengers. UMTRI Res. Rev. 2000. 31, №3, c.1-32.

105. Wech V., Ostmann В. Результаты экспериментов, имитирующих лобовое столкновение автомобилей. Automobiltechn Z.- 1999.-101, №5.- с. 344-349.

106. Wessels G.F., Dalum J.T. Impact characterizing deployment control method for an automotive restraint system: Пат. 5964817 США, МПК6 В 60 R 21/00. №5964817.1. УТВЕРЖДАЮ1. СОГЛАСОВАНО^ » Of 2004 г.1. АКТ

107. Шщрения в учебный процесс специальности 240400 (Организация и безопасность движения) Дагестанского государственного технического университета материалов научно-исследовательской работы «Интегральная оценка пассивной безопасности легковых автомобилей».

108. Данная научно-исследовательская работа выполнялась Батмановым Э.З. на кафедре «Организация и безопасность движения» Московского автомобильно-дорожного института (ГТУ) в рамках своего диссертационного исследования

109. Разработанные Батмановым Э.З. обобщающие количественные методы интегральной оценки пассивной безопасности легковых автомобилей имеют научную новизну и большую практическую ценность.