автореферат диссертации по транспорту, 05.22.10, диссертация на тему:Методические основы экологической оценки автобусного маршрута в городах

од

На правах рукописи

ВОРОБЬЕВ Игорь Всеволодович

МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ АВТОБУСНОГО МАРШРУТА В ГОРОДАХ

05.22.10 - Эксплуатация автомобильного транспорта

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 1996

Работа выполнена на кафедре "Эксплуатация автомобильного транспорта" Московского государственного автомобильно-дорожного института (технического университета). ■

Научный руководитель - кандидат технических наук.

доцент МАКСИМОВ В. А- .

Официальные оппоненты - доктор технических наук,

профессор КОРЧАГИН В. А.

кандидат технических наук, БИРЮКОВ С.П,

Ведущая организация - ГП "Мострансавто"

Защита' состоится " /Ф'СЯУ^ 1996 Г- в часов на

заседании диссертационного совета К 053.30,09 ВАК России при Московском государственном автомобильно-дорожном институте (техническом университете) по адресу: 125829, ГСП-47, Москва, А-319, Ленинградский проспект, ■ 64, ауд. ■ 42.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах с подписью, заверенной печатью организации, просим направлять в адрес диссертационного совета. ^ —-

Автореферат разослан "Г*" ддв г.

Телефон для справок 155-03-28.

Ученый секретарь

диссертационного совета

кандидат технических, наук,

доцент ВЛАСОВ В.М..

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Снижение вредного влияния автомобильно--" •го транспорта на окружающую среду, особенно В'больших городах и густонаселенных центрах - задача первостепенной важности. Природоохранная деятельность. на транспорте' требует наличия серьезной нормативно-правовой базы, регламентирующей деятельность и взаимоотношения участников перевозочного процесса. В частности, необходимы методики, позволяющие определять и нормировать выбросы вредных веществ для различных предприятий автомобильного транспорта, размеры выплат за ущерб, наносимый окружающей среде и т.д.

Определяемые для автобусных парков выбросы вредных веществ от передвижных источников недостаточно полно учитывают переменный характер транспортных условий и условий движения на автобусных маршрутах. Хотя специфика работы линейных автобусов (практически постоянные маршруты движения,, закрепление подвижного состава за конкретным маршрутом, расписание движения и наличие предписанных им остановок и т.д.) дает возможность установить дифференцированные нормы вредных выбросов на маршруте.

Решение проблемы определения количества выбросов вредных веществ на каждом маршруте в зависимости от параметров трассы.движения городского автобуса и их нормирование позволит к тому же обоснованно рассчитывать экологические выплаты, вводить льготную систему налогообложения для предприятий, работающих в области улучшения экологии.

Целью диссертационной работы является повышение эффективности функционирования пассажирских автобусных предприятий путем определения и снижения выбросов вредных веществ в массовом, приведенном и стоимостном выражении. *

Объектом исследования являются городские маршрутные автобусы и выбрасываемые ими в окружающую среду нормируемые вредные вещества.

Научная новизна работы заключается в следующем: предложен методический подход к определению экологической безопасности автобусного маршрута;

установлены основные факторы, влияющие на экологическую безопасность автобусного маршрута; '

получены математические модели для псмаршрутного определения

количества выбрасываемой в атмосферу резиновой и асбестовой пыли для Икарус-280 и ЛиАЗ-677 в зависимости от условий эксплуатации;

разработана ыетодика определения норм выбросов вредных веществ на городских автобусных маршрутах; . . .

разработана методика определения фактических (плановых) выбросов вредных веществ городскими.автобусами при движении по маршруту в массовом и стоимостном выражении; . ■ \

разработана методика определения размеров экологических выплат за выбрасываемые в окружающую среду вредные вещества городскими маршрутными автобусами.

Практическая ценность работы заключается в возможности применения разработанных методик в автобусных предприятиях и управлениях городского пассажирского транспорта с целью определения количества выбрасываемых в атмосферу вредных веществ передвижными источниками и расчета экологических платежей за ущерб, наносимый ими окружающей среде.

Реализация результатов работы. Разработанные "Методики ..." и основные результаты исследований внедрены в ГК "Мосгортранс" и приняты для внедрения в. "Транспортно-экологической программе Юго-Восточного административного округа г.Москвы".

Апробация работы. Основные результаты исследований доложены, -обсуждены и одобрены на 52-ой, 53-ей и 54-ой научно-методических и научно-исследовательских конференциях МАДИ (ТУ) (1994-1996 г.).

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано шесть печатных работ и два отчета о научно-исследовательской работе.

На защиту выносятся:

методический подход к определению экологической безопасности автобусного маршрута;

математические модели выбросов продуктов износа протектора шин и фрикционных накладок тормозных колодок-автобусов Икарус-280 и ЛиАЗ-67? в зависимости от условий эксплуатации на маршруте;

методика определения, норм выбросов вредных веществ на городских автобусных маршрутах;

методика определения фактических (плановых) выбросов_ вредных веществ городскими автобусами при движении по маршруту в массовом и стоимостном выражении;

методика определения размеров экологических выплат за выбра-

сываемые в окрулающую среду вредные вещества городскими маршрут ■ ньши автобусами.

Ртруитуьа и объеы работы. Диссертационная работа состоит я,, введения, четырехглав, выводов, списка литературы и приложений. Объем диссертации составляет 190 страниц, в том числе 142 страницы машинописного текста, 17 таблиц, 31 рисунок списка литератур' из 124 наименований и 9 приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность^ цель исследования, рас -, рывается научная .ювизьз и практическая ценность работы, излаг... ется общая харак- ,-ристича работы и основные положения, выносимы-, на. защиту.

S первой гл- зе дае гея описание особенностей эксплуатации гч ■ родских маршрутам автоЗусов в г.Москве, анализируются существующие методы опредь пения токсичности отработавших газов транспортных средств, a tí. оке даится обзор методик по определению платы оь экологический ущерб, наносимый окружающей среде автомобилями.

Установлено, что количество загрязняющих окружающую срелу вредных выбросов автобусов с отработавшими газами зависит от параметров трассы м ршрута автобуса и должно определяться в зависимости от условий. жсплус1тации, которые характеризуют режимы движения городского автобуса и определяют сложность маршрута.

При этом по; сложностью автобусного маршрута понимается со -вокупное действие факторов, определяющих интенсивность использования подвижного состава на маршруте (скорость, среднесуточный пробег, время в -¡гряде, коэффициент использования.пассажировмес -тимости), парамет- ы самого маршрута (число технологических остановок, перекрестков, -светофоров, состояние дорожного покрытия, наличие и величина спусков и подъемов и т.д.), транспортные уело вия и условия дви;- эния на маршруте.

Существующие аналитические методы определения количеств, выбрасываемых вре,. ных вецестз достаточно громоздки. Чтобц вое пользоваться ими, необходимо знать.скоростной и нагрузочный pea» • мы двигателя авто; /са, для этого нужно и»8ть хорошее приборы,, обеспечение, позь зляющес получить- интересующие характеристик-движения на маршру ¡,e. Уч1 тывая, что автобусные парки города Мои!

ьы оснащены, в основной, двумя типами подвижного состава - Ли-АЗ-677 и Икарус-280 и приобретаются такке -автобусы марки МегБе-йез-Вепг, то придется снимать показания на двух либо трех типах автобусов. Вследствие того, что в городе около 500 . автобусных маршрутов, то данный процесс исследований и получения достоверной информации займет много времени и окажемся нерациональным.

Для целей планирования при определении ''массовых выбросов токсичных веществ автобусом в эксплуатации с учетом конкретных условий движения наиболее приемли»™ является расчетный способ с использованием токсических характеристик двигателя. Однако при этом недостаточно объективно оценивается -фактический выброс вредных веществ, так как. не учитываются: структура .транспортных потоков, режимы движения автомобилей, степень загрузки транспортного средства, конструктивные особенности и техническое состояние подвижного состава, его возраст, сезонность и т.д.

Если рассматривать методы определения токсичности отработавших газов применительно к городским автобусам, то следует учитывать особенности их эксплуатации, . которые рассмотрим на примере г. Москвы.

Результаты обследования автобусной маршрутной сети г. Москвы представлены_ в табл. 1.. . ...

Таблица 1

Удельные значения параметров .трасс маршрутов движения городских автобусов

Светофоры, шт/км Повороты, шт/км Остановки шт/км Переключения передач шт/км Знак "Уступи дорогу" шт/км Плотность потока ав-тотрансп. ант/100 м Пассажиров на перегоне чел. • Скор, сообщения, км/ч

0.05 . 4.32 0.20 . 2. 52 0.73 . 3.71 5.76 . 25.32 0 .. О. 76 0.50 .. П. 50 М , 115 12.9 . 27.4

Кроме токсичных компонентов отработавших газов на окружающую среду оказывают влияние и другие продукты эксплуатации маршрутных автобусов: продукты износа протектора шин и фрикционных материалов тормозных колодок.. Кроме этого, на количество ■ выбросов вредных веществ оказывает влияние техническое состояние и пробег автобуса с начала эксплуатации, температура окружающей среды.

Обзор литературных.материалов и проведенные автором экспери-

ментальные исследования позволяет выявить основные факторы, влияющие на износ шин и фрикционных накладок и выброс резиновой и асбестовой пыли в атмосферу, а также оценить агрессивность этих веществ. ■ •

Таким образом, для определения ущерба, наносимого окружающей 'среде городскими маршрутными автобусами, необходимо:

. более полно учитывать выбрасываемые в атмосферу вредные вещества;

расчет вредных выбросов от автобусов проводить дифференцированно с учетом класса автобуса, срока его эксплуатации и технического состояния, вида "и качества применяемого топлива, скорости движения, коэффициента использования пасс&жировместимости, среднего расстояния между остановками и других эксплуатационных факторов, определяющих сложность маршрута движения городского автобуса;

чтобы методы контроля за выделением вредных веществ в условиях эксплуатации базировались на единых принципах для всех автобусных парков города и объективно отражали сложившуюся ситуацию;

при расчете платы за ущерб, наносимый окружающей среде, стимулировать автотранспортные предприятия за. поддержание массы вредных выбросов с отработавшими газами согласно требованиям действующих отечественных стандартов и европейским нормам EURO I, EURO II и перспективным EURO III.

В соответствии с поставленной целью и проведенного анализа определены следующие задачи теоретических и экспериментальных исследований:

1. Провести анализ условий эксплуатации' автобусов с точки зрения экологической безопасности маршрутов с применением системного подхода.

2. Выявить факторы, которые в значительной мере определяют сложность маршрута движения и влияют на величину выбросов окиси углерода (СО), углеводородов'(CnHm), окислов азота (N0,). двуокиси серы (S02), сажи, соединений свинца, резиновой и асбестовой пыли в атмосферу.

3. Построить математические модели изменения массы выбросов резиновой и асбестовой пыли в зависимости от условий эксплуатации ка маршруте движения автобуса.

4. Разработать методику определения норм выбросов вредных

веществ на городских автобусных маршрутах.

5. Разработать методику определения фактических (плановых) выбросов вредных веществ городскими автобусами при движении по маршруту в массовом и стоимостном выражении.

6. Разработать методику определения размеров экологических выплат за выбрасываемые в окружающую среду вредные вещества городскими маршрутными автобусами. х\

Во второй главе в соответствии с общей методикой исследований проводится изучение условий эксплуатации линейных автобусов, определяется влияние параметров трассы движения автобуса на количество выбросов вредных веществ и разрабатывается методика расчета общего экологического ущерба от движения автобуса по маршруту в массовом (абсолютном), приведенном и стоимостном выражении.

В качестве основных параметров при определении экологических характеристик автобусного маршрута рассматривается, коэффициент использования пробега, пробег автобуса с"начала эксплуатации и его техническое состояние, температура окружающего воздуха, плотность транспортного потока на маршруте, удельное количество технологических остановок, светофоров и поворотов на маршруте, среднее расстояние между остановками, коэффициент использования пас-сажировместимости, скорость сообщения. - •

Подробное обследование автобусных маршрутов г.Москвы позволило установить, что условия эксплуатации городских автобусов на разных маршрутах сильно отличаются (табл.1). Поэтому оценка вредных выбросов автобусами должна осуществляется с учетом особенностей маршрута, которые поддаются описаний.

Фактические выбросы вредных веществ городскими автобусами при движении по маршруту определяются по каждой марке .(модели) автобуса.

В основу заложен расчетный метод.

Общая масса выбрасываемых вредных веществ автобусом 1-ой марки при движении по j-му маршруту (ytj) определяется по формуле:

У| 1 =Усо t j и +Wu +ус, j +Урь 1 s п i j +Уд i з (D

где yC0;j- масса выбросог окиси углерода при движении автобуса 1-ой марки по j-ыу маршруту;

Усн,.- масса выбросов углеводородов при движении автобуса

].-ой марки по з-му маршруту;

У,)0хп- масса выбросов окислов азота при движении автобуса 1-пй марки по з-ыу маршруту;

. . - Ус¡г" масса выбросов сажи (при их наличии) при движении автобуса 1-ой марки по з-му маршруту;

Урыз" масса выбросов соединений свинца (при их наличии) при движении автобуса 1-ой марки по з'-му маршруту;

У302 и- масса выбросов диоксида серы при движении автобуса 1-ой марки по з-му маршруту;

У^2 ^- масса -выброссв продуктов износа протектора шин при движении автобуса' 1-ой марки по з-му. маршруту;

УА! ] - масса выброссв продуктов износа фрикционных накладок тормозных коле док (асбеста) при движении автобуса 1-ой марки по з-му маршруту.

Причем количество окиси углерода, углеводородов и окислов азота определяется путем суммирования выбросов перечисленных токсичных компонентов с отработавшими и картерньш газами:

о г к г

Усо 13 = ] + ^с 01) • (2)

УСН и = УСН1 ] + УСН1) • (3)

., „О Г Г • ,

унох 1: - ^N011 4 'N01 ] • ^

где Усои • усн; ] масса выбросов с отработавшими газами СО.

СпНт и N0^ соответственно при движении автобуса "1-ой марки по ¿'-му маршруту;

К Г К Г К Г "

^со 1} - усн 11' 1 ] ~ масса выбросов ' с картерными газами СО, СпНт и М0Х соответственно при движении автобуса 1-ой марки по ]-му маршруту.

Для получения объективной оценки фактического загрязнени.-; окружающей среда линейными автобусами, марируга которых проходя/'' по магистралям различного'типа с неодинаковыми - условиями движения, значения удельных псэбеговых выбросов с отработавшими гпз^ корректируются с учетом условий эксплуатации на автобусной марш руте при помощи поправочных коэффициентов.

Наполнение салона определяет нагрузочный режим работы двигателя автобуса, поэтому количество отработавших газов в зависимости от режима движения корректируется поправочными коэффициентами К, и Кг'. Они учитывают изменение пассажировместимости и 'нулевые пробеги автобуса.

Поправочный коэффициент К3 учитывает изменение количества отработавших газов в зависимости от скорости сообщения на автобусном1 маршруте.

Изменение количества отработавших газов с учетом пробега автобуса (наработки в км с начала эксплуатации) учитывается коэффициентом К4. ч

Коэффициент К5 учитывает влияние технического состояния автобуса, прежде всего фактического состояния топливной аппаратуры и электрооборудования, на содержание токсичных компонентов в отработавших газах.

Коэффициент учитывает температуру окружающего воздуха.

УС0п = С°Н| -К1С0 ^2 СО 'Кзсо "К4С0 '^500 '^бСО ' 1} , (5)

уснп = СнН| 'К1СН "К2СН 'КЗСН 'К4СН ' ^СИ '^бСН (6)

О х 11 - =. Е 1 'Кцю. '^N0 '$31)0 "^4К0 '^N0 '^N0 (?)

УС1) = С 1 '*Чс "К2С 'Кзс "К4С 'КбС •11. (8)

Урьи - РЬК, Ч, -КРЬ), (9)

У5021) = 802н1 ' 13 'Кз02^, (10)

где С0Я [, СНн,, И0Г н,, С1' [, РЬа,, 302 в, - удельные пробеговые выбросы : токсичных компонентов отработавших . газов 1-ой моделью ■' | автобуса, "полученные в эталонных (стандартных) условиях,

г/км; ...

^ К2. Кт, {{4, К5, Кд - коэффициенты корректирования выбросов токсичных компонентов к реальным условиям- эксплуатации, : отражающие изменения пассажировместимости. нулевых про; бегов, скорости, сообщения, пробега автобуса с начала ' эксплуатации, технического состояния, автобуса и температуры окружающего воздуха соответствен .о; * ' ' " - протяженность 3-го маршрута; Кр^.К5021 " коэффициенты корректирования выбросов соединений свинца и диоксида серы, определяемые ро формуле:

- и -

К?Ьз = НМ13 / Н,, (11)

где Нм, 1 - дифференцированная норма расхода топлива 1-ой модели автобуса на ¿-ом маршруте, л/100 км;

Н|- линейная норма расхода топлива 1-ой моделью автобуса, (для ЛиАЗ-677 - 54.0 л/100 км. для Икарус-280 -42.0 л/100 км).

Масса выбросов с каргерными газами корректируется при помощи коэффициента отражающего изменение количества картерных газов от наработки двигателя автобуса:

Усо = 0.05 -С0Н ' . (12)

. Усн = О.ОЭ 'СНЕ ' (13)

уЦо - 0.02 "N0" •!([. ■11. (14)

где 0. 05, 0.09, 0.02 - отражают объем данного компонента относительно его объема в отработавших газах.

Масса выбросов продуктов износа шин и фрикционных материалов при движении автобуса 1-ой марки по л-му маршруту:

- - Уши - ■ ' ■• (15)

УИ1 = 0.5 А", ' . (16)

где ШнI. А"1 - нормативные значения выбросов соответственно резиновой и асбестовой шли при движении автобуса 1-ой марки по Ущ маршруту, г/юл;

0.5 - корректировочный коэффициент, на который необходимо умножить общую массу выбрасываемой в окружающую среду асбестовой пыли, так как по литературным источникам фрикционные накладки тормозных устройств автомобильного транспорта содержат до 50% асбеста (хризотила).

Плата за наносимый автобусами окружающей среде вред рассчитывается после приведения к единой величине полученных массовых выбросов,с учетом их агрессивности относительно окиси углерода:

V **

X.

П^И = Ксс 'УС01Г + КСЙ 'Усни + '^МОп + ^С '^Си + + к?ь -УРЬ11 4 К302 -У502и + Ки -УИи + Кд -УАП, (17)

где Ксо.Кск.Кло.Кс.Крь.Кзог.Кщ.Кд - коэффициенты приведения для СО, СПН„, И01, сажи, соединений свинца, двуокиси серы, продуктов износа шин и фрикционных материалов соответственно.

Размер платы к-го предприятия'за 1-й период (Пк1) за ущерб, наносимый передвижными источниками:'

.П^-А'Ца. 4 (18)

где А - норматив платы за выбросы в атмосферу вредных веществ, руб/усл.т;

Мк1- приведенный лимит выброса загрязняющих веществ к-м предприятием в атмосферный воздух за Ь-й период, усл. т/период:

-1 1

Мк1= Г Е . Е (ПУ1з ^¡)/1000, (19)

¡-1

где Г - количество дней в расчетном периоде;

Е, - количество рейсов, совершенных за день автобусами 1-й марки;

] - количество маршрутов, обслуживаемых автобусным парком.

В случае выявления автобусов, токсичность и дымность которых не соответствует действующим стандартам, предприятия облагаются штрафом с пятикратным увеличением суммы платежа пропорционально доле таких автобусов.

В третьей главе представлены общая и частные методики проведения экспериментальных, исследований, которые проводились с целью сбора статистического материала для получения характеристик гог. родских автобусных маршрутов и выявления их особенностей., а танке 1 исследования влияния параметров трассы движения на количество выбрасываемых в атмосферу токсичных компонентов отработавших и картерных газов. * на величину износа протектора шин и фрикционных накладок тормозных колодок и выбрасываемой в окружающую среду резиновой и асбестовой пыли. Кроме этого во 2-ом автобусном парке был проведен контроль, соотвегсгзия токсичности и данности отработавших газов автобусов требованиям ГОСТа и произведена оценка влияния технического состояния и наработки двигатель.! автобусов

на токсичность и дымность ОГ.

Детальное обследование маршрутной сети города осуществлялось путем непосредственного визуального исследования параметров трассы каждого маршрута и опроса водителей. Всего было обследовано 443 автобусных маршрута. Часть информации была получена' в отделах автобусных парков.

Необходимым условием объективной оценки условий эксплуатации на автобусном маршруте является соответствие фактического количества автобусов на обследуемом маршруте их плановому выпуску.

По полученным экспериментальным данным рассчитываются средние значения эксплуатационных параметров: средний коэффициент наполнения салона, удельное количество; технологических.остановок, светофоров, поворотов, нерегулируемых перекрестков на маршруте, плотность автотранспортного потока и т. д.

Основной задачей эксперимента по определению влияния условий эксплуатации на автобусном маршруте на количество выбрасываемой в атмосферу резиновой и асбестовой пыли является обработка полученных экспериментальных данных с целью построения интересующих зависимостей.

Объем выборки для получения достоверного материала по величине износа протектора шин и фрикционных накладок определялся по стандартным методикам:

t2 б2 N

п = —^-, (20)

Ш + Г5

где I - нормированное отклонение, определяется доверительной вероятностью Р;

N - объем генеральной совокупности;

Д - абсолютная предельная ошибка;

б - среднее квадратическое отклонение в генеральной совокупности;

Дт

8--. (21)

6

где

Необходимый и достаточный объем выборки составил: по выбросам в окружающую среду резиновой пыли - 13 колес для Икаруса и. 8, колес для ЛиАЗа по каждому городскому маршруту.;

по выбросам в атмосферу асбестовой пыли - 32 наблюдения для Икаруса и 28 наблюдений для ЛиАЗа.

Экспериментальные исследования проводились в автобусных парках г.Москвы. В процессе этих исследований в течение двухлетнего периода был проведен пассивный эксперимент по определению величины износа протектора серийных шин 280*508Р (ЛиАЗ-677) модели БЦЙ-185 и 300*508Р (Икарус-280) модели И-111АМ Нижнекамского завода и : фрикционных накладок на автобусах, закрепленных за конкретными маршрутами. Обработка результатов наблюдений проводилась по стандартным методикам.

Всего было проведено 424 наблюдения для колес Икарус-280 и 136 - для колес ЛиАЗ-677. ' Фактический объем выборки по величине износа тормозных накладок составил составил 88 и 54 наблюдения соответственно для Икаруса и ЛиАЗа.

При проверке токсичности отработавших газов было установлено, что из 35 автобусов Икарус 93.3% превышает норму дыыности на режиме свободного ускорения и 46.7% - на режиме максимальных оборотов- коленчатого-вала-двигателя.- Из 48 ЛиАЗов норму-выбросов СО на холостом ходу превышает 62.8%, нормативным значениям выбросов СПН-, на холостом ходу удовлетворяют все проверенные автобусы.

В результате обработки данных экспериментальных исследований были получены коэффициенты корректирования содержания СО, СпНт и сажи в отработавших газах автобусов в связи с изменением технического состояния и наработки двигателя.

В четвертой главе обобщены результаты проведенных экспериментальных и теоретических исследований, представлены" математические модели выбросов резиновой и асбестовой пыли в зависимости от условий эксплуатации на автобусном маршруте, описаны основные факторы, определяющие количество вредных выбросов на автобусном маршруте, сформированы и 'разработаны мероприятия по сокращению экологического ущерба от маршрутных автобусов._

В результате обработки экспериментальных дачных были построены однофакторные математические модели выбросов резиновой и асбестовой пыли с автобусов Икарус-280 и ЛиАЗ-677.5

Статистические связи экспериментальных данных устанавлива-

лись с помощью математического аппарата корреляционного анализа. Для определения коэффициентов математических моделей использовался основной инструмент регрессионного анализа - метод наименьших квадратов.

Анализ одмофакторнмх математических недолей и проведение множественного корреляционно-регрессионного лилл.нлд дает возможность построить ииогофаитцлши модели количества выбрасываемой в г/км резиновой (Ш"„, Ш'.,) и асбестовой (А"„, А'\.:) пыли для различных марок автобусов. Для ЛиАЗ-677:

Ш"д = к (108. 3-18.01ср+0. 11+10.ОгГ)/1000, (22)

А"л = (112. 4-23.41цр+169.Ш/1000. . (23)

где к - количество колес у автобуса;

1ср- среднее расстояние между остановками, км; х

I - плотность автотранспортного потока, авт/100 м;

_____ _У_г_козффициент использования пассажировместимости.__________

Согласно коэффициентам детерминации Ий=0.63 для первой модели и 0. 58 - для второй и ^распределению Стыодента можно говорить о достаточной точности построенных моделей, а также о том, что полученные уравнения регрессии адекватно описывают исследуемый процесс.

Анализ структуры математических моделей позволил количественно оценить влияние каждого фактора (рис.1 и 2) и выявить вес наиболее значимых из них, в частности:

по выбросам резиновой, пыли - среднее расстояние между остановками (58.3% для Икаруса и 63. 6% для ЛиАЗа);

по выбросам асбестовой пыли - коэффициент использования вместимости (64. 4% для Икаруса и 86.3% для ЛиАЗа)'.

В качестве практических материалов по результатам исследований разработаны: "Методика определения норм выбросов вредных веществ на городских автобусных маршрутах" и "Методика определения фактических (плановых) ■ шбросов вредных веществ городскими автобусами при движении по маршруту, в массовом и стоимостном выражении", данй рекомендации по их использованию,' сформированы и разработаны мероприятия по сокращению экологического ущерба от автобусов.

Рис.1. Диаграмма составлявших выбросов резиновой пыли: а) с Икарус-280, б) с ЛиАЗ-677.

Рис.2. Диагоапиа составляющих выбросов асбестовой пыли: а) с Икарус-280, б) с ЛиАЗ-677.

Реализация "Методик ..." состоит на практике из нескольких этапов. Алгоритм представлен на рис.3.

Первый этап включает в себя определение плановых значений нормативов каличосл .¿а вредных выбросов на автобусном маршруте.

Маршрутные нормы выбросов вредных веществ определяются для различных марок подвижного состава с учетом параметров трассы движения. Нормативные коэффициенты корректирования ^... К6 и ^ количества токсичных выбросов принимаются следующим образом.

Коэффициент К - при ¡(=0.8, что является номинальной загрузкой салона автобуса (80 пассажиров для ЛиАЗ-677, 115 - для Икарус-280, 139 - для Икарус-283);

Коэффициент К- - исходя из отношения нулевых пробегов па

Рис.3. Алгоритм реализации "Методик .. : "

маршруте к общему пробегу всех автобусов на этом же маршруте.

Коэффициент К3 - при скорости Ус =27.6 юл/ч для ЛиАЗ-677 и Ус= 26.3 юл/ч для Икарус-280 (согласно ГОСТ 20306-90).

Коэффициент К4 - при наработке двигателя I = 80 тыс. км.-

Коэффициент К5 принимается равным 1.0.

Коэффициент К^ принимается в зависимости от среднемесячной температуры воздуха {согласно данным многолетних наблюдений Гидрометцентра) .

Коэффициент ^ - при нормативной наработке двигателя Ь. = 80 тыс. км.

Второй этап включает в себя определение фактических индивидуальных (помашинных) выбросов вредных веществ "для конкретного автобуса с учетом параметров трассы маршрута, за которым закреплен автобус, наработки двигателя и его технического состояния.

Расчет индивидуальных выбросов вредных веществ проводится >на основании данных технического отдела, данных отдела эксплуатации и результатов обследования городской маршрутной сети аналогично расчету ыарирутных норм с использованием поправочных коэффициентов.

На третьем этапе в случае, когда индивидуальные выбросы вредных веществ определенным автобусом, закрепленным за конкретным маршрутом, превышают маршрутную норму вредных"выбросов, инже-' нерно-техническая служба автобусного парка должна принимать соответствующее решение по данному автобусу: закрепить автобус за другим маршрутом, на котором индивидуальное количество выбросов вредных веществ данного транспортного средства меньше маршрутной нормы; установить в систему выпуска отработавших газов каталитический нейтрализатор либо.сажеуловитель; направить автобус в зону ТО и ремонта для проведения контрольно-диагностических.и регулировочных работ и т.д.

Определение количества выбросав вредных веществ производится в следующих случаях:

- для расчета суш экологических платежей за ущерб, наносимый окружающей среде передвижными источниками;'

- при открытии новых автобусных маршрутов;

- при изменении маршрутной сети автобусных парков;

- при изменении количества либо марочности подвижного состава на маршруте.

После определения общего объема ущерба, наносимо! I окружающей среде автобусами, путем суммирования помашинных опросов на каждом маршруте пассажирского АТП, производится расчет экологических платежей за вредные ь сбросы от передвижнцх исто1 шков данного предприятия.

Экологические платежи и-л ущерб, нанос*шй сстсстс! 1Ной сродо обитания человека, направляются в местные фонды охра) .1 природы. Затраты, которые несет предприятие по экологическим г рограммам, вычитаются из налогов и до 60% этих средств возвращается предприятиям по целевому назначению на финансирование экологических мероприятий.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Решена научно-практическая задача разработки методическо--го—подхода—к-епределении экологической безоласности-автобусного-

маршрута.

2. Доказано, что при определении ущерба, наносимого окружающей среде маршрутными автобусами, кроме СО, С.Д,,, N0K, сажи, соединений свинца и диоксида серы, выбрасываемых в атмосферу с отработавшими газами, необходимо учитывать продукты износа протектора шин и фрикционных накладок тормозных колодок.

Установлено, что в рамках одного автобусного п; рка масса выбросов резиновой пыли колеблется в пределах 115... 20( г/1000 км пробега для автобусов Икарус-280.и 75... 120 г/1000 км , ля автобусов ЛиАЗ-677, а асбеста - в пределах 140...560 г/1000 км пробега для Икаруса и 100...260 г/1000 км для ЛиАЗа. Автобусн й парк с количеством подвижного состава 300-350. единиц за год ыбрасывает в атмосферу 13.0...13.5 тонн резиновой пыли и около 4. ) тонн ас-бестосодержащей пыли. . -

3. На. основе, аналитических и экспериментальных исследований . выявлены основные факторы, определяющие величину вредных выбросов

линейными автобусами. Установлено, что наряду с.- условия!,ш эксплу-•атации на количество загрязняющих"веществ также'влияёт пробег автобуса с начала; эксплуатации, и техническое' состояние подвижного состава. Увеличение удельного числа- технологических остановок на 1 шт/км ведет к- росту выбросов резиновой- пыли с одного колеса на'

3. 11% для автобуса Икарус-280 и на 5.86% для ЛиАЗ-677. вызыва уменьшение выбросов продуктов износа фрикционных накладок тормо них колодок на 31.777, для автобуса Икарус-280 и на 30.49Х для Л АЗ-677. Увеличение сродного расстояния между остановками на 1 метров ведст к уменьшению выбросов резиновой пыли с одного коле на 1.98/, для аитибуса Икарус-280 и на 2.697, для ЛиАЗ-677 и к уъ личению выбросов асбестовой пыли на 6. 41% у автобуса Икарус-280 на 16.5% у ЛиАЗ-677.

4. Построены многофакторные математические модели, описыва! щие закономерности выбросов продуктов износа протектора шин фрикционных материалов Икарус-280 и ЛиАЗ-677 в зависимости услс вий эксплуатации на маршруте движения автобуса. Оценка основнь статистических характеристик уравнений регрессии показала у адекватность исследуемому процессу.

Анализ структуры математических моделей позволил выявить ве наиболее значимых факторов: по выбросам резиновой пыли - средне расстояние между остановками (58.3% для Икарус-280 и 63.6% дл ЛиАЗ-677); по выбросам асбестовой пыли - коэффициент использова ния вместимости <64.4% для Икаруса и 86.3% для ЛиАЗа).

5. Разработанные "Методики ..." определения норм выбросо вредных веществ на городских автобусных маршрутах, фактически (плановых) выбросов вредных веществ городскими автобусами пр движении по маршруту в массовом и стоимостном выражении и разме ров экологических выплат за выбрасываемые в окружающую сред; □редные вещества городскими маршрутными автобусами позволяю' рассчитывать суммы экологических платежей за ущерб, наносимый окружающей срсдо автобусам;! пр:; движении по маршруту.

6. Расчеты по предложенной методике определения размеро! экологических выплат за выбрасываемые в окружающую среду вредны* вещества городскими маршрутными автобусами, проведенные на примере одного автобусного парка, показывают, что разница, в сумма) выплат на маршрутах (для маршрутных норм) отличается'в 5.0-5.I раз для различных марок автобусов.

Доказано, что экологические платежи, которые в настоящее время взимаются исходя из общего потребления топлива автобусные парком при условии, что автобусы технически исправны и отвечают действующим стандартам и технически!.! условиям завода изготовители, но достоверно отражают ущерб от м.и шрутных автобусов, они за-

нижены и отличаются от платежей, рассчитанных по предложенной методике в 1.5 ... 2 раза.

7. Разработанные "Методики ..." обладают следующими преиму-• ществами:

- возможность определения на АТП ущерба от передвижных источников в массовом, приведенном и стоимостном выражении;

- управляемость вредными выбросами при рациональном подходе к распределению автобусов по маршрутам в зависимости от параметров трассы движения, а также технического состояния и пробега автобуса; -

- прогнозирование экологической ситуации в случае каких-либо изменений на маршрутах;

- простота расчета размеров экологических платежей в связи с приведением всех выбросов по степени агрессивности к окиси углерода.

8. Результаты исследований внедрены в Государственной компании" "Мосгортранс" и приняты к использованию в "Тракспортно-эколо-гической программе Юго-Восточного административного округа

.г.Москвы". ... .............

9. Дальнейшие исследования целесообразно проводить в следующих направлениях:

определение совместного влияния ингредиентногс (выбросы токсичных компонентов отработавших и каргерных газов и продуктов' эксплуатации) и параметрического (шум, вибрация, электромагнитное и тепловое излучение) загрязнений от линейных автобусов;

разработка программного обеспечения, позволяющего автоматизировать процесс получения данных по фактическим выбросам вредных веществ как индивидуальных, так и по предприятию в целом с последующим расчетом размера экологических платежей за выбросы загряз- . нявщих веществ от передвижных источников.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах: .

' 1. Кузнецов Е.е., Максимов В.А., ХазиевА.А., Воробьев И.В. Экологически чистое автотранспортное предприятие (оценка эколо-гичности автобусного маршрута): Отчет о НИР (заключ.), МАЛИ. -Тема N Б440593; N гр 01940002090. Инв. N 03940001231. -М., 1994. -40С.

2. Максимов В.А., Хазиев A.A., Воробьев И. В. и др. Технико-экономическая оценка автобусного маршрута: Отчет о НИР (зак-люч.),_ МАЛИ. -Те!и N Г440193; N гр 01950001545, -М/, 19-94. -63с.

3. Анализ экологического состояния и рекомендации по снижению токсичности отработавших газов автомобилей АО "ТК Мневники" / Максимов В.А., Конин И.В., Хазиев A.A., Воробьев И.В.; Моск. гос. автомоб.-дор. ин-т (техн. ун-т). -М.; 1995. -33с.: ил. - Библи-огр.: 9 назв. -Рус.' -Деп. в "Росавтотранс": 06.03.95. Ш87-ат95.

4. Влияние условий эксплуатации городских маршрутных автобусов на износ и выбросы в окружающую среду фрикционных.материалов / Максимов В. А.; Воробьев И.В., Московский государственный авто-мобильно-дорожнкй институт (технический университет). -М., 1995г. -13с. -Библиогр. 16 назв. -Рус. Деп. в ВИНИТИ 26.12.95, К 3480-В95. .

5. Влияние условий эксплуатации городских маршрутных автобусов на интенсивность износа протектора.шин и количество выбрасываемой в атмосферу резиновой пыли / Максимов В.А., Воробьев И.В., Московский государственный автомобильно-дорожный институт (технический университет). -М., 1995 г. -16с. -Библиогр. 17 назв. -Рус. Деп. в ВИНИТИ 26.12.95, N 3481-В95.

6. Максимов В. А., Хазиев А. А., Воробьев И. В. Экологические аспекты автобусных перевозок в городах. -М., 1995*. -44с. (Авто-моб. трансп.: Обзор, информ. Сер.; Охрана окружающей среды / Ин-форыавтотранс; Вып. I)..

7. Временная методика определения норм выбросов вредных веществ на городских автобусных маршрутах (расчетным методом) / Воробьев И.В., Максимов В.А., Кузнецов Е.С., Коновалов И.А. Московский государственный автомобильно-дорокный институт (технический университет). -М., 1996 г. -20с. -Библиогр. 8 назв. -Рус. Деп. в ВИНИТИ 4.03.96. N 1829-В96.

8. Временная методика определения фактических (плановых) выбросов вредных веществ городскими автобусами при движении по маршруту в массовом и стоимостном выражении (расчетным методом) / Воробьев И.В.. Максимов В. А., Кузнецов Е.С., Коновалов И. А. Московский государственный автомобильно-дорожный институт (технический университет). -М., 1996 г. -22с. -Библиогр. 8 назв. -Рус. ДСП. С ВИНИТИ 4.GG.S6, К 1830-ВЭ6.