автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.01, диссертация на тему:Улучшение охраны труда водителей сельскохозяйственных транспортных средств путем инженерно-технических мероприятий

На правах рукописи

Сакович Наталия Евгениевна

УЛУЧШЕНИЕ ОХРАНЫ ТРУДА ВОДИТЕЛЕЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ ПУТЕМ ИНЖЕНЕРНО-ТЕХНИЧЕСКИХ МЕРОПРИЯТИЙ

Специальность 05.26.01 - Охрана труда (в агропромышленном комплексе)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Орел - 2006

Работа выполнена в Федеральном государственном научном учреждении «Всероссийский научно-исследовательский институт охраны труда» (ФГНУ «ВНИИОТ»)

Научный руководитель: доктор технических наук

Гавриченко Александр Иванович

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Чернышев Владимир Иванович;

кандидат технических наук, Широбокова Ольга Евгеньевна

Ведущая организация: ГНУ "Всероссийский научно — исследовательский институт люпина Российской академии сельскохозяйственных наук"

Защита диссертации состоится «17» ноября 2006 г. в 11 ч. 00 мин. на заседании диссертационного совета К220.073.01 (по техническим наукам) в Федеральном государственном научном учреждении "Всероссийском научно -исследовательском институте охраны труда", 302025 г. Орел, Московское шоссе

120

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГНУ «ВНИИОТ»

Автореферат разослан «16» октября 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук

Общая характеристика работы Актуальность темы. Принимаемые на федеральном и региональных уровнях меры позволили несколько стабилизировать положение в сфере условий и охраны труда в сельскохозяйственном производстве, но не создали устойчивой тенденции их улучшения,— абсолютные цифры и относительные показатели травматизма остаются высокими.

Определенную долю в эту скорбную статистику вносят водители сельскохозяйственных транспортных средств, на долю которых приходится более 20% пострадавших. Основным источником их травмирования являются транспортные происшествия.

Причины высокого уровня транспортного травматизма водителей носят сложный, комплексный характер, они требуют постоянных и целенаправленных научных исследований.

Цель исследований — предотвращение травматизма водителей сельскохозяйственных транспортных средств.

Объектом исследования является травматизм водителей сельскохозяйственных транспортных средств.

Предметом исследования является техническое состояние сельскохозяйственных транспортных средств

Научная новизна: математическое моделирование и анализ безопасности транспортных работ; инженерно-технические мероприятия, позволяющие повысить активную безопасность сельскохозяйственных транспортных средств; математическая оценка надежности технических устройств, повышающих безопасность автотранспортных средств; новый выбор эффективных мероприятий снижения транспортного травматизма, критерий эффективности мероприятий от различных неисправностей автотранспортных средств.

Практическую значимость работы составляют обоснованные и разработанные технические устройства снижения травматизма водителей сельскохозяйственных транспортных средств: тормозное устройство механических транспортных средств; антиблокировочная система автомобиля и ее элементы, в совокупности позволяющие уменьшить транспортный травматизм на 6 — 8%; результаты исследования надежности технических устройств повышающих безопасность автотранспортных средств; результаты исследования математических моделей выбора эффективных мероприятий предотвращения травматизма водителей, обоснованный критерий эффективности мероприятий от различных удельных вкладов неисправностей автотранспортных средств.

К защите предъявляются следующие научные результаты:

1. Математическое модели и анализ, транспортного травматизма.

2. Методика оценки технических устройств, повышения безопасности транспортных работ

3. Инженерно-технические решения для снижения числа несчастных случаев водителей сельскохозяйственных транспортных средств

4. Методика оценки эффективности мероприятий, снижения транспортного травматизма.

Внедрение. Результаты научно-исследовательской работы приняты к внедрению ООО "Брянский автомобильный завод", кафедрой безопасности жизнедеятельности и инженерной экологии и кафедрой эксплуатации машинно-тракторного парка Брянской государственной сельскохозяйственной академии.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 18 научных работ, в их числе 3 заявки на изобретение.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из 4 глав, общих

выводов и рекомендаций, списка литературы включающего 154 наименования. Работа изложена на 177 страницах основного текста, содержит 60 рисунков, 12 таблиц и 16 приложений.

Содержание работы

Во велении обоснована тема диссертации, изложены основные положения выносимые на защиту.

В первой главе "Состояние вопроса. Цель и задачи исследования" дана оценка состояния проблемы, дан анализ и характеристики применяемых сельскохозяйственных транспортных средств, выполнен анализ транспортного травматизма, изучены факторы, причины и обстоятельства несчастных случаев при работе на сельскохозяйственных транспортных средствах, изучены показатели аварийности, дан анализ техническим средствам безопасности транспортных средств.

В результате установлено, что проблеме предотвращения травматизма водителей сельскохозяйственных транспортных средств посвящены работы И.В. Гальянова, К.В. Глембы, М.С. Дмитриева, Ю.Д. Олянича, Н.М. Куплевацкого, А.П. Лапина, П.Г. Митрофанова, B.C. Шкрабака, В.В. Шкрабака М.М. Юркова и других ученых России. В этих работах установлено, что до настоящего времени число травмированных водителей ежегодно растет, наиболее часто несчастные случаи проявляются в результате дорожно-транспортных происшествий (ДТП). В более 70% виновниками ДТП стали водители, нарушающие Правила дорожного движения и пренебрегающие мерами безопасности. До 5% ДТП связано с неисправностями транспортных средств, 60% которых имеют возраст более 10 лет. В основном травматизм происходит из-за отказа тормозных систем (до 45%), рулевого управления и других. До, 10% травм происходят по причине неудовлетворительных дорожных условий, причем боле 20% на сельских дорогах, состояние которых критическое. Дорожные условия в 40% стали сопутствующими причинами происшествий. В качестве других причин — совпадение и накопление отрицательных факторов системы "Водитель — транспортное средство — дорога — среда".

Исследования проведенные: В.В. Амбарцумяном, И.В. Гальяновым, В.Г. Галушко, В.М. Кисляковым, Г.И. Клинковштейном, В.П. Мартыновым, А.Г. Романовым, B.C. Шкрабаком, B.C. Филимоновым и другими констатируют, что применяемые статистические методы анализа аварийности недостаточны для полного анализа транспортного травматизма, доказывают необходимость более широкого применения вероятностных показателей.

Установлено, что технические средства безопасности транспортных средств, не отвечают современным требованиям активной безопасности.

Установлено, что низкая эффективность мероприятий обеспечения безопасности дорожного движения, связана с отсутствием методик оценки таких мероприятий еще до их реализации.

Установлено, что предотвращение аварийности и травматизма водителей сельскохозяйственных транспортных средств, путем инженерно-технических мероприятий является актуальной.

На основании анализа проблемы, в соответствии с целью, поставлены следующие задачи исследования: выявить факторы, причины и обстоятельства несчастных случаев водителей сельскохозяйственных транспортных средств; обосновать применение методов статистики и теории вероятностей в анализе транспортного травматизма; обосновать необходимость повышения надежности технических устройств повышающих безопасность автотранспортных средств; обосновать инженерно-технические мероприятия по предотвращению несчастных случаев на сельскохозяйственных транспортных работах;

обосновать мероприятия по повышению безопасности автотранспортных средств и оценку их эффективности.

Во второй главе "Программа и методики экспериментальных исследований" разработаны программа исследований, которая предусматривает: разработку методики выявления факторов, причин и обстоятельств несчастных случаев водителей сельскохозяйственных транспортных средств. При разработке методики применены специальные кодификаторы, разработанные ВНИИОТ, в которых факторы, причины и обстоятельства распределены в системе "Водитель — транспортное средство — дорога" В этом кодификаторе содержится наиболее полное число источников информации — 4903. Предложена методика применения теории вероятностей в анализе транспортного травматизма. В программу исследования технического состояния сельскохозяйственных транспортных средств, предложена методика дорожных и стендовых испытаний тормозных устройств. В программу исследования состояния дорог включены сельхозпредприятия Брянской области.

В третьей главе "Теоретические и экспериментальные исследования. Результаты исследований" выполнен мониторинг травматизма водителей и трактористов сельскохозяйственных транспортных средств, обоснованы статистические методы анализа дорожно-транспортного травматизма, применение корреляционного и регрессионного анализов для оценки влияния эксплуатационных факторов на безопасность дорожного движения. Предложена методика применения теории вероятностей в обеспечении безопасности дорожного движения на примере рейса, в котором транспортное происшествие рассматривается как случайное событие.

В результате исследований установлено, что с 1992 по 2002 г. пострадало 6607 трактористов из них 4493 (68,0%) в дорожно-транспортных происшествиях (ДТП) (рис.1). Самым травмоопасным годом стал 1994, когда в результате ДТП пострадало — 740 человек. По видам ДТП трактористы получили травмы в результате наездов (56,1%) и опрокидываний (40,31%). Самым травмоопасным стал трактор марки МТЗ (30,3% пострадавших), К - 701 (17,0%), Т - 150К (16,9%). Самым безопасным является трактор типа Т-40 (2,1%)

За исследуемый период было травмировано 2775 водителей из них 1922 в дорожно-транспортных происшествиях (69,3%). Самым травмоопасным годом для водителей стал 1992 — 342 пострадавших в ДТП. Водители получали травмы в результате опрокидываний (37,35%), столкновений (31,69%), наездов (30,39%) (рис.2). Самыми травмоопасными стали автомобили марки КамАЗ (32,3%)

Рис.1 . Распределение травматизма трактористов, %: дорожно-транспортные происшествия — 68,0; захваты и удары — 19,8; падение пострадавшего — 2.4; электропоражения — 1,5; температурные воздействия — 3,1;

прочие травматические ситуации — 5,2.

Рис. 2. Распределение травматизма водителей автомобиля, %: дорожно-транспортные происшествия — 69,3; захваты и удары — 11,5; падение пострадавшего - 4,1; электропоражения - 2,2; температурные воздействия - 3,8;

прочие травматические ситуации — 9,2.

Непосредственно на автотранспортных предприятиях агропромышленного комплекса Российской Федерации травмировалось 91,1% водителей. Наибольшее количество несчастных случаев приходится на летние и зимние месяцы (рис. 3).

Исследования показали, что в результате неисправности тормозной системы за исследуемый период погибло 297 водителей (рис. 4

60,0 40,0 20,0 0,0

1 ? 3 А 5

Рис. 4. Распределение травматизма из-за неисправности тормозных систем, %

59,2

Г," ^

19,6 18-8

№ Ш 1,3 1,0

Водители были травмированы в результате неисправности тормозов транспортной машины — 59,2%; не подключения тормозов прицепа — 19,6%; неисправности тормозов прицепа или прицепной машины - 18,8%; неотрегулирования тормозов — 1,3%; конструктивных недостатков тормозов — 1,0%.

В результате ДТП пострадали водители в возрасте от 30 до 50 лет, проработавшие в своей должности более 20 лет (рис. 5, б). Выполненный прогноз травматизма с использованием табличного процессора MS Excel, представлен на рисунках 7,8).

Рис. 5. Распределение несчастных случаев по возрасту водителей, % (АПК Брянской области)

Лет

Рис. 6. Распределение несчастных случаев по стажу работы водителей, % (АПК Брянской области)

1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010

Рис. 7. Прогнозирование травматизма трактористов в АПК РФ

Рис. 8. Прогнозирование травматизма водителей в АПК РФ

В настоящее время для анализа транспортного травматизма применяют в основном статистические методы анализа, главное достоинство которых — объективность. Однако, они не лишены недостатков, которые могут быть компенсированы или дополнены вероятностными.

Транспортное происшествие случайное событие. Оно может произойти при условии, что в движении, появился неблагоприятный фактор и его последствия, не могут быть устранены водителем. Неблагоприятные факторы, являясь следствием вполне конкретных причин, возникают в произвольные моменты времени и в том, заключается их случайность.

За событие устранения последствий примем событие не выхода определяющих параметров ду за свои предельные значения х} < х^р, j = 1, 1. Строго говоря, событие превышения х}пр не всегда приводит к дорожно-транспортному происшествию. В ряде случаев после превышения х1пр водитель своими действиями может возвратить транспортное средство в область х^<х^„р. В дальнейшем для однозначности суждений выход одного или нескольких определяющих параметров за предельные значения будем полагать за неблагополучный исход рейса (дорожно-транспортное происшествие). Обозначим: рь <7, - вероятности непоявления и появления / - го неблагоприятного фактора; г„ si - условные вероятности устранения и неустранения его последствий. В принятых обозначениях вероятностные показатели безопасности дорожного движения будут иметь очевидные выражения:

Я* = • Ы

Р/ = 1-О^Р/* дг п- О)

где Р — вероятность благополучного завершения движения (рейса)

С? - вероятность неблагополучного завершения рейса (уровень риска).

Р+<3= 1

Вопрос о методике получения развернутых выражений для показателей Q и Р с учетом воздействия на транспортное средство множества факторов решается в зависимости от специфики факторов и их последствий. Эта специфика может быть отражена набором признаков. В зависимости от специфики неблагоприятных факторов и их последствий расчет вероятностных показателей безопасности дорожного движения можно произвести логико-вероятностным и комбинированным методами.

Логнко-вероятностный метод расчета вероятностных показателей безопасности дорожного движения основан на прямом вычислении вероятностных показателей безопасности дорожного движенияPi и ()ь через вероятности ф, г,,

Логико-вероятностный метод применим для оценки влияния на БДЦ независимых и зависимых факторов, как дискретных, так и непрерывных, но он по своей сущности не учитывает временной последовательности событий, связанных с воздействием на АТС неблагоприятных факторов. В этом состоит ограничение на применение метода

Математическая формулировка метода определяется принятой моделью безопасности дорожного движения, то есть условиями благополучного продолжения движения и его завершения. Рассмотрим д ля иллюстрации метода две модели безопасности дорожного движения. Первая модель—рейс выполняется в соответствии с заданием и благополучно завершается, если в движении неблагоприятные факторы не возникали, а если и возникали в любой последовательности, то водитель устранил их последствия.

Вторая модель — последующий этап движения выполняется в соответствии с рейсом, если на предыдущем этапе не возник неблагоприятный фактор, угрожающий БДЦ. Рейс заканчивается предыдущим этапом без ДТП, если водитель устранил последствия возникшего неблагоприятного фактора и ДТП, если не устранил.

Вероятность появления дискретных во времени факторов не зависит от продолжительности рейса, а определяется в основном характером рейса, уровнем подготовки водителя и других. К таким факторам, например, можно отнести ошибки водителя транспортного средства при выполнении маневров и перестроений автомобиля на дороге.

Рассматриваемые модели безопасности дорожного движения (БДЦ) по отношению к реальной практике являются предельными (оптимистичной и пессимистичной), так как все реально возникающие на практике ситуации укладываются в схемы случаев, занимающих промежуточное положение между первой и второй моделями БДД

В основу математической формулировки метода для первой модели может быть положена формула полной вероятности, предусматривающая рассмотрение всех физически возможных гипотез, связанных с появлением отдельных неблагоприятных факторов и их комбинаций.

В автореферате рассмотрим математическую формулировку метода для второй модели БДД Схему развития событий, связанных с программным выполнением рейса, его прерыванием при благополучном или неблагополучном исходе при появлении 1-го фактора можно представить графом, показанным на рисунке 9. Здесь обозначено:

БДД0, - событие отсутствия неблагоприятных факторов к моменту завершения /-го этапа рейса

БДД , ДТП¡1 - события соответственно благополучного и неблагополучного исходов при появлении / -го фактора на 1-ом этапе рейса

Рис. 9. Граф состояний системы Вероятности этих событий для 1-го этапа рейса определятся:

Р{ЩО/} = ППР, Р{БДДи) = Р{БДДо,1-Мп5г» = ПП Р»Я«*Г»

V»! »=1

Р{ДТПи) = Р{БДЦ0^х}Ча58п = ППа><7Л

V—1 1=1

(2)

(3)

(4)

В формулах (3) и (4) - безусловная вероятность появления /-го фактора на /-ом этапе рейса

Я ив = Яо/чф

факторов

где (}01 - вероятность того, что на / -ом этапе рейса проявится один из я возможных

Яо/ = РиРы-Ры

Я(~) - условная вероятность того, что возникший неблагоприятный фактор будет

принадлежать г -му типу.

Условная вероятность д (—) может был. определена на основании формулы Байеса:

О

Л Я а

Показатели безопасности дорожного движения для всех т этапов рейса при сделанных выше предположениях будут определяться выражениями:

т п т п 1-Х п

р=ППр"+ЕЕ(ППА>)м (6)

У = 1 1 = 1 / = 1 / = 1 У = 1 » = 1

т п т п

2 = ЕЕ (ПП Р»)Яа8га С7>

/=1 ,=1 у=1 ,=1

Условие нормировки Р + () = 1 выполняется,

Комбинированный метод предполагает оценку вероятностных показателей путем совместного и одновременного использования данных эксперимента (дорожных испытаниях) и теоретических исследований математической модели движения транспортных средств.

При дорожных испытаниях характеристики воздействия на АТС должны соответствовать естественным условиям. Все неслучайные воздействия должны быть одинаковы во всех экспериментах, а у случайных воздействий — одинаковые, но независимые вероятностные характеристики. В этом случае можно считать, все эксперименты являются независимыми и проведены в одинаковых условиях

Важным элементом дорожных испытаний является измерительная система, которая представляет собой совокупность средств, обеспечивающих измерение воздействий на АТС. От того, какие воздействия регистрируются системой измерения, зависит эффективность использования результатов теоретических исследований при оценке характеристик безопасности движения.

Математическая модель движения АТС должна быть составлена с использованием знаний, накопленных в процессе разработки и испытаний АТС. Одни и те же в физическом смысле внешние воздействия на АТС и на модель отличаются, за счет

того, что на АТС действуют реальные воздействия М01 ,М02 , а на модель - либо

измеренные значения воздействий либо воздействия, сформированные на

основании вероятностных характеристик, полученных при измерении воздействий и, как изображено на рисунке 10.

Обозначим через х искомый показатель БДД. По результатам дорожных испытаний можно вычислить статистическое его значение

1 ы ¿V у=1

где N — число реализаций

Xj - значения показателя БДД ву - й реализации

При подаче на модель внешних воздействий ,..., Ид, определяется

статистическое значение показателя БДД.

1 "

(9)

По воздействиям на модели, полученным на основании обработки внешних измеренных воздействий на автомобиль, определяются расчетные значения показателя БДД_у0. Таким образом, модель должна позволять аналитическое ее решение.

Оценка показателя БДЦ определяется как оптимальная в смысле минимума

дисперсии в классе линейных несмещенных оценок по отношению к показателям х*, у* и у0, т.е. х0=ах* - Ьу* - су0, где а,Ь,с - коэффициенты, выбираемые из условия минимума дисперсии оценки и ее несмещенности.

Рис. 10. Схема воздействий факторов на автотранспортное средство В результате решений получили выражение (10), которое представляет собой выигрыш в числе экспериментов от использования результатов теоретических исследований. Поскольку, стоимость эксперимента во много раз превышает стоимость теоретических исследований, то величина D характеризующая выигрыш в числе экспериментов, будет определять и выигрыш в стоимости исследований по определению показателей БДД.

— = Р[х*] __1_. (Ю)

DM 1 (мху -/yj2

D[x]{D[y]~ 2М/уо +D[y0]}

На уровень БДД влияет надежность технических устройств повышения безопасности автотранспортных средств.

Для примера рассмотрим следующую условную задачу. На автомобиль 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 неисправностями из-за понижения уровня жидкости, если известно:

— интенсивность отказов тормозной системы системы контроля î^;

— условные вероятности предотвращения последствий неисправности тормозной системы с работающей системой контроля гтск, без контроля гтс и неисправностей гк.

Соответствующие условности вероятности непредовращения последствий неисправностей составят: sTCK = 1 — гтск; sTC = 1 — rTC sK =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 11._

^тсгтск

БДД,

ДТП,

БДДг

ДТП2

Рис. 11. Граф состояний системы

— Через БДД (1 = 0,3) обозначены благополучные исходы движения, а через ДТГ^ (] -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, БДДд и ДТП2 — при неисправности системы контроля, а БДДз и ДТП3 — при неисправности тормозной системы с неработающей системой контроля. Обозначим Р| вероятности пребывания в состоянии БДД , а через <3; - в состояниях ДТПр

Вероятности благополучного и неблагополучных исходов движения

з 3

соответственно будут равны: Р — ^^ Р. , О, — ^^ Qj

»=о у=1

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

Л с1Р2 Ж

— Я0Р0,

с1Рх

— ЛТСГТСКР0

¿а

¿г

— ^тс^ТСК*

= ЯКГКР0

Л

Р '

к1 о >

Л

— Хгс 5ТС Р2

Ж (11)

где >ч> = ^тс + ^к

Проинтегрировав эту систему при начальных условиях Ро(0) = 1, Р,(0) = 0/0) = 0 для у = 1,3 и подставив найденные выражения для в формулу (11), получим

д=^тск -г^-юЛтск (Х-Г^) + гкЗтс{\-Г^'). (12)

Л

Уровень риска при неисправностях тормозной системы контроля в соответствии с формулой полной вероятности будет равен (20 = (1 — £ Л7Г'

Обычно <<:~ 1 и Х-х^ « 1, поэтому можно принять

(1 -Г^') = ХТС1

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

Яо.

я

'тс

(13)

Лгс

Выражение (13) показывает, что на достаточно высоком уровне надежности системы контроля по сравнению с контролируемой системой ее влияние на снижение вероятности неблагополучного исхода движения пропорционально отношению БТс / 5ТСк , то есть снижению степени опасности неисправности.

Если же система контроля недостаточно надежна (Х.к> А,тс) и неисправности самой системы контроля также опасны, как и неисправности тормозной системы (Бк > 5Тс), то система контроля окажется неэффективной и она повышает уровень риска. Это наглядно

( Б " " л

показано на рисунке 12, где изображена зависимость К — f

Атс 3

при

ГС у

Х.тс = 1хЮ 1/ч, Бус = 0,2. (такой выход характерен для всех технических устройств.)

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

---Ь.^0,5 ---- Лгс •5 к ^

I

/ / /

Лгс

-2

р ¿«ч

ГЧ -Гтё

Рис. 12. Зависимость соотношения Кд от интенсивности отказов и вероятностей

непредотвращения их последствий Для улучшения тормозных качеств сельскохозяйственных транспортных средств (СТС), в диссертационной работе разработан дисковый тормоз автотранспортных средств по своим характеристикам в 2 — 3 раза превосходящий колодочный (рис. 13)

Рис. 13. Тормозное устройство:

1 - корпус; 2 - блок цилиндров; 3, 8, 17 - болты; 4 - паз; 5 - подвижные диски; 6 -неподвижные диски; 7 - подвижная втулка; 9 - ступица колеса; 10 - прижимной диск; 11 -кольцевой канал; 12 - поршень; 13,14 — штуцеры; 15- регулятор зазоров; 16 — балка заднего моста; 18 - полуось, 19, 20 - уплотнение; 21 - направляющие;

22 — накладка.

Тормоз работает следующим образом. При подаче давления через штуцер 13 в кольцевой канал к цилиндрам, поршни перемещаются, перемещая прижимной диск 10 в осевом направлении. При этом выбирается первоначальный зазор между дисками, пакет дисков сжимается, в результате чего, при вращении колеса на фрикционных поверхностях возникают силы трения и, следовательно, тормозной момент пропорциональный давлению в приводе тормозной системы.

Тормозной момент Мт дискового тормоза определяется по формуле:

Ы.1=х /Л 1Ш, (14)

где г — число пар поверхности трения; /Л — коэффициент трения

Я — радиус действия сил трения, эквивалентный действию всех элементарных сил трения на площади контакта, 11=(11н+11в) / 2.

где Ян, Кв — наружный и внутренний радиус (взяты по размерам тормоза автобуса ПАЗ — 3205 ). Ян = 0,21 м; Я„ = 0,16 м; Ы- осевое усилие, Н.

п

N = 0,25 р 7Г^^ д*2, /=1

где р давление в пневматическом тормозном приводе, d„ — диаметр цилиндра, м.

Исходя из требований к габаритным размерам, весу, величине тормозного момента взяты следующие значения: Z = 5; JJ. = 0,45; р = 0,9 МПа; du= 0,07 м.

После подстановки значений получили

М-г= z ¡Л RN = 5 х 0,45 * 0,189 * 27689,8 = 11777,2 (Нм).

Тормозной момент, развиваемый автобусом при экстренном торможении, определяется из следующего выражения:

Mi= (Gz ф Rk)/2, (15)

где Gz — масса автобуса, приходящаяся на переднюю ось при торможении,

которая

(р— коэффициент сцепления шины с дорогой, (р = 0,8;

R* — радиус колеса автобуса, Rk= 0,477 м; После подстановки значений получили

М, = (39340 х 0,8 х 0,477)/2 = 7506 (Нм). Тормозной момент развиваемый тормозным механизмом 11777,2 Нм обеспечивает торможение автобуса ПАЗ — 3205 с замедлением 7,0 м/с2, при давлении в приводе тормозного механизма 0,9 МПа.

МТ>М,

Для поддержания постоянного оптимального зазора в тормозах установлен разработанный регулятор зазоров (15 на рис. 13), схема которого изображена на рисунке 14.

22 - крышка; 23 - толкатель; 24 - упор; 25 - зажим; 26 - пружина;

27 - гайка; 28 - шайба; 10 — прижимной диск

Для снижения температуры тормозов разработана система охлаждения (рис. 15). Для подвода охлаждающей жидкости на тормозе предусмотрен штуцер 13 (рис.13). Жидкость удерживается в полости тормоза двумя уплотнениями 19, 20, которые могут работать в условиях высоких температур.

Расчет системы охлаждения тормозного механизма, для плоскотрубных охладителей сводится к выполнению проектного и проектно-проверочного расчета, структура которых зависит от списков исходных данных.

Рис. 15. Схема системы охлаждения тормозов: тормоз; 2 — масляный насос; 3 - теплообменный аппарат; 4 - масляный бак; 5 — трубопроводы; 6 — двигатель; 7 — радиатор; 8 - водяной насос.

Охладитель компонуют на базе серийно изготовленных плоскотрубных охладителей, размеры которых строго фиксированы.

Для радиатора системы охлаждения предварительно определили габаритные размеры охладителя при длине трубки 0,45 м, с трехрядным расположением 48 трубок в итоге размеры трубки 0,45*0,09x0,18.

Разработанное тормозное устройство было изготовлено и диагностировано в ООО "Евроцентр" на стенде технического диагностирования тормозов марки СТС10У.11.00.00.000РЭ.

Таблица 1. Результаты диагностирования тормозного устройства

Показатели Требования 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, Рц Н 686 610

Для улучшения динамических характеристик СТС разработана антиблокировочная система (АБС) (рис. 16).

АБС имеет два контура. 1-й — пневматический контур питания тормозов (стандартная тормозная система транспортного средства с пневматическим приводом); II — электрический.

При появлении блокировки колес (юза) на любом из колес, срабатывает датчик 10 данного колеса, при этом замыкаются электрические контакты датчика, которые подают электрический сигнал на электромагнитный клапан. Электромагнитный клапан срабатывает, сжатый воздух стравливается из тормозной системы, юз прекращается, система АБС возвращается в исходное рабочее состояние.

4,5 — включателей; 6 - педаль управления тормозной системы; 7 - тормозной кран; 7, 8 - тормозные камеры передних колес; 9 - электромагнитные клапана (в соответствии с числом колес.), 10 - инерционный датчик (в соответствии с числом колес), 11 - тормоз колеса; 12 - переключатели; 13 -, пневмоаккумулятор; 14 - датчик давления в тормозной системе; 15,16 - тормозные камеры задних колес 17 - ресивер; 18 - ускоритель Одним из элементов предлагаемой АБС является разработанный в диссертационной работе инерционный датчик и представленный на рисунке 17.

Рис. 27. Датчик антиблокировочной системы: 1 - корпус; 2 - шарикоподшипники; 3 - фасонный валик; 4 - фасонная втулка; 5 ' — толкатель — лопатка; 6 - коромысло; 7 — ось; 8,9 — винт; 10 - контакт выключателя; 11 - пружина; 12 - маховик; 13 - башмак; 14 — пружина; 15 - заглушка; 16 - винт; 17 — крышка; 18 — шестерня; 19 — кронштейн;

Датчик был изготовлен и прошел испытания на работоспособность. Таблица 2. Основные технические данные датчика

Напряжение питания, В 24 ±10%

Угловое замедление колеса на которое реагирует датчик, рад/с2 450 ±50

Продолжительность электрического импульса при резкой остановке валика, с не менее 0,79

Максимально допустимая частота вращения валика, об/мин 15400

График зависимости продолжительности электрического импульса от величины скорости движения представлен на рисунке 18.

20 40 50 60 70 80 90

км/ч

Рис. 18. Зависимость электрического импульса от скорости движения

В соответствии с разработанной методикой была выполнена оценка состояния дорог в ФГУП «Учебно-опытное хозяйство Кокино» Выгоничского района и ООО «Снежка» Брянского района. Анализ полученных данных показал, что на внутрихозяйственных дорогах протяженность «опасных дорог» составила в УОХ «Кокино» - 8.2 км, ОАО «Снежка» - 17,3 км. Протяженность дорог с подъемами, на которые машинно-тракторные агрегаты и самоходные комбайны не в состоянии выехать без риска опрокидывания, составила в УОХ «Кокино» - 1,56 км, ООО «Снежка» - 10,1 км. Протяженность дорог с глубиной колеи свыше 0,20 м составила соответственно — 10,98 км и 10,1 км. Протяженность дорог с глубиной колеи свыше 0,30 м составила в УОХ «Кокино» — 6,13 км, в ООО «Снежка» — 3.38 км. В итоге — состояние дорог этих предприятий не соответствует техническим характеристикам применяемых транспортных средств и мобильных агрегатов.

Для поддержания высокого уровня надежности АТС предназначены в первую очередь и все мероприятия эксплуатирующих и обслуживающих служб автотранспортных предприятий.

Оценим эффективность мероприятий направленных на уменьшение интенсивности неисправностей элементов систем АТС. Примем за критерий эффективности мероприятий отношение

^" аГ

(16)

где О.Т-, " УРовни риска соответственно до и после проведения мероприятий.

2 _ £-^0* п

1^2

Используя для О - выражение

е=

я,

оо

/=1

(17)

где Д^ - интенсивность появления го неблагоприятного фактора и предполагая интенсивности неисправностей элементов до проведения мероприятий равными а после проведения мероприятий Л{- / К^ , где ^ и учтя, что

£ ~ 1 — получим

2Ж 1

Ко, -=-™ . (18)

^ К V

»=1 Кх

Ч

где п - число элементов в рассматриваемой системе;

От — - удельный вклад неисправностей ¡- го элемента в уровень риска,

¿ад

7=1

обусловленного возможными неисправностями рассматриваемой системы.

Результат (18) подтверждает тот очевидный факт, что мероприятия по повышению надежности проводятся в первую очередь для тех элементов, которые наиболее сильно снижают уровень БДД. Оценка эффекта мероприятий по повышению надежности наиболее «аварийного» у - элемента в системе определяется выражением.

я

£ад>

/ Л.-^тп Ч <5>7"

' Ч ТГ >}

м Кх1

Подставив з 1-АГ, преобразуем формулу (19) квццу

+-Ь-А,

К/ К,

Кп --==-= (20)

кх\ 1-ег,)+а

Изменения в зависимости от кя при различных От показано на рисунке

19, откуда следует, что увеличение к, приводит к повышению БДД тем большему, чем бальшг

о7,-

Рис. 19. Зависимость критерия эффективности мероприятий, от различных удельных вкладов неисправностей

Если под элементом можно подразумевать всю систему в целом QJ =1 и формула (20) принимает вид

Кд^Кх (21)

то есть уровень риска снижается во столько раз, во сколько раз уменьшается интенсивность неисправностей.

Эффект от мероприятий, направленных на уменьшение вероятности непредотвращения последствий неисправностей, будет определяться выражениями (16) — (19). В этом можно убедиться, приняв за критерий эффективности мероприятий отношением К — О ¡О вероятность

непредотвращения последствий неисправностей после проведения мероприятий равными / К ^ ,где > 1.

Таким образом, при равных значениях Кг> и Кп с количественной точки

Ул

зрения безразлично, в каком направлении проводить мероприятия направленные на повышение БДД: или по увеличению надежности техники или по уменьшению степени опасности ее неисправностей.

В четвертой главе "Внедрения. Оценка экономической эффективности результатов исследования", приведены экономические расчеты, результаты которых показывают, что ожидаемый годовой экономический эффект снижения травматизма водителей составит 1260000 рублей в год. От внедрения тормозного устройства 5132 рубля на автомобиль в год.

Разработанное тормозное устройство внедрено в ООО "Брянский автомобильный завод". Результаты исследований применяются на кафедрах безопасности жизнедеятельности и инженерной экологии и эксплуатации машинно-тракторного парка Брянской ГСХА

Общие выводы

1. Установлено, что проблема предотвращения травматизма водителей сельскохозяйственных транспортных средств является актуальной. Водители часто травмируются в результате транспортных происшествий. С 1992 года по 2002 г. в результате транспортных происшествий, травмы с летальным исходом получили 68,0% трактористов и 69,3% водителей. Документальное изучение отчетных материалов в АПК России позволило установить, что типичными видами транспортных происшествий является опрокидывания и наезды, причины которых: нарушения водителями Правил

дорожного движения, пренебрежение мерами безопасности; неудовлетворительное техническое состояние машин (в основном неисправности тормозной системы); неудовлетворительное состояние дорог.

2. Установлено, что важную роль в снижении числа несчастных случаев отводится статистическому анализу, который дает количественную оценку состояния работы по предупреждению дорожно-транспортного травматизма позволяет наметить цели, пути и методы по ее совершенствованию. Доказано, что эффективным методом анализа транспортного травматизма является вероятностный метод.

3. Обоснован и предложен комбинированный метод определения показателей транспортного травматизма позволяющий совместное и одновременное использование данных эксперимента (дорожных испытаний) и теоретических исследований математической модели движения, что дает выигрыш в числе экспериментов и в стоимости исследований более чем в 2 раза.

4. Обоснована и предложена методика оценки надежности технических устройств повышающих безопасность автотранспортных средств

5. Обосновано, разработано и диагностировано многодисковое тормозное устройство автотранспортных средств с замедлением более 7,5 м/с2, по своей эффективности в 1,5 — 2,0 раза превосходящий колодочные, позволяющий повысить безопасность сельскохозяйственных транспортных работ на 6 — 8 %.

6. Обоснована и разработана антиблокировочная система автомобиля, позволяющая улучшить активную безопасность автотранспортных средств. Разработан и испытан датчик антиблокировочной системы, время срабатывания 0,79 с - на 30% меньше аналогов.

7. Обоснована и разработана методика оценки эффективности мероприятий направленных на уменьшение отказов автотранспортных средств еще до их практической реализации, позволяющая повысить эффективность мероприятий на 10 — 15%. Предложен критерий эффективности мероприятий.

8. Выявлено, что предотвращение травматизма водителей сельскохозяйственных транспортных средств путем инженерно-технических мероприятий разработанных и обоснованных в диссертационной работе, даст ожидаемый экономический эффект в размере 1260000 рублей в год. Расчетный экономический эффект от внедрения тормозного устройства составит 5132 рубля на автомобиль в год.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах

1. Сакович. Н.Е. Совершенствование активной безопасности автотранспортных средств [Текст]/ Сакович Н.Е. Пудиков И.В.// Сборник научных трудов Всероссийской научно-практической конференции. Безопасность и экология технологических процессов и производств. - Ростов на Дону.: Изд-во ДонГАУ, 2004. - С. 81 - 84

2. Сакович. Н.Е. Совершенствование методов анализа аварийности автотранспортных средств [Текст]/ Сакович Н.Е. // Сборник научных трудов Всероссийской научно-практической конференции. Безопасность и экология технологических процессов и производств. - Ростов на Дону.: Изд-во ДонГАУ, 2004. — С. 84 - 88

3. Сакович Н.Е. Вероятностные методы анализа дорожно-транспортных происшествий. [Текст]/ Сакович Н.Е.// Сборник научных трудов Всероссийской научно-практической конференции. Безопасность и экология технологических процессов и производств. - Ростов на Дону.: Изд-во ДонГАУ, 2004. — С. 88 - 91

4. Сакович. Н.Е. Применение статистических методов анализа для оценки влияния эксплуатационных факторов на безопасность дорожного движения [Текст]/ Сакович Н.Е. Кирпиченко М.В.// Сборник научных трудов. Конструирование, использование и

Всероссийской научно-практической конференции. Безопасность и экология технологических процессов и производств. - Ростов на Дону.: Изд-во ДонГАУ, 2005. - С. 186-188

5. Сакович Н.Е. Анализ условий и охраны труда на предприятиях Брянской области [Текст]/ Сакович Н.Е.// Сборник научных трудов. Конструирование, использование и надежность машин сельскохозяйственного назначения. - Брянск.: Изд — во БГСХА, 2005.

- С. 241-275

6. Сакович Н.Е. Анализ травматизма операторов мобильных энергетических средств сельскохозяйственного назначения. [Текст]/ Сакович. Н.Е. //Сборник научных трудов. Конструирование, использование и надежность машин сельскохозяйственного назначения.

- Брянск.: Изд - во БГСХА, 2005. - С. 257 - 261

7. Сакович Н.Е., Гальянов И.В. Датчик антиблокировочной системы автомобиля. Заявка на изобретение от 10.01. 2006 года №2006100228 (000247)

8. Сакович Н.Е., Гальянов И.В., Самусенко В.И. Тормозное устройство механических транспортных средств. Заявка на изобретение от 17.04. 2006 года №2006112925(014064)

9. Сакович Н.Е., Гальянов И.В. Педаль управления. Заявка на изобретение от 17.04. 2006 года №2006112864(013997)

10. Сакович. Н.Е. К вопросу надежности автотранспортных средств из условия обеспечения заданного уровня безопасности дорожного движения. [Текст]/ Сакович Н.Е.// Сборник научных трудов Всероссийской научно-практической конференции. Безопасность и экология технологических процессов и производств. — Ростов на Дону.: Изд-во ДонГАУ, 2006. - С. 161- 164

11. Сакович Н.Е. Выбор профилактических мероприятий, максимально эффективных для обеспечения дорожного движения [Текст]/ Сакович Н.Е., Гавриченко А.И. //Вестник охраны труда. Орел: ФГНУ ВНИИОТ - 2006, №2 С. 4 - 11

12. Сакович Н.Е. Математические модели действий водителя при управлении транспортным средством [Текст]/ Сакович Н.Е., Гавриченко А.И. // Вестник охраны труда

_. Орел: ФГНУ ВНИИОТ - 2006, №2 С. 11- 13

13. Сакович Н.Е. Роль факторов «Водитель-транспортное средство-дорога» в обеспечении безопасности дорожного движения [Текст]/ Сакович Н.Е. Тюриков Б.М. // Сборник научных работ. Конструирование, использование и надежность машин сельскохозяйственного назначения. Брянск. Изд - во БГСХА, 2006. — С. 29 — 34

14. Сакович Н.Е. К вопросу исследования и обеспечения безопасности дорожного движения [Текст]/ Сакович Н.Е., Самусенко В.И.// Сборник научных работ. Конструирование, использование и надежность машин сельскохозяйственного назначения. Брянск. Изд - во БГСХА, 2006. - С. 24 - 29

15. Сакович Н.Е. Состояние и проблемы аварийности в Брянской области [Текст]/ Сакович Н.Е. //Сборник научных трудов Международной научно-практической конференции. «Регион — 2006». Конкурентноспособность бизнеса и технологий как фактор реализации общенациональных задач. Брянск.: Изд-во НОУ БОИУ и Б, 2006. — С. 497

16. Сакович Н.Е. Антиблокировочная система автотранспортного средства [Текст]/ Сакович Н.Е. //Механизация и электрификация сельского хозяйства —№8, 2006. - С 23- 24

17. Сакович Н.Е. Тормозной механизм для мобильных средств [Текст]/Сакович Н.Е., Тюриков Б.М. //Тракторы и сельскохозяйственные машины — № 9, 2006. — С 40 — 41

18. Сакович Н.Е. О роли автотранспортных происшествий в повышении безопасности дорожного движения [Текст]/Сакович Н.Е., Тюриков Б.М. //Безопасность жизнедеятельности — № 10, 2006. - С 54 — 55

Лицензия №020880 от 26 мая 1999 года

Подписано к печати 24. 08. 06 Формат 60><84. Бумага печатная. _Усл. п.л. 1,2. Тираж 100. Изд. 956 _

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

Введение.

Глава 1. Состояние вопроса. Цель и задачи исследования.

1.1. Анализ и общая характеристика сельскохозяйственных транспортных машин.

1.1.1. Сельскохозяйственные транспортные средства.

1.2. Анализ дорожно-транспортного травматизма.

1.3. Факторы, причины и обстоятельства транспортного травматизма.

1.3.1. Причины дорожно-транспортных происшествий по вине водителя.

1.3.2. Причины дорожно-транспортных происшествий вызываемых неисправностями автотранспортных средств.

1.3.3. Причины дорожно-транспортных происшествий из-за дорожных условий.

1.3.4. Явления погоды особо опасные для движения автотранспортных средств.

1.4. Материалы патентных исследований тормозных устройств автотранспортных средств.

1.5. Анализ современных разработок антиблокировочных систем автомобилей.

Выводы. Цель и задачи исследования.

Глава 2. Программа и методики экспериментальных исследований.

2.1. Методика выявления причин, факторов и обстоятельств несчастных случаев.

2.2. Методика испытания тормозных систем автотранспортных средств.

2.3. Методика оценки состояния внутрихозяйственных дорог.

2.4. Методика обработки результатов измерений.

Выводы.

Глава 3. Теоретические и экспериментальные исследования. Результаты исследований.

3.1. Обоснование статистических показателей безопасности дорожного движения.

3.1.1. Статистические методы анализа безопасности дорожного движения.

3.1.2. Применение корреляционного и регрессионного анализов для оценки влияния эксплуатационных факторов на безопасность дорожного движения.

3.2. Обоснование вероятностных показателей безопасности дорожного движения.

3.3. Методы расчета вероятностных показателей безопасности дорожного движения.

3.3.1. Логико-вероятностный метод расчета вероятностных показателей безопасности дорожного движения.

3.3.2. Комбинированный метод определения показателей безопасности дорожного движения.

3.4. Технические устройства повышения безопасности автотранспортных средств.

3.5. Исследование дисковых тормозных устройств автотранспортных средств.

3.6. Исследование систем повышения тормозной динамичности автотранспортных средств.

3.7. Результаты исследований.

3.7.1. Результаты мониторинга травматизма водителей сельскохозяйственных транспортных средств.

3.7.2. Разработка и исследование тормозного устройства автотранспортного средства.

3.7.3. Разработка и исследование антиблокировочной системы автомобиля и ее элементов.

3.7.4. Результаты мониторинга внутрихозяйственных дорог.

3.8. Мероприятия по повышению безопасности дорожного движения и оценка их эффективности.

Глава 4. Внедрения. Оценка экономической эффективности результатов исследований.

4.1. Внедрения.

4.2. Расчет экономической эффективности инженерно-технических мероприятий.

4.2.1. Расчетный экономический эффект от снижения дорожно-транспортного травматизма.

4.2.2. Расчетный экономический эффект от внедрения тормозного устройства."!.

Рост транспортного парка в России, имеет свои негативные последствия -высокий уровень аварийности.

Анализ аварийности в стране показывает, что число дорожно-транспортных происшествий (ДТП) ежегодно растет. За период с 2001 по 2005 год в Российской Федерации произошло 978800 ДТП, в которых погибло 161100 человек и 1139300 человек получили травмы различной степени тяжести. По данным официальной статистики ежедневно на дорогах страны погибает в среднем 100 человек. Более 60% погибших в ДТП люди в возрасте до 40 лет.

По данным Всемирного банка, в Российской Федерации на 10 тысяч единиц транспорта происходит 12 дорожно-транспортных происшествий, в которых погибает 4-6 человек, при этом риск совершения дорожно-транспортного происшествия в России в 3 - 4 раза выше, чем в развитых зарубежных странах.

На долю сельского хозяйства приходится до 10% всех ДТП.

Анализ дорожно-транспортных происшествий показывает, что основной причиной дорожно-транспортных происшествий, является грубое нарушение водителями и пешеходами Правил дорожного движения (ПДД). В качестве сопутствующих причин,- пренебрежение мерами безопасности, эксплуатационные характеристики и неудовлетворительное состояние транспортных средств, не отвечающих требованиям активной безопасности, неудовлетворительные дорожные условия, техническое состояние которых оценивается как критическое.

Аварийность на дорогах России является сложной социально-экономической проблемой, угрожающей безопасности страны. Сегодня потери от ДТП исчисляются сотнями млрд. рублей, в 2004 году имущественные потери от ДТП составили 160 млрд. рублей [51].

По данным ФГНУ ВНИИОТ ежегодно из общего числа погибших в сельском хозяйстве более 20% составляют водители сельскохозяйственных транспортных средств. В более 60% случаев, источником их травмирования, стали ДТП. Анализ причин дорожно-транспортных происшествий показывает, что основными причинами ДТП являются: недисциплинированность водителей, нарушение ими Правил дорожного движения, плохие дорожные условия, отказы и неисправности автотранспортных средств. При этом неисправности автотранспортной техники приводят к наиболее тяжким дорожно-транспортным происшествиям. Такие ДТП ежегодно уносят жизни до 900 человек, а ущерб от них до 10 млрд. рублей.

Проблема снижения числа дорожно-транспортных происшествий является сложной и многоплановой. На ее решение направлены Федеральный закон №196 - ФЗ от 10. 12. 1995 года "О безопасности дорожного движения" разработана Федеральная целевая программа "Повышение безопасности дорожного движения на 2006 - 2012 годы", в которых указаны основные требования при изготовлении и эксплуатации транспортных средств, предложена система организационных, инженерно-технических мероприятий по предупреждению аварийности на дорогах, при этом отмечается, что значительная роль в вопросах снижения аварийности отводится научным исследованиям, значительное место, в которых занимают научные работы по совершенствованию методов анализа дорожно-транспортных происшествий с целью выявления объективных причин ДТП.

В целях улучшения условий и охраны труда в Российской Федерации приняты федеральные закон №197 - ФЗ "Трудовой кодекс Российской Федерации", принята Федеральная научно-техническая программа "Кадры и охрана труда в агропромышленном комплексе России до 2003 года.

Выполнение научно-технических программ способствовало снижению темпов роста числа несчастных случаев, по сравнению с предшествующими периодами, но не решило многих проблем транспортного травматизма, абсолютные цифры и относительные показатели которого остаются высокими.

Настоящая диссертационная работа выполнена в ФГНУ Всероссийском научно-исследовательском институте охраны труда в период с 2004 по 2006 год.

Цель исследований - предотвращение травматизма водителей сельскохозяйственных транспортных средств.

Объектом исследования является травматизм водителей сельскохозяйственных транспортных средств.

Предметом исследования является техническое состояние сельскохозяйственных транспортных средств

Научная новизна: математическое моделирование и анализ безопасности транспортных работ; инженерно-технические мероприятия, позволяющие повысить активную безопасность сельскохозяйственных транспортных средств; математическая оценка надежности технических устройств повышающих безопасность автотранспортных средств; новый выбор эффективных мероприятий снижения транспортного травматизма, критерий эффективности мероприятий от различных неисправностей автотранспортных средств.

Практическую значимость работы составляют обоснованные и разработанные технические устройства снижения травматизма водителей сельскохозяйственных транспортных средств: тормозное устройство механических транспортных средств; антиблокировочная система автомобиля и ее элементы, в совокупности позволяющие уменьшить транспортный травматизм на 6 - 8%; результаты исследования надежности технических устройств повышающих безопасность автотранспортных средств; результаты исследования математических моделей выбора эффективных мероприятий предотвращения травматизма водителей, обоснованный критерий эффективности мероприятий от различных неисправностей автотранспортных средств.

К защите предъявляются следующие научные результаты:

1. Математические модели в анализе транспортного травматизма.

2. Методика оценки технических устройств повышения безопасности транспортных работ.

3. Инженерно-технические решения для снижения числа Несчастных случаев водителей сельскохозяйственных транспортных средств

4. Методика оценки эффективности мероприятий снижения транспортного травматизма.

Основные положения диссертационной работы доложены, рассмотрены и одобрены на научно-практических конференциях сотрудников в ФГНУ ВНИИОТ г. Орел (2004 - 2006 гг.), Брянской государственной сельскохозяйственной академии (2004 - 2006 гг.), Донском государственном аграрном университете (2004 - 2006 гг.), Брянском открытом институте управления и бизнеса (2006 г). По результатам исследований опубликовано 18 научных работ, в их числе 3 заявки на изобретение.

Общие выводы и рекомендации

1. Установлено, что проблема предотвращения травматизма водителей сельскохозяйственных транспортных средств является актуальной. Водители часто травмируются в результате транспортных происшествий. С 1992 года по 2002 г. в результате транспортных происшествий травмы получили 68,0% трактористов и 69,3% водителей. Документальное изучение отчетных материалов в АПК России позволило установить, что типичными видами транспортных происшествий является опрокидывания и наезды, причины которых: нарушения водителями Правил дорожного движения, пренебрежение мерами безопасности; неудовлетворительное техническое состояние машин (в основном неисправности тормозной системы); неудовлетворительное состояние дорог.

2. Установлено, что важную роль в снижении числа несчастных случаев отводится статистическому анализу, который дает количественную оценку состояния работы по предупреждению транспортного травматизма позволяет наметить цели, пути и методы по ее совершенствованию. Доказано, что эффективным методом анализа транспортного травматизма является вероятностный метод.

3. Обоснован и предложен комбинированный метод определения показателей транспортного травматизма, позволяющий совместное и одновременное использование данных эксперимента (дорожных испытаний) и теоретических исследований, что дает выигрыш в числе экспериментов и в стоимости исследований более чем в 2 раза.

4. Обоснована и предложена методика оценки надежности технических устройств повышающих безопасность автотранспортных средств

5. Обосновано, разработано и диагностировано многодисковое тормозное устройство автотранспортных средств с замедлением более 7,5 м/с , по своей эффективности в 1,5 - 2,0 раза превосходящий колодочные, позволяющий повысить безопасность сельскохозяйственных транспортных работ на 6 - 8%.

7. Обоснована и разработана антиблокировочная система автомобиля, позволяющая улучшить активную безопасность автотранспортных средств. Разработан и испытан датчик антиблокировочной системы, время срабатывания

0,79 с - на 30% меньше аналогов.

7. Обоснована и разработана методика оценки эффективности мероприятий направленных на уменьшение отказов элементов автотранспортных средств еще до их практической реализации. Предложен критерий эффективности мероприятий.

8. Выявлено, что предотвращение травматизма водителей сельскохозяйственных транспортных средств путем инженерно-технических мероприятий разработанных и обоснованных в диссертационной работе, даст ожидаемый экономический эффект в размере 1260000 рублей в год. Расчетный экономический эффект от внедрения тормозного устройства составит 5132 рубля на автомобиль в год.

1. Афанасьев JI.JL, Дьяков А.Б., Веремеенко И.И. Конструктивная безопасность автомобилей.- М.: Машиностроение, 1983. 216 с.

2. Афанасьев М.Б. и др. Водителю о правилах и безопасности движения / М.Б. Афанасьев, Г.И. Клинковштейн, В.А. Мелкей. М.: Транспорт, 1989. - 237 с.

3. Афанасьев В.Н. Анализ временных рядов и прогнозирование. М; Финансы и статистика, 2001 - 228 с.

4. Амбарцумян В.В., Шкрабак B.C. Сарбаев В.И. и др. Системный анализ проблем обеспечения безопасности дорожного движения. Учеб. пособие для вузов. С-П.: С-ПГАУ,1999.-351 с.

5. Амбарцумян В.В. и др. Безопасность дорожного движения. М.: Машиностроение, 1999. - 335 с.

6. Александров М.П. Тормоза подъемно-транспортных машин. М.: Машиностроение, 1976. - 368 с.

7. Александров М.П. Подъемно-транспортные машины. М.: Высшая школа, 1985. - 513 с.

8. Аситурян В.И. Теория планирования эксперимента: Учеб. пособие для вузов. М.: Радио и связь, 1983. - 248 с.

9. Аракелян И.С. Повышение тормозных свойств спортивных автомобилей с учетом условий эксплуатации //Дисс. . канд. техн. наук. -Тюмень, 2004,- 145 с

10. Аринин И.И. Диагностирование технического состояния автомобилей. М.: Транспорт, 1978 - 176 с.

11. Аничкин Б.Л. и др. Математическая статистика /Учебное пособие. Харьков, 1992,- 113 с.

12. Адоман В.В. Стохастические системы. М.: Мир, 1987. - 376 с.

13. Ахметшин A.M. Адаптивная антиблокировочная тормозная система колесных машин //Дисс. . докт. техн. наук. М, 2003. - 258 с.

14. Автомобили. Испытания. Под ред. М.С. Высоцкого. Минск: Вышэйш. шк., 1991. - 187 с.

15. Автосервис. Проектирование и расчет автомобилей: Учеб. пособие: Общий раздел /Капустин А.А., Каширин В.Т., Мельников Д.В. С-П. : Изд-во СПбГИСЭ, 2001.-27 с.

16. Бабков В.Ф. Дорожные условия и безопасность движения. Учебник для вузов. М.: Транспорт, 1993. 215 с.

17. Боровской Б.Е. Безопасность движения автомобильного транспорта. Анализ дорожно-транспортных происшествий. Л.: Лениздат, 1984. - 305 с.

18. Бочаров Е.В., Замета М.Ю., Волошинов B.C. Безопасность дорожного движения. Справочник. -М.: Транспорт, 1983. -284 с

19. Болдырев Д.А. Повышение работоспособности и ресурса пары трения "Тормозной диск колодка" //Дисс. .канд. техн. наук. - Тольятти, 2004. - 137 с

20. Балабаева И.А. Дисковые тормозные механизмы для грузовых автомобилей //Автомобильная промышленность. 1986, №9. - С. 36 - 37.

21. Баутин В.М., Бердышев В.Е. Механизация и электрификация сельского хозяйства. М.: Колос. - 535 с.

22. Бершадский В.Ф., Дудко Н.И. Безопасность дорожного движения: Справ. Пособие. Мн. : Ураджай, 1990. - 271 с.

23. Безопасность дорожного движения: Учеб. пособие /Под ред. В.Н. Луканина. М.: Машиностроение, 1999. - 335 с.

24. Безопасность жизнедеятельности. Учебник для вузов //С.В. Белов, А.В. Ильницкая, А.Ф. Коньков и др.; Под общ. Ред. С.В. Белова. 2-е изд., исправ. и доп. М.: Высш. шк., 1999. - 448 с.

25. Будущее тормозных систем. Что придет на смену ESP? //Автостроение за рубежом. №9, 2004. - С. 18 - 22.

26. Бранд 3. Анализ данных. Статистические и вычислительные методы для научных работ и инженеров./З. Бранд. Пер. с англ. 2003. М.: Мир, - 696 с.

27. Белов Д.К. Графы и статистические испытания в решении задач автомобильного транспорта: Учеб. пособие. Ростов н/Д.: Изд-во Ростовский инженерно-строит. Институт, 1977. - 80 с.

28. Вахменцев С.В. Изменение тормозных свойств в эксплуатации и их нормирование по критерию безопасности //Дисс. .канд. техн. наук. М., 1990. -196 с.

29. Вентцель Е.С., Овчаров А.А. Теория вероятности и ее инженерные приложения. М.: Наука, 1998 - 480 с.

30. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. М.: Высш. шк., 1999. - 576 с.

31. Венцель Е.С., Овчаров А.А. Задачи и упражнения по теории вероятностей. Учебное пособие для вузов 3-е изд. стереотип. М.: Высшая школа, 2000. - 366 с.

32. Венцель В.В. Интегральная регрессия и корреляция. Статистическое моделирование рядов в динамике. М.: Финансы и статистика. 223 с.

33. Волошин Г.А. и др. Анализ дорожно-транспортных происшествий. -М.: Транспорт, 1987.-239 с.

34. Вольшенко А.И., Замора Ю.С. Барабанно-колодочные тормозные устройства. Львов.: Вища школа, 1980. - 191 с.

35. Вопросы динамики торможения и рабочих процессов тормозных систем /под. ред. Гембома Б.Б. Львов.: Вища школа, 1974. - 187 с.

36. Галушко В.Г. Вероятностно-статистиеские методы на автотранспорте Киев.: Вища школа, 1967. - 197 с.

37. Гмурман В.Е. Руководство по решению задач по теории вероятностей и математической статистике. Учебное пособие для вузов 8-е изд. стереотип. М.: Высшая школа, 2003. - 405 с.

38. Гальянов И.В. Улучшение условий и охраны труда механизаторов сельского хозяйства путем совершенствования техники и технологии //Дисс. .докт. техн. наук. С-Пб.,1998. - 548 с.

39. Гальянов И.В. К вопросу об управлении безопасностью труда на транспортных работах. Сб. науч. трудов. "Вопросы управления безопасностью труда на транспортных работах". - Орел: ВНИИОТ, 1998. - С. 82-90.

40. Гальянов И.В., Шкрабак B.C. и др. Анализ причин несчастных случаев в АПК. Сб. науч. трудов С-ПбГАУ "Проблемы охраны труда в АПК и пути их решения". - С-ПбГАУ, 1999. - С. 83 - 93.

41. Гальянов И.В. Прогнозирование числа дорожно-транспортных происшествий и пострадавших в них. Сб. науч. трудов. "Теоретические и практические аспекты охраны труда в АПК". - Орел: ВНИИОТ, 1995. - С. 96 -101.

42. Гениатулина И.А. Улучшение условий и охраны труда работников животноводства и растениеводства путем разработки и внедрения озонаторных установок. //Автореф. дисс. канд. техн. наук. Орел, 2006. - 20 с.

43. Гуревич JI.B., Меламуд Р.А. Тормозное управление автомобиля. М.: Транспорт, 1978. - 152 с.

44. Гудз Г.С. Исследование режима тормозных механизмов автомобильных колес методами физического и математического моделирования //Дисс. . канд. техн. наук. Львов, 1971. - 137 с.

45. Гембом Б.Б., Гудз Г.С. и др. Вопросы динамики торможения и теории рабочих процессов тормозных систем. Львов.: Вища школа, 1974. - 254 с.

46. Гришкевич А.И. и др. Автомобили: конструкция, конструирование и расчет системы управления и ходовой части. Минск.: Вышейша школа, 1987. - 189 с.

47. ГОСТ 22895 77 Тормозные системы и тормозные свойства автотранспортных средств. Нормативы эффективности.

48. ГОСТ Р 51709 2001 Автотранспортные средства. Требования безопасности к техническому состоянию и методы проверки.

49. Государственный доклад по безопасности дорожного движения. М.: ГИБДД, 2004.

50. Добрин В.И. Техника безопасности при эксплуатации транспортных средств. М.: Россельзозиздат, 1978 - 220 с.

51. Дандым С.И. Повышение энергоемкости тормозов путем внедрения обратной пары трения с жидкостным охлаждением дисков. //Дисс. . канд. техн. наук. М.: 1994. - 154 с.

52. Дзюба П.Я. Козлов И.Г. Безопасность движения автомобилей и тракторов. М.: Машиностроение, 1979. - 207 с.

53. Джонс И. Влияние параметров автомобиля на ДТП /Перевод с английского Мойзельс С.Р. под. ред. Ротенберга Р.В. М.: Машиностроение, 1979.-207 с.

54. Дунаев П.Ф., Лепиков О.П. Конструирование узлов и деталей машин. -М.: Высшая школа, 2000. 513 с.

55. Дрю Дональд Р. Теория транспортных потоков и управление ими //Пер. с английского Коваленко Е.Г. и Щермака Г.Д. под редакцией чл. кор. АН СССР Бусненко Н.П. М.: Транспорт, 1972. - 424 с.

56. Джейранашвили Т.Е. Исследование эффективности дисково-колодочного тормоза //Дисс. . канд. техн. наук. Тбилиси, 1968. - 175 с.

57. Дисковый тормоз фирмы Delphi //Автостроение за рубежом. 2004, №3. - С. 15-16.

58. Дынкин Е.Б., Юшкевич А.А. Теоремы и задачи процессов Маркова. -М.: Наука, 1967.-232 с.

59. Двигатели внутреннего сгорания. Системы поршневых и комбинированных двигателей /Под общ. ред. А.С. Орлина, М.Г. Круглова. М.: Машиностроение, 1985.-455 с.

60. Ермаков Ф.Х. Повышение безопасности движения на перекрестках улиц, пешеходных переходах и пересечениях дорог путем совершенствования организационно-технических мероприятий //Дисс. . докт. техн. наук. С-П, 1998.-530 с.

61. Жерондо Крисман. Безопасность движения прошлое, настоящее, будущее. / Пер. с фран. под редакцией Жулева В.И. М.: Юридическая литература, 1983. - 224 с.64.3аикин Я.Х. и др. Автомобильный поезд и безопасность движения. -М.: Транспорт, 1991.- 123 с.

62. Зангиев А.А., Шпилько А.В., Левшин А.Г. Эксплуатация машинно-тракторного парка. М.: Колос, 2003 - 319 с.

63. Зотов Б.И., Курдюмов В.И. Безопасность жизнедеятельности на производстве. М.: Колос, 2000. - 416 с.

64. Зотов Б.И., Курдюмов В.И. Проектирование и расчет средств обеспечения безопасности. М.: Колос, 1997. - 134 с.

65. Зыков А.А. Основы теории графов. М.: Наука, 1987. - 382 с.

66. Ингрем Б., Томсон P.F. Тормоза грузовых автомобилей в Европе. ТПП. УССР Харк. отделение, 1988.-41 с.

67. Илларионов В.А., Куперман А.И., Мишурин В.М. Правила дорожного движения и основы безопасного управления автомобилем. М.: Транспорт, 1995.-445 с.

68. Илларионов В.А. Экспертиза дорожно-транспортных происшествий. -М.: Транспорт, 1989.-371 с.

69. Иванов Н.И., Курцев Г.М., Элькин Ю.И. Шум в кабинах строительно-дорожных машин и тракторов. //Безопасность жизнедеятельности. 2005, №10. -С. 10-15.

70. Ивуть Р.Б. Статистика автомобильного транспорта: Учеб. пособие. -Минск: Изд-во БИТУ, 2003. 231 с.

71. Касаткин Ф.П., Баженов Ю.В. Безопасность перевозок грузов и пассажиров: Учеб. пособие. Владимир: Изд-во Владимир, гос. ун-та, 1998.137 с.

72. Кисляков В.М. и др. Математическое моделирование и оценка условий движения автомобилей и пешеходов / В.М. Кисляков, В.В. Филиппов, И.А. Школяренко. М.: Транспорт, 1979. - 199 с.

73. Клинковштейн Г.И. Организация дорожного движения // Учебник для вузов. М.: МАДИ, Транспорт, 1990. - 200 с.

74. Клинковштейн Г.И. Организация дорожного движения: Учеб. для вузов. М.: Транспорт, 2001. - 246 с.

75. Клинковштейн Г.И., Афанасьев М.Б. Организация дорожного движения. М.: Транспорт, 1997. - 231 с.

76. Коноплянко В.И. Организация и безопасность дорожного движения. Учебник для вузов. М.: Транспорт, 1991 - 183 с.

77. Кутьков Г.М. Тракторы и автомобили. Теория и технологические свойства. М.: Колос, 2004 - 502 с.

78. Кукин П.П., Лапин В.Л., Пономарев Н.Л., Сердюк Н.И. Безопасность технологических процессов и производств. М.: Высш. шк., 2001. - 317 с.

79. Кременец Ю.А. Технические средства организации дорожного движения. М.: Транспорт, 1990. - 254 с.

80. Куперман А.И., Миронов Ю.В. Безопасность дорожного движения: Справ. Пособие. -М.: Высш. шк.: Акад., 1999. 320 с.

81. Кушель Б. Эволюция тормозов применяемых на грузовых автомобилях. ТПП. УССР. Харьк. отделение, 1985. 10 с.

82. Кожевников Ю.В. Теория вероятностей и математическая статистика: Учеб. Пособие для вузов.- М.: Машиностроение, 2002 414, с.

83. Колемаев В.А. Теория вероятностей и математическая статистика. -Учеб. Для вузов. М.: ЮНИТИ, 2003,. - 352 с.

84. Кремер Н.Ш. Теория вероятностей и математическая статистика: Учеб. для вузов. М.: ЮНИТИ, 2004. - 573 с.

85. Лысенко Н.М. Безопасность полетов летательных аппаратов. М.: ВВИА, 1980.-267 с.

86. Лапин А.П. Охрана труда. Теория и практика безопасного использования формальдегида в агропромышленном производстве //Автореф. дисс. докт. техн. наук. С-П., 1999. - 385 с.

87. Лукьянов В.В. Безопасность дорожного движения. М.: Транспорт, 1983.-250 с.

88. Луканин В.Н. Снижение шума автомобиля. М.: Машиностроение, 1981 - 158 с.

89. Лобанов Е.М. Проектирование дорог и организация движения с учетом психофизиологии водителя. М.: Транспорт, 1980. - 311 с.

90. Лаврентьев Н.А. Исследование и разработка методики средств испытаний автомобилей //Дисс. . канд. техн. наук. Минск, 1975. - 220 с.

91. Мищурин В.М., Романов А.Н. Надежность водителя и безопасность движения. М.: Транспорт, 1990. - 167 с.

92. Мащенко А.Ф., Розанов В.Г. Тормозные системы автотранспортных средств. М.: Транспорт, 1972. - 257 с.

93. Могила В.П. Предупреждение дорожно-транспортных происшествий на автомобильном транспорте. М.: Транспорт, 1977. - 181 с.

94. Новиков О.А., Уваров В.Н. Вероятностные методы решения задач автомобильного транспорта. М.: Транспорт, 1979. - 199 с.

95. Ньюкомб Т.П. История развития тормозных систем.//Пер. с англ. ТПП УССР. Харьковское отделение, 1982. 42 с.

96. Ньютон В.Р., Райт А. С. Обзор современных конструкций тормозов.//Пер. с англ. ТПП УССР. Харьковское отделение, 1981. 27 с.

97. Немчинов М.В. Сцепные качества дорожных покрытий и безопасность движения автомобиля. М.: Транспорт, 1985. - 237 с.

98. Нефедьев Я.Н., Никулыпиков Э.Н., Сальников В.И. Российская антиблокировочная система //Автомобильная промышленность, 2001. №5. -С.32-35

99. Нефедьев Я.Н. Теория, разработка и исследование системы автоматического управления антиблокировочным торможением грузовых автотранспортных средств //Дисс. .докт. техн. наук. -М., 1985. 307 с

100. Обыденков А.П. и др. Совершенствование систем управления автотранспортных предприятий: Учеб. пособие. М.: Транспорт, 1992. - 230 с.

101. Осепчугов В.В., Фрумкин А.К. Автомобиль: Анализ конструкций, элементы расчета. М.: Машиностроение, 1989. - 302 с.

102. Олянич Ю.Д. Снижение риска травмирования механизаторов путем совершенствования техники и технологии. //Автореф. дисс. докт. техн. наук. -С-П, 1998.-67 с.

103. Осипов Г.В. Метод диагностирования тормозных механизмов автомобиля //Дисс. . канд. техн. наук. Тюмень, 2004 - 145 с

104. О тормозных системах грузовых автомобилей. //Автомобильная промышленность США- 1986, №6. С. 34 - 35

105. Поляков B.C., Барбаш И.Д. Муфты. Конструкция и расчет. JL: Машиностроение, 1973. - 336 с.

106. Полуэктов М.В. Влияние рабочего процесса антиблокировочной системы на ресурс элементов тормозной системы автомобилей //Дисс. . канд. техн. наук. Волгоград, 2004. - 135 с

107. Проектирование и расчет подъемно-транспортных машин сельскохозяйственного назначения. /Под. ред. Ерохина М.П. М.: Колос, 1999. -283 с.

108. Правила дорожного движения. /Утверждены постановлением Правительства РФ от 23 октября 1993г. №1090.

109. Правила по охране труда на автомобильном транспорте: ПОТ РО -200 01 - 95/М-во транспорта РФ. - М.: Апрохим, 2000. - 170 с.

110. Правила №13. Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения транспортных средств в отношении торможения. -Б/ЕСЕ/505.5, TRANS, 1973