Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 625.7/8:614.7

Спеціальність 05.22.11 - автомобільні шляхи та аеродроми

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

УДОСКОНАЛЕННЯ МЕТОДУ ОБҐРУНТУВАННЯ БУДІВНИЦТВА ОБХОДІВ НАСЕЛЕНИХ ПУНКТІВ З УРАХУВАННЯМ ЕКОЛОГІЧНИХ ПОКАЗНИКІВ

УЖВІЄВА О.М.

Київ - 2014

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Харківському національному автомобільно-дорожньому університеті Міністерства освіти і науки України.

Науковий керівник: доктор технічних наук, професор Угненко Євгенія Борисівна, завідувач кафедри вишукувань та проектування доріг і аеродромів, Харківський національний автомобільно-дорожній університет, м. Харків

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор Павлюк Дмитро Олександрович, завідувач кафедри проектування доріг, геодезії та землеустрою, Національний транспортний університет, м. Київ

кандидат технічних наук, доцент Пеньков Володимир Олексійович, доцент кафедри геоінформаційних систем оцінки землі та нерухомого майна, Харківський національний університет міського господарства ім. Бекетова О.М., м. Харків

Захист дисертації відбудеться « »2014р. о годині на засіданні спеціалізованої вченої Ради К 26.062.12 в Національному авіаційному університеті за адресою: 03058, м. Київ, проспект Космонавта Комарова 1.

З дисертацією можна ознайомитись у Науково-технічній бібліотеці Національного авіаційного університету за адресою: 03058, м. Київ, проспект Космонавта Комарова 1.

Автореферат розісланий « » 20 р.

Учений секретар спеціалізованої вченої ради:

К 26.062.12 к.т.н., с.н.с., доц. Д.Е. Прусов



1. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Автомобілізація, збільшення обсягів перевезень вантажів і пасажирів призводять до зниження ефективності роботи вулично-дорожньої мережі, підвищення інгредієнтного та параметричного забруднення придорожнього простору, зростання числа дорожньо-транспортних пригод. Величина негативного впливу транспортного процесу залежить від інтенсивності руху транспортного потоку, обумовленої станом системи «дорожні умови-транспортний потік-навколишнє середовище».

Вплив автомобільного транспорту на навколишнє середовище супроводжується не тільки споживанням природних ресурсів, але і забрудненням навколишнього середовища. З екологічних позицій забруднення навколишнього природнього середовища представляє комплекс негативних впливів на екологічні системи. Якщо рівень впливів перевищує можливість організму до адаптації, то це призводить до його загибелі. Виникнення перешкод в екологічних системах може бути пов'язане з внесенням різних відходів (інгредієнтів забруднення), мимовільними витратами енергії (параметричне забруднення), змінами природних екологічних систем.

Один з методів зменшення негативного впливу на населені пункти транзитних автомобілів - будівництво обхідних доріг, що дозволяє зменшити антропогенний негативний вплив автомобільної дороги на навколишнє середовище.

Для обґрунтування обходів населених пунктів необхідно проведення дослідження інтенсивності, швидкості руху транспортних засобів на під'їзних дорогах до населених пунктів. Дані показники залежать від адміністративно-господарського значення населеного пункту, його транспортних зв'язків і географічного положення.

Обґрунтування обходів населених пунктів базується на діючому нормативному документі ДБН В 2.3-4:2007, що враховує пропускну здатність автомобільних доріг. Але базовий документ не враховує еколого-енергетичні показники, що впливають на стан навколишнього середовища. Нагальність вирішення задач, пов'язаних з обґрунтуванням будівництва обходів населених пунктів з урахуванням основних екологічних показників та покращенням екологічного стану придорожнього простору зумовлює актуальність теми.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами.

Дисертаційну роботу виконано в Харківському національному автомобільно-дорожньому університеті згідно з тематикою науково-дослідної роботи «Визначення екологічного стану ділянки автомобільної дороги Р06 Ульяновка - Миколаїв км 185+080 - км 192+670 в межах м. Нова Одеса», (2008 р. договір №43-08-08, номер державної реєстрації 3358/07 від 21.10.08).

Мета роботи - удосконалення методу обґрунтування будівництва обходів населених пунктів з урахуванням екологічних показників за різних режимів руху транспортних потоків.

Відповідно до мети роботи визначено основні задачі дослідження:

1. Провести аналіз існуючих методів обґрунтування будівництва обходів населених пунктів з урахуванням інтенсивності руху транспортних потоків.

2. Провести аналіз існуючих однокритеріальних та багатокритеріальних моделей оцінки стану транспортного потоку.

3. Провести теоретичне обґрунтування будівництва обходів населених пунктів із застосуванням метода аналізу ієрархій.

4. Виконати експериментальні дослідження по визначенню інгредієнтного та параметричного (акустичного) забруднення при обґрунтуванні будівництва обходів населених пунктів.

5. Удосконалити метод визначення радіусів обходів населених пунктів з урахуванням еколого- енергетичних показників.

Об'єктом дослідження обходи населених пунктів.

Предмет дослідження - екологічні показники навколишнього природного середовища населених пунктів за різних режимів руху транспортних потоків.

Методи дослідження - теоретико- експериментальний із застосуванням системного підходу, метод аналізу ієрархій при отриманні відносного ступеню взаємодії елементів у поданому ієрархічному рівні або «важливість» (перевага) одних елементів по відношенню до інших попарним порівнянням.

Оцінка екологічної безпеки проводилась з використанням методів математичного моделювання, теорії ймовірності за окремими та інтегральними критеріями. Побудова математичної моделі виконувалась з урахуванням універсальності шляхом опису окремих підсистем та елементів за допомогою теоретичних та емпіричних залежностей. Перевірка адекватності математичної моделі виконувалась шляхом порівняння розрахункових результатів з експериментальними даними. Розрахункові результати отримано за допомогою програми МatLab.

Наукова новизна отриманих результатів:

- удосконалено метод обґрунтування будівництва обходів населених пунктів з урахуванням екологічних показників із застосуванням методу аналізу ієрархій;

- удосконалено математичну модель розповсюдження шкідливих складових відпрацьованих газів автомобілів з урахуванням рельєфу місцевості та приземних інверсій при обґрунтуванні будівництва обходів населених пунктів;

- удосконалено метод визначення радіусів обходів населених пунктів витягнутих у довжину із застосуванням методу одночасного доступу.

Практичне значення отриманих результатів:

- для обґрунтування будівництва обходів населених пунктів розроблено ієрархічну систему ранжування критеріїв із застосуванням методу аналізу ієрархій;

- за результатами експериментальних досліджень, у відповідності з науково-дослідною роботою «Визначення екологічного стану ділянки автомобільної дороги Р06 Ульяновка - Миколаїв км 185+080 - км 192+670 в межах м. Нова Одеса» впроваджено метод обґрунтування будівництва обходів населених пунктів при будівництві обхідної автомобільної дороги в межах м. Нова Одеса;

- обґрунтовано будівництво обходу населеного пункту з урахуванням екологічних показників ділянки автомобільної дороги М03 Київ - Харків - Довжанський км 424+200 - км 429+000 в межах м. Валки.

Особистий внесок здобувача. Особистий внесок полягає у розробці ієрархічної системи ранжування критеріїв при обґрунтуванні будівництва обходів населених пунктів з урахуванням екологічних показників із застосуванням методу аналізу ієрархій [1, 2, 3, 5, 14, 15]; удосконаленні методу визначення радіусів обходів населених пунктів з урахуванням еколого- енергетичних показників (метод одночасного доступу) [4, 6, 7, 9, 10, 13, 16, 17]; удосконаленні методу обґрунтування будівництва обхідних автомобільних доріг з урахуванням еколого- енергетичних показників [8, 11, 12, 18].

Апробація результатів дисертації. Результати дисертаційної роботи доповідались та обговорювались на V Международной научно-практической конференции при участии молодых ученых и студентов «Эколого-правовые и экономические аспекты техногенной безопасности регионов», Харьков, 20-22 октября 2010г.; на міжнародній науково-технічній конференції, яка присвячена 80-річчю ХНАДУ та дорожньо-будівельного факультету «Проектування, будівництво і експлуатація нежорстких дорожніх одягів», Харків, 2010р; на Всеукраїнській міжвузівській науково - практичній конференції «Сучасні технології в промисловому виробництві», Суми, 19-23 квітня 2010р.; на ІІ Міжнародній науково-практичній конференції «Аеропорти - вікно в майбутнє» Київ, 27-28 травня 2010р.; на І Міжнародній науково-практичній конференції студентів, аспірантів і молодих вчених «Трансфер технологій: від ідеї до прибутку», Дніпропетровськ, 27-29 квітня 2010р.; на дев'ятій міжнародній науково-методичній конференції «Безпека життя діяльності людини - освіта, наука, практика», Львів, 20-22 травня 2010р., на Х Международной научно-практической конференции «АВИА-2011», Киев, 19-21 апреля 2011г.; на Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых с международным участием «Современные научные исследования в дорожном и строительном производстве», Пермь, 28-29 апреля 2011г.; the 7th International Scientific Conference TRANSBALTICA 2011, Vilnius, 5-6 mау 2011; на Міжнародній науково - практичної конференції «Забезпечення руху та комфорту дорожнього руху: проблеми та шляхи вирішення», Харків, 17-18 травня 2011р.; на Международной научно-практической конференции «Транспортные системы мегаполисов. Проблемы и пути решения», Харьков, 11-12 октября 2011г.; на Международной конференции «НОВЫЕ ДОРОГИ РОССИИ», Пенза, 14-17 ноября 2011г.; на VII Міжнародній науково - практичній конференції за участю молодих науковців, яка присвячена 20 річчю кафедри екології «Еколого-правові та економічні аспекти техногенної безпеки регіонів», Харків, 17-19 жовтня 2012р.; на Международной научно-практической конференции с участием студентов и молодых ученых «Современные компьютерно - инновационные технологии проектирования, строительства, эксплуатации автомобильных дорог и аэродромов», Харьков, 1-4 ноября, 2012г.; на VIII Міжнародній науково-практичній конференції за участю молодих науковців «Еколого-правові та економічні аспекти екологічної безпеки регіонів», Харків, 16-18 жовтня 2013р; на міжнародній науково-технічній конференції «Сучасні технології будівництва та експлуатації автомобільних доріг», Харків, 13-15 листопада 2013р.; на Международной научно-практической конференции «Инновационные материалы, технологии и оборудование для строительства современных транспортных сооружений», Белгород 2013 г; на І Міжнародний науково-практичний конгрес «Міське середовище - XXI сторіччя» - «Архітектура. Будівництво. Дизайн», Київ, 10-14 лютого 2014 р.; 17th Conference for Junior Researchers «Science - Future of Lithuania. Transport Engineering and Management». - Vilnius, 2014.

Публікації. Усього за матеріалами дисертації опубліковано 39 публікацій, основних публікацій за дисертаційною роботою 18, з них: 10, що входять у перелік ВАК України, 3 роботи у закордонних виданнях.

Структура та обсяг роботи. Дисертаційна робота складається з вступу, чотирьох розділів та додатків. Загальний обсяг 207 сторінок, з них 166 основного тексту, який містить 20 рисунків, 23 таблиці, список використаних джерел з 129 найменувань та 8 додатків.

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі подано загальну характеристику дисертації: розкрито стан наукової проблеми, обґрунтовано актуальність теми дисертації, сформульовано мету роботи і задачі дослідження; наукову новизну та практичне значення одержаних результатів, наведено дані про апробацію результатів дисертації, а також про публікації результатів роботи, структура та обсяг роботи.

У першому розділі наведено огляд існуючих методів обґрунтування будівництва обходів населених пунктів. Суттєвий вклад в розвиток методів оптимізації заходів щодо зниження енерговитрат на автомобільному транспорті, а так само питання охорони навколишнього природного середовища при проектуванні, будівництві та реконструкції автомобільних доріг були розглянуті О.К. Біруля, В.Ф. Бабковим, О.А. Бєлятинським, А.П. Васильєвим, Д.А. Вулісом, М.Я. Говорущенком, Ю.Ф. Гутаревичем, О.О. Дівочкиним, О.М. Домбровським, О.Т. Лановим, Я.А. Калузcьким, Є.М. Лобановим, В.В. Сільяновим, Я.В. Хом'яком, В.П. Старовойдою, М.Ф. Хорошиловим, В.Ф. Скорченком, А.А. Шестокасом, В.В. Філіповим, Є.Б. Угненко.

Проведено аналіз існуючих методів обґрунтування будівництва обходів населених пунктів з урахуванням інтенсивності руху транспортних потоків та пропускної здатності автомобільних доріг.

За результатами порівняльного аналізу моделей оцінки стану транспортного потоку визначено, що більшість моделей обґрунтування будівництва обходів населених пунктів заснована на фазовому представленні процесу зміни якісних станів транспортного потоку.

У другому розділі проведено теоретичне обґрунтування будівництва обходів населених пунктів із застосуванням методу аналізу ієрархій (МАІ). Основу методу складає декомпозиція проблеми на більш прості складові частини і подальша обробка суджень на кожному ієрархічному рівні попарних порівнянь. Розроблено структурну модель МАІ (рис. 1) та ієрархічну систему ранжування критеріїв при обґрунтуванні будівництва обходів населених пунктів з урахуванням екологічних показників.

Рисунок 1 - Структурна модель метода аналізу ієрархій

Критеріями для побудови ієрархії проблеми згідно з діючим нормативом ГБН В.2.3. - 218 - 007 обрано: екологічні, енергетичні та економічні критерії.

З групи матриць попарних порівнянь формується набір вагових коефіцієнтів. Визначено відносну важливість кожного окремого елементу через «розв'язання» матриць, кожна з яких має обернено симетричні значення.

Зміст розрахунків полягає в тому, що вони визначають пріоритетність окремих елементів при ранжуванні критеріїв при обґрунтуванні будівництва обходів населених пунктів.

Розрахунок матриць для визначення пріоритетів та альтернатив розроблено за допомогою MS Excel (рис. 2).

Рисунок 2 - Визначення пріоритетності критеріїв за методом аналізу ієрархій

В результаті отримано відносний ступінь взаємодії елементів у поданому ієрархічному рівні або «важливість» (перевага) екологічних критеріїв (0,65) по відношенню до енергетичних (0,23) та економічних (0,12) критеріїв. При прийнятті рішення щодо обґрунтування будівництва обходів населених пунктів основна перевага надається екологічним критеріям.(рис. 2).

В дисертаційній роботі удосконалено математичну модель розповсюдження шкідливих складових відпрацьованих газів автомобілів з урахуванням рельєфу місцевості та приземних інверсій при обґрунтуванні будівництва обходів населених пунктів.



де - концентрація забруднюючих речовин, мг/м3;

- період часу впливу забруднюючих речовин, с;

- швидкість вітру вздовж осі , м/с;

- швидкість вітру вздовж осі , м/с;

- коефіцієнт поглинання;

- коефіцієнт дифузії у напрямку осі ;

- коефіцієнт дифузії у напрямку осі ;

- потужність джерела забруднення, г/с;

- дельта-функція в точці .

За початкових умов та граничних умов

Введемо заміну , тоді .

Визначаємо функцію ц(y, z, t) у вигляді функції двох змінних ц(о ,t) та підставляємо у (1):

Для спрощення рівняння (2), вводимо функцію Ш (о ,t):

.

Значення постійних та знайдемо за умов рівності нулю коефіцієнтів при та :, .

Введемо позначення рельєфу місцевості .

Рівняння (3) матиме вигляд:

,

Враховуючи, що функція ц (о ,t) визначається через функцію Ш (о ,t) рівняння (3) отримаємо залежність:

.

З урахуванням вищенаведеного удосконалена математична модель розповсюдження шкідливих складових відпрацьованих газів у населених пунктах має вигляд:

.

де - кут розсіювання шкідливих речовин по осі z;

z0 - координата, що характеризує розміщення джерела забруднення на висоті від проїзної частини дороги;

- кут між направленням вітру та віссю z;

y0 - координата у напрямку, перпендикулярному до кромки проїзної частини;

- кут розсіювання шкідливих речовин по осі y;

а - параметр, що враховує приземні інверсії;

b - параметр, що враховує рельєф місцевості.

У третьому розділі наведено результати експериментальних досліджень з визначення інгредієнтного та параметричного (акустичного) забруднення при обґрунтуванні будівництва обходів населених пунктів.

Експериментальні дослідження виконані на ділянках автомобільної дороги Р06 Ульяновка - Миколаїв км 185+080 - км 192+670 в межах м. Нова Одеса та автомобільної дороги М03 Київ - Харків - Довжанський км 424+200 - км 429+000 в межах м. Валки.

В дисертаційній роботі згідно з діючими нормативними документами (ГОСТ 12.1.026, ГОСТ 17.2.3.01, ГОСТ 20444, ГСТУ 218-02071168-096) виконані наступні експериментальні дослідження:

- розрахунок викидів забруднюючих речовин на ділянці автомобільної дороги Р06 Ульяновка - Миколаїв км 185+080 -км 192+670 в межах м. Нова Одеса та на ділянці автомобільної дороги М03 Київ - Харків - Довжанський км 424+200 - км429+000 в межах м. Валки;

- визначення інгредієнтного і параметричного (акустичного) забруднення придорожнього простору населених пунктів.

Таблиця 1 Результати визначення концентрації шкідливих речовин на ділянці автомобільної дороги Р06 Ульяновка - Миколаїв км 185+080 - км 192+670 в межах м. Нова Одеса

Ділянка визначення концентрації шкідливих речовин, км	Відстань від осі автомобільної дороги, м	Концентрації шкідливих речовин, мг/м3	Розрахункові значення концентрації шкідливих речовин з урахуванням фону, мг/м3	ГДК шкідливих речовин, мг/м3
		СО	NOx	CxHy	СО	NOx	CxHy	СО	NOx	CxHy
189	3,5	6,31	2,25	3,18	6,29	2,21	3,17	3	0,04	0,7
		6,30	2,28	3,20
		6,25	2,19	3,16
	10	5,92	2,11	3,01	5,85	2,04	3,02
		5,78	2,05	2,95
		5,81	2,03	3,05
	20	4,91	1,95	2,85	4,82	1,90	2,81
		4,70	1,85	2,78
		4,85	1,88	2,80



Рисунок 3 - Результати визначення концентрації шкідливих речовин на ділянці автомобільної дороги Р06 Ульяновка - Миколаїв в межах м. Нова Одеса

Таблиця 2 Результати визначення концентрації шкідливих речовин на ділянці автомобільної дороги М03 Київ - Харків - Довжанський км 424+200 - км 429+000 в межах м. Валки

Ділянка визначення концентрації шкідливих речовин, км	Відстань від осі автомобільної дороги, м	Концентрації шкідливих речовин, мг/м3	Розрахункові значення концентрації шкідливих речовин з урахуванням фону, мг/м3	ГДК шкідливих речовин, мг/м3
		СО	NOx	CxHy	СО	NOx	CxHy	СО	NOx	CxHy
424	3,5	19,80	6,82	1,65	21,6	6,45	2,9	3	0,04	0,7
		23,10	6,49	2,09
		22,00	6,05	2,42
	10	18,70	5,72	1,32	19,8	5,35	1,71
		20,90	5,39	1,25
		19,80	4,95	1,2
	20	16,5	5,17	1,65	16,5	4,11	1,43
		15,4	3,96	1,54
		7,60	3,19	1,10
429	3,5	34,49	18,16	8,05	29,28	19,14	8,15	3	0,04	0,7
		28,26	20,12	8,21
		25,10	19,16	8,20
	10	16,29	15,33	7,17	17,24	16,28	7,18
		18,2	17,24	7,19
		17,24	16,29	7,18
	20	14,37	13,41	6,15	14,37	12,93	6,15
		13,41	12,93	6,14
		5,33	12,45	6,16



Оцінка стану забруднення атмосферного повітря на експериментальних ділянках автомобільних доріг Р06 Ульяновка - Миколаїв км 185+080 - км 192+670 в межах м. Нова Одеса та М03 Київ - Харків - Довжанський км 424+200 - км 429+000 в межах міста Валки проведена на основі визначення вмісту основних компонентів відпрацьованих газів автомобільного транспорту (СО, NOx, CxHy).

В роботі наведено результати визначення концентрації основних шкідливих речовин та результати визначення параметричного (акустичного) забруднення на ділянках автомобільних доріг Р06 Ульяновка - Миколаїв км 185+080 - км 192+670 в межах м. Нова Одеса на (табл. 1, 3, рис. 3), та М03 Київ - Харків - Довжанський км 424+200 - км 429+000 в межах м. Валки на (табл. 2, 4, рис. 4).

Рисунок 4 - Результати визначення концентрації шкідливих речовин на ділянці автомобільної дороги М03 Київ - Харків - Довжанський в межах м. Валки



Таблиця 3 Результати визначення параметричного (акустичного) забруднення на ділянці автомобільної дороги Р06 Ульяновка - Миколаїв км 185+080 - км 192+670 в межах м. Нова Одеса

Ділянка визначення параметричних показників, км	Інтенсивність за типами транспортних засобів авт/доб	Рівні звуку L, дБА	Похибка дБА, Lрозр, -Lнатур
	Легкові	Вантажні легкі	Вантажні середні	Вантажні важкі	Автобуси середні	Автобуси важкі	Сідельні тягачі	Автопоїзди	розраховані показники Lрозр	натурні показники Lнатур
189	5220	1164	443	236	43	29	466	212	93,3	98,1	+4,8
190	6435	1671	421	322	43	29	466	212	100,8	103,5	+2,7

Таблиця 4 Результати визначення параметричного (акустичного) забруднення на ділянці автомобільної дороги М03 Київ - Харків - Довжанський км 424+200 - км 429+000 в межах м. Валки

Ділянка визначення параметричних показників, км	Інтенсивність за типами транспортних засобів авт/доб	Рівні звуку L, дБА	Похибка дБА, Lрозр, - Lнатур
	Легкові	Вантажні легкі	Вантажні середні	Вантажні важкі	Автобуси середні	Автобуси важкі	Сідельні тягачі	Автопоїзди	розраховані показники Lрозр	натурні показники Lнатур
424	2690	598	308	964	440	1756	467	2357	97,2	101,3	+4,1
427	3580	678	350	1092	410	1842	553	2445	105,4	107,5	+2,1

Аналіз отриманих натурних та розрахункових показників довів, що в межах населених пунктів рівні шуму перевищують нормативні значення більш ніж у 2 рази, а концентрація шкідливих речовин перевищує нормативні значення ГДК більше ніж у 5 разів за (CxHy), та більш ніж у 20 разів за (NOx). Для встановлення фактичного комплексного показника екологічної безпеки ділянок автомобільних доріг Р06 Ульяновка - Миколаїв км 185+080 - км 192+670 в межах м. Нова Одеса та М03 Київ - Харків - Довжанський км 424+200 - км 427+000 в межах м. Валки визначено нормативне, граничне та допустиме значення показника сумарної дії факторів.

За отриманими результатами розрахунку комплексного показника екологічної безпеки ділянок автомобільних доріг в межах м. Нова Одеса та в межах м. Валки розроблено карти параметричного (акустичного) забруднення та проведено картографування полів розсіювання шкідливих речовин відпрацьованих газів автомобілів.

У четвертому розділі наведено практичне використання методу обґрунтування будівництва обходів населених пунктів з урахуванням екологічних показників. будівництво обхід транспортний забруднення

Застосовуючи методи імітаційного моделювання руху транспортних потоків обхідними автомобільними дорогами і використовуючи при цьому принципи їх дослідження як складних систем, виникає можливість багатоваріантного проектування обхідних автомобільних доріг з прийняттям оптимальних рішень щодо відповідності дорожніх умов діючим нормативним документам, що дає змогу ефективно використовувати обхідні автомобільні дороги протягом усього перспективного періоду експлуатації.

В роботі удосконалено метод визначення радіусів обходів населених пунктів з урахуванням еколого- енергетичних показників за рахунок введення спеціального параметру Р, що враховує екологічні показники Рекол та основні дорожні умови Рдор.

Визначення радіусів обходів послужить основою для раціонального розміщення дорожньої мережі на найближчих до міста територіях. При обґрунтуванні радіусу обхідної автомобільної дороги використано співвідношення часів сполучення між заданими пунктами при русі автомобілів по обхідних автомобільних дорогах і міських вулицях. Практичне впровадження методу обґрунтування будівництва обхідних автомобільних доріг з урахуванням екологічних показників здійснено у Миколаївської області в межах м. Нова Одеса та при обґрунтуванні будівництва обхідної автомобільної дороги в межах м. Валки.

У додатках наведені результати експериментальних досліджень, а також довідки щодо впровадження результатів дисертаційної роботи.



ВИСНОВКИ

В дисертації наведено теоретичне обґрунтування та вирішення наукової задачі, що полягає в удосконаленні методу обґрунтування будівництва обходів населених пунктів з урахуванням екологічних показників.

1. Проаналізовано існуючі методи обґрунтування будівництва обходів населених пунктів з урахуванням інтенсивності руху транспортних потоків та пропускної здатності автомобільних доріг. Проведено аналіз існуючих однокритеріальних та багатокритеріальних моделей оцінки стану транспортного потоку.

2. Проведено теоретичне обґрунтування будівництва обходів населених пунктів із застосуванням методу аналізу ієрархій (МАІ). В результаті отримано відносний ступінь взаємодії елементів у поданому ієрархічному рівні або «важливість» (перевага) екологічних критеріїв (0,65) по відношенню до енергетичних (0,23) та економічних (0,12) критеріїв. При прийнятті рішення щодо обґрунтування будівництва обходів населених пунктів основна перевага надається екологічним критеріям.

3. Удосконалено математичну модель розповсюдження шкідливих складових відпрацьованих газів при обґрунтуванні будівництва обходів населених пунктів за рахунок введення параметрів, що враховують приземні інверсії та рельєф місцевості.

4. У роботі проведено розрахунок викидів забруднюючих речовин на ділянках автомобільних доріг Р06 Ульяновка - Миколаїв км 185+080 - км 192+670 в межах м. Нова Одеса та М03 Київ - Харків - Довжанський
км 424+200 - км 429+000 в межах м. Валки.

Визначено основні екологічні показники забруднення атмосфери придорожнього простору в населених пунктах м. Нова Одеса та м. Валки.

Результати досліджень показали, що дані вимірів концентрацій забруднюючих речовин у приземному шарі атмосфери населених пунктів з достатньою точністю відповідають логарифмічно - нормальному розподілу та перевищують нормативні значення ГДК більше ніж у 5 разів за (CxHy), та більш ніж у 20 разів за (NOx), що відповідає незадовільному стану навколишнього середовища населених пунктів м. Нова Одеса та м. Валки. Підтверджена адекватність удосконаленої математичної моделі розповсюдження шкідливих складових відпрацьованих газів автомобілів при обґрунтуванні будівництва обходів населених пунктів порівнянням експериментальних даних з розрахунковими результатами. Обробка експериментальних даних виконана за допомогою програмного продукту МatLab.

Відповідно до обсягу натурних спостережень і необхідністю розрахунку фонової концентрації забруднюючих речовин розраховано максимальні концентрації з імовірністю перевищення в 5; 1 та 0,1% випадків .

У роботі проведені експериментальні дослідження з визначення параметричного (акустичного) забруднення придорожнього простору.

В результаті експериментальних досліджень отримані карти рівнів шуму в придорожньому просторі населеного пункту, де криві рівних рівнів звуку визначають відносне зниження рівня шуму від джерела параметричного (акустичного) забруднення.

За результатами експериментальних досліджень при обґрунтуванні будівництва обходів населених пунктів з урахуванням екологічних показників передбачено перерозподіл транспортних засобів в обхід м. Нова Одеса майже 30% (40% у літній сезон) та м. Валки 53% (транзитного транспорту 46%).

5. Для практичного використання методу обґрунтування будівництва обходів населених пунктів з урахуванням екологічних показників в дисертаційній роботі запропоновано:

- ієрархічну систему ранжування критеріїв при обґрунтуванні будівництва обходів населених пунктів із застосуванням методу аналізу ієрархій;

- метод визначення радіусів обходів населених пунктів з урахуванням еколого- енергетичних показників (метод одночасного доступу). Метод одночасного доступу використано для обґрунтування обхідних автомобільних доріг в населених пунктах витягнутих у довжину.

За результатами експериментальних досліджень, що проведені в рамках науково-дослідної роботи (2008 р. договір №43-08-08, номер державної реєстрації 3358/07 від 21.10.08) «Визначення екологічного стану ділянки автомобільної дороги Р06 Ульяновка - Миколаїв км 185+080 - км 192+670 в межах м. Нова Одеса» впроваджено метод обґрунтування будівництва обходів населених пунктів при будівництві обхідної автомобільної дороги в межах м. Нова Одеса. Обґрунтовано будівництво обхідної автомобільної дороги М03 Київ - Харків - Довжанський км 424+200 - км 429+000 в межах м. Валки.



СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

Публікації в фахових виданнях

1. Ужвієва О.М. Дослідження режимів руху на дорогах, що підлягають реконструкції / Є.Б.Угненко, О.М.Ужвієва // Науковий вісник будівництва: збірник наукових праць. - Харків: ХДТУБА, 2007. - № 44. - С. 246-248.

2. Ужвієва О.М. Експериментальні дослідження по урахуванню охорони навколишнього природного середовища при реконструкції автомобільних доріг/ Є.Б.Угненко, О.М.Ужвієва // Вестник Харьковского национального автомобильно-дорожного университета: сборник научных трудов. Харьков: ХНАДУ - 2008. № 41. - С. 132-134. ISSN 2219-5548. Видання входить до наукометричних баз даних систем реферування.

3. Ужвієва О.М. Теоретичні проблеми реконструкції автомобільних доріг і поліпшення екологічного стану придорожнього простору населених пунктів/ Є.Б. Угненко, О.М. Ужвієва // Автомобільні дороги і дорожнє будівництво: науково-технічний збірник. - К: НТУ, 2008. - № 74. -С. 325-327.

4. Ужвиева Е.Н. Методики измерения концентрации вредных веществ при реконструкции автомобильных дорог / Е.Б. Угненко, Е.Н Ужвиева // Науковий вісник будівництва: збірник наукових праць. - Харків: ХДТУБА, 2008. - Вип. 47.- С. 158-160.

5. Ужвієва О.М. Системний підхід до опису взаємодії автомобільних доріг з навколишнім середовищем / Є.Б. Угненко, О.М. Ужвієва // Автомобільні дороги і дорожнє будівництво: науково-технічний збірник. - К.: НТУ, 2008. - № 75. - С. 332-335.

6. Ужвієва О.М. Удосконалення проектування обхідних кільцевих та напівкільцевих автомобільних доріг / Є.Б. Угненко, О.М Ужвиева // Науковий вісник будівництва: збірник наукових праць. - Харків: ХДТУБА, 2009. - № 55. - С. 113-117.

7. Ужвієва О.М. Визначення радіусів кільцевих обходів та кута відхилення обхідних автомобільних доріг / Є.Б. Угненко, О.М. Ужвієва // Вестник Харьковского национального автомобильно-дорожного университета: сборник научных трудов. - Харьков: ХНАДУ, 2010. - Вып. 49. - С. 108-111. - ISSN 2219-5548. Видання входить до наукометричних баз даних систем реферування.

8. Ужвієва О.М. Урахування вимог екологічної безпеки та охорони навколишнього середовища при реконструкції автомобільних доріг/ Є.Б. Угненко, О.М Ужвиева // Автошляховик України: науково-виробничий журнал. - К.: 2010. - № 2. - С43-45.

9. Ужвієва О.М. Регулювання викидів шкідливих речовин вздовж автомобільних доріг / Є.Б. Угненко, О.М. Тимченко, О.Д. Пупченко // Містобудування та територіальне планування: науково-технічний збірник. - К.: КНУБА, 2011. - Вип. 40., Ч. 2. - С. 481-486. - ISSN 2076-815Х.

10. E. Uzhvieva. Physical principles of small space settlements roadside area pollution forecasting. /E. Ugnenko, E. Uzhvieva, Ye. Voronova, V. Gavrish // збірник наукових праць: Вісник Національного університету «Львівська політехніка». «Теорія і практика будівництва». Львів. - 2013. - № 756. - С. 304-309. - ISSN 0321-0499.

Публікації в закордонних виданнях

11. E. Uzhvieva. Mathematical design of transport streams dynamics in Ukraine / Ye. Ugnenko, E. Uzhvieva, E. Voronova, O. Timchenko // 7th International Scientific Conference TRANSBALTICA, - Vilnius, 2011. - P. 89-92

12. Ужвиева Е.Н. Современные технологи управления транспортом. Оптимизация перевозок. / Е.Б. Угненко, Е.Н. Ужвиева // сборник научных трудов: Совершенствование организации дорожного движения и перевозок пассажиров и грузов. - Минск: БНТУ, 2012. - С. 270-277. - ISBN 978-985-525-882-8.

13. E. Uzhvieva. Features of measurement of harmful vehicle emissions concentrations in the atmosphere of the urban area / E. Ugnenko, E. Uzhvieva, R. Makovyey // 17th Conference for Junior Researchers «Science - Future of Lithuania. Transport Engineering and Management». - Vilnius, 2014. - P. 175-177.

Інші публікації:

14. Ужвієва О.М. Проектування траси обхідних автомобільних доріг з урахуванням економії матеріальних та енергетичних ресурсів / Є.Б.Угненко, О.М.Ужвієва // Автомобильный транспорт: сборник научных трудов. - Харьков: ХНАДУ, 2010. № 26. - С. 123-125.

15. Ужвієва О.М. Оцінка потенційних екологічно небезпечних ділянок інгредієнтного та параметричного (акустичного) забруднення на автомобільній дорозі / Є.Б.Угненко, О.М.Ужвієва // І Міжнар. наук.-практ. конф. студ., асп. і мол. учених, Трансфер технологій: від ідеї до прибутку: в 2Т, 27-29 квітня 2010 р. - Д.: Національний гірничий університет, - 2010. - Т.2. - С 23.

16. Ужвієва О.М. Екологічні проблеми будівництва обходів населених пунктів / Є.Б.Угненко, О.М.Ужвієва // Матеріали Всеукраїнської міжвузівської науково - технічної конференції: у трьох частинах. м. Суми, 19-23 квітня 2010р. - Суми: Вид-во СумДУ, 2010. - Ч.ІІІ. - С. 165-166.

17. Ужвієва О.М. Забезпечення екологічної безпеки навколишнього середовища відповідно вимогам європейських стандартів / Є.Б.Угненко, О.М. Ужвієва // Матеріали дев'ятої міжнародної науково методичної конференції «Безпека життя і діяльності людини». - Львів: ЛНУ, 2010. - С.106-108.

18. Ужвієва О.М. Імітаційна модель розповсюдження шкідливих складових відпрацьованих газів при обґрунтуванні проектування будівництва обходів населених пунктів / Є.Б.Угненко, О.М. Ужвієва О.О. Осьмачко // Материалы международной научно - практической конференции с участием студентов и молодых ученых «Современные компьютерно - инновационные технологии проектирования, строительства, эксплуатации автомобильных дорог и аэродромов», 1-4 ноября 2012 г. - Х.: ХНАДУ. - С. 375-380.



АНОТАЦІЯ

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.22.11 - автомобільні шляхи та аеродроми. - Національний авіаційний університет, Міністерства освіти і науки України, Київ, 2014.

Дослідження спрямоване на обґрунтування будівництва обходів населених пунктів.

Дисертація присвячена удосконаленню методу обґрунтування будівництва обходів населених пунктів з урахуванням екологічних показників. В ході теоретичного дослідження застосовано метод аналізу ієрархії для обґрунтування будівництва обходів населених пунктів. Розроблено структурну модель та ієрархічну систему ранжування критеріїв при обґрунтуванні будівництва обходів населених пунктів з урахуванням екологічних показників. Удосконалено математичну модель розповсюдження шкідливих складових відпрацьованих газів автомобілів при обґрунтуванні будівництва обходів населених пунктів.

Виконано експериментальні дослідження щодо визначення інгредієнтного та параметричного (акустичного) забруднення навколишнього природного середовища під час руху транспортних потоків.

В роботі удосконалено метод визначення радіусу обхідних автомобільних доріг в населених пунктах витягнутих у довжину.

Наведено практичне використання методу обґрунтування будівництва обходів населених пунктів з урахуванням екологічних показників ділянок автомобільних доріг Р06 Ульяновка - Миколаїв км 185+080 - км 192+670 в межах м. Нова Одеса М03 Київ - Харків - Довжанський км 424+200 - км 429+000в межах м. Валки.

Ключові слова: автомобільна дорога, обходи населених пунктів, обґрунтування будівництва обходів, метод аналізу ієрархій, інгредієнтне, параметричне (акустичне) забруднення.



Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.22.11 - автомобильные дороги и аэродромы. - Национальный авиационный университет, Министерство образования и науки Украины, Киев, 2014.

Исследование направлено на обоснование строительства обходов населенных пунктов. Диссертация посвящена усовершенствованию метода обоснования строительства обходов населенных пунктов с учетом экологических показателей. В ходе теоретического исследования по обоснованию строительства обходов населенных пунктов с учетом экологических показателей использован метод анализа иерархий. Усовершенствована математическая модель распространения загрязняющих веществ отработавших газов автомобилей при обосновании строительства обходов населенных пунктов.

Выполнены экспериментальные исследования по определению ингредиентного и параметрического (акустического) загрязнения окружающей природной среды во время движения транспортных потоков. Усовершенствован метод определения радиуса обходных автомобильных дорог в населенных пунктах вытянутых в длину.

Представлено практическое использование метода обоснования строительства обходов населенных пунктов с учетом экологических показателей участков автомобильных дорог Р06 Ульяновка - Николаев км 185+080 - км 192+670 в пределах г. Новая Одесса и М03 Киев - Харьков - Довжанский км 424+200 - км 429+000 в пределах г. Валки.

Ключевые слова: автомобильная дорога, обходы населенных пунктов, обоснование строительства обходов, метод анализа иерархий, ингредиентное, параметрическое (акустическое) загрязнение.

Thesis for the Candidate of Technical Sciences degree in specialty 05.22.11 - roads and aerodromes. - National Aviation University, the Ministry of Education and Science of Ukraine, Kyiv, 2014.

The research is directed at substantiation of settlement bypass construction.

The thesis is devoted to improvement of the method for substantiation of settlement bypass construction taking into account ecological indexes.

In the course of theoretical studies for substantiation of settlement bypass construction the hierarchy analysis method was applied. The mathematical model of distribution of pollutants from car exhaust gases at substantiation of settlement bypass construction has been improved. The experimental research to determine ingredient and parameter (acoustic) environmental pollution during the movement of traffic flows has been performed. In the paper the system “road conditions - transport flow - environment” has been used. Determination of a roundabout radius reduces to comparison of speed during a vehicle motion on entrance roads at different speeds. Ecologically fragile road sections, which should be maximally cleared from road transport, have been figured out. To determine a roundabout radius ratio of cargo carriage speed taking into account the factor of their delivery acceleration for motor roads that provide different speeds have been used. With this purpose the vehicle speeds at driving along the entrance and roundabout road have been compared.

The method to determine the radius of automobile bypass roads for settlements extended in length has been improved.

There has been presented practical application of the method for substantiation of settlement bypass construction taking into account ecological indexes of automobile roads Р06 Uljanovka - Nikolaev km 185+080 - km 192+670 within the town of Novaja Odessa and М03 Kyiv - Kharkov - Dovzhanskij km 424+200 - km 429+000 within the town of Valki.

Key words: automobile road, settlement bypasses, substantiation of settlement bypass construction, hierarchy analysis method, ingredient and parameter (acoustic) pollution.

Размещено на Allbest.ru

...