автореферат диссертации по транспорту, 05.22.10, диссертация на тему:Влияние организации дорожного движения на расход топлива автомобилями в городских условиях

КИЕВСКИЙ АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ ИНСТИТУТ ИМ. 60-ЛЕТИЯ ВЕЛИКОЙ ОКТЯБРЬСКОЙ СОЦИАЛИСТИЧЕСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ

На правах рукописи

РУЗСКИЙ Андрей Владимирович

УДК 656.1.065.3

ВЛИЯНИЕ ОРГАНИЗАЦИИ ДОРОЖНОГО ДВИЖЕНИЯ НА РАСХОД ТОПЛИВА АВТОМОБИЛЯМИ В ГОРОДСКИХ УСЛОВИЯХ

05.22.10 - Эксплуатация автомобильного транспорта

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

КИЕВ 1986

Работа выполнена в Московском ордена Трудового Красного Знамени автомобильно-дорожном институте на кафедре "Организация и безопасность движения"

Научный руководитель: кандидат технических

наук, профессор Клинковштейн Г.И.

Официальные оппоненты: доктор технических наук

Брайловский Н.О. кандидат технических наук Лахно Ю.А.

Ведущая организация - Научно-производственное объединение

Главного управления автомобильного транспорта Ыосгорисполкома СССР

Защита состоится " 43 " 1986 года в часов

на заседании специализированного совета Д 068.09.02 при Киевском автомобильно-дорожном институте им. 60-летия Великой Октябрьской социалистической революции по адресу: 252010, Киев-10, ул.Суворова, I, КАДИ, ауд.сг^Л. ЬСи! .

С диссертацией можно ознакошться в библиотеке института.

Автореферат разослан " ^ " 1986 года.

Ученый секретарь специализированного совета кандидат технических наук

ШШТЫНСКИИ А.А.

- ОБЩАЯ -ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

• ■1 *

......—*<

Актуальность теш. В условиях возрастающей роли автомобильного транспорта в народном хозяйстве СССР и высоких темпов автомобилизации важное значение приобретают вопросы экономии топливно-энергетических ресурсов и их рационального использования.

В решениях партии и правительства эти вопросы находятся в центре внимания и отражены в постановлениях ЦК КПСС и СМ СССР "Об основных направлениях и мерах по повышению эффективности использования топливно-энергетических ресурсов в народном хозяйстве в 1981-1985 годах и на период до 1990 года", "О повышении эффективности использования автотранспортных средств в народном хозяйстве, усилении борьбы с приписками при перевозке грузов автомобильным транспортом и обеспечении сохранности горючесмазочных материалов".

Возможности организации дорожного движения, как элемента энергосберегающей технологии, заключаются в обеспечении режимов движения, позволяющих снизить потребление топлива автомобилями. В настоящее время рекомендации по экономии топлива путем оптимизации режимов движения практически отсутствуют, поэтому оценка влияния различных управляемых факторов дорожного движения на расход топлива автомобилями в транспортном потоке и разработка рекомендаций по экономии топлива методами организации дорожного движения являются актуальными задачами.

Цель настоящей работы. Целью работы является разработка методики оценки влияния городских условий движения на расход топлива автомобилями и обоснование возможной экономии топлива при осуществлении мероприятий по совершенствованию организации движения на городских магистралях.

Научная новизна исследования. Разработанная в диссертации методика расчета расхода топлива автомобилем при движении в транспортном потоке на городских магистралях отличается от известных тем, что учтено влияние на расход топлива неравномерности скоростного режима, характерной для городских условий. Это'позволило исследовать расход топлива автомобилями в транспортных потоках высокой плотности и определить влияние различных факторов движения в городских условиях на расход топлива

автомобилями. Для оценки качества организации движения введено понятие "коэффициент увеличения расхода топлива" и получены его значения для различных условий движения автомобилей по городским магистралям, позволяющие прогнозировать расход топлива в конкретных условиях и оценивать эффективность его использования.

Практическая ценность и реализация работы. Практическая ценность проведенного исследования состоит в разработке научно обоснованного метода оценки влияния режимов движения автомобилей на расход топлива, учет которого при проектировании и внедрении ме-. роцриятий по организации движения позволяет прогнозировать изменение расхода топлива автомобилями на магистралях города. Результат исследования могут быть также использованы для расчета маршрутных норм расхода топлива. Выявленные закономерности и рекомендации по снижению расхода топлива автомобилями при движении в транспортном потоке использованы Всесоюзным научно-исслёдовательским институтом безопасности движения МВД СССР при разработке "Временных методических указаний по определению экономической эффективности технических средств и систем управления дорожным движением".

Апробация работы. Диссертационная работа и отдельные ее результаты докладывались и обсуждались на научно-исследовательской конференции МАДЙ в 1980 г., на 1-й межвузовской научно-исследовательской конференции молодых ученых и специалистов автодорожных ВУЗов СССР в 1982 г., на кафедре организации и безопасности дорожного движения МАДИ в 1984 г. и на кафедре эксплуатации автомобильного транспорта и организации дорожного движения в КАДИ в 1985 г.

По теме диссертации опубликовано 4 печатных работы.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, списка использованной литературы из 117 названий, изложена на 128 страницах машинописного текста, содержит 28 таблиц и 51 рисунок.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Обеспечение рационального использования топливно-энергетических ресурсов возможно путем осуществления целого комплекса технических, организационных, градостроительных, социальных и экономических мероприятий.

Анализу влияния различных факторов на топливную экономичность автомобиля, разработка методов оценки данного экс-

плуатационного свойства уделяется внимание как в нашей стране, так и за рубежом. Эти вопросы находят свое развитие в работах НАМИ, НИИАТа, НЖЖТа, ВНШДЦ МВД СССР, ЩДИ, КАДИ, ХАДИ и ряда других организаций, среди которых особо следует отметить труда Л.Л.Афанасьева, Д.П.Великанова, Н.Я.Говорущенко, Д.А.Рубца, А.А.Токарева, Я.Е.Фаробина, А.М.Шейнина, Г.И.Клин-ковштейна, Л.Эванса, С.Бауэра, Р.Дконсона. Однако эти исследования не охватывают условий движения в плотных транспортных потоках на магистралях с регулированием движения.

Современные городские условия движения автомобилей характеризуются концентрацией большого количества автомобилей на основных магистралях. За последние годы в крупных городах СССР интенсивность движения возросла почти в 3 раза, а на магистральную сеть приходится 90$ цробега автомобилей. Движение транспортных потоков высокой плотности и, как правило, разнородных по составу привода к резкому увеличению неравномерности движения. Кроме этого, центральные части городов характеризуются .высокой плотностью улично-дорожной сети и большим количеством пересечений транспортных и пешеходных потоков. Необходимость регулирования их движения приводит к задераасам транспортных средств, образованию значительных очередей, вплоть до возникновения заторов, снижению скоростей сообщения. Это предопределяет значительное различие мекду расходом топлива автомобилем на загородной дороге п городской магистрали. В таких условиях зависимости расхода топлива автомобилями от установившейся скорости, используемые во всех предыдущих исследованиях, не позволяют достоверно определять расход топлива автомобилями в характерных условиях городского движения. Кроме того, отсутствие учета внутренней взаимосвязи между характеристиками потока (плотностью, интенсивностью, составом, скоростью) приводит к невозможности определения влияния различных транспортных и дорожных факторов на потребление топлива автомобилями. Все это говорит о наличии определенных задач, решение которых необходимо при реализации поставленной цели.

ТВажнейтш задачами данного исследования явились : исследование расхода топлива автомобилем в свободном режиме и с учетом специфики двиЕения.з плотных транспортных потоках на типичных городских магистралях;

исследование расхода топлива автомобилями в транспортном потоке путем моделирования в зависимости от характеристик транспортного потока с учетом характеристики улично-дорожной сети и методов регулирования движения;

разработка методики расчета экономии топлива автомобилям! при внедрении прогрессивных методов управления дорожным движе нием;

разработка рекомендаций по снижению расхода топлива автомобилями методами организации дорожного движения.

Расход топлива одиночным автомобилем при движении по городской магистрали 0$. может быть в общем виде выражен следующей зависимостью

0*= + С},Х + ш

где Оц(Су) ~ Удельный расход топлива при движении по перегону в зависимости от условий движения, л/км; Ь. - протяженность магистрали, км;

Олх - удельный расход топлива цри работе двигателя ' на холостом ходу, л/ч; I** - время работы двигателя на холостом ходу, ч;

0-5 (V) ~ дополнительный расход топлива на одну останов' ку, л/ост;

5" - количество остановок, ост. Увеличение расхода топлива автомобилем в городских условиях по сравнению с расходом топлива на установившейся скорости связано не только с задержкой автомобиля у перекрестка, но и с условиями движения по перегонам магистрали. В свободных условиях движения при малой плотности потока взаимодействие между автомобилями отсутствует и водители имеют возможность двигаться с максимально разрешенной для города скоростью 60 км/ч{ неравномерность движения незначительна и практически не отличается от расхода топлива автомобилей при движении с установившейся скоростью 60 км/ч. Но для современных условий характерно движение плотных транспортных потоков.

■ Повышение плотности потока приводит к колебаниям мгновенной скорости, неравномерность скоростного режима возрастает, автомобили могут длительное время двигаться на промежуточных передачах, увеличивается. В качестве параметра, отракаю-

щего неравномерность скоростного режима был принят градиент скорости & ч I значения которого определялись по фор.'.^уле

г]0-5

1*1 а

^Т & \ (2)

Ус

ГС

где Т - время движения, с;

¿V - фиксированное значение изменения скорости, ¿V = 0,28 ц/о;

Д "Ь — фиксированное значение изменения времени,д1= I с;

П - число изменений скорости за время А £ ;

Ус - скорость сообщения, м/с.

Исследования Г.И.Клинковштейна, В.В.Зырянова, Л.С.Жданова показали, что С у не только отражает неравномерность скоростного рекима, а способен также характеризовать и другие качества дорожного движения: уровень транспортной загрузки, щум автомобилей, загрязнение атмосферы токсичными компонентами отработавших газов и расход топлива.

Затраты топлива, вызванные задержкой автомобиля у перекрестка, складываются из расхода топлива при работе двигателя на холостом ходу и дополнительного расхода, связанного с остановками автомобиля. Значение представляют собой разность мевду расходом топлива за цикл "торможение-разгон" Ц* и расходом топлива в случае безостановочного движения по этому участку; _

где начальный и конечный часовой расход топлива

в расчетном интервале; ^т - плотность топлива, кг/л; ^ - радиус качения колеса, м; Цо - передаточное число главной передачи; Цц- передаточное число королей передач;

среднее ускорение автомобиля в расчетном интервале;

коэффициент, учитывающий увеличение расхода топлива в зависимости от углового ускорения коленчатого вала;

- начальная и конечная частота вращения коленчатого вала в расчетном интервале, мин-'''; ь-г- время торможения, ч;

£-г,£р- путь, пройденный автомобилем при тормокении и разгоне, юл.

При прочих равных условиях, как показывают исследования А.А.Токарева, значения С[ц определяются конечной скоростью разгона автомобиля \/р , следовательно значения также

зависят от Ур , которая в свою очередь меняется при изменении условий движения по перегону.

Проведенный обзор работ показал отсутствие методики определения влияния неравномерности движения автомобиля на расход топлива и дополнительного расхода топлива на остановку, поэтому з'адачей экспериментального исследования являлось практическое определение и $ в зависимости от уровня транспортной загрузки, длины перегона, числа полос движения, продолжительности задеркки, положения автомобиля при разъезде очереди и проверка применимости полученных теоретических закономерностей.

Исследование было проведено на 5 типах автомобилей: "Жигули" ВАЗ-2101, "Москвич"- 2140, "Волга" ГАЗ-24, ГАЗ-бЗА, 3ил-130-76. Выбор данных автомобилей определялся массовостью их выпуска и преимущественным использованием в городах автомобилей с карбюраторными двигателями. Автомобили были в технически исправном состоянии и соответствовали требованиям технической документации завода-изготовителя.

Расход топлива замерялся топливомером Т4П-2 конструкции НАМИ, погрешность измерения которого не превышала 3,5$. В блоке регистрации на ленте самописца фиксировались 6 параметров : скорость, путь, время, ускорение, включенная передача и расход топлива. Ходовые испытания цроводились в сухую погоду на горизонтальных участках дорог и городских магистралей с ровным покрытием из мелкозернистого асфальтобетона.

Проведению измерений расхода топлива предшествовало исследование регяшов двикеноя автомобилей по городским магистралям, в ходе которого были выявлены характерные элементы циклов

движения и их основные параметры: путь и время разгона п торможения, средняя задержка. Результаты этого исследования были использованы при определении С|.5 .

Эти испытания проводились на мерном участке протяженностью I км в два этапа. В первом случае автомобиль проходил данный участок с установившейся скоростью без остановки, а во втором - имитировалась остановка автомобиля на красный сигнал светофора, затем автомобиль вновь разгонялся до установившейся скорости, с которой он двигался до остановки. Значения рассчитывались как разность между показаниями топливомера в первом и втором случае. Замеры проводились на скоростях 5-17 м/с. На рис. I представлена зависимость дополнительного расхода топлива на одну остановку от скорости движения. При скорости движения легковых автомобилей ниже 20 щ/ч, грузовых ниже 0,03. ________ - -

,л/ост

0,04

0,02 О

2 5 8 II 14 17 V. м/с Рис. I. Зависимость дополнительного расхода топлива на остановку от конечной скорости разгона I - ГАЗ 24 "Волга"; 2 - ГАЗ-бЗА

10 т/ч остановка не вызывает дополнительного расхода топлива. Это связано с'тем, что при движении на низших передачах резко . растет расход топлива на установившейся скорости, а расход топлива на разгон до этой скорости незначителен. Для грузовых автомобилей исследования: проводились как при полной загрузке, так и для порожнего автомобиля.

Установлено, что на дополнительный расход топлива на одну остановку оказывает влияние номер автомобиля в очереди и состав очереди. Цри разъезде очереди водитель каждого последующего автомобиля запаздывает с трогаяием с места относительно первого. Это запаздывание ликвидируется за счет более длительного времени разгона, поэтому дополнительный расход топлива на одну остановку увеличивается. Аналогично сказывается роль автомобиля-лидера. Наличие в очереди грузовых автомобилей резко изменяет режим разгона легкового автомобиля,

он становится более длительным и менее интенсивным, что приводит к повышению дополнительного расхода топлива на остановку. На рис. I представлены значения С}.5 для первого автомобиля в очереди, для всех остальных автомобилей значения должны быть увеличены на коэффициент очереди Коч (рис. 2).

Рис. 2 Влияние порядкового номера автомобиля в очереди на увеличение дополнительного расхода топлива на одну остановку I - легковой за легковым; 2 - грузовой за грузовым; 3 - легковой за грузовым

Исследование изменения расхода топлива автомобилями при непрерывном движении в транспортных потоках различной плотности было проведено на городских магистралях при расстоянии мегду перекрестками ЗСО...700 м. При проведении исследований фиксировались интенсивность движения, скорость, состав транспортного потока и для каадого состояния рассматриваемых факторов определялся показатель неравномерности Gv •

Установлено, что для всех типов автомобилей повышение плотности движения приводит к росту Gv • С увеличением длины перегона при одной и той ке плотности движения неравномерность двикенп легковых автомобилей уменьшается, а .для грузовых остается неизменной, причем неравномерность движения грузовых автомобилей ни^е, чем легковых. Введение координированного регулирования сникает неравномерность движения по перо-

гону на 17-2555.

Статистическая обработка данных эксперимента позволила определить характеристику статистической взаимозависимости мегду

Оч и С)-и • Уравнения регрессии, описывающие влияние неравномерности движения на расход топлива, имеют вид для легкового автомобиля

а„ + + йг К + а5 БУ г

для грузового автомобиля

(6)

(7)

0,09 0,08 0,07 0,06

.-I

"О 0,02 0,04 0,06 Ц08 Ц10 012 0,14 с

Рис.' 3 Влияние неравномерности движения на расход

топлива легковыми автомобилями при непрерывном движении:

I - "Жигули" ВАЗ 2101; 2 - "Волга" ГАЗ 24

Значения коэффициентов регрессии для легковых и грузовых автомобилей различных типов были получены по методу наименьших квадратов и приведены в табл. X. Связь меяду величинами йу и сильная ( Г| = 0,8-0,9).

Таблица I

Марка автомобиля Значения коэффициентов

ао а1 а2 а3

"Жигули" ВАЗ 2101 0,068 0,113 1,47 15,4

"Волга" ГАЗ 24 0,078 0,111 0,71 9,8

ГАЗ-53 0,28 0,27 13 —

ЗиЛ 130-76 0,34 0,1 ЗС< -

Значения Ьу дают возможность оценить изменения расхода

топлива при непрерывном движении в зависимости от транспортной загрузки магистрали. В свободных условиях движения ( 0,0-12)

меняется незначительно, но с повышением плотности движения, когда на магистрали образуются группы автомобилей (0,0-(й<

увеличивается на 10-15$ по сравнению со свободными условиями. Дальнейший рост плотности приводит к возникновению колонного движения с наибольшей степенью воздействия автомобилей ( Су>0,0Ц5 ), что приводит к еще большему увеличению С^-ь . В предзаторннх ситуациях ( С^О^ ) это увеличение может достигнуть 100$.

Проверка сходимости полученных в результате исследований и рассчитанных по уравнению (I) значений расхода топлива автомобиля},ш при движении по городской магистрали осуществлялась по критерию Фишера и доказала соответствие результатов расчета реальному объекту.

Результаты экспериментального исследования использовались в дальнейшем в качестве исходных данных при моделировании расхода топлива автомобилями в транспортном потоке. Как известно, транспортный поток состоит из автомобилей различных моделей, отличающихся по своим эксплуатационным свойствам, в том числе расходом топлива. Определение,в каждом конкретном случае доли автомобилей различных моделей в транспортном потоке не цредстав-ляется возможным, поскольку это крайне сложный и трудоемкий процесс, невозможно и проведение экспериментального исследования расхода топлива всеми типами автомобилей, поэтому в работе принято ранее использовавшееся в отечественных и зарубежных исследованиях допущение о том, что транспортный поток состоит из расчетных по расходу топлива легковых автомобилей (РЛА) и расчетных грузовых автомобилей (РГА). Но грузовые автомобили и автобусы оснащаются карбюраторными и дизельными двигателями, поэтому РГА подразделялись на расчетные грузовые автомобили с карбюраторными двигателями (РГАК) и расчетные грузовые автомобили с дизельными двигателями.(РГАД). Параметры расчетных автомобилей определялись экспериментально и отражали распределение автомобилей различных моделей в транспортном потоке, характерном для городских магистралей.

Расход топлива автомобилями в транспортном потоке 0.п при движении по городской магистрали, состоящей из П перегонов .длиной Ви и Ш перекрестков, мо:;:ст быть поедставлен как 10

сумма расхода топлива расчетными легковыми автомобилями Огн и расходов топлива расчетными грузовыми автомобилями 0 па

Опз.

Оп -С|ги + Опг + Опъ • (8)

Расход топлива каждым типом автомобилей

м m

Опк-Z^lkL^LA/ki + lt^KbNl¡ + (9) + l (()wKty,j +qsOA/K¿ ,

M?

где - удельный расход топлива- соответствующим расчет-

ным автомобилем при движении по I -му перегону, л/км;

Л/ к1 - количество соответствующих расчетных автомобилей;

(J-sk - дополнительный расход топлива на остановку соответствующим расчетным автомобилем, л/ост; - количество соответствующих расчетных автомобилей, проехавших j -й перекресток с изменением скорости;

tyxxic - расход топлива при работе двигателя соответствующего расчетного автомобиля на холостом ходу, л/ч;

- количество соответствующих расчетных автомо-.билей,. остановленных в j -м перекрестке;

Кз - коэффициент, учитывающий изменение ^sk ь зависимости от среднего времени задержки.

Моделирование расхода топлива автомобилями в транспортном потоке являлось непременным условием разработки эффективных мероприятий, позволяющих снизить расход топлива автомобилями,так как активные эксперименты с городским потоком затруднены. Формализация транспортного потока на городской магистрали и использование уравнений расхода топлива автомобилями при движении в плотных потоках|Ъозволило разработать алгоритмы моделирования расхода топлива^автомобилями на перегоне и в зоне перекрестка и провести исследование расхода топлива в зависимости от характеристик транспортного потока (плотность, интенсивность, состав, скорость), параметров магистрали (длина перегона, количество noli

лос движения) и регулирования движения (цикл светофорного регулирования, наличие координации).

Расчеты, проведенные на ЭВМ "НАИРИ-4П, позволили определить ряд важных зависимостей. На рис. 4 цредставлены фрагмент диаграммы расхода топлива автомобилями в сравнении с основной диаграммой транспортного потока того же состава. Характер изменения кривой (I) обусловлен тем, что расход топлива автомобилями в транспортном потоке является функцией количества транспортных средств, транспортной загрузки перегона и расхода топлива одиночным автомобилем. Увеличение плотности в зоне свободного и

Рис. 4 Фрагмент диаграммы расхода топлива автомобилями: КМ I - расход топлива; 2 - основная диаграмма транспортного потока

группового, режимов движения (• ^ 25-30 авт/км) ведет к резкому увеличению интенсивности движения. Одновременно с этим растет расход топлива одиночным автомобилем из-за повышения неравномерности движения, и расход топлива потоком возрастает. После достижения максимально возможного "количества автомобилей, проходящего по данному участку» интенсивность движения по мере роста плотности уменьшается. Закономерность изменения расхода топлива,автомобилями в целом аналогична. Но рост плот- ) ности потока вызывает резкое увеличение расхода топлива одиночным автомобилем, поэтому расход топлива автомобилями продолжает возрастать, несмотря на снижение интенсивности. Максимальный расход топлива автомобилями не соответствует пропускной способности данного участка магистрали и наблюдается при более высоких значениях плотности.

^74

Оп>л

72 71 70 69 • 68

40 60 80 Тч, ЮО ,с Рис.5 Влияние продолжительности цикла регулирования на расход топлива автомобилями в зоне перекрестка 80

Моделирование расхода топлива автомобилями в зоне перекрестка позволило исследовать влияние продолжительности вдкла регулирования Тч на расход топлива. Увеличение продолжительности цикла до оптимального значения по расходу топлива Тцт ведет к резкому уменьшению расхода топлива потоком автоюбилей, затем расход топлива постепенно возрастает (Рис.5). Связано это с закономерностью влияния Тц на количество задерживаемых автомобилей при проезде перекрестка. С возрастанием Тц уменьшается число задерживаемых автомобилей и снижается дополнительный расход топлива потоком, связанный с разгоном автомобилей после остановки. С дальнейшим увеличением Та число останавливающихся автомобилей достигает некоторого предела и меняется незначительно, но в это же время увеличивается продолжительность работы двигателя на холостом ходу, соответственно повышается доля расхода топлива на холостом ходу в дополнительном расходб топлива при проезде перекрестка. Установлено, что наибольшее влияние на Тцт оказывает состав транспортного потока (рис.6). Увеличение доли грузовых автомобилей в потоке ведет к возрастанию Тцт

Для количественной оценки условий движения по городской магистрали и эффективности осуществляемых мероприятий по организации движения, одной из главных задач которой является сокращение числа и продолжительности задержек при формировании стабильного скоростного psr.ic.ia на перегонах, предложено пополъзо-

0 20 40 60 %% 100 Рис. 6 Влияние состава транспортного потока на оптимальную длительность цикла регулирования по расходу топлива

вать коэффициент увеличения расхода топлива Кт • Качество организации движения в принципе можно характеризовать непосредственно величиной расхода топлива на I км пробега при различной интенсивности движения, но учитывая, что некоторые факторы, характеризующие ту или иную магистраль (продольный профиль, ширина полосы движения, тип и состояние покрытия), также оказывают влияние на величину расхода топлива, применялся относительный показатель, определяемый отношением

__0пик (Ю)

Кт" п ИсЬ

где П - расход топлива автомобилем при движении в транс-

-и. }>

портном потоке в пиковый для данной магистрали период, л;

ОсВ ~ Р^ход топлива автомобилем в свободных условиях при движении без остановок, л. Значения 0ПМК определялись в пиковые периоды при действующих средствах организации движения.

Анализ полученных значений Кт для некоторых магистралей г.Москвы позволяет сделать следувдие выводы: для магистралей с преимущественно легковым движением и наличием пересечений на одном уровне реально достижимы (без ухудшения экономических показателей перевозочного процесса) значения К^, =1,30 -1,35, для магистралей с преимущественно грузовым движением Кр = 1,45 - 1,55.

При отсутствии экспериментальных данных расход топлива автомобилем может вычисляться по формуле:

г 1-И I

где с! - средний дополнительный расход топлива при

проезде перекрестка, л; Кл5. - частный коэффициент увеличения расхода топлива при движении по -му перегону; Киэд - частный коэффициент увеличения расхода топлива при проезде I -го перекрестка.' 14 «

Полученные в работе значения частных коэффициентов увеличения расхода топлива позволяют учесть влияние на дополнительный расход топлива автомобилем уровня загрузки магистрали и интенсивности движения, ограничения скорости движения, длины перегона, координированного регулирования на магистрали, положения автомобиля при разъезде очереди, длительности цикла регулирования и доли запрещающего сигнала.

Значения []р , рассчитанные по выражению (II), отражают расход тошшва технически исправным автомобилем, движущимся по горизонтальному участку городской магистрали с сухим асфальтобетонным покрытием в теплый период года и управляемым водителем высокой квалификации. В эксплуатационных условиях фактический расход тошшва отличается от 0Р

С|ф = ОрК<КгКзКчК!г , СЮ

где Кц коэффициенты, учитывающие про-

дольный профиль дороги, погодно-климатические условия, квалификацию водителя, техническое состояние автомобиля и среднюю длину ездки, л.

На основании изложенных выше зависимостей было проведено исследование влияния мероприятий по организации дорожного движения на расход тошшва автомобилями и предложены рекомендации по его возможному уменьшению:

а) сокращение числа пересечений транспортных и пешеходных потоков на одном уровне позволяет снизить расход топлива на 5-20%. При увеличении длины перегона эффект от организации безостановочного движения уменьшается (рис. 7); '

б) снижение уровня загрузки магистрали при групповом и колонном движении транспортного потока на 1СЙ уменьшает расход топлива на 5-20%, соответственно для легковых и грузовых автомобилей;

в) воздействие на скоростной режим транспортного потока с целью снижения расхода тошшва автомобилями дает наибольший эффект (9-12$) при ограничении предельно разрешенной скорости движения до 50 км/ч;

30 о

Рис. 7 Зависимость снижения расхода топлива легковым автомобилем при устранении одного пересечения от количества пересечений на магистрали П : I - 6 = 300 ы; 2 - I - 700 ы

г) оптимизация цикла регулирования по минимуму расхода тошшва позволяет снизить расход топлива автомобилями на 5-7%;

д) введение координированного регулирования сникает расход топлива автомобилями на 5-15%.

Практическое использование полученных результатов дает возможность уменьшить расход топлива автомобилями в городских условиях эксплуатации, проводить сравнительную оценку различных методов организации дорожного движения и определять экономическую эффективность технических средств управления дорожным движением.

основные вывода

I. Городские условия движения оказывают специфическое влияние на расход топлива автомобилями, связанное с характером формирования и регулирования транспортных потоков. В результате проведенных исследований обосновано одно из перспективных направлений решения научно-практической задачи снижения потребления топлива на автомобильном транспорте путем совершенствования организации дорожного движения на городских магистралях.

п

2. Разработанная методика оценки влияния городских условий движения на расход топлива автомобилями, учитывающая неравномерность скоростного режима, позволила получить количественные характеристики влияния условий работы автомобилей на дополнительный расход топлива и обосновать рекомендации по его снижению методами организации дорожного движения.

3. Использование градиента скорости в качестве параметра, отражающего неравномерность скоростного режима и оценивающего изменение расхода топлива, позволило дифференцировать условия движения автомобилей по городской магистрали. Дополнительный расход топлива при свободном режиме определяется только длительностью задержек, при групповом режиме на 30-40$ зависит от условий движения по перегонам магистрали и на 60-70$ от длительности задержек, а при колонном режиме лрвтщеотвеяно зависит от условий движения по перегонам магистрали.

4. Определены основные факторы, влияющие на дополнительный расход топлива автомобилем при движении по городской магистрали с регулированием движения, рассчитаны изменения дополнительного расхода топлива в зависимости от скорости сообщения и неравномерности скоростного режима, параметров цикла светофорного регулирования, положения автомобиля при разъезде очереди, методов управления светофорными объектами.

5. В случае увеличения расхода топлива легковым автомобилем при движении по городской магистрали свыше 35$ по сравнению с расходом топлива на установившейся скорости 60 км/ч, а грузовым - свыше 50$, необходимо осуществление дополнительных мероприятий по совершенствованию организации дорожного движения.

6. В результате выполненных исследований доказано, что при устранении одного пересечения транспортных и пешеходных потоков можно уменьшить 'расход топлива автомобилем до 20$, при снижении уровня загрузки магистрали на 10$ при групповом и колонном реаиме движения - на 3-10$, при введении координированного регулирования - на 5-15$, при ограничении скорости движения до оптимальных значений - на 9-12$.

7. Основные результаты работы и предложенные рекомендации использованы во "Временных методических указаниях по определению экономической эффективности технических средств и

систем управления дорожным движением"» разработанных ВНИИВД МВД СССР для обоснования проектируемых систем АСУД. Экономический эффект от внедрения методики оценки влияния городских условий движения на расход топлива автомобилями составил 8.8 тыс.рублей на одно обследование социально-экономической эффективности при внедрении АСУД.

8. Дальнейшим направлением исследований является разработка методов поиска оптимальных решений по снижению потребления топлива транспортными потоками в целом по улачно-дорокной сети города. '

Основные положения диссертационной работы и ее результаты

опубликованы в следующих печатных работах: ______

I. Клинковштейн Г.Й., Чхотуа 0,Н., Рузский A.B. Влияние организации движения на расход топлива автомобилями в городах.-В кн.: Организация н безопасность дорожного движения. - Тбилиси: Сабчота Сакартвело, 1983. - с. 82-87.

2. Рузский A.B. Расход топлива автомобилем в городских условиях/ М., 1984. - 5 с. Рукопись представлена Московск.авто-дорожн.ин-том. Деп. в ЦБНТИ Минавтотранса РСФСР. 1984, « 242М-Д84. •

3. Дьяков А.Б., Вздахалкин В.Н., Рузский А.Ва Экологическая безопасность автомобиля. Учеб.пособив/1ЩЙ - И.: 1984. - 218 с.

4. Рузский A.B. Расход топлива автомобилями в потоке. -В кн.: Повышение эффективности к улучшение качества работы автомобильного транспорта: Сб.науч.тр./ИАДЙ, 1984, с.112-116.

МШ. Л - 44032 от I4.0I.86r. 3.85 т.ЦО