Определение параметров обгона

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Самарский государственный технический университет»

(ФГБОУ ВПО «СамГТУ»)

Факультет машиностроения, металлургии и транспорта

Кафедра «Транспортные процессы и технологические комплексы»

Контрольная работа

по дисциплине

«Организация перевозочных услуг и безопасность транспортного процесса»

«Определение параметров обгона»

Выполнил:

студент 5-ЗФ-30

Суслин А.А.

Проверил:

доц. Папшев В.А

Самара 2017 г.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. РАСЧЁТ ПАРАМЕТРОВ ОБГОНА

1.1 Подготовка исходных данных

1.2 Определение параметров обгона

2. ГРАФОАНАЛИТИЧЕСКИЙ МЕТОД

2.1 Завершённый обгон

2.2 Незавершённый обгон

3. АНАЛИТИЧЕСКИЙ МЕТОД РАСЧЁТА

3.1 Завершённый обгон

3.2 Незавершённый обгон

3.3 Определение резервов времени и пути

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ

Обгон представляет собой сложный и опасный маневр, вызванный желанием водителя без потерь времени добраться до пункта назначения.

Обгон - опережение одного или несколько движущихся транспортных средств, связанное с выездом из занимаемой полосы.

Обгон связан с выездом из занимаемой полосы и требует свободного пространства перед ТС₁. Трудность выполнения обгона в сочетании с высокой скоростью требует от водителя безошибочного расчета и точности в своих действиях по управлению автомобилем. Малейшая неосмотрительность при обгоне может привести к серьезным последствиям. Возможность выполнения обгона зависит от скорости ТС₂ и скоростных свойств ТС₁, наличия необходимого интервала во встречном потоке. Обгон может выполняться «с хода» и с ожиданием возможности обгона, когда начальная скорость ТС₁ равна скорости ТС₂. Представленная схема является наиболее типичной для сегодняшнего состояния транспортного потока.

Рис. 1. Схема завершённого обгона «с ожиданием»

На рис. 1. Представлена схема завершённого обгона «с ожиданием». Перед началом обгона водитель ТС₁ следует за ТС₂ с временным интервалом ф₂₁, которому соответствует дистанция S₁₂.

В процессе обгона в определенный момент (в данном случае расчет ведется для положения 1.1, когда TC₁ догнал ТС2₂) водитель должен принять окончательное решение о завершении или прекращении обгона. В случае продолжения обгона TC₁ опережает ТС₂ и возвращается на свою полосу движения (положение 1.2). В момент завершения обгона между ТС₂ и TC₁ должен быть временной интервал ф₂₁, которому соответствует дистанция S₂₁, в последующие моменты времени величина S₂₁ быстро увеличивается, так как скорость TC₁ выше, чем у ТС₂.

Разгон TC₁ при обгоне должен выполняться с максимальной интенсивностью и прекращается плавно после его завершения. Реализация такого режима возможна только в том случае, когда имеется необходимый интервал времени между обгоняемым TC₁ и автомобилем, двигающимся впереди него навстречу (в противном случае водитель TC₁ после завершения обгона будет вынужден экстренно затормозить). Описанный режим движения TC₁ обеспечивает минимальные значения пути и времени обгона по схеме «с ожиданием». Значения времени обгона t_ОБГ, пути обгона S_ОБГ и скорости TC₁ в момент завершения обгона V_РБГ в зависимости от скорости ТС₂ определяют предельные условия, при которых обгон может быть завершен.

Рис. 2. Схема незавершенного обгона «с ожиданием»

На рис. 2. показана схема незавершённого обгона «с ожиданием». В положении 1.1 водитель TC₁ принимает решение прекратить обгон. После принятия решения о прекращении обгона водитель TC₁ некоторое время t_т осуществляет торможение, за которое преодолевает расстояние S_T. Торможение выполняется с максимальным замедлением для данного ТС. В положении 1.2, когда TC₁ отстает от обгоняемого автомобиля на один метр, водитель прекращает торможение и, так как скорость ТС₁ в этот момент меньше, чем у ТС₂, то последнее уходит вперед и водитель TC₁ может вернуться на свою полосу движения, совершая маневр за время ф_П. За это время ТС₁ проходит путь S_П.

Значения времени t_Н.ОБГ и пути S_Н.ОБГ незавершенного обгона определяют предельные условия, при которых возможно избежать ДТП при незавершенном обгоне.

Сопоставление значений t_ОБГ и S_Н.ОБГ, S_ОБГ и S_Н.ОБГ позволяет оценить правильность выбора момента о возможности или невозможности завершить обгон.

Для того, чтобы решение о прекращении обгона повышало безопасность (т.е. уменьшало вероятность столкновения со встречным автомобилем) по сравнению с решением продолжать обгон, необходимо, чтобы время и путь незавершенного обгона были меньше, чем при его завершении. Разница между этими значениями завершенного и незавершенного обгонов определяет величину резервов безопасности. Если резервы равны нулю или становятся отрицательными, то это означает, что решение о необходимости прекратить обгон надо было принимать раньше, чем ТС₁ догонит ТС₂.

1. РАСЧЁТ ПАРАМЕТРОВ ОБГОНА

1.1 Подготовка исходных данных

В качестве исходных данных были выбраны данные, представленные в таблице 1.

Таблица 1 Исходные данные

Модель ТС1	УАЗ-2206
Модель ТС2	КрАЗ-260
Постоянная скорость движения ТС2 - V2, км/ч	40, 50, 55, 60, 65
Максимальная скорость ТС1 - Vmax, км/ч	110
Длина ТС1 - L1, м	4,4
Длина ТС2 - L2, м	9
Постоянная времени разгона ТС1 - TV, с	20
Максимальное замедление ТС2 - Jmax, м/с2	5,4
Временной интервал между ТС1 и ТС2 перед началом обгона ф12, c	2
Временной интервал между ТС2 и ТС1 после завершения обгона ф21, c	1,5
Расстояние между ТС1 и ТС2 после прекращения обгона и завершения торможения перед возвращением на свою полосу движения, м	1
Время перестроения при возвращением ТС1 на свою полосу фП, с	2

1.2 Определение параметров обгона

Построим график изменения скорости ТС₁ от времени V₁ = ѓ(t) и пути ТС₁ от времени S₁ = ѓ(t).

Для построения графиков V₁ = ѓ(t) и S₁ = ѓ(t) произведём расчёт для значений времени t от 5 до 60 с ( с интервалом Дt = 5 с). При определении параметров обгона графоаналитическим способом расчёт V₁ = ѓ(t) и S₁ = ѓ(t) может производиться при значениях t более 60 с, вследствие длительного временного интервала, необходимого для завершения обгона (возможные причины: небольшая разница в скоростях ТС₁ и ТС₂ перед началом обгона, неудовлетворительная динамичность ТС₁).

На примере t = 5, найдём значения V₁ и S₁.

Вычисление значений ТС₁ проводим по формуле (6).

(6)

Вычисление значений пути ТС₁ производится по формуле (7).

(7)

По данным расчётов заполняем таблицу 2 и строим графики S₁ = ѓ(t) и V₁ = ѓ(t) (рис. 3).

Таблица 2. Значения пути и скорости ТС₁ в зависимости от времени

t,c	5	10	15	20	25	30	35	40	45	50	55	60
S1,м	18	65	136	225	328	442	565	694	828	967	1109	1253
V1,км/ч	24	43	58	70	78	85	91	95	98	101	103	105

Рис. 3. Зависимости пути от времени S₁ = ѓ(t) и скорости от времени V₁ = ѓ(t) ТС₁

2. ГРАФОАНАЛИТИЧЕСКИЙ МЕТОД

Определение параметров обгона покажем на примере скорости V₂ = 50 км/ч.

2.1 Завершённый обгон

Задаваясь V₂ = 50 км/ч, проводим прямую (перпендикуляр к оси ординат) до пересечения с кривой V₁ = ѓ(t). Получим точку пересечения, из которой проводим перпендикуляр к оси абсцисс до пересечения с кривой S₁ = ѓ(t). Полученная точка А характеризует момент начала обгона и имеет координаты t₀= 12,1 с и S₀ = 92 м (см. рис. 4).

Из точки А откладываем вверх величину ?_ОБГ, определяемую по формуле (8)

?_ОБГ = S₁₂ + S₂₁ + L₁ + L₂ = 27,8 + 20,8 + 4,4 + 9 = 62 м (8)

Из полученной точки С проводим прямую а под углом б к горизонтали до пересечения с кривой S₁ = ѓ(t), точка пересечения M_S (t_M = 25,8 с, S_M = 345 м) соответствует моменту завершения обгона.

(9),

где масштабные коэффициенты равны:

м_S = 200/21,4 = 9,3 м/мм,

м_T = 5/8,33 = 0,60 с/мм.

Для определения скорости в момент завершения обгона необходимо из точки M_S опустить перпендикуляр к оси абсцисс до пересечения с кривой V₁ = ѓ(t). Ордината точки их пересечения M_V есть V_ОБГ, равная 79,7 км/ч.

Время и путь обгона определяем соответственно по формулам (10) и (11).

t_ОБГ = t_M - t₀ =25,8-12,1=13,7 с (10)

S_ОБГ = S_M - S₀ =345-92=253 м (11)

Значения t₀, t_M, t_ОБГ, S₀, ?_ОБГ, S₁₂, S₂₁, V_ОБГ, S_ОБГ определяются для всех пяти значений скорости обгоняемого автомобиля и заносятся в таблицу 3.

Таблица 3 Параметры завершённого обгона

V2, км/ч	t0, с	tM, с	tОБГ, с	S0, м	SM, м	SОБГ, м	?ОБГ, м	S12, м	S21, м	VОБГ, км/ч
50	6,6	16	9,4	50	242	192	62	27,8	20,8	93,6

Рис. 4. Определение параметров завершённого о при V₂ = 50 км/ч

2.2 Незавершённый обгон

Задаваясь V₂ = 50 км/ч, проводим прямую (перпендикуляр к оси ординат) до пересечения с кривой V₁ = ѓ(t). Получим точку пересечения, из которой проводим перпендикуляр к оси абсцисс до пересечения с кривой S₁ = ѓ(t). Полученная точка А характеризует момент начала обгона и имеет координаты t₀= 12,1 с и S₀ =92 м (см. рис. 5).

Из точки А отложим вверх величину, определяемую по формуле (12)

?_РПО= S₁₂. (12)

Из найденной точки В под углом к горизонтали б = 41,76°, проведём прямую b до пересечения с кривой S₁ = ѓ(t).

Точка пересечения D_S (t_D = 21,7 c, S_D = 257,5 м) соответствует моменту принятия решения о прекращении обгона.

Для определения скорости автомобиля в момент принятия решения о прекращении обгона V_ПРО из точки D_S поднимаем перпендикуляр к оси абсцисс до пересечения с кривой V₁ = ѓ(t). Ордината полученной точки D_V соответствует скорости V_ПРО в момент принятия решения о прекращении обгона.

V_РПО = 72,8 км/ч.

Для определения параметров последующего торможения необходимо из точки D_S отложить вниз расстояние, равное 1 м. Из полученной точки Е проводим кривую торможения S_Т = ѓ(t_Т).

Подставим различные значения t в формулу (13).

(13)



По полученным точкам строим кривую S_Т = ѓ(t_Т).

Точка F_S пересечения кривой торможения и прямой b определяет завершения торможения.

Для определения скорости в момент завершения торможения V_ЗТ из точки F_S поднимем вверх перпендикуляр к оси абсцисс. Кроме того, точки D_V под углом в к горизонтали проведём прямую с до пересечения с ранее проведённым перпендикуляром к оси абсцисс через точку F_S.

Определение угла в производим по формуле (14)

(14)

где м_V = 25/20 = 0,8 мм/(км/ч).

Ордината точки F_V представляет собой V_ЗТ = 27,8 км/ч.

Определение пути перестроения на свою полосу движения производим по формуле (15) завершенный обгон параметр расчет

(15)

Остальные показатели незавершённого обгона определяются по формулам (16, 17, 18, 19)

(16)

(17)

(18)

(19)

Таблица 4. Параметры незавершённого обгона

V2, км/ч	tD, с	tT, с	tРПО, с	tН.ОБГ, с	SП, м	SТ, м	SРПО, м	SН.ОБГ, м	VРПО, км/ч	VЗТ, км/ч
50	21,7	2,35	9,6	13,91	15,44	33,2	165,6	214,2	72,8	27,8

Рис. 5. Определение параметров незавершённого обгона при V₂ = 50 км/ч

3. АНАЛИТИЧЕСКИЙ МЕТОД РАСЧЁТА

Определение параметров обгона покажем на примере при скорости обгоняемого автомобиля V₂ = 50 км/ч.

3.1 Завершённый обгон

Для решения выражения (20) предварительно определим значения S₀ и t₀, характеризующие момент начала обгона. Для этого необходимо, подставляя различные значения t в формулу (21), определить ДV и разделив её на V₂ определить погрешность вычислений, удовлетворяющую условию (22).

(21)

(22)

Значение t = t₀ = 12,1 удовлетворяет условию (22).

Подставляя значение t₀ = 12,1 в формулу (7), находим S₀.

(7)

По формуле (8) находим ?_ОБГ

(8)

Вычисление значений S₁₂, S₂₁ производится по формулам(2,4)

 (2)

(4)

Определяем значения ДS при различных значениях t.

(20)

Определим относительную погрешность ДS/S_ОБГ, удовлетворяющую условию (23):

(23)

Значение t = t_M = 25,7 удовлетворяет условию (23).

Время обгона определим по формуле (10)

t_ОБГ =tM-t0=25,7-12,1=13,6 (10)

Скорость в момент завершения обгона определим по формуле (6)

(6)

Значения t₀, t_M, t_ОБГ, S₀, ?_ОБГ, S₁₂, S₂₁, V_ОБГ, S_ОБГ заносим в таблицу 5.

Таблица 5. Параметры завершённого обгона (аналитический метод)

V2, км/ч	t0, с	tM, с	tОБГ, с	S0, м	?ОБГ, м	S12, м	S21, м	VОБГ, км/ч	SОБГ, м
40	9,0	20,4	11,4	54,0	52,3	22,2	16,7	70,3	178,4
50	12,1	25,7	13,6	92,6	62,0	27,8	20,8	79,6	250,6
55	13,9	28,7	14,9	118,0	66,9	30,6	22,9	83,8	294,0
60	15,8	32,1	16,3	148,5	71,7	33,3	25,0	87,9	343,8
65	17,9	35,9	18,0	185,1	76,6	36,1	27,1	91,7	401,5

3.2 Незавершённый обгон

Для решения выражения (24) предварительно определим значения S₀ и t₀, характеризующие момент начала обгона. Для этого необходимо, подставляя различные значения t в формулу (21), определить ДV и разделив её на V₂ определить погрешность вычислений, удовлетворяющую условию (22).

(21)

(22)

Значение t = t₀ = 12,1 удовлетворяет условию (22).

Подставляя значение t₀ = 12,1 в формулу (7), находим S₀.

По формуле ?_РПО = находим величину ?_РПО.

Найденные значения t_D и S₀ подставим в уравнение

(24)

Определяем значения ДS при различных значениях t.

Определим относительную погрешность ДS/S_ОБГ, удовлетворяющую условию (25):

(25)

Значение t = t_D = 20,9 удовлетворяет условию (25).

Подставляя значение t_D в формулу (26), определим скорость в момент принятия решения о прекращении обгона - V_РПО

(26)

По формулам (27) и (28) определяем значения S_T и ДS_T при различных значениях t определим из условия (23).

(27)

(28)

(29)

Условие (29) выполняется при t = t_T = 2,35 .

Значение скорости в момент завершения торможения V_ЗТ найдём по формуле (30)

(24)

Путь проходимый ТС₁ при возвращении на свою полосу движения, определяем по формуле (15)

 (15)

Время незавершённого обгона t_Н.ОБГ определяем по формуле (16)

t_Н.ОБГ =8,8+2,35+2=13,1 м

Путь незавершённого обгона, проходимый ТС₁ определяем по формуле (19)

SН.ОБГ=149,5+31,6+14,2=195,3 м

Найденные аналитическим способом значения параметров заносим в таблицу 6.

Таблица 6. Параметры незавершённого обгона (аналитический метод)

V2, км/ч	tD, с	tT, с	tРПО, с	tН.ОБГ, с	SП, м	SТ, м	SРПО, м	SН.ОБГ, м	VРПО, км/ч	VЗТ, км/ч
40	16,2	2,33	7,2	11,5	8,8	24,9	101,8	135,5	61,1	15,8
50	20,9	2,35	8,8	13,1	14,2	31,6	149,5	195,3	71,3	25,6
55	23,5	2,33	9,7	14,0	17,1	34,6	178,2	229,9	76,1	30,8
60	26,4	2,29	10,7	15,0	20,1	37,1	211,1	268,4	80,7	36,2
65	29,7	2,23	11,8	16,0	23,2	39,3	249,3	311,7	85,1	41,7

3.3 Определение резервов времени и пути

Величины резервов времени рез t и пути рез S определяем по формулам (31) и (32).

(31)

(32)

Знак «минус» означает отсутствие резервов и невозможность избежать ДТП путём торможения.

Найденные параметры завершённого и незавершённого обгона заносим в сводную таблицу 7.

Таблица 7. Показатели завершённого и незавершённого обгонов (аналитический метод)

Завершённый обгон	Незавершённый обгон
V2, км/ч	VОБГ, км/ч	tОБГ, с	SОБГ, м	VРПО, км/ч	tН.ОБГ, с	SН.ОБГ, м	VЗТ, км/ч	рез t, с	рез S, м
40	70,3	11,4	178,4	61,1	11,5	135,5	15,8	-0,1	42,9
50	79,6	13,6	250,6	71,3	13,1	195,3	25,6	0,5	55,3
55	83,8	14,9	294,0	76,1	14,0	229,9	30,8	0,9	64,1
60	87,9	16,3	343,8	80,7	15,0	268,4	36,2	1,4	75,4
65	91,7	18,0	401,5	85,1	16,0	311,7	41,7	2,0	89,8

Рис. 6. Графики изменения параметров обгона в зависимости от скорости обгоняемого

На основании анализа зависимостей пути и времени обгона от скорости ТС₂ (см. рис. 6) мы можем определить необходимые интервалы во встречном потоке , необходимые для выполнения обгона.

Анализ резервов времени и пути прекращении обгона показывает, что в момент когда ТС₁ сравняется с ТС₂ принимать решение о прекращении обгона уже поздно и следовательно надо принимать решение прежде, чем они поравняются. Чем выше скорость ТС₁, тем раньше надо принимать решение.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Гудков, В.А. Безопасность транспортных средств (автомобили): учеб. пособие для вузов / В.А. Гудков, Ю.Я. Комаров, А.И. Рябчинский, В.Н. Федотов. - М.: Горячая линия - Телеком, 2010 - 431 с.

2. Ульрих С.А. Определение параметров завершённого и незавершенного обгонов: методическое указание к проектированию по дисциплине «Безопасность транспортных средств» / С.А. Ульрих; Алт. гос. техн. ун-т им. И.И. Ползунова. Барнаул: Изд-во АлтГТУ,2009.-69 с.

3. Рябчинский, А.И., Кисуленко, Б.В., Морозова, Т.Э. Регламентация активной и пассивной безопасности автомобиля. - М. изд. Академия, 2006 - 432 с.

4. Рябчинский, А.И. Динамика автомобиля и безопасность дорожного движения: учеб. пособие / А.И. Рябчинский, А.А. Токарев, В.З. Русаков. - М.: МАДИ (ГТУ), 2002. - 131 с.

5. Коноплянко, В.И. Организация и безопасность движения: Учеб. для вузов. - М.: Высш. школа, 2007. - 383 с: ил.

Размещено на Allbest.ru

...