автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Обеспечение безопасности транспортных работ в сельскохозяйственном производстве за счет снижения аварийности сельскохозяйственной транспортной техники

На правах рукописи

Сакович Наталия Евгениевна

Обеспечение безопасности транспортных работ в сельскохозяйственном производстве за счет снижения аварийности сельскохозяйственной транспортной техники

Специальность 05,20,01 — Технологии и средства механизации

сельского хозяйства

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

1 ч МАР 2013

005050506

Москва —2013

005050506

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горя-кина» (ФГБОУ ВПО МГАУ) и в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Брянская государственная сельскохозяйственная академия» (ФГБОУ ВПОБГСХА)

Научный консультант: академик РАСХН,

доктор технических наук, профессор, Ерохин Михаил Никитьевич

Официальные оппоненты:

член - корр. РАСХН,

доктор технических наук, профессор,

Дидманидзе Отари Назирович

академик РАСХН,

доктор технических наук, профессор, Кряжков Валентин Митрофанович

доктор технических наук, профессор, заслуженный работник Высшей школы, Дружинин Петр Владимирович

Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Орловский государственный аграрный университет» (ФГБОУ ВПО Орел ГАУ)

Защита диссертации состоится «11» февраля 2013 г. в 13 часов на заседании диссертационного совета Д 220.044.01 при ФГБОУ ВПО «Московский государственный агроинженерный университет им. В.П. Горячкина», по адресу 127550, г. Москва, ул. Лиственничная аллея д. 16а, корпус 3, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Московский государственный агроинженерный университет им. В.П. Горячкина».

- Автореферат разослан «'/¿^¿¿г'/С' ^ . 201 -С г.

Ученый секретарь диссертационного совета

А.С. Дорохов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

Среди важных проблем, стоящих перед страной, в ряду первых - проблема безопасности на дорогах России. В период с 2001 по 2010 год включительно в Российской Федерации совершено 2314231 транспортных происшествий (ТП), в которых погибло более 316767 и ранено почти 2284735 человек. Следует особо отметить, что 60% погибших - это люди в возрасте от 16 до 40 лет.

Социально - экономические потери от транспортных происшествий оцениваются специалистами от 2 до 3% валового национального продукта.

Определенную долю в эту скорбную статистику вносит сельскохозяйственное производство. По результатам исследований, на долю АПК приходится ежедневно до 10% всех ТП.

Аварийность в сельскохозяйственном производстве обусловлена рядом причин: неудовлетворительным профессиональный отбором, слабой подготовкой и недисциплинированностью водителей, нарушающих Правила дорожного движения (до 80% всех ТП). Также причинами аварий в сельскохозяйственном производстве являются неудовлетворительная организация обеспечения безопасности движения, в частности: отсутствие медицинских осмотров водителей перед выездом и после возвращения из рейса; критическое состояние дорог, которые в сельской местности представляют чаще всего укатанный грунт; отказы и неисправности сельскохозяйственной транспортной техники (СТТ).

Возрастная структура парка автомашин выглядит крайне неудовлетворительно: более половины используемых машин и тракторов работают за пределами сроков эксплуатации. Среди проблемных систем и свойств транс-поршых средств нужно отметить следующие: тормозные механизмы, параметры характеризующие устойчивость, управляемость тягово-скоростные характеристики, травмоопасные детали и материалы салона и кузова.

Характерной особенностью транспортных происшествий в сельскохозяйственном производстве является совпадение и накопление ряда отрицательных факторов, определяющих функционирование системы «Водитель - транспортное средство - дорога » (В-ТС-Д).

Проблема обеспечения безопасности транспортных работ в сельскохозяйственном производстве носит сложный, многоплановый и комплексный характер и требует проведения постоянного глубокого анализа и длительных научных исследований.

Цель исследований - обеспечение безопасности транспортных работ в сельскохозяйственном производстве за счет снижения аварийности сельскохозяйственной транспортной техники.

На основании обобщения и анализа проблемы, в соответствии с це лью, поставлены следующие задачи исследования:

- выполнить анализ аварийности в сельскохозяйственном производстве выявить факторы и причины дорожных аварий, на транспортных работах: обосновать методологию исследования системы «Водитель - транспортное средство - дорога», изучить влияние звеньев системы на безопасность транспортных работ;

- разработать методологические основы предотвращения аварийности в сельскохозяйственном производстве;

- обосновать статистические, вероятностные показатели аварийности, методы их расчета;

- обосновать вероятностный показатель влияния надежности сельскохозяйственной транспортной техники на безопасность транспортных работ в сельскохозяйственном производстве и методы определения такого показателя;

- исследовать математические модели оценки надежности сельскохозяйственной транспортной техники, влияние ее отказов на безопасность транспортных работ;

- разработать методику оценки надежности технических устройств, повышающих безопасность сельскохозяйственной транспортной техники;

- разработать методику выбора эффективных мероприятий направленных на снижение аварийности, связанных с отказами СТТ, обосновать критерий эффективности таких мероприятий;

- разработать технические устройства, улучшающие тормозные качества СТТ;

- разработать инженерно-технические мероприятия, позволяющие повысить безопасность СТТ, снизить аварийность в сельскохозяйственном производстве; разработать основы комплексной программы снижения аварийности в сельскохозяйственном производстве.

Объект исследований - аварийность на транспортных работах, процессы дорожного движения, сельскохозяйственная транспортная техника.

Предмет исследований - тормозные' качества сельскохозяйственной транспортной техники.

Методы исследований - исследования на основе анализа источников научно - технической информации, проведение теоретических и экспериментальных исследований, базирующихся на основе теории вероятностей и математической статистики, общей теории систем, системного анализа реальных статистических данных, теории информации, измерений и сравнений, теории планирования эксперимента, обработки экспериментальных данных, методов стендовых испытаний.

Научная новизна исследований:

- разработана методология исследований системы «Водитель - транспортное средство - дорога», влияние и оценка звеньев системы на состояние аварийности;

- разработана методология снижения аварийности сельскохозяйственного производства, получены математические модели безопасности транспортных работ;

- обоснованы статистические и вероятностные показатели аварийности, методы расчета показателей;

- предложены математические модели анализа аварийности, полученные на основе теории вероятностей и математической статистики;

- обоснованы математические модели влияния ошибок водителя и обслуживающего персонала на безопасность транспортных работ, методы оценки вероятности безошибочных действий водителя;

- обоснованы показатели влияния последствий отказов сельскохозяйственной транспортной техники на состояние аварийности, методы определения показателей;

- обоснованы инженерно-технические мероприятия, позволяющие повысить безопасность транспортных работ.

Практическую значимость результатов исследований составляют:

- результаты анализа аварийности в сельскохозяйственном производстве;

- математические модели статистических и вероятностных показателей аварийности, задачи, решаемые с помощью вероятностных показателей безопасности;

- результаты анализа последствий отказов сельскохозяйственной транспортной техники на состояние аварийности;

- результаты исследования надежности технических устройств, повышающих безопасность сельскохозяйственной транспортной техники;

- разработаны инженерно-технические средства, повышающие безопасность сельскохозяйственной транспортной техники: тормозные устройства, антиЗлокировочная система, система герметизации кабины;

- основы комплексной программы снижения аварийности в сельскохозяйственном производстве.

Реализация результатов исследований. Результаты исследований внедрены и используются в комитете по сельскому хозяйству и продовольствию Брянской области, ООО «Брянский автомобильный завод», в Управлении ГИБДД УМВД Брянской области.

Результаты научной работы, публикованы в учебно - методических пособиях: «Требования производственной безопасности», «Производственная

безопасность. Практикум», «Повышение безопасности дорожного движе-шчТаПЮ) «Сборник примеров и задач по теории безопасности дорожного движения» Они используются в учебном процессе на инженерных фа-к\'Ш>тета^сельскохозяйственньтх вузов при изучении курсов «Безопасность ^SSrLbHOCTH», «производственная безопасность» мапшнно - тракторного парка», «Тракторы и автомобили», «Сельскохозяи

ственные машины».

Основные положения, выносимые на защиту:

1 Результаты мониторинга аварийности.

2 Методология исследований системы «Водитель - транспортное средство - дорога», влияние и оценка звеньев системы на состояние ава-

РИЙ3° Математические модели и методики применения теории вероятностей и матемашческой статистики в обеспечении безопасности транспортных пабот в сельскохозяйственном производстве. в¥Л1ТТРГП

4 Методика оценки влияния ошибок оператора и обслуживающего

персонала на безопасность транспортных работ. тоанс-

5 Методика исследования влияния отказов сельскохозяйственной транс поотной техники на аварийность, оценка степени опасности отказов.

ТиГжТнерно-технические решения, позволяющие снизить аварийность в сельскохозяйстаентюм производстве^ ти в сельско.

7. Основы комплексной программы снилсеш.н

U _________ , . I ... ^«fir-inrt ni^TD А

положения диссертационной работы ло^жены и одобрены на Международных, Всероссийских научно-

ирактаческих конференциях в Брянской государственной сельскохозяи-нракгических коич? v j , ВНИИМЖ Россельхозакадемии

ственной академии (2006 - 2012 гг.), опгигшм. _ Г2006

(2006 г), Брянском государственном техническом университете (2006 п) НОУ Брянском отрытом институте управления и б-неса (2006 г , Донском государственном аграрном университете (2006 - 2008 гг), Санкт-петербургском государственном аграрном университете (2006, Voos 2009 ггу ФГУ- ВНИИ охраны и экономики труда Мин-здравсоцразвития РФ (2011 г), Тольяггинский государственном университете ("oil г), Московском государственном агроинженерном универ-

"ТуГика^ -бТлГп^ь

научные работы, в их числе 14 в изданиях, рекомендованных ВАК, пять онГрафий общим объемом 76,48 усл. п.л., 2 патента на изобретение и 8 патентов на полезную модель, 24 статьи в материалах научных конференций.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав основного текста, основных выводов и результатов, списка литературы, включающего 307 наименований. Работа изложена на 300 страницах основного текста, содержит 97 рисунков, 21 таблицу и приложения.

Содержание работы

Во введении обоснована тема диссертации, цель и направления исследований, изложены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе "Состояние вопроса. Цель и задачи исследований" дана оценка состояния проблемы; выполнен мониторинг аварийности в РФ и анализ причин несчастных случаев в АПК; рассмотрены вопросы безопасности транспортных работ в сельскохозяйственном производстве; исследованы ситуации, возникающие при ведении транспортных работ, факторы и причины дорожных аварий; дан анализ характеристик сельскохозяйственной транспортной техники, выполнена их классификация, рассмотрены перспективы использования многозвенных автопоездов; дан анализ устройств, улучшающих тормозные качества сельскохозяйственной транспортной техники, перспективы их развития; выполнен анализ систем и устройств, улучшающих характеристики устойчивости и управляемости СТТ при торможении, - антиблокировочных систем.

Выполненные исследования показали, что, несмотря на принимаемые меры по снижению аварийности в стране, количество пострадавших в ТП

_______________ _________... П 1П1 1----- „ ТГТ Т7ЛСТ „ 0<1<MQ

ÜüiUCiLH ичсиь UbiUUlÜlnl. ii IX iu^j1 i> Iii UUi lilfjiu /yj-г il рОП^Пи ¿JliJTU

человек. В сельскохозяйственном производстве до 20 % травм с летальным исходом произошли в результате ТП (в 2008 году 45%), на транспортных работах происходят до 18% всех несчастных случаев.

В 80% случаев виновниками ТП стали водители, до 8% связано с неисправностями транспортных средств, 70% которых имеют возраст более 10 лет, при этом от 40 до 50% аварий связано с отказом тормозных систем. До 10% ТП произошли по причине неудовлетворительных дорожных условий, причем более 20% ТП происходят на сельских дорогах, также дорожные условия стали сопутствующими причинами транспортных происшествий в 40% случаев.

Таким образом, проблема обеспечения безопасности транспортных работ в сельскохозяйственном производстве является актуальной, так как до настоящего времени число травмированных работников сельскохозяйственного хозяйства остается стабильно высоким. Полученные результаты исследований подтверждаются работами Амбарцумяна В.В., Гальянова И.В., Грачева H.H., Дидманидзе О.Н., Дружинина П.В., Ерохина М.Н.,

Кряжкова В.М., Левшина А.Г., Лайкама Э., Пашина Н.П., Смирнова H.H., Тургиева А.К. и других ученых России.

В результате выполненных исследований установлено, что в сельскохозяйственном производстве отсутствуют методологические основы исследования и обеспечения безопасности транспортных работ; применяемые статистические показатели анализа аварийности, методы их оценки не соответствуют современным требованиям обеспечения безопасности, доказана необходимость более широкого использования вероятностных показателей; отсутствуют методики оценки безопасности транспортных работ при возможных отказах СТТ; сельскохозяйственная транспортная техника не отвечает современным требованиям безопасности; низкая эффективность мероприятий снижения аварийности в АПК связана с отсутствием методик оценки таких мероприятий; в АПК отсутствует комплексная программа повышения безопасности транспортных работ.

Во второй главе "Теоретические исследования путей повышения безопасности транспортных работ в сельскохозяйственном производстве" показаны факторы, влияющие на безопасность транспортных работ, обоснованы показатели аварийности, методы расчета показателей; рассмотрена роль системы «Водитель - транспортное средство - дорога» и ее звеньев в обеспечении безопасности транспортных работ; предложены мероприятия по повышению безопасности транспортных работ обусловленных надежностью транспортных средств и оценки их эффективности; рассмотрена роль дорожных условий и погодньтх явлений на уровень аварийности в сельскохозяйственном производстве; представлены основы комплексной программы снижения аварийности в АПК.

Безопасность транспортных работ определяется надёжным функционированием транспортных средств, служб обслуживания и ремонта, служб организации движения, а также условиями внешней среды. Ее уровень определяется свойствами системы «Водитель - транспортное средство - дорога», которая и является объектом исследования.

Так как безопасность транспортных работ и эффективность использования СТТ проявляется только при практическом" их выполнении, то под системой В-ТС-Д обычно принято понимать систему организации, выполнения и обеспечения безопасности транспортных работ. Транспортные работы представляют собой последовательный переход от одной дорожной ситуации, характеризуемой режимом движения, режимами работы отдельных систем, внешними условиями и психофизиологическим состоянием водителя, к другой. Множество дорожных ситуаций состоит из двух подмножеств: нормальных (штатных) и опасных (нештатных) ситуаций.

Транспортное происшествие - результат выхода СТТ на предельные

значения определяющих параметров в результате развития опасной ситуации. Поскольку частота этого выхода характеризует уровень безопасности транспортных работ, то предметом исследования безопасности транспортных работ являются закономерности возникновения и развития опасных ситуаций, их причины и мероприятия по предупреждению и ослаблению их воздействия.

Задачей безопасности транспортных работ является разработка методологии определения -закономерностей появления и развития опасных ситуаций, разработка показателей безопасности и методов оценки их влияния на уровень безопасности с конечной целью управления этим уровнем.

Учитывая, что система «Водитель - транспортное средство - дорога» является сложной эргатической системой, каждое звено которой включает технические элементы и людей, то все факторы, потенциально влияющие на безопасность транспортных работ, по источникам возникновения можно разделить на три группы: технические, личностные факторы и факторы внешней среды (рис. 1).

В системе обеспечения безопасности транспортных работ все больше возрастает роль математических методов исследования сложных транспортных систем, которые взаимодействуют с более сложными экономическими и социальными системами.

Рисунок 1 - Структурная схема взаимосвязи неблагоприятных факторов

Существующая практика анализа ограничивается, как правило, изучением динамики и структуры аварийности по различным показателям (критериям). В настоящее время в исследованиях и на практике применяют два типа показателей - статистические и вероятностные.

Статистические показатели анализа транспортных происшествий подразделяются на общие и частные, абсолютные, удельные, относительные. Они вычисляются по реальным данным массовой эксплуатации, их главное достоинство - объективность, но вместе с этим они имеют ряд недостат-

ков сужающих область их практического использования, в частности -оценку уровня аварийности по статистическим показателям производят тогда, когда ТП уже произошло, то есть регистрируют прошлые факты. ^

Статистический анализ транспортных происшествий основан на действующей в Российской Федерации системе учета, проводимои Государственной инспекцией безопасности дорожного движения, это позволяет увидеть только количественную характеристику состояния и динамику аварийности (рис. 2).

Вероятностные показатели анализа аварийности объективно отражают такую закономерность, что ТП - потенциально возможный исход конкретного движения, является по своей природе случайным событием в силу случайности возникновения во времени и пространстве движения неблагоприятных факторов, вызывающих его.

Примем за уровень безопасности выполнения отдельного рейса вероятность благополучного его завершения - Р. Вероятность неблагополучного завершения рейса (уровень риска) обозначим д.

Р + () = 1 (!)

Вероятности Р и О. являются показателями безопасности рейса. Исходя из формулы (1) для оценки безопасности одного рейса или уровня риска, достаточно знать одну из указанных вероятностей.

Методы изучения причин ТП

Источники информации

Способы установления причин ТП

Статистический анализ

I

Учетная карточка ТП

Индивидуальная оценка

Документальное изучение Натурные исследования

Материалы расследования ТП Результаты осмотра места ТП

г г

Индивидуальная или коллективная оценка Автотехническая экспертиза

Рисунок 2 - Основные методы анализа аварийности

Безопасность выполнения множества рейсов всецело определяется безопасностью выполнения отдельных рейсов.

Формализуем связь понятий безопасность транспортных работ и безопасность одного рейса. Если <2 - уровень риска в отдельном рейсе, то для множества Л'" рейсов в качестве такого же смыслового критерия может быть принята вероятность Qm то есть вероятность того, что в N рейсах произойдёт пдтп {п=0,М). Будем полагать, что все рейсы идентичны по безопасности их выполнения, то есть Q¡ = Q2= ...= ()„ = О При этом предположении для вычисления вероятности (2П можно воспользоваться частной теоремой теории вероятностей о повторении опытов, в соответствии с которой связь <3П и С) будет определяться биноминальным распределением.

Воспользовавшись данной теоремой, выполнив математические действия, получим в итоге формулу (2), которая определяет связь вероятностного показателя безопасности движения со статическим показателем средней продолжительности рейса на одно транспортное происшествие.

Рш=еТ™ , (2)

БД

е=

(3)

МТ/щ] Тдп,

где — сумарное время рейсов; N — число рейсов;

Тдтп - среднее время на одно ТП.

Транспортное происшествие — случайное событие. Око может произойти, если в движении появился неблагоприятный фактор и его последствия не могут быть предотвращены водителем.

За событие устранения примем событие невыхода определяющих параметров Xj за свои предельные значения X} < j = 1, 1. Строго говоря, событие превышения х]пр не всегда приводит к транспортному происшествию. В ряде случаев после превышения х^Р водитель своими действиями может возвратить транспортное средство в область х1<х]пр. В дальнейшем для однозначности суждений выход одного или нескольких определяющих параметров за предельные значения будем полагать за неблагополучный исход рейса (транспортное происшествие).

Обозначим: р„ qi - вероятности непоявления и появления / - го неблагоприятного фактора; гь 5, - условные вероятности предотвращения и непредотвращения его послёдствий оператором. В принятых обозначениях вероятностные показатели безопасности движения будут иметь выражения:

<2, = д, • 5,; Р,- = 7 - & =А + д, ■ г,. (4)

Рассчитать вероятностные показатели безопасности транспортных работ

можно одним из следующих методов: логико-вероятностным; с помощью дерева (графа) состояний; с использованием моделей Марковских процессов; комбинированным методом; расчета показателей с учетом возможности восстановления системы.

Рассмотрим расчет показателей с использованием моделей Марковских процессов. Допустим, что все возможные в движении опасные ситуации, вызванные неблагоприятными факторами, образуют счетное множество »'=\т- в зависимости от успешности действий водителя по предотвращению последствий неблагоприятных факторов множеству {1} будут соответствовать два подмножества: {БД;} - благополучных и (Д"Щ) - неблагополучных исходов движения.

Обозначим вероятности этих исходов соответственно (?,((). Так как события из множества {г) для текущего момента времени являются несовместными, то на основании теоремы сложения вероятностей запишем

о; е(о=£е,-(о.

<■=1 1=1

где Р0(г) - вероятность пребывания системы в нормальном состоянии.

Неизвестные вероятности Ро(0, Р,((), £),{0 вычисляются по модели Марковского процесса смены состояний рассматриваемой системы. Для обоснования возможности использования такой модели применим следующие допущения:

1. В начале движения ситуация является нормальной, то есть неблагоприятные факторы отсутствуют.

2. События предотвращения и непредотвращения возникают одновое-. менно с появлением опасных ситуаций.

3. Последовательность возникновения опасных ситуаций (неблагоприятных факторов) г-го типа являются пуассоновским потоком с интенсивностью X,- Соответствующие ему потоки благополучных и неблагополучных исходов в силу предыдущего допущения также являются пуассоновскими. Их интенсивности соответственно равны V» V,- (пуассоновским потоком событий является поток, обладающий свойствами ординарности и отсутствия последствий). . , .

4. Отказавшие при движении элементы не восстанавливаются, а ошибки водителя не повторяются.

Сущность метода расчета вероятностей Ро(0, Р,(1), ()#) при использовании модели Марковского процесса состоит в том, что неизвестные вероятности как функции времени определяются из решения дифференциальных уравнений, которыми описывается этот процесс

Для составления дифференциальных уравнений относительно неизвестных вероятностей Л/'А РгО), (2/0 Марковский процесс со всеми выявлен-

ными и реально возможными при движении состояниями системы представляется наглядно в виде графа состояний (рис. 3).

В узлах этого графа обозначаются состояния системы (исходы рейса), вершина графа (состояние 0) соответствует нормальной ситуации. Состояния системы, в которые она переходит непосредственно из нулевого состояния вследствие появления неблагоприятных факторов, называются состояниями первого уровня; состояния, возникающие из состояния первого уровня, - состояниями второго уровня и так далее.

Обозначим эти состояния на первом уровне по г'-му фактору - БД1;; ДТП], соответственно для благополучных и неблагополучных исходов; на втором уровне по у-му фактору БД2„ ДТП2у и так далее. На ребрах графа проставляются интенсивности перехода от одного состояния к другому : при переходе от нулевого состояния к состояниям первого уровня - к0ц ¡'¡¡; Л0цЗц при переходе от состояний первого уровня к состояниям второго уровня - ХНу г2,: Хш^у-

Дифференциальные уравнения для определения неизвестных вероятностей составляют по определенному правилу: число уравнений равно числу состояний (исходов), размеченных на графе; в левой части уравнения стоит производная вероятности данного состояния, а правая часть содержит столько членов, сколько стрелок связано с данным состоянием. Если стрелка выходит из этого состояния, соответствующий член имеет знак минус, если она направлена в состояние - плюс. Каждый член равен произведению интенсивности перехода, соответствующей данной стрелке, на вероятность того состояния, из которого стрелка исходит.

Дифференциальные уравнения для графа состояний, изображенного на рисунке 3, имеют следующий вид:

— для вероятности нулевого состояния:

Рисунок 3 - Марковский процесс состояния системы

(6) (?)

(8) (9)

В уравнениях (5), (6), (8) величины ^ы» Хуу ~ суммарные интенсивности появления факторов, выводящих систему соответственно из нулевого состояния, из г-х состояний первого уровня и у-х состояний второго уровня:

а Ь с

Аш ^гщ (10)

/=1 м /=1

т«па ттгглт/лт т л А л аоиппптлт тттглтто тот/тлплп ггл^лт тл илгчгг рллтпат/"тт>атт= 1 Дь «11Д4/ Аиш и^ с/, ь и%>ии-1ши1 1пч/ла ли А х^^/ихч/ шч« ^ 1 ^ииш^^идии

но вьшести систему из нулевого состояния, из г'-го состояния первого уровня, изу-го состояния второго уровня.

Решение системы дифференциальных уравнений производится при начальных условиях: / = 0; Р0 = 1; Ри = ви = Ру = Оу =•. .= 0. В первую очередь решаегся уравнение для вероятности нулевого состояния; затем, используя этот результат, производится решение уравнений для вероятностей состояния первого уровня и других. Для оценки безопасности одного рейса достаточно решить только уравнения для вероятностей благополучных исходов (5), (6), (8) и других, но для проверки правильности решения по условию Р(0 + 0,(0 = 1 необходимо решить всю систему дифференциальных уравнений.

Отечественный и зарубежный опыт работы автотранспорта свидетельствует о неодинаковом удельном весе в проблеме аварийности системы В-ТС-Д и каждого ее звеньев.

Доминирующую роль в системе безопасности играет водитель, он является наиболее важным и одновременно менее надежным звеном. Частота отказов в системах управления по вине человека составляет от 20 до 95 %. В

Л

- для вероятностей состояний первого уровня:

¿0.1 _ Д . р., ^ ~ Л011д1|"£0 '

- для вероятностей состояния второго уровня:

Ёк л

_ 0 . р

системе В-ТС-Д они представляют большую угрозу для безопасности транспортных работ.

Под ошибкой водителя понимается неправильное, несоразмерное, нескоординированное или несвоевременное перемещение органов управления или включения систем, которое приводит к отклонению параметров движения за допустимые значения.

Чтобы оценить вероятность безошибочных действий водителя используют различные методы, в частности, метод статистического моделирования. Путь к этому лежит через выявление структуры модели действий оператора и установление связи параметров этой структуры со свойствами транспортного средства.

Анализ результатов дорожных экспериментов показал, что действия оператора по управлению транспортным средством могут быть представлены в виде суммы двух составляющих: с целью управления движением транспортного средства и с целью предотвращения транспортных происшествий. В соответствии с этим структурная схема модели действий водителя может быть представлена в следующем виде (рис. 4).

Отклонения рулевого колёса в траекторном (хЬп) и короткопериодиче-ском управлении (АхЬк) состоят из двух составляющих:

- выходов Ахы(0 и АхЬк^) с линейных дифференциальных операторов Жт{0) и со случайными по множеству коэффициентами;

- стационарных "шумов" водителя Ь^) и обусловленных неточностью описания действий водителя линейными дифференциальными уравнениями.

Рисунок 4 - Структурная схема модели действий оператора

Звено с передаточной функцией \¥„(0) отражает процесс формирования в сознании водителя текущей обстановки, наблюдаемой при движении. Выделение короткопериодической составляющей и^) в движении транспортного средства осуществляется фильтром с передаточной функцией

""

Наименьшие значения "шумов" водителя будут . при следующей структуре линейных дифференциальных уравнений:

- для траекторного управления:

1ГТЮ)= Кт (12)

^ 7 ТтВ +1

где - интенсивность отказов.

- для короткопериодического управления:

(13)

П ' (Т2В +1)2

Коэффициенты (Г/ и Т2) в этих передаточных функциях зависят от индивидуальных свойств водителя, характеристик системы управления и транспортного средства, характера рельефа местности и других факторов, поэтому они случайны и взаимно коррелированны.

деятельность обслуживающего персонала (ОП) по обслуживанию и

______________Ю Г^ТТТ»Т

ремонту транспортных срсдсгь, чрслвычаипи [«ипиииралш. ^.чич тации СТТ показывает, что наиболее часто обслуживающим персоналом допускаются ошибки при многократном выполнении простейших операций в процессе выполнения ТО и ремонта СТТ.

Если вероятность проявления ошибок ОП зависит от продолжительности рейса, то оценку их влияния на безопасность транспортных работ можно произвести с помощью цепей Маркова. При составлении графов состояний под интенсивностью 1 -го типа отказа техники Ла; следует понимать:

, ха = + х0ш (14)

где Я л - интенсивность 1 - го отказа техники при безошибочной работе обслуживающего персонала;

10ип - интенсивность i - го отказа техники из-за ошибочных действий

обслуживающего персонала.

Если проявление допущенной ОП ошибки зависит не от продолжительности рейса, а от этапа движения или вида маневра, то вероятность завершения рейса без транспортного происшествия при этом можно опре-

делить с помощью формулы полной вероятности. Рассмотрим оценку безопасности транспортных работ при возможных ошибках ОП при "п" контролируемых операциях при подготовке СТТ в рейс.

Поскольку в рейсе различные ошибки ОП могут проявляться совместно, рассмотрим следующие возможные гипотезы: Н0 - СТТ вышло в рейс без единой ошибки ОП;

Н,, Я2, .....Нп - в рейсе проявятся, 02,.... Оп - не проявятся одновременно, соответственно, одна, две и-так далее или все из "и" возможных ошибок.

Вероятность нулевой гипотезы:

Р{Н) = П^, (15)

/=1

где Р, =РошI +Яош,Рк1 - вероятность выпуска ТС в рейс без г -ой ошибки; Рош - вероятность несовершения г - ой ошибки; Яоыи ~ вероятность г" - ой ошибки;

рю - условная вероятность предотвращения \ - ой ошибки при контроле. Вероятности гипотеза Н1 и Оь по г - ой ошибке:

рг>

' ^ , (16) тнггл = М*ТТр-

^ V —р И'''

где Р,- и -соответственно, вероятности применения и неприменения системы в рейсе с 1 — ой ошибкой.

Вероятности гипотез Н2, и 02 по двум г - ым иу - ым ошибкам:

, (17)

I /=•+' Фгы

где Р„у и - соответственно, вероятности совместного использования и неиспользования в рейсе систем с1-ойи^ -ой ошибками ОП. Вероятности гипотез Нп и Оп :

РЮ = Рт...,1\Чп Р(С„) = гул( „П<7, ' (18)

/=1 /=1

где Рш„ „и qrл....n ~ соответственно вероятности совместного использования и неиспользования в рейсе системы с "и" возможными ошибками.

Обозначим через гь ц ... г;....п - условные вероятности предотвращения оператором проявления в рейсе, соответственно, одной, двух и "и" допущенных ошибок. Тогда вероятность благополучного завершения рассматриваемого этапа рейса, определяемая действиями ОП, может быть вычислена по формуле:

Рбд

.=1 м - (19)

+пн„ Хп + £ +X +.....+Р(0п)

1-1 1=1

После постановки вероятностей гипотез в выражение (19) подучим:

-I п <=1 /=,>1 П^ х 1 (20)

/-1 ¿¡^ ^ „I (=1

1-1

Если вероятность Р1 выпуска ТС в рейс с исправной I - ой системой достаточно высока, то вероятности гипотез одновременного проявления в рейсе двух и более допущенных ошибок будут пренебрежимо малы. В этом случае выражение (20) приближенно может быть записано в следующем виде:

р -л + тг1 ЧыЧх чГТ г»

Основная трудность в количественной оценке влияния ошибок ОП на безопасность транспортных работ связана с получением достоверных статистических данных по возможным ошибкам, частоте их появления, эффективности контроля правильности выполненных операций и возможных последствий допущенных ошибок.

Действия, водителя по предотвращению последствий отказов СТТ должны быть направлены в первую очередь на устранение нежелательного изменения параметров движения. Вмешательство в управление может выражаться в отклонении органов управления, отказа системы (например, тормозной). Последствия отказа водитель обнаруживает не сразу, не мгновенно, а через определенное время, то есть вмешивается в управление с запаздыванием. Пусть в некоторый момент времени ¿=0 в движении произошел отказ агрегата или системы, что привело к изменению параметров движения (рис. 5).

Без вмешательства водителя в управление определяющий параметр х, спустя некоторое ^ достигнет, а в дальнейшем и превысит предельное значение. В простейшем случае можно полагать, что это приведёт к ТП происшествию. Время зависит от интенсивности возмущающегося действия, явившегося следствием неисправности, а также условиями движения.

Время ^ случайно, так как в процессе изменения параметра х; транспортное средство может подвергнуться случайным воздействиям внешней среды, например, сильному порыву ветра, наезду на препятствие и других.

Реально водитель, обнаружив отклонение параметра движения х,- от заданного значения, вмешивается в управление с целью недопущения его

ПГГУЛГТО ->Ч 11П(.'.1Ч11ПП1» ШЯНРШЛР Я п ГГЯТГТ.НРНТНРМ II ттття гтл пн;шчл11И11

1Л11ЛиДч ^и * 1 \wjjiii.ui. л.ч н и г — — ------------ - - •—.— --------------------

Успех действий водителя при прочих заданных условиях будет зависеть

от времени его запаздывания с вмешательством ^ и от характера его дей-

*

ствий (например, угла 5 и скорости 8 отклонения рулевого колеса). При этом можно выделить три характерных случая вмешательства водителя в управление: своевременное вмешательство в управление (I, = ) - параметр Х| не достигает х^ (кривая 1); несвоевременное вмешательство в управление (1а^в2) параметр Xi превысит х1Ир (кривая 2); граничный случай - запаздывания водителя 4 й характер его вмешательства таковы, что параметр х; лишь достигает х1пр, но не превышает его (кривая 1). Время запаздывания вмешательства водителя при этом соответствует его располагаемому времени 1Г Реально и время запаздывания вмешательства водителя 1:В) и его располагаемое время случайны.

Если последствия неисправности проявляются только на начальном этапе, непосредственно следующим за неисправностью, то достаточным условием предотвращения последствий отказа является своевременное вмеша-

t„l tptp2 tn

Рисунок 5 - Схема вмешательства водителя в управление

тельство водителя в управление и вероятность этого события запишется формулой:

гл=р-(х,.<х1пр}=р0-(ге<(р)

9

где X,- - параметр, претерпевающий наиболее быстрое изменение при неисправности, так называемый критический определяющий параметр.

В зависимости от средств реализации поставленной задачи и характера отказа гт может быть определена одним из следующих методов: расчетным (аналитическим) методом, методом статистических испытаний, экспертным оцениванием.

Расчетный (аналитический) метод применяется в тех случаях, когда опасность последствия отказа проявляются только на начальном этапе движения. К таким последствиям приводят отказы, вызывающие быстрое изменение моментов, действующих на СТТ. Параметры движения транспортного средства претерпевают при этом быстрое изменение, и один или несколько из них могут превысить предельное значение, если водитель своевременным вмешательством не предотвратит их нежелательное изменение. Вероятность предотвращения последствий таких отказов определяется как вероятность своевременного вмешательства водителя в управление по формуле гт =p(tB <tp) - Если известны законы распределения времени вмешательства/(t^} и располагаемого времени водителя f(tp), то вероятность рассчитывается по соотношению:

= [ft\i\.A\*> (22)

•г г— ' jj V—j ———

. о

где f(At) - закон распределения разности располагаемого времени и времени вмешательства (dt = tp-tß), определяемый композицией законов f(tn) и

ш

При детерминированной манере вмешательства водителя, когда величина tp неслучайная, вероятность может быть рассчитана по соотношению:

р

rT=\f(tB)dtB=Q,5 + 0a

1 , S

-JD С

(23)

где /* = I — 0,82; Ф0(Х) — функция Лапласа, определяемая по табличным данным.

Последовательность расчета г(, по выражению (23), следующая:

- определяем выражение для возмущающего момента, явившегося следствием неисправности;

- интегрированием уравнений движения транспортного средства при

"воздействии возмущающего момента определяем критический определяющий параметр;

- определяем математическое ожидание времени вмешательства т, и

в

параметр ;

- определяем располагаемое время водителя по данному критическому определяющему параметру;

* " *

- по известным значениям Д ^ р, ¡¡¡^ вычисляем аргумент X функции

Фо(Х) и по значению аргумента находим ее табличное значение.

Достоинством расчетного метода определения гТ является его относительная простота реализации, недостатком - необходимость существенного упрощения исследуемого явления с целью его формализации в виде, пригодном для аналитического решения. В силу этого расчетный метод определения гт является приближенным.

Для примера рассмотрим следующую условную задачу. На СТТ установим разработанную систему контроля количества жидкости в тормозной системе^ которая автоматически отключает систему зажигания двигателя при уменьшении уровня жидкости ниже допустимой. Требуется оценить эффективность влияния встроенной системы контроля на снижение вероятности неблагоприятного исхода движения, связанного с отказами из-за понижения уровня жидкости, если известно:

- интенсивность отказов тормозной системы л^, системы контроля Я^;

- условные вероятности предотвращения последствий неисправности тормозной системы с работающей системой контроля гтсю без контроля гтс и неисправностей гк.

Соответствующие условности вероятности непредовращения последствий неисправностей состазят: 5™ = 1 - гтск; бтс = 1 - гтс бк = 1 - гк.

При отказавшей тормозной системе система контроля не работает. Поскольку явление неисправностей тормозной системы и системы контроля зависят от продолжительности движения (рейса), то для оценки влияния их на уровень безопасности дорожного движения воспользуемся теорией цепей Маркова Граф возможных состояний системы изображены на рисунке 6.

Через БДД^ = 0,3) обозначены благополучные исходы движения, а через ДТП, (] — 1,3) - неблагополучные исходы движения, то есть дорожно-транспортные происшествия (ДТП). Состояние БДД! и ДТП1 соответствуют исходам движения при неисправностях тормозной системы с работающей системой контроля, БДДг и ДТП2 — при неисправности системы контроля, а БДДз и ДТПз - при неисправности тормозной системы с нерабо-

тающей системой контроля. Обозначим Р; вероятности пребывания в состоянии БДД;, а через О, - в состояниях ДТЦ.

Вероятности благополучного и неблагополучных исходов движения

.33

соответственно будут равны: Р = У,Р, , () — •

/=0 ]=\

Рисунок 6 - Граф состояний системы

Для нахождения вероятностей пребывания системы в различных состояниях составим систему дифференциальных уравнений:

ат> ЙТ> сЮ.

^ = = ~ = ^гас*«

= ЛкГКР0 - ЛгСР2 > = Лк$к1о ; = ЛтСГТСР2>

—%- = ЛТС3ТСР2, (24)

. ш •

где Ло = Хтс + V Проинтегрировав эту систему при начальных условиях Р0(0) = 1, Р,(0) = (^(0) = 0 для 1,|= 1,3 и подставив найденные выражения для Qj в формулу (24), получим • '

<2 = ^тА* + ¿А - г^тс^ск (1 _ ¿-V) + Гк8тс(1 _ 5 (25)

К

Уровень риска при неисправностях тормозной системы контроля в соответствии с формулой полной вероятности будет равен

Обычно « 1 и « 1, поэтому можно принять

Тогда эффективность влияния системы контроля на снижение вероятности неблагополучного исхода можно оценить соотношением

тс —@о__$тс

„ л, ' «го

S +

^тс

Выражение (26) показывает, что на достаточно высоком уровне надежности системы контроля по сравнению с контролируемой системой ее влияние на снижение вероятности неблагополучного исхода движения пропорционально отношению 8СГГ /Бтск , то есть снижению степени опасности неисправности.

Если же система контроля недостаточно надежна (А,к> А.тс) и неисправности самой системы контроля также опасны, как и неисправности тормозной системы (Бк > Бтс), то система контроля окажется неэффективной, и она повышает уровень риска. Это наглядно показано на рисунке 1,

где изображена зависимость К-= {{- ^

2___

' XJU

-С7/ у

ппи 1--

"Г" * i

1/ч, Sen- - 0,2 (такой выход характерен для всех технических устройств).

1,к,

--l-f

/ / / / /

"X?

Рисунок 7 - Зависимость соотношения Ке от интенсивности отказов и вероятности непредотвращения их последствий

Для повышения безопасности транспортных работ они должны быть, по крайней мере, на порядок выше контролируемых систем.

Для повышения безопасности транспортных работ, обусловленной надежностью СТТ, существуют два пути - повышение надежности, то есть безотказности работы СТТ в движении, и повышение отказобезопасности, то есть увеличение вероятности предотвращения водителем последствий ее отказов. Обеспечение надежности работы СТТ - основной путь повышения безопасности. Именно на это нанравлены основные усилия организаций, проектирующих, производящих, эксплуатирующих и ремонтирующих ТС. На поддержание высокого уровня надежности СТТ направлены в первую очередь и все мероприятия оператора и обслуживающего персонала .

Оценим эффективность мероприятий, направленных на уменьшение интенсивности отказов элементов СТТ. Примем за критерий эффективности мероприятий отношение:

К0 , (27)

^ ßr,

где QTf ,07v ~ уровни риска соответственно до и после проведения мероприятий.

Используя для Qr - выражение

-У. V-' ' (28)

Лад i=l

где Xi - интенсивность появления г- го неблагоприятного фактора и предполагая интенсивности неисправностей элементов до проведения мероприятий равными Äi, а после проведения мероприятий Я{ / К^ , где К^ > 1,

и учтя, что « 1 - Ä00t , получим

rr (29)

ла - « ¿^ к

Е Vn i=1 " ¿—1

где к - число элементов в рассматриваемой системе;

о - ÄiSTi - удельный вклад неисправностей i- го элемента в уро-

i=i

вень риска, обусловленного возможными отказами рассматриваемой системы.

Результат (29) подтверждает тот очевидный факт, что мероприятия по повышению надежности проводятся в первую очередь для тех элементов, которые вносят наибольший вклад в уровень аварийности. Эффект мероприятий по повышению надежности наиболее «аварийного» ] - элемента в системе определяется выражением.

/ Л^т. к т< тг -Л-+ х> (30)

1-1 ¡=1

* 1 — ^ _

Подставив -±- = Л-+-—ОТ . преобразуем формулу (30) к виду

Кя

=——А—=, (31)

Изменение Квл в зависимости от Кл дано на рисунке 8, откуда следует,

что, что увеличение к приводит к повышению безопасности транспортных работ тем большему, чем больше от .

А _1

Если под элементом можно подразумевать всю систему в целом —1, то формула (30) принимает вид:

К01=1/Кл , (32)

то есть уровень риска снижается во столько раз, во сколько раз уменьшается интенсивность неисправностей (рис.8).

Эффект от мероприятий, направленных на уменьшение вероятности непредотвращения последствий отказов, будет определяться выражениями (30) -(32). В этом можно убедиться, приняв за критерий эффективности мероприятий отношением кв = 0Т2 / 2П вероятность непредотвращения последствий отказов после проведения мероприятий равными Бт, / К5,, где > 1 ■

Таким образом, при равных значениях кв * К& с количественной точки зрения безразлично, в каком направлении проводить мероприятия,

направленные на повышение безопасности: или по увеличению надежности СТТ, или ее отказобезопасности.

Рисунок 8 - Зависимость критерия эффективности мероприятий, от различных удельных вкладов отказов СТТ

Комплексная программа производится для каждого типа сельскохозяйственной транспортной техники, однако в ее основе должны быть общие принципы, которые можно сформулировать следующим образом: реальность, комплексность, этапность, непрерывность, своевременность, ответственность ,

I) " ________ «Плтлпя »ЮТЛТПЛЛН II HicvrnnLI ППЛОЙПРИНа ЙС~

ü третьей глнбс исщил и^ш^штшхи, wiviu^iuui * * ^w^m**« следований" представлена программа исследований, дан анализ отечественным и зарубежным нормативным документам, регламентирующим тормозные свойства и их эффективность, даны критерии оценки тормозных свойств, приведены методы и средства диагностирования тормозных систем, проведены исследования дисковых тормозных устройств и систем повышения тормозной динамичности ТС, приведены необходимые данные по измерительной технике для проведения процесса диагностирования тормозной системы.

В результате установлено, что тормозным системам уделяется постоянное внимание с момента создания транспортных средств. В настоящее время все ведущие производители ТС отдают предпочтение дисковым тормозным устройствам, обладающим более стабильными характеристиками при изменении давлений и температур, с антиблокировочными системами, позволяющими улучшить характеристики устойчивости и управляемости при торможении.

Исследованы методики, методы и средства эффективности тормозных систем, приведены методики дорожных и стендовых испытаний, которые в соответствии с ГОСТ являются равноправными. Однако стендовые испытания являются предпочтительнее, так как позволяют оценивать состояние тормозных систем по большему числу параметров.

В четвертой главе "Результаты исследований" представлены обоснованные и разработанные новые инженерно-технические средства снижения аварийности; обоснованы и разработаны пути и мероприятия повышения безопасности в ЛПК; обоснована методика выбора профилактических мероприятий, максимально эффективных для обеспечения безопасности транспортных работ.

Результатом исследования тормозных устройств СТТ разработаны (на патентном уровне) дисковые тормозные устройства с осевым нажатием, один из них представлен на рисунке 9.

Тормозное устройство работает следующим образом. При подаче давления рабочее тело (сжатый воздух, гидравлическое масло) через штуцер 16 подается в кольцевой канал 4 к поршням б, которые начинают двигаться, перемещая прижимной диск 12 в осевом направлении. При этом пакет дисков сжимается, на фрикционных поверхностях возникают силы трения и, следовательно, возникает тормозной момент, пропорциональный давлению в приводе тормозной системы.

Для контроля температуры тормозных дисков применяется электронное устройство на осковс тсрморсзистора и компаратора, которое при превышении допустимого значения температуры автоматически включает систему охлаждения.

Разработанное тормозное устройство было изготовлено и диагностировано на стенде технического диагностирования тормозов марки СТС1ОУ. 11 .ОО.ОО.ОООРЭ.

Таблица 1-Результаты диагностирования тормозного устройства

Показатели Требований ГОСТ Р 51709-2001 Полученные результаты

Удельная тормозная сила, ут, не менее 0,46. 0,52

Относительная разность тормозных сил колес оси 20% 12%

Усилие на органе управления, Рп, Н 686 610

Рисунок 9 — Тормозное устройство

Для улучшения динамических характеристик, устойчивости и управляемости при торможении, для данных тормозных устройств разработана антиблокировочная система (рис. 10).

Рисунок 10 - Антиблокировочная система: Система работает следующим образом. При включении включателя

электрическая система АБС включается в систему электрообеспечения транспортного средства. При запуске двигателя компрессор 1 начинает нагнетать сжатый воздух в пневматическую систему транспортного средства. Через фильтр 2 и редуктор 3 воздух под давлением накапливается в ресивере и дежурит у тормозного крана. При нажатии на педаль управления тормозной системой, сжатый воздух подается в тормозную систему, включается включатель 4, при этом запитываются электрической энергией электромагнитные клапаны 9 и инерционные датчики 10 - электрический контур антиблокировочной системы готов к работе.

Воздух также через ускоритель 18 запитывает пневмоаккумулятор 13, через переключатели 11 подается к тормозам, колеса затормаживаются. При появлении блокировки колес (юза) на любом из колес срабатывает инерционный датчик 10 данного колеса, при этом замыкаются электрические контакты инерционного датчика 10, которые подают электрический сигнал на электромагнитный клапан 9. Электромагнитный клапан срабатывает, сжатый воздух стравливается из тормозной системы, давление в тормозе данного колеса уменьшается, юз прекра-

щается, система АБС колеса возвращается в исходное рабочее состояние. В случае отказа основного тормозного контура давление воздуха, находящегося в пневмоаккумуляторе, через переключатели 11 поступает в тормоз колеса, колесо затормаживается.

Нами исследовано состояние дорожных условий сельскохозяйственных предприятий ЦФО. Основные причины транспортных происшествий из-за дорожных условий: скользкие места - 41%; неровности дорожного полотна - 20,2%; недостаточная ширина и плохое содержание дороги — 16%; недостаточное освещение проезжей части — 10,8%; другие причины — 12%.

Документальное изучение материалов расследования транспортных происшествий позволило выбрать для оценки состояния дорог сельскохозяйственные предприятия, в которых произошли типичные транспортные происшествия (подъем по мокрой дороге с глубокой колеёй, буксование, занос, опрокидывание).

Дороги обследовались в период посевных и уборочных работ, когда движение на дорогах становится наиболее интенсивным, В этот период водители и механизаторы, стремясь быстрее убрать урожай, выбирают для проезда более короткий не везде безопасный путь.

Эти хозяйства имеют набор автомобилей, тракторов, комбайнов и других сельскохозяйственных машин, типичный для сельскохозяйственного предприятия. В хозяйствах имеется широко распространенная техника, выпускаемая промышленностью для земледелия, в том числе автомобили КамАЗ, ГАЗ, ЗИЛ и легковые автомооили. Результаты исследовании представлены на рисунках 11, 12, 13.

90 80 70 60 50 40 30' 20 10 0

73.8

1 ¡И 1 ¡Ид нив Щм

й

7 5 3.9

ш ТИ Г™г™1

0-5

5-10 10-15

уклон, град.

>15

Рисунок 11 - Результаты состояния межхозяйственных дорог по уклону

т я ---

ШШМщ

щшш

рВр

8.8 Ш 1

ЯрВйМ «г»

--1- 1 1

. ~ ,п^^рпл гпппчл п ^П-О ^0

1-0,15 0,15-11,21! и.ги-и.иЬ

глубина колеи, м

Рисунок 12- Результаты состояния межхозяйственных дорог по глубине колеи

90 80 70 60 50 40 ЗП 20 10 о

ЯП.8

ЯВИВ

¡811111 ■и А ' -

,_4,8

1 1 [а......

ширина дороги, м

Рисунок 13- Результаты состояния межхозяйственных дорог ширине

В пятой главе "Практическая реализация разработок. Оценка экономической эффективности результатов исследований" приведен перечень организаций, в которые внедрены результаты исследований, среди них ВУЗы РФ, Комитет по сельскому хозяйству и продовольствию Брянской

«г, _ _ « ЭАП СП "БпЯНСКСеЛЬ-

области, иии "Брянским автомооильыли завод , эли • -■ '

маш", УГИБДД УМВД Брянской области, представлены математические модели и методики оценки эффективности мероприятий направленных на снижение аварийности, расчет экономической эффективности от внедрения тормозного устройства.

Ожидаемый годовой экономический эффект от внедрения тормозного устройства для седельных тягачей составит 14458,2 рубля на автомобиль в год.

Общие выводы и результаты исследований

1. Установлено, что проблема безопасности транспортных работ в сельскохозяйственном производстве, является актуальной. В АПК за исследуемый период 20% травм, „с-летальным исходом, получены в. результат?, транспортных происшествий.

2. Обоснованная методология исследований организации и обеспечения безопасности транспортных работ сельскохозяйственными транспортными предприятиями позволяет снизить количество транспортных происшествий на 6-8%.

3. Установлено, что важная роль в предотвращении аварийности отводится статистическому анализу, который дает количественную оценку состояния работы по предупреждению аварийности, позволяет наметить цели, пути и методы по ее совершенствованию. Обосновано, что эффективными методами в анализе аварийности являются вероятностные методы.

4. Теоретически доказано, что разработанные на основе теории вероятностей математические модели вероятностных показателей безопасности транспортных работ позволяют решать следующие практические задачи:

- оценить влияние на безопасность транспортных работ отдельного нрйпягпппиятнпгп гЬяк-гопя итти нр.кптппой совокупности неблагоприятных

----------1---------— т г " * -

факторов;

- отработать требования к уровню безопасности для разрабатываемого автотранспортного средства на основании опыта эксплуатации прототипа;

- определять соответствие фактического уровня безопасности движения заданному;

- оценивать эффективность мероприятий и доработок на автотранспортных средствах, направленных на повышение надежности, снижения аварийности, еще до их практической реализации;

- задавать требования к надежности транспортных средств, параметрам его функциональных систем из условия обеспечения заданного уровня безопасности;

- отыскивать наиболее слабые места в обеспечении безопасности транспортных работ и разрабатывать эффективные мероприятия для ее повышения;

5. Разработанный на основе вероятностных характеристик и математических моделей комбинированный метод, позволяет совместное и одновременное использование данных эксперимента (дорожных испытаний) и тео-

ретических исследований математической модели движения, что дает выигрыш в числе экспериментов и в стоимости исследований более чем в 2 раза.

6. Обоснованная оценка безопасности транспортных работ при возможных отказах транспортных средств, исследованные модели действий водителя при отказах транспортных средств, разработанные математические модели оценки действий водителя в опасных ситуациях, методы оценки степени опасностей неисправностей сельскохозяйственных транспортных

- средств, позволят повысить безопасность на 6%.

7. Разработанные математические модели оценки надежности технических устройств, повышения безопасности транспортных средств доказывают, что надежность таких устройств должна быть надежнее контролируемых систем, как минимум, на порядок.

8. Теоретические исследования системы «водитель - транспортное средство - дорога» позволяют сделать следующие выводы:

- установлено, что система В-ТС-Д является объектом исследования безопасности транспортных работ, предметом которой являются закономерности возникновения и развития опасных ситуаций, их причины и мероприятия по предупреждению и ослаблению их воздействия.

- установлено, что доминирующую роль в системе В-ТС-Д играет водитель, при этом он является наиболее важным и менее надежным звеном.

9. Установлено, что надежность транспортных средств является существенным фактором в обеспечении безопасности транспортных работ, выявлено, что тормозная система является наименее надежной.

10. Разработанное и диагностированное многодисковое тормозное устройство с осевым нажатием для автотранспортных средств с замедлением более 7,5 м/с2 по своей эффективности превосходит в 1,5 - 2.0 раза тормозные устройства, применяемые на сельскохозяйственной транспортной технике, что позволяет повысить безопасность сельскохозяйственных транспортных работ на 10 %.

11. Разработанная антиблокировочная система автомобиля позволяет улучшить динамические характеристики сельскохозяйственных транспортник средств. Разработан и испытан датчик антиблокиройочной системы со временем срабатывания, равным 0,55 с, что на 10% меньше аналогов.

12. Обоснованные, разработанные и защищенные патентами инженерно-технические средства обеспечивают безопасность транспортных работ,

" исключая аварии и травмы.

13. Обоснованная и разработанная методика оценки эффективности мероприятий, направленных на снижение аварийности из-за отказов сельскохозяйственных транспортных средств еще до их практической реализации, позволяет повысить эффективность таких мероприятий на 10%.

14. Предложенные основы комплексной программы обеспечения безопасности транспортных работ в АПК позволят повысить безопасность в сельскохозяйственном производстве на 10%.

15. Доказано, что снижение аварийности в сельскохозяйственном производстве путем инженерно-технических мероприятий обоснованных и разработанных в диссертационной работе даст, экономический эффект, позволит повысить безопасность транспортных работ. Расчетный экономический эффект от внедрения тормозного устройства составит 14458,2 рубля на автомобиль в год.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК

1. Сакович, Н.Е. Тормозной механизм для мобильных средств [Текст]/ Н.Е. Сакович // Тракторы й сельскохозяйственные машины. - №9.- 2006. - С. 40-41.

2. Сакович, Н.Е. О роли автотранспортных предприятий в повышении безопасности дорожного движения [Текст] / Н.Е. Сакович // Безопасность жизнедеятельности. - №10,- 2006. - С. 54 - 55.

3. Сакович, Н.Е. Обеспечение торможения сельскохозяйственных транспортных средств [Текст] / Н.Е. Сакович, E.H. Христофоров // Техника

р rentf ifniii улоаг{^трр

- №3 2007. - С. 14 - 16.

4. Сакович, Н.Е. Совершенствование сельскохозяйственных транспортных средств [Текст] / Н.Е. Сакович, E.H. Христофоров // Техника в сельском хозяйстве. - №3,- 2007. - С. 47- 49.

5. Сакович, Н.Е. Безопасность транспортных работ в АПК [Текст] / Н.Е. Сакович, E.H. Христофоров // Тракторы и сельскохозяйственные машины. - №.5.-2007. - С. 8 - 10.

6. Сакович, Н.Е. Влияние надежности транспортных средств на безопасность дорожного движения [Текст] / Н.Е. Сакович // Тракторы и сельскохозяйственные машины. --№2.- 2008. - С. 50 - 51.

7. Сакович, Н.Е. Обеспечение безопасности водителей транспортных средств [Текст] / Н.Е. Сакович, E.H. Христофоров // Механизация и электрификация сельского хозяйства. — №7.- 2008. — С. 32 — 33.

8. Сакович, Н.Е. Совершенствование методов анализа ДТП [Текст] / Н.Е. Сакович, E.H. Христофоров // Тракторы и сельскохозяйственные машины. - №8.-2008. - С. 45 - 46.

о сакович НЕ. Неисправность тягово-транспортных средств и безопасность дорожного движения [Текст] / Н.Е. Сакович RH. Xристофоров // Тракторы и сельскохозяйственные машины. - №10,- 2008.- С. ЗУ ¿u.

10. Сакович, Н.Е. Повышение тормозных качеств транспорт^к ередств ГТекст! / Н Е. Сакович // Тракторы и сельхозмашины - №4,2U11. - с. ^

11 Сакович, Н.Е. Гидроцилиндр двухстороннего действия с механическим шариковым замком [Текст] / Н.Е. Сакович Е.Н^Христофоров, A.A. Кузнецов // Тракторы и сельхозмашины.- №5,- 2011. - С: jy - •

Сакович, Н.Е. Герметизация кабины [Текст] / Н.Е. Сакович // Сельский механизатор.-№4.-2011.-С. 10-11.

13 Сакович, Н.Е. Повышение тормозных качеств транспортной сельскохозяйственной техники [Текст] / Н.Е. Саков^ КН Христофоров ВЗ. Никулин // Вестник МГЛУ, Агроинженерия. - №2(47).- 2011. —С. 44 40

14 Сакович, Н.Е. Новое тормозное устройство для большегрузных автомобилей [Текст] / Н.Е. Сакович // Сельский механизатор,- №8,- 2012. - С. 34-35.

Монографии

15 Сакович, Н.Е. Теория и практика обеспечения безопасности дорожного движения в АПК: монография / Н.Е. Сакович, E.H. Христофоров, В С. Ш^абак- Брянск: Изд-во Брянской государственной сельскохозяйственной акаттемии, 2008. - 282 е.- ISBN 5 - 88517 - 146 - 7.

nun aivcv, , ^ ^ __________— „„„0„,тЛМ11,да R обеспечении оез-

16. Сакович, Н.ъ. метшашчсск^ мед^ш^и.^ •• ---опасности дорожного движения: монография / Н.Е. сакович. - „рянск™-во ФГБОУ ВПО «Брянская государственная сельскохозяйственная академия» 2011- 176 с. - ISBN 9785885171922.

17 Сакович Н Е Совершенствование системы управления и ооеспече-ния безопасности дорожного движения автотранспортным предприяти-еммонография / Н.Е.'сакович. - Брянск: Изд-во ФГОУ ВПО «ьрянская государственная сельскохозяйственная академия», 2011. - 200 с.

Q785885171984

18. Сакович, Н.Е. конструктивная безопасность автотранспортьшх средств: монография / Н.Е. Сакович, E.H. Христофоров, В.И. Лавров-Бпянск- Изд-во ФГБОУ ВПО «Брянская государственная сельскохозяйственная акэд 2011. - 200 с. -ISBN 9785885171977.

19 Сакович' Н.Е. Методы и средства ликвидации последствии разливов нефта и нефтепродуктов: монография / Н.Е. Сакович,- Брянск: Изд-во ФГБОУ ВПО «Брянская государственная сельскохозяйственная академия», 2012. - 197 с. -ISBN 978 -588517 -207-3.

Патенты

20. Патент на изобретение №2308384. Датчик антиблокировочной системы автомобиля/ Н.Е. Сакович, E.H. Христофоров, В.И. Самусенко. -Опубл. БИ №29, 2007.

21. Патент на изобретение № 2321505. Педаль управления/Е.Н. Христофоров, Н.Е. Сакович. Опубл. БИ №10, 2008.

22. Патент на полезную модель № 58986. Система герметизации дверей и люков кабины трактора/Н.Е. Сакович, Н.Е. Христофоров, В.И. Самусенко. Опубл. БИ №34, 2006.

23. Патент на полезную модель № 78744. Антиблокировочная система автомобиля / Н.Е. Сакович, E.H. Христофоров, М.А. Букина, В.И. Самусенко. Опубл. БИ №34, 2008.

24. Патент на полезную модель №.82173. Тормозное устройство автомобиля /Н.Е. Сакович, E.H. Христофоров, М.А. Букина, В.И. Самусенко. Опубл. БИ№11,2009.

25. Патент на полезную модель №107834. Тормоз механических транспортных средств /Н.Е. Сакович, E.H. Христофоров, Д.А. Безик, В.В. Никулин, В.И. Самусенко. Опубл. БИ №24, 2011.

26. Патент на полезную модель №107301. Тормоз автомобиля/Н.Е. Сакович, E.H. Христофоров, В.В. Никулин, В.И. Самусенко. Опубл. БИ №24, 2011.

27. Патент на полезную модель № 107736. Антиблокировочная система

/1—5" С Ротлапт/ТТ Тч Ц YпилтлЛпплп И И Utiv^mmi D ТА Pfunrppuvn Пт^п

f м, V/Ul\UUfl 1) х • X k^rnv IWlpW^WUy i-> .!_/• 1XI11Vj» JAUXlj iX JL. VVH'IJ VVlUVWi Vllj VJlt

БИ №24, 2011.

28. Патент на полезную модель № 111815. Система герметизации кабины трактора/Н.Е. Сакович, Н.Е. Христофоров, Н.С. Аниканова, М.М. Пех-терев. Опубл. БИ №24,2011.

29. Патент на изобретение №114913. Педаль управления/ Н.Е. Сакович, E.H. Христофоров, Н.С. Аниканова, М.М. Пехтерев. - Опубл. БИ №24, 2012.

• Публикации в материалах научных конференций

30. Сакович, Н.Е. Повышение безопасности транспортных работ в кормопроизводстве [Текст]/Н.Е. Сакович, E.H. Христофоров, В.И. Самусенко // Научно-технический прогресс в животноводстве - перспективные направления научных исследований по созданию новой техники и машинных технологий, совершенствование информационного обеспечения. — Т. 16. Ч.2.-М.: Изд-во ГНУ ВНИИМЖ Россельхозакадемии, 2006, - С. 164 - 169.

31. Сакович, Н.Е. Роль факторов «Водитель - транспортное средство-дорога» в обеспечении безопасности дорожного движения [Текст] / Н.Е. Сакович, E.H. Христофоров, Б.М. Тюриков // Конструирование, использование и надежность машин сельскохозяйственного назначения. - Брянск-Изд - во Брянская ГСХА, 2006. г С. 21 - 25.

32. Сакович, Н.Е. Совершенствование систем торможения сельскохозяйственных транспортных средств [Текст] / Н.Е. Сакович, E.H. Христофоров // Безопасность и экология технологических процессов и производств. - Ростов н/Д.: Изд-во Донской ГАУ, 2007. - С. 279 - 283.

33. Сакович, Н.Е. Методология исследования и обеспечения безопасности дорожного движения [Текст] /Н.Е. Сакович, E.H. Христофоров // Безопасность и экология технологических процессов и производств. - Ростов н/Д.: Изд-во Донской ГАУ, 2007. - С. 283 - 287.

34. Сакович, Н.Е. Исследование ситуаций, возникающих в дорожном движении [Текст] /Н.Е. Сакович, E.H. Христофоров // Безопасность и экология технологических процессов и производств. - Ростов н/Д.: Изд-во Донской ГАУ, 2007. - С. 287 - 291.

35. Сакович, Н.Е. Факторы транспортного травматизма [Текст] / Н.Е. Сакович, E.H. Христофоров // Безопасность и экология технологических процессов и производств. - Ростов н/Д.: Изд-во Донской ГАУ 2007 - С 291-295. '

36. Сакович, Н.Е. Комплексная программа обеспечения безопасности дорожного движения [Текст] / Н.Е, Сакович, E.H. Христофоров // Безопасность и экология технологических процессов и производств. - Ростов н/Д.: Изд-во Донской ГАУ, 2007. - С. 295 - 297.

37. Сакович. Н.Е. Обеспечение герметизации кабины трактора [Текст] / Н.Е. Сакович, E.H. Христофоров // Безопасность и экология технологических процессов и производств. - Ростов н/Д.: Изд-во Донской ГАУ 2007 -С. 283-287.

38. Сакович, Н.Е. К вопросу аварийности и дорожно-транспортного травматизма на дорогах страны и Брянской области [Текст] / Н.Е. Сакович, E.H. Христофоров //Конструирование, использование и надежность машин сельскохозяйственного назначения. - Брянск: Изд-во Брянской ГСХА 2008.-С. 158-163.

39. Сакович, Н.Е. Применение математических методов в исследовании безопасности движения [Текст] / Н.Е. Сакович, E.H. Христофоров // Безопасность и экология технологических процессов и производств. - Ростов н/Д.: Изд-во Донской ГАУ, 2008. - С. 342 - 347.

40. Сакович, Н.Е. Антиблокировочные системы автомобилей [Текст] / Н.Е. Сакович, E.H. Христофоров И Безопасность и экология технологиче-

ских процессов и производств. - Ростов н/Д.: Изд-во Донской ГАУ, 2008. -С. 347-350.

41. Сакович, Н.Е. К вопросу обеспечения безопасности механизаторов на радиационно-загрязненных землях Брянской области [Текст] / Н.Е. Сакович // Безопасность и экология технологических процессов и производств. - Ростов н/Д.: Изд-во Донской ГАУ, 2009. - С. 209 - 212.

42. Сакович, Н.Е. Повышение активной безопасности механических транспортных средств [Текст] / Н.Е. Сакович // Проблемы энергетики, при- -родопользования. Вопросы безопасности жизнедеятельности и экологии. -Брянск: Изд - во Брянской ГСХА, 2010. - С. 202 - 208.

43. Сакович, Н.Е. Антиблокировочная система как обязательный элемент современной тормозной системы [Текст] /Н.Е. Сакович, E.H. Христофоров // Проблемы энергетики, природопользования. Вопросы безопасности жизнедеятельности и экологии. - Брянск: Изд - во Брянской ГСХА,

2010.-С. 209 - 212.

44. Сакович, Н.Е. Повышение безопасности механических транспортных средств установкой технических средств безопасности [Текст] / Н.Е. Сакович // Вопросы безопасности жизнедеятельности и экологии. -Брянск.: Изд - во Брянской ГСХА, 2010. - С. 213 - 219.

45. Сакович, Н.Е. Тормозное устройство автомобиля [Текст] / Н.Е. Сакович, E.H. Христофоров // Конструирование, использование и надежность машин сельскохозяйственного назначения. - Брянск: Изд-во Брянской

ГСХА, 2010.-С. 17-21.

46 Сакович, H.H. К вопросу улучшения устойчивости и управляемости при торможении [Текст] / Н.Е*Сакович, E.H. Христофоров // Конструирование, использование и надежность машин сельскохозяйственного назначения. - Брянск: Изд-во Брянской ГСХА, 2010. - С. 21 - 24.

47. Сакович, Н.Е. Применение математических моделей в оценке влияния факторов на уровень аварийности [Текст] / Н.Е. Сакович E.H. Христофоров // Конструирование, использование и надежность машин сельскохозяйственного назначения. - Брянск: Изд-во Брянской ГСХА, 2010. - С. 17 - 21.

48. Сакович, Н.Е. Анализ современных разработок антиблокировочных систем автомобилей [Текст] / Н.Е. Сакович, E.H. Христофоров // Конструирование, использование и надежность машин сельскохозяйственного назначения. - Брянск: Изд-во Брянской ГСХА, 2010. - С. 166 - 168.

49. Сакович, Н.Е. О формировании организационной структуры службы охраны труда [Текст] / Н.Е. Сакович, E.H. Христофоров // Совершенствование системы управления охраной труда в современных условиях и ее влияние на развитие экономики. - М.: Изд-во ФГУ ВНИИ Охраны и экономики труда Миинздравсозразвития РФ, 2011. - С. 83 - 85.

50. Сакович, Н.Е. К вопросу улучшения условий труда операторов мобильных энергетических средств [Текст] / Н.Е. Сакович // Вестник ФГОУ ВПО «Брянская ГСХА». - Брянск: Изд-во Брянской ГСХА, 2011 - С. 21 - 26.

51. Сакович, Н.Е. Совершенствование устройств безопасности грузовых платформ автосамосвалов и прицепов [Текст] / Н.Е. Сакович // Вестник ФГОУ ВПО «Брянская ГСХА». - Брянск: Изд-во Брянской ГСХА, 2011-С. 34-42.

52» Сакович, Н.Е. Совершенствование активной безопасности при торможении [Текст] / Н.Е. Сакович // Экология и безопасность жизнедеятельности промышленно - транспортных комплексов. - Тольятти: Изд-во То-льятгинский ГУ, 2011. - С. 132 —136.

Подписано к печати 3. 12. 2012 г. Формат 60><84. Бумага офсетная Усл. п.л. 2,0. Тираж 100. Изд.2253.

Издательство Брянской государственной сельскохозяйственной академии 243365, с. Кокино, Выгоничский район, Брянская область.

ФГБОУ ВПО «Московский государственный агроинженерный университет

им. В.П. Горячкина» ФГБОУ ВПО «Брянская государственная сельскохозяйственная академия»

На правах рукописи

Сакович Наталия Евгениевна

052013503 52

Обеспечение безопасности транспортных работ в сельскохозяйственном производстве за счет снижения аварийности сельскохозяйственной

транспортной техники

Специальность: 05.20.01 - Технологии и средства механизации сельского

хозяйства

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук

Научный консультант:

доктор технических наук, профессор

Ерохин М.Н.

Москва-2012

Содержание

Краткий терминологический словарь..............................................7

Введение.................................................................................12

Глава 1. Состояние вопроса. Цель и задачи исследований...................18

1.1. Состояние аварийности в Российской Федерации, ее причины и последствия.......................................................................................18

1.2. Анализ причин несчастных случаев в АПК России.......................20

1.3. Анализ транспортной техники, применяемой в сельскохозяйственном производстве...................................................................................23

1.3.1. Перспективность применения прицепных автопоездов большой габаритной длины...............................................................................29

1.3.2. Перспективная сельскохозяйственная транспортная техника для АПК Российской Федерации...............................................................31

1.4. Организация и обеспечение безопасности транспортных работ в сельскохозяйственном производстве.............................................................33

1.4.1. Особенности организации и обеспечения безопасности транспортных работ автотранспортными предприятиями агропромышленного комплекса.....................................................................................................33

1.4.2. Исследования ситуаций, возникающих на транспортных работах..35

1.5. Анализ тормозных устройств, применяемых на сельскохозяйственной транспортной технике. Перспективы развития.........................................38

1.5.1. Анализ тормозных устройств...............................................38

1.5.2. Перспективы развития тормозных механизмов.........................42

1.6. Анализ систем, улучшающих динамические характеристики сельскохозяйственной транспортной техники при торможении..............................46

1.6.1. Антиблокировочные системы. Патентный поиск.....................60

1.7. Автомобильная транспортная сеть. Классификация автомобильных дорог..........................................................................................64

1.7.1. Дороги для перевозки грузов тракторным транспортом...............72

Выводы. Цель и задачи исследований.............................................73

Глава.2. Теоретические исследования путей повышение безопасности транспортных работ в сельскохозяйственном производстве.........................76

2.1. Факторы, влияющие на безопасность транспортных работ. Показатели безопасности.................................................................................76

2.1..1.Факторы, влияющие на безопасность транспортных работ...........76

2.1.2. Показатели безопасности транспортных работ..........................81

2.1.2.1. Статистические показатели безопасности..............................81

2.2. Методы расчета показателей безопасности.......................................85

2.2.1. Статистические методы расчета показателей безопасности транспортных работ..................................................................................90

2.2.2. Вероятностные показатели безопасности.....................................95

2.2.3. Методы расчета вероятностного показателя безопасности.........100

2.2.3.1. Логико-вероятностный метод расчета................................102

2.2.3.2. Расчет показателей с использованием моделей Марковских процессов...........................................................................................106

2.2.3.3. Расчет показателей с учетом возможности восстановления системы...............................................................................................111

2.2.3.4. Комбинированный метод определения показателей...............113

2.2.4. Задачи, решаемые с помощью вероятностных показателей.........116

2.3. Комплексная программа снижения аварийности в АПК...............119

2.4. Система «Водитель - транспортное средство - дорога», ее влияние на безопасность транспортных работ.......................................................................................121

2.4.1. Водитель как элемент системы «Водитель - транспортное средство - дорога»................................................................................121

2.4.2. Влияние ошибок водителя и обслуживающего персонала на безопасность транспортных работ.............................................................123

2.4.2.1. Статистические данные и роль водителя и обслуживающего персонала в обеспечении безопасности транспортных работ..........................123

2.4.3. Методы оценки влияния обслуживающего персонала на безопасность транспортных работ................................................................125

h

2.4.3.1. Оценка безопасности транспортных работ, определяемой действиями обслуживающего персонала......................................................130

2.4.4. Мероприятия по повышению безопасности транспортных работ, определяемой действиями обслуживающего персонала............................133

2.4.5. Методы оценки влияния действий водителя на безопасность транспортных работ................................................................................135

2.4.5.1. Подход к оценке безопасности транспортных работ, обусловленной действиями водителя...................................................................135

2.4.5.2. Оценка безопасности выполнения маневра по найденным законам распределения определяющих параметров............................................139

2.4.5.3. Оценка вероятности безопасного выполнения маневра по законам отклонения органов управления.........................................................141

2.4.5.4. Оценка вероятности безошибочных действий водителя..........143

2.5. Влияние надежности сельскохозяйственной транспортной техники на

состояние аварийности.....................................................................145

2.5.1. Статистические данные и классификация неисправностей транспортных средств.............................................................................145

2.5.2. Оценка аварийности при возможных отказах сельскохозяйственной транспортной техники......................................................................148

2.5.3. Схемы моделей действий водителя при отказах сельскохозяйственной транспортной техники.................................................................150

2.5.4. Время запаздывания и располагаемое время вмешательства водителя в управление при отказах сельскохозяйственной транспортной техники.................................................................................................153

2.5.5. Оценка степени опасности отказов транспортных средств.........156

2.5.5.1. Расчетный (аналитический) метод......................................157

2.5.5.2. Метод статистических испытаний......................................158

2.5.5.3. Метод экспертного оценивания.........................................159

2.5.6. Технические устройства повышения безопасности транспортных средств..........................................................................................160

2.5.7. Требования к надежности транспортных средств из условия обеспе-

5

чения безопасности транспортных работ...............................................167

2.5.8. Мероприятия по повышению безопасности транспортных работ обусловленных надежностью транспортных средств и оценка их эффективности..............................................................................................170

2.6. Дорожные условия и безопасность транспортных работ............172

2.6.1. Анализ транспортных происшествий из-за дорожных условий.. ..172

2.6.2. Явления погоды, особо опасные для движения транспортных средств..........................................................................................173

Выводы.................................................................................179

Глава 3. Общая программа, методики и методы проведения исследований...............................................................................................181

3.1. Программа проведения исследований.....................................181

3.2. Тормозные системы транспортных средств, основные требования к ним.............................................................................................182

3.3. Исследования транспортных средств с антиблокировочными системами. Критерии оценки тормозных свойств............................:.........................189

3.3.1. Методы и технические средства диагностирования технического состояния тормозных систем в процессе эксплуатации.............................193

3.4. Методика оценки состояния внутрихозяйственных дорог............209

3.4.1. Перспективное оборудование для дорожных работ...........215

Выводы.................................................................................217

Глава 4. Результаты исследований...............................................218

4.1. Обоснованные и разработанные тормозные устройства для сельскохозяйственной транспортной техники..................................................218

4.1.1. Тормозное устройство с пневмо - жидкостным охлаждением.....218

4.1.2. Тормоз автомобиля с жидкостным охлаждением.....................221

4.2. Обоснование и исследование систем улучшения динамических характеристик при торможении.................................................................237

4.3. Разработка органов управления сельскохозяйственными транспортными средствами.................................................................................241

в

4.4. Методы и средства снижения шума в кабине сельскохозяйственного транспортного средства....................................................................242

4.4.1. Воздействие транспортного шума........................................242

4.4.2. Расчет воздушного шума в кабине трактора...........................246

4.4.3. Разработка системы герметизации кабины транспортного средства.................................................................................................254

4.5. Результаты аттестации внутрихозяйственных дорог по предотвращению транспортных происшествий........................................................257

4.5.1. Оценка состояния внутрихозяйственных дорог........................257

Выводы.................................................................................260

Глава 5. Практическая реализация разработок. Оценка экономической эффективности результатов исследований.............................................262

5.1. Внедрение результатов исследований......................................262

5.2. Годовой социально-экономический эффект от внедрения инженерно-технических мероприятий.................................................................263

5.2.1. Потери сельского хозяйства от транспортных происшествий......265

5.3. Расчет экономической эффективности от внедрения тормозного устройства.........................................................................................269

Выводы.................................................................................273

Общие выводы и результаты исследований....................................274

Литература............................................................................277

Приложения

Краткий терминологический словарь

1. Дорожное движение (ДД) - совокупность общественных отношений, возникающих в процессе перемещения людей и грузов с помощью транспортных средств или без таковых в пределах дорог;

2. Безопасность дорожного движения (БДЦ) - состояние данного процесса, отражающее степень защищенности его участников от дорожно-транспортных происшествий и их последствий;

3. Дорожно-транспортное происшествие (ДТП) - событие, возникшее в процессе движения по дороге транспортного средства и с его участием, при котором погибли или ранены люди, повреждены транспортные средства, сооружения, грузы либо причинен иной материальный ущерб;

4. Обеспечение безопасности дорожного движения (ОБДД)— деятельность, направленная на предупреждение причин возникновения дорожно-транспортных происшествий, снижение тяжести их последствий;

5. Участник дорожного движения - лицо, принимающее непосредственное участие в процессе дорожного движения в качестве водителя транспортного средства, пешехода, пассажира транспортного средства;

6. Организация дорожного движения - комплекс организационно-правовых, организационно-технических мероприятий и распорядительных действий по управлению движением на дорогах;

7. Дорога - обустроенная или приспособленная и используемая для движения транспортных средств полоса земли либо поверхность искусственного сооружения. Дорога включает в себя одну или несколько проезжих частей, а также трамвайные пути, тротуары, обочины и разделительные полосы при их наличии;

8. Транспортное средство - устройство, предназначенное для перевозки по дорогам людей, грузов или оборудования, установленного на нем.

9. Безопасность - отсутствие опасности. В понятие БДД будем вкладывать смысл выполнения дорожного движения (рейса) без угрозы жизни и здоровья водителя, пассажиров и пешеходов. В дорожном движении, как и во вся-

ком движении, присутствует некоторая потенциальная опасность (риск) и, чем меньше риск, тем выше БД.

10. Отказ - событие, заключающиеся в полной или частичной потере работоспособности системы (система техническая, объект в целом) или блока (составная часть системы).

11. Транспортная авария - авария на транспорте, повлечкшая за собой гибель людей, причинение пострадавшим тяжких телесных повреждений, уничтожение и повреждение транспортных сооружений и средств или ущерб окружающей природной среде.

12. Причина ДТП - неблагоприятный фактор или их совокупность, приводящие к дорожно-транспортному происшествию.

13. Многофункциональная система «Водитель - транспортное средство - дорога - среда» (В-ТС-Д-С). В дальнейшем в рассматриваемой системе элемент «среда» входит в элемент «дорога».

14. Неблагоприятный фактор - событие или явление в системе «Водитель - транспортное средство - дорога (В-А-Д) или во внешней среде, которое приводит к нарушению нормального функционирования системы и сопровождается возникновением опасной ситуации.

15. Опасная ситуация - это ситуация, при которой создается большая вероятность несчастного случая.

16. Опасность - ситуация, в которой возможно возникновение явлений и процессов, негативно воздействующих на людей и приводящих к материальному ущербу или разрушительно влияющих на окружающую среду.

17. Водитель - лицо, управляющее каким - либо транспортным средством, погонщик, ведущий по дороге вьючных, верховых животных или стадо. К водителю приравнивается обучающий вождению.

18. Правила дорожного движения (ПДД).

19. Автотранспортное предприятие (АТП).

20. Пассажир - лицо, кроме водителя, находящееся в транспортном средстве (на нем), а также лицо, которое входит в транспортное средство (садится на него) или выходит из транспортного средства (сходит с него).

21. Пешеход - лицо, находящееся вне транспортного средства на дороге и не производящее на ней работу. К пешеходам приравниваются лица, передвигающиеся в инвалидных колясках без двигателя, ведущие велосипед, мопед, мотоцикл, везущие санки, тележку, детскую или инвалидную коляску.

22. Государственная инспекция безопасности дорожного движения (ГИБДД).

23. Автотранспортное средство (АТС) - транспортное средство, тяговое усилие которого создается с помощью двигателя за счет сцепления его колес или колес буксирующего транспортного средства с дорогой, не оборудованной специальными направляющими устройствами для колес (ГОСТ 22895 -77).

24. Торможение - создание и изменение искусственного сопротивления движению автотранспортного средства или отдельных его единиц с целью уменьшения скорости движения или удержания его неподвижным относительно поверхности (ГОСТ 22895 -77).

25. Эффективность торможения - качественная мера торможения, характеризующая свойство тормозной системы создавать необходимое искусственное сопротивление движению автотранспортного средства (ГОСТ 22895 -77).

26. Устойчивость автотранспортного средства при торможении —

способность сохранять направление движения и противостоять внешним возмущающим воздействиям, стремящимся изменить это направление в процессе торможения.

27. Тормозные свойства - мера количественной оценки тормозной системы, создающей необходимое торможение автотранспортного средства.

28. Тормозная система - совокупность устройств, предназначенных для торможения автотранспортного средства.

29. Рабочая тормозная система предназначена для регулирования скорости автотранспортного средства в любых условиях эксплуатации.

30. Запасная (аварийная) тормозная система используется для остановки транспортного средства при выходе из строя рабочей тормозной системы.

31. Стояночная тормозная система служит для удержания автотранспортного средства в неподвижном относительно опорной поверхности состоянии.

32. Вспомогательная тормозная система предназначена для длительного поддержания постоянной скорости движения на спуске или для ее регулирования в пределах, отличных от нуля.

33. Эффективность тормозной системы - совокупность свойств, обеспечивающих параметры процесса торможения автотранспортного средства.

34. Тормозной механизм - устройство для непосредственного создания и изменения искусственного сопротивления движению автотранспортного средства.

35. Орган управления тормозной системы - совокупность устройств для подачи сигнала, в результате которого передается

36. Тормозной привод - совокупность устройств для передачи энергии от ее источника к тормозным механизмам (ГОСТ 22895 -77).

37. Замедление - пространственно-временная мера изменения движения, характеризующая снижение скорости автотранспортного средства в данное мгновение.

38. Время срабатывания - интервал времени от начала торможения до момента, в который замедление становится постоянным (ГОСТ 22895-77).

39. Тормозной путь - расстояние, проходимое автотранспортным средством с начала до конца торможения (ГОСТ 22895 -77).

40. Установившееся замедление - среднее значен�