МОДЕЛЮВАННЯ ДОРОЖНІХ УМОВ В ДИНАМІЧНИХ СИСТЕМАХ «АВТОМОБІЛЬ-ДОРОГА» ТА «ДОРОГА-АВТОМОБІЛЬ»

Вплив дорожніх умов має важливе значення при реалізації процесу прийняття рішень для забезпечення безпечної експлуатації транспортних засобів (ТЗ). Вплив кожної зі складових параметрів дорожніх умов (рівність та шорсткість покриття, кліматичні умови та стан покриття, поперечній і поздовжній похил проїзної частини, видимість дороги і дорожньої смуги, радіуси кривих дороги в плані і профілі, геометричні параметри проїзної частини та земляного полотна) на безпечну експлуатацію ТЗ окремо достатньо вивчене, однак, спільний вплив окремих поєднань і варіантів взаємодії може викликати значні труднощі в процесі виконання аналізу [1-2]. Таким чином, розробка програмного комплексу, що реалізує механізм аналітичної оцінки впливу дорожніх умов на безпеку експлуатації транспортних засобів і розрахункового модуля для аналізу системи комплексного взаємодії транспортного засобу і дороги є актуальними.

Для реалізації процесу проектування автомобільної дороги із забезпеченням безпечних експлуатаційних характеристик впроваджено розрахунковий модуль «Дорога - Автомобіль» [3]. Розрахунок в ньому виконується в декілька етапів, які відтворюють реальні етапи проектування:

-     визначення перспективної інтенсивності руху транспортних засобів;

-     визначення максимального поздовжнього похилу автомобільної дороги за умови наявності змішаного транспортного потоку;

-     обґрунтування максимального похилу дороги для розрахункового автомобіля;

-     визначення умов руху автомобільного потягу при розрахунковому значені похила;

-     розрахунок відстані видимості на автомобільній дорозі та під’їздах до неї;

-     розрахунок мінімальних радіусів кривих в плані та профілі;

-     розрахунок необхідних параметрів проїзної частини та земляного полотна.

При виконанні розрахунку є можливість вибору необхідних вихідних даних із довідкової «бази даних», тобто: технічні та геометричні характеристики транспортних засобів (найбільш розповсюджених на території України – легкових, вантажних, автобусів); технічних параметрів покриття автомобільної дороги (коефіцієнта зчеплення в залежності від типу покриття та ступеня його зносу, коефіцієнта опору коченню – в залежності від типу покриття тощо).

Крім того, ґрунтуючись на стандартному методі розрахунку ТЗ [4] був розроблений розрахунковий модуль (для прикладу одна з версій реалізована в табличному процесорі Microsoft Excel [5-7]), який дозволяє в умовах інформаційних транспортних систем всебічно розглянути і проаналізувати динамічну систему «Автомобіль - Дорога». Сам модуль складається з восьми взаємопов'язаних блоків (тяговий баланс та швидкість руху, аналіз сил опору руху, динамічний паспорт, проходимість автомобіля, гальмування автомобіля, стійкість автомобіля, продуктивність автомобіля, витрата палива) і забезпечує поетапний розрахунок з можливістю проміжного контролю результатів. Крім того, виконується аналіз динаміки розгону ТЗ, методом аналітичного визначення часу і шляху розгону в заданому інтервалі швидкості, згідно з описаною методикою [8].

Розглянуті розрахункові модулі взаємодії динамічних систем «Дорога - Автомобіль» і «Автомобіль - Дорога» постійно модифікуються і наступним кроком буде включення в математичну модель транспортного засобу коефіцієнтів опору коченню і опору потоку повітря як функції від характеристик параметрів в умовах експлуатації, що характеризуються динамікою руху ТЗ. Це дозволить більшою мірою проаналізувати вплив на рух досліджуваного ТЗ факторів з боку зовнішніх умов експлуатації.

Таким чином, комп’ютерне моделювання умов взаємодії в динамічних системах «Дорога - Автомобіль» і «Автомобіль - Дорога» дозволяє: на стадії проектування автомобільної дороги врахувати особливості режимів руху ТЗ; на стадії експлуатації підвищити безпеку руху ТЗ по автомобільній дорозі.

Список літератури:

1. Васильев А.П. Эксплуатация автомобильных дорог и организация дорожного движения / А.П. Васильев, В.М. Сиденко. – М: Транспорт, 1990. – 304 с.

2. Бабков В.Ф. Дорожные условия и безопасность движения / В.Ф. Бабков. – М.: Транспорт, 1982. – 288 с.

3. Шилін І.В. Аналіз та комп’ютерне моделювання техніко-експлуатаційних властивостей системи «Дорога-Автомобіль»/ І.В. Шилін,, Ю.В. Грицук // Комп’ютерне моделювання в освіті// Матеріали V Всеукраїнського науково-методичного семінару 6 квітня 2012 р. – Кривий Ріг: Видавничий відділ НМетАУ, 2012 – С.47-48.

4. Гришкевич А.І. Автомобілі: Теорія / А.І. Гришкевич. – Мн.: Віш. шк., 1986. – 208 с.

5. Грицук І.В. Комп’ютерне моделювання та аналіз системи «Автомобіль-Дорога»/ І.В. Грицук, Ю.В. Грицук, М.В. Савенков, А.О. Завада // Комп’ютерне моделювання в освіті// Матеріали ІІІ Всеукраїнського науково-методичного семінару 24 квітня 2008 р. – Кривий Ріг: КДПУ, 2008. – С.20-21.

6. Шилін І.В. Автоматизація, комп’ютерне моделювання та технічна експертиза дорожніх умов системи «Автомобіль-Дорога»/ І.В. Шилін, І.В. Грицук, Ю.В. Грицук, А.Г. Доля, М.В. Савенков, А.О. Завада, Ю.В. Бєлов // Вісник Донецького інституту автомобільного транспорту. – Донецьк, 2008. – № 4. – С.22-27.

7. Грицук Ю.В. Динамическая система «Автомобиль – Дорога»: моделирование и анализ влияния дорожных условий/ Ю.В. Грицук, И.В. Шилин, И.В. Грицук// Инновации и исследования в транспортном комплексе: Материалы III Международной научно-практической конференции (4-5 июня 2015 г., г.Курган). – Курган, 2015. –Часть II. – С. 57-62.

8. Литвинов А.С. Автомобиль: Теория эксплуатационных свойств / А.С. Литвинов, Я.Е. Фаробин. – М.: Машиностроение, 1989. – 240 с.