Научные основы оперативного управления работами по борьбе с зимней скользкостью на автомобильных дорогах

Научные основы оперативного управления работами по борьбе с зимней скользкостью на автомобильных дорогах

Автор: Самодурова, Татьяна Васильевна

Шифр специальности: 05.23.11

Научная степень: Докторская

Год защиты: 2004

Место защиты: Воронеж

Количество страниц: 346 с. ил.

Артикул: 2634012

Автор: Самодурова, Татьяна Васильевна

Стоимость: 250 руб.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Состояние вопроса и задачи исследования
1.1. Состояние вопроса управления зимним содержанием автомобильных дорог.
1.2. Оперативное управление работами по борьбе с зимней скользкостью на автомобильных дорогах
1.2. 1. Основные понятия и определения.
1.2.2. Стандарты на зимнее содержание автомобильных дорог как
основа программы управления.
1.2.3. Состояние объекта управления классификация видов зимней скользкости искусственных покрытий
1.2.4. Исполнительная подсистема в системе оперативного
управления работами по борьбе с зимней скользкостью.
1.2.5. Информационноизмерительная подсистема
1.2.6. Управляющая подсистема в системе оперативного управления
работами по борьбе с зимней скользкостью на дорогах.
1.2.7. Связь в оперативном управлении ЗСАД.
1.3. Методы научных исследований для решения задач управления
работами по борьбе с зимней скользкостью
1.4. Задачи исследования
2. Системный подход к решению задач управления зимним содержанием
автомобильных дорог
2.1. Особенности оперативного управления зимним содержанием авто мобильных дорог и общие научные подходы его исследования.
2.2. Общая процедура построения и реализации моделей управления работами по борьбе с зимней скользкостью на автомобильных
дорогах
2.3. Концептуальная модель системы управления зимним содержанием
автомобильных дорог.
2.4. Построение математических моделей с позиций системного анализа .
2.4.1. Теоретикомножественный подход к синтезу системы Среда
Дорога
2.4.2. Математические модели функционирования системы
управления .
2.5. Определение элементов множеств в задачах оперативного
управления работами по борьбе с зимней скользкостью.
2.5.1. Элементы множества состояний дорожного покрытия
классификация видов зимней скользкости.
2.5.2. Каноническая модель оперативного управления работами
по борьбе с зимней скользкостью.
2.5.3. Элементы множества дорожных параметров
2.5.4. Элементы множеств, описывающих ресурсы при зимнем
содержании дорог.
2.5.5. Элементы множества параметров внешней среды.
2.5.6. Элементы множества управляющих воздействий
2.5.7. Элементы множества выходных параметров
2.6. Модели информационных потоков при оперативном управлении
2.7. Выводы по главе
3. Математические модели и алгоритмы в решении задач оперативного управления работами по борьбе с зимней скользкостью на автомобильных дорогах
3.1. Анализ пространственновременного масштаба решаемых задач для
выбора математических моделей.
3.2. Математическая модель расчета температуры дорожного
покрытия по метеорологическим данным
3.3. Математические модели для оценки снегозаносимости участка
дороги и расчета интенсивности снегонакопления
3.4. Моделирование процессов образования различных видов зимней
скользкости
3.5. Математические модели для производственнотехнологических 0 предупреждений образования зимней скользкости
3.6. Математические модели для выходных параметров системы 1 оперативного управления работами по борьбе с зимней скользкостью
3.6.1. Продолжительность проведения работ.
3.6.2. Математические модели для оценки скорости движения
транспортных потоков
3.6.3. Математические модели для оценки безопасности движения
3.6.4. Математические модели для экологической оценки различных
стратегий работ по зимнему содержанию дорог.
3.7. Математические модели для оценки эффективности стратегий работ
по борьбе с зимней скользкостью.
3.8. Метеорологоэкономические модели для оценки эффективности
управляющих воздействий.
3.9. Выбор методов и разработка алгоритмов решения поставленных
3 Выводы по главе
4. Научные основы экспериментальных исследований для системы 5 оперативного управления работами по борьбе с зимней скользкостью.
4.1. Цель проведения опытноэкспериментальных работ
4.2. Особенности экспериментальных исследований для решаемых задач
4.3. Методики проведения опытноэкспериментальных работ и их
основные результаты.
4.3.1. Проверка адекватности математической модели расчета
температуры дорожного покрытия.
4.3.2. Проверка адекватности моделей, описывающих состояние
дорожного покрытия
4.3.3. Проверка адекватности моделей, описывающих интенсивность 7 снегонакопления на дорожном покрытии при прохождении
метелей .
4.3.4. Основные результаты опытноэкспериментальных работ по
проверке адекватности математических моделей.
4.4. Вычислительные эксперименты для исследования системы
оперативного управления работами по борьбе с зимней скользкостью .
4.4.1. План проведения вычислительных экспериментов.
4.4.2. Методика расчета физикостатистических моделей
производственно технологических предупреждений и
проверки их надежности.
4.4.3. Методика проведения вычислительных экспериментов для
оценки снегонакопления на проезжей части дороги
4.4.4. Методика проведения вычислительных экспериментов по
формированию метеорологоэкономических моделей.
4.5. Выбор программного обеспечения.
4.6. Выводы по главе
5. Теоретические исследования системы оперативного управления
работами по борьбе с зимней скользкостью по результатам вычислительных экспериментов
5.1. Цели проводимых исследований, исходные данные
5.2. Формирование состояния дорожного покрытия под воздействием
погодных факторов.
5.2.1. Исследование условий образования гололедицы
5.2.2. Исследование условий образования гололеда и твердого
налета.
5.2.3. Исследование условий образования черного льда
5.3. Исследование законов распределения параметров снегопадов.
5.4. Исследование условий снегонакопления на дорожном покрытии при
прохождении метелей.
5.5. Исследование адаптивности различных стратегий работ по борьбе
с зимней скользкостью к погодным воздействиям.
5.5.1. Параметры для оценки адаптивности
5.5.2. Анализ матриц потерь для I стратегии работ по борьбе с
зимней скользкостью
5.5.3. Анализ матриц потерь для II стратегии работ по борьбе с
зимней скользкостью
5.5.4. Анализ матриц потерь для стратегии работ по ликвидации
снежных отложений
5.6. Физикостатистические модели производственнотехнологических
предупреждений о состоянии дорожного покрытия.
5.7. Обоснование требований к надежности производственно
технологических предупреждений
5.8. Выводы по главе
6. Технология использования результатов исследований в практике 2 оперативного управления работами по борьбе с зимней скользкостью .
6.1. Информационные ресурсы, необходимые для управления
6.2 Алгоритмы производственнотехнологических предупреждений на
основе метеорологических информационных ресурсов Росгидромета.
6.3. Алгоритмы производственнотехнологических предупреждений, 7 основанные на информации автоматических дорожных метеостанций
6.4. Совершенствование оперативного управления на основе
реализации проекта виртуальной дорожной метеостанции.
6.5. Рекомендации по составлению регламента проведения работ по
зимнему содержанию дороги на основе метеорологической
информации.
6.6. Реализация результатов исследования в информационных системах 2 поддержки принятия решений при оперативном управлении
работами по борьбе с зимней скользкостью.
6.7. Рекомендации по разработке баз данных для организации
оперативного управления работами по борьбе с зимней скользкостью.
6.8. Оценка экономической эффективности применения различных
стратегий работ по борьбе с зимней скользкостью при использовании специализированной метеорологической информации
6.9. Внедрение результатов исследований
6 Выводы по главе
Основные выводы
Список использованных источников.
Приложения
Приложение 1. Структуры баз данных, используемых при проведении
вычислительных экспериментов
Приложение 2. Листы электронной книги расчетов матриц потерь для
различных стратегий работ по зимнему содержанию дорог . 8 Приложение 3. Общий вид матриц потерь для различных стратегий работ
по зимнему содержанию дорог, расчетные таблицы
Приложение 4. Характеристика датчиков автоматических дорожных
метеостанций
Приложение 5. Программа ведения электронных журналов в центрах
управления производством при оперативном управлении
работами по борьбе с зимней скользкостью.
Приложение 6. Акты внедрения.
ВВЕДЕНИЕ
Рост интенсивности движения на современных автомобильных дорогах приводит к повышению требований к их основным транспортно эксплуатационным показателям ТЭП обеспеченной скорости, непрерывности и безопасности движения, особенно, в зимний период. По данным экспертов погодноклиматические факторы занимают третье место среди основных составляющих экономической безопасности России после техникотехнологической и финансовой 8. Высокая аварийность является серьезной проблемой для дорог России, на которых ежегодно в дорожнотранспортных происшествиях ДТП погибает около тыс. человек. Несмотря на то, что количество ДТП в зимний период уменьшается по сравнению с летним, одна из основных причин их возникновения при неблагоприятных дорожных условиях низкие сцепные качества покрытия 3. Эти данные подтверждают важность и актуальность решения проблемы повышения ТЭП автомобильных дорог в сложных погодных условиях.
Для повышения безопасности движения в зимний период современные документы , нормируют время на ликвидацию зимней скользкости и снежных отложений. Как показывают расчеты, при существующих технологиях работ по зимнему содержанию дорог для соблюдения требований стандартов необходимо увеличение ресурсов дорожной техники и противогололедных материалов. Однако, путь интенсивного развития дорожного хозяйства России для поддержания требуемого уровня зимнего содержания дорог при нынешнем состоянии экономики государства невозможен 4. Кроме того, экологические требования заставляют искать пути снижения количества противогололедных материалов, объемы ежегодного поступления которых в почву и водные объекты придорожных территорий составляют более 0 тыс.т .
Актуальность


В тех районах, которые имеют суровые погодные условия и редки случаи перехода температуры воздуха через 0С преобладают виды скользкости, отнесенные ко второй группе, в регионах с морским климатом к первой группе, для остальной части страны будет наблюдаться в различном соотношении скользкость как первой, так и второй групп. В последнее десятилетие в зарубежной литературе появились детальные классификации видов зимней скользкости , 5, 6, 3, 4, 1, 4, 9, 0, 1. Эти классификации идентифицируют различные виды скользкости в компьютерных программах и позволяют выдавать рекомендации по выбору стратегии работ по зимнему содержанию автомобильных дорог , 1. Одна из наиболее подробных классификаций разрабатывалась и совершенствовалась 4, 9, 0. Она используется в Швеции и Великобритании для создания дорожной климатической модели, оценивающей влияние дорожных и метеорологических условий на сложность зимнего содержания дорог в различных районах страны. Используется она и при проектировании экспертных систем 0, развитии технологий термокартирования 6, геоинформационных технологий при управлении зимним содержанием дорог 3, совершенствовании радарных наблюдений за осадками 1. Классификация имеет видов зимней скользкости, которые распознаются компьютерной программой на основе совместного анализа погодных и дорожных параметров, поступающих в дорожные погодные информационные системы I с сети автоматических дорожных метеостанций АДМС. Кроме видов зимней скользкости в нее включены туманы различной интенсивности и метели. В классификации, используемой в Финляндии, на основе обработки статистических данных, поступающих с АДМС, выделено семь видов скользкости, учитывающих особенности климата 5. Она определяет пять видов скользкости в виде стекловидного льда, туманы и метели все виды скользкости, которые образуются в результате снегопадов и метелей для их удаления используются скоростные снегоочистители, и они не подразделяются на заносы, рыхлый снег и снежный накат. В США классифицируют типы погодных условий. Три из них определяют снегопады различной интенсивности, в отдельные типы погоды выделены мороз или гололед, дождь при отрицательной температуре, дождь со снегом 1 . На их основе разработана классификация, которая объединяет, с одной стороны, визуальные, простые отличия, а с другой достаточно сложную физику осадков, которая с трудом поддается контролю например, наличие переохлажденных осадков на покрытии. На основе этой классификации разработаны подробные рекомендации по ликвидации и профилактике образования зимней скользкости . Таким образом, на сегодняшний день имеется большое количество различных классификаций видов зимней скользкости. Они с различной степенью детализации учитывают условия образования скользкости, влияние метеорологических и дорожных параметров, особенности климата каждой страны. Одной из задач при совершенствовании оперативного управления работами по борьбе с зимней скользкостью должно стать обоснование и принятие для исследований определенной классификации ее видов. Она должна быть достаточно подробной, отражать различия в физике образования скользкости, погодно климатических условиях России, используемые технологии работ и быть пригодна для выработки управляющих воздействий. В ее основу могут быть положены результаты проведенных ранее исследований 7, а в основу классификации управляющих воздействий могут быть положены результаты исследований В. Р. Лежоева 0. Реализация управляющих воздействий осуществляется путем выбора определенной технологии проведения работ по зимнему содержанию в зависимости от внешних условий. В практике зимнего содержания автомобильных дорог, как в России, так и за рубежом применяют механический, фрикционный, тепловой и химический методы борьбы со скользкостью. Механический метод применяется для удаления метелевых отложений, рыхлого свежевыпавшего снега и смеси снега с противогололедными материалами. Реализация метода осуществляется в виде патрульной снегоочистки , 6. Если патрульная снегоочистка проводится во время метели, то влияние дорожных условий приводит к неравномерной интенсивности снегонакопления на отдельных участках дорог изза различной степени их снегозаносимости , 6, 7.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.198, запросов: 241