Повышение безопасности движения автотранспортных средств путем совершенствования систем световой сигнализации тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.05.03, кандидат технических наук Латова, Валентина Борисовна

• Латова, Валентина Борисовна
• кандидат технических наук
• 2004

Оглавление диссертации кандидат технических наук Латова, Валентина Борисовна

Введение.

Глава 1. Особенности проблемы видимости и безопасности движения з условиях светомаскировки.

1.1. Елиякие световых приборов на безопасность автомобильного Движения.

1.2. Состояние вопроса с нормированием сигнальных огней на транспорте в целом.

1.3. Светотехнические нормативы автомобильных световых приборов.

1.4. Световые приборы автотранспорта, обеспечивающие видимость в условиях маскировочного затемнения. Способы светомаскировки. Анализ конструкций светомаскировочных устройств.

1.4.1. Значение светомаскировки транспорта.

1.4.2. Нормативные исследования в области светомаскировки.

1.4.3. Способы маскировки автомобилей и анализ конструкций СМУ.

1.5. Еыеоды по глаЕе.

1.6. Цель работы.'.

Глава 2. Теоретические исследования видимости автомобильных сигнальных замаскированных огней.

2.1. Анализ факторов, определяющих видимость сигнальных огней.

2.2. Результаты исследования видимости точечных сигнальных огней. Обоснование расчетных зависимостей.

2.3. Расчетные исследования нормативов.

2.4. Еыеоды по главе.

Глава 3. Методы экспериментальных исследований замаскированных сигнальных огней.

3.1. Методы фотометрических исследований и оформление ла бораторной базы..

3.2. Разработка методов дорожных исследований.

3.3. Еыводы по главе.

Глава 4. Экспериментальные исследования замаскированных авто мобильных сигнальных огней.

4.1. Лабораторный эксперимент.

4.2. Дорожный эксперимент.

4.3. Определение безопасных режимов движения транспортным средств с замаскированными огнями.

4.4. Выводы по главе.

5. Глава 5. Реализация результатов исследований.

5.1. Методические разработки.

5.2. Разработка и внедрение светомаскировочных устройств автотранспортных светосигнальных приборов.

2. Дополнительные материалы. .'•

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение безопасности движения автотранспортных средств путем совершенствования систем световой сигнализации»

Автомобиль для России является, бесспорно, важным инструментом экономического развития и социального прогресса. 3 настоящее t время на долю автомобильного транспорта приходится более 80% общего объема перевозок. Это обусловило интенсивный рост выпуска автомобилей. В России общее количество автомобилей уже достигло, приблизительно, 23,0 млн. единиц. Ежегодное производство в России составляет, приблизительно, 1,6 - 1,7 млн. единиц, и в дальнейшем предполагается его значительное увеличение. К сожалению, социальное воздействие автомобильного транспорта не является исключительно положительны/. Серьезные недостатки ¡алеются в области безопасности, окружающей среды и потребления естественных ресурсов. Например, на европейских дорогах ежегодно погибает около 100 ООО человек, и несколько сот тысяч человек получают ранения. На российских дорогах зти цифры тоже очень велики: ежегодно погибает до 30 ООО человек, получают ранения около 150 ООО человек. Отечественные исследования С13 показывают, что в темное время суток совершается, практически, треть всех ДТП. Тяжесть последствий ДТП в ночное время максимальна, и удельный вес дГП в темнее время суток з России е последние годы имеет тенденцию к увеличению 121.

На протяжении уже многих лет наиболее развитые страны мира, в том числе и Россия, пытаются решить проблему безопасности дорожного движения (БДД), для чего разработаны различные меры и стратегии. Одним из шагов России по обеспечению эффективности решения этой проблемы явилось ее присоединение к Женевскому Соглашению 1953г. На сегодняшний день 37 стран мира, включая Японию, присое-* динились к этому Соглашению, и око открыто для присоединения к нему других неевропейских стран. В рамках этого Соглашения усилиями Рабочей Группы по конструкции автотранспортных средстз (АТС) WP.29 уже разработано и введено з действие 113 Правил ESK ООН, касающихся конструкции АТС и предметов их оборудования, куда входят и средства активной безопасности - приборы и системы освещения и световой сигнализации АТС, тормежение, ходовая часть, включал рулевое управление. Среди них в отношении прибсрсЕ освещения и светозой сигнализации Рабочей Группой WP.29 утверждены на основе документов, разработанных Совещанием экспертов GRE

ЗСЛ/ИР.29/СНЕ), н действуют 39 Правил. Это составляет 34,5% от всех ныне действующих Правил по конструкции АТС.

Анализ количества Правил, распространяющихся на отдельные виды АТС, показывает, что количество Правил на световые приборы (приборы освещения и сигнализации) в отнесении ко всем Правила:.! на средства активной безопасности по видам АТС распределяется в интервале от 75% до 85%, а в отношении ко всем Правила:,!, касающимся конструкции АТС (тоже по видам АТС), распределяется в интервале от 42% до 68%. Поэтому световые приборы, являющиеся средствами активной безопасности, занимают ведущее место среди всех средств безопасности конструкции АТС.

Логика применения световых приборов как визуальных средств активной безопасности свидетельствует о неизбежной связи с проблемой безопасности дорожного движения. В частности, Рабочая Группа по безопасности дорожного движения УР.1 Комитета по внутреннему транспорту считает, что "для оптимального сокращения числа несчастных случаев на дорогах необходимы также усилия других членов Женевского Соглашения". №.1 считает целесообразным участие Рабочей Группы ИР.29 в обсуждении вопрсссв безопасности дорожного движения, а также включить зто участие в следующую пятилетнюю программу работы. Иг вышеизложенного понятно, что на международном уровне совершенствуется организация работы в отношении световых приборов АТС, являющихся частью проблемы ЕДЦ. За рубежом научными исследованиями в области совершенствовали автомобильных световых приборов и систем с целью повышения безопасности дорожного движения занимаются ведущие научные коллективы,- работающие в исследовательских центрах безопасности дорожного движения во Франции, Швеции, Германии, США, возглавляемые известыми учены}.«:, такими, как профессор Шмидт-Клаузен из германского университета г.Штудтгарта. Он ежегодно проводит международные научные семинары по тематике автомобильных осветительных и светосигналаых приборов. Докладываемые на них результаты исследований и рекомендации используются как базовые для разработки и корректировки Правил ЕЭК ООН.

В нашей стране тоже уделяется большее внимание автомобильным световым приборам в рамках проблемы ЕДЦ. Среди российских ученых и инженеров, непосредственно занимавшихся вопросами ЕДЦ в НИИавто-злектроника с начала 70-х годов 20-го столетия, можно назвать В.М.Скобелева, Ю.М.Галкина, А.Б.Дьякова, К.М.Левитина, К.К.Шмакобой, З.П.Яшкозий-Ржакспкской, Л.31.Николаевой, Л.Г.Конаковского. За этот период наряду с разработкой световых приборов для всех отечественных автомобилей проведен большой объем дорожках исследований с целью оценки эффективности световых приборов как отечественных, так и зарубежных, в условиях российского дорожного движения и климата. Согласно последним данным - анализу, проведенному в НШ1АТ в 1998г. Юровым А.П. [3], подтверждено известное состояние с распределением ДТП по времени суток: в темное время совершается практически треть зсех ДТП, а тяжесть последствий ДТП в ночное время имеет максимальное значение. В целом риск аварийности в темное время суток значительно больше, чем в светлое время. Е последние годы в России в связи с резко возросшим количеством автомобилей на дорогах удельный зес ДТП в темнее время суток имеет тенденцию к увеличению.

В ночное время в случае необходимости скрытого передвижения шаи^^спонир^с (.СО С-йс?х03.Dii.iIi лрЬл-^—.^. 3 и^ГтиьВ^чль^ ■и ¿¿и темнения) Ерпрос БДД стоит особо остро. При низких уровнях естественной осЕеценнсстк Еодитель должен различать слабые световые сигналы автомобилей - участников движения и слабо освещенные объекты в атмосфере с изменяющейся прозрачностью, в том числе при неблагоприятных метеорологических условиях (дождь, снег, туман), а также при движении в колонне, т.е. при наличии пыли з воздухе.

Опыт мировых войн 20-го века, а также локальных военных конфликтов, свидетельствует о том, что при переходе автотранспорта на режим светомаскировки число несчастных случаев резко возрастает [43. Во время второй мировой войны светомаскировке транспорта уделялось большое внимание. В этот период исследован и разработан ряд способов светомаскировки и конструкций светомаскировочных устройств (СМУ) и выпущены специальные инструкции по монтажу СМУ.

Светомаскировка автотранспорта до настоящего времени не утратила актуальности, т.к. несмотря на наличие целого ряда средств маскировки, эффективное действие их при отсутствии сЕетсмасклрозки исключено. Современные средства обнаружения объектов работают в диапазонах электромагнитных волн, прилегающих к оптической области со стороны длинных волн (в инфракрасном диапазоне и в радиодпапа-зоне). Движущийся автомобиль с неработающими световыми приборами может быть обнаружен при помощи приборов ночного видения. Автомобиль с работающими незамаскированными световыми прибора;,«! ебнаруживается со 100%-ной вероятностью га несколько десятков километров без применения каких-либо специальных средств, лишь путем визуального наблюдения.

Учитывая актуальность вопроса, в соответствии с постановлениями Правительства и координационным планом работ по светомаскировке объектов народного хозяйства и транспорта проведены исследования и разработки средств и методов светомаскировки автотранспорта. В частности, Епервые разработаны светотехнические нормативы замаскированных автотранспортных световых приборов, методики и приборы для лабораторных и дорожных испытаний автотранспортных световых приборов в режиме маскировочного затемнения (МЗ), разработан и внедрен ряд изделий (СМУ грузовых автомобилей, автобусов, мотоциклов, комплекта унифицированных маскировочных приборов), разработаны и внедрены стандарты, в которые вошли светотехнические характеристики, методика их контроля и приборы для контроля.

Главы настсяцей работы отражают основные этапы исследований и разработок,. выполненных автором в течение ряда лет, а именно:

- Аналитический обзор - показывает роль автомобильных световых приборов в обеспечении безопасности дорожного движения, в частности, роль светотехнических пара-метров приборов, первостепенное значение исследований нормативов светотехнических характеристик в обычном режиме работы приборов и необходимость аналогичных исследований в режиме маскировочного затемнения. Проведен анализ конструкций существовавших ранее и современных СМУ.

- Обзорная и теоретическая главы представляют собой анализ существующих исследований светотехнических нормативов, касающихся сигнальных огней различного назначения, полученных рядом исследователей, преимущественно, в лабораторных условиях, а также теоретическое обоснование светотехнических характеристик автотранспортных сигнальных огней в режиме маскировочного затемнения. Получены расчетные зависимости, расчетные нормативы. ■.

- Методическая глава представляет собой обоснование средств и методов экспериментальных исследований (лабораторных и дорожных).

- Глава, посвященная экспериментальным исследованиям, их анализу и корректировке нормативов.

- Глава, посвященная реализации результатов исследований и разработок, в которой приведен перечень разработанных методик, приборов для лабораторных и дорожных исследований, стандартов и внедренных изделий.

На защиту выносятся:

Математическая модель дальности видимости замаскированных автомобильных сигнальных огней з реальных условиях дорожного движения .

Методика и приборы для лабораторных испытании замаскированных автомобильных сигнальных огней.

Методика и приборы для дорожных испытаний автомобильных сигнальных огней.

Заключение диссертации по теме «Колесные и гусеничные машины», Латова, Валентина Борисовна

Основные выводы по работе.

Результаты проведенного обзора и анализа свидетельствуют об актуальности исследований в области светомаскировки автотранспорта, способствующих повышению обороноспособности страны и обеспе чению безопасности дорожного движения путем создания эффективных светомаскировочных устройств, с применением которых достигается скрытое передвижение автотранспорта в особый период, сохранение боевой силы и техники, продолжение работы городского транспорта и транспорта МВД.

Выполнение поставленных в диссертационной работе задач позволило решить комплекс вопросов исследований и разработок: нормативных, методотеских, а также разработки изделий (светомаскировочных устройств).

По результатам проведенных теоретических исследований разработан расчетный метод нормирования замаскированных автотранспортных огней, получены расчетные светотехнические нормативы: зрительные пороги и величины силы света из условий замаскированно-сти и из условий безопасности движения.

Расчетным и экспериментальным методами обоснована область критических высот и направлений, с которых обеспечена замаски-рованнссть огней от воздушного наблюдателя: H = 200 + 400 м в зоне углоз от 20° до 60° над горизонтом. Обоснован параметр срабатывания (trop./T = 0,41) реле-прерывателя, исходя из условия необходимости обеспечения водителя-наблюдателя максимальным количеством зрительной информации.

По результатам проведенных экспериментальных исследований в лабораторных и дорожных условиях откорректированы расчетные свето технические нормативы. Экспериментальные (практические) зритель ные пороги следующие: для белого огня ЕПор.= 2,7-10~3 лк; для красного огня ЕПор.= 4,5-10~3 лк; для оранжевого огня ЕПор.= 5,3-10~3 лк. Cima сзета огней, обоснованная по экспериментальным зрительным порогам, находится в пределах от 10~3 кд до 10"2 кд.

С использованием экспериментальных зрительных псрогов обоснована максимально допустимая сила света группы сгней автотранспорт ного средства. Суммарная сила света одновременно работающих задних огней должна быть не более 1,7-10~2 кд, передних огней -не более 1-10"2 кд. Дальность обнаружения группы огней (передних или задних) не превышает 600 м за счет различия зрительных порогов цветных и белого огней при условии соблюдения рекомендуемого соотношения их силы света, обоснованного в соответствии с их функциональны}.! назначением (по аналогии с обычным режимом работы светосигнальных огней).

По результатам теоретических и экспериментальных исследований разработаны рекомендации по цветовым характеристикам и форме светораспределения замаскированных автотранспортных огней: форма светораспределения - косинусная; чистота цвета излучения красного и оранжевого огней должна быть в пределах от 0,9 до 1,0 (1 > р > 0,9; доминирующая длина волны излучения красного огня 'А = 635 ± 5 нм; оранжевого огня \ = 595 ± 5 нм. Проверка светотехнических нормативов замаскированных автотранспортных огней проведена во время общесоюзных опытно-исследовательских учений по светомаскировке в городах Дмитров и Жданов в 1981 г. Установлено, что обеспечена надежная замаскированность автотранспортных средстз и удовлетворительная безопасность движения.

Светотехнические нормативы замаскированных автотранспортных сигнальных огней зведены в ГОСТ 22444-77; целесообразно привести их з соответствие с нормативами, откорректированными с учетом особенностей восприятия группы огней.

По результатам проверки а эксплуатационных условиях (на азтспо-лигоне, в общесоюзных опытно-исследовательских учениях по светомаскировке) разработаны рекомендации по безопасным режимам движения.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Латова, Валентина Борисовна, 2004 год

1. Статистика дорожно-транспортных происшествий в Европе и Север-#/ ной Америке. ЕЭК ООН, Нью-Йорк и Женева, 1999.

2. Справочник по безопасности дорожного движения. Институт экономики транспорта. Осло/Копенгаген, 1996.

3. Бажанов А.К., Дьяков А.Б., Коноплянко В.И., Рощин А.И. Безопасность дорожного движения ночью, МАДИ, 1978, 107с.

4. Дьяков А.Б. Автомобильная светотехника и безопасность движения.- М.: Транспорт, 1973.-126 с.

5. Лукьянов В.И. Автомобилизация и безопасность движения // Коммунист. -1978.- N 17- с.74-83.

6. Сильянов В.В. Теория транспортных потоков в проектировании до-f. рог и организации движения.- М.: Транспорт, 1977.- 303 с.

7. Филина Г.П. Исследование аварийности на автомобильной дороге Москва-Харьков-Симферополь// Труды ВНИИ БД МВД СССР, Вопросы правового регулирования и организации дорожного движения.-1978.- вып.З. с.

8. Умов A.B. Несчастные случаи в уличном движении и зависимость их от освещения// Светотехника.- 1936.- N 7 с.110 - 111.

9. Шумов A.B. Безопасность движения автомобилей ночью.- М.: Транспорт, 1964.- 62 с.

10. Baker А., Charies Implementing researth// Transport Res.Boara Spee. Rept. 1975.- N 156.- p.48.

11. Bol Johannes, Decker Hans Joachim. Verbesserung- der Heckbeleuchtung von Kraftfahrzeugen// Dtsch. Kraftfahrtforsch, und Strassenverkehrstechnik. - 1971. - N 216. - s.21.

12. Вайсман А.И., Брейдо М.Д., Котельников И.В. Гигиенические основы повышения безопасности движения// Гигиена, физиология, психология труда и состояния здоровья водителей автомобилей.-г.Горький: Волго-Вятское книжное издательство, 1975. 129 -145.

13. Wiehert G., Gedanken zur Verbesserung- des Kraftfahrzeug -Scheinwerferlichts// Lichttechnik.- 1970.- N 12.- s. 589-595.

14. Rebentisch J., Automobiletechnische Zeitschrift.- 1951.- B.53.- N 12.- S. 309-322; 1952.- B.54.- N 1.- S. 11-16.

15. Lindae G., Einige Möglichkeiten zur Verbesserung des Abblend-• lichtes, insbesondere unter Berückrichtung der physiologischen

16. Blendung// ATZ.- 1967.- Bd.69.- N 7.- S. 225-230.

17. Lindae G., Optimale Scheinwerfergrosse fur europaisches Abblendlicht// ATZ.- 1970.- Bd.72.- N 12.- S.427-432.

18. Hartman E., Untersuchungen zur physiologischen Blendung, Inauguraldissertation 2ur Erlangung der Doktorwurde der Hohen Naturwissenschaftlichen Fakultät der Ludwig-Maximilians Universität Mühchen.- München.- 1951.- 60 S.

19. Adrian W., Assessment of glare in road lighting// Lichttechnik. Vol.15.- 1964.- N 11.- S. 541-547.

20. Adrian, Hartman, Jainski, Pähl, Pfeffer, Blendung durch Stras-senbeleuchtung// Lichttechnik.- 1968.- N 1.- S. 87-89.

21. Färber Eugene, Bhise Vivek, Development of a headlight evalna-tion model// Transport Research Board Special Rept.- 1975.1. N 156.- p. 23-39.

22. Adrian W., Grundlagen der physiologischen und phychologischen Blendung und ihre numerische Darstellung// Lichttechnik.-1975.- N 8.- S.312-319.

23. Jainski P., Über das Wahrnehmen von LichtSignalen// Strassen-verkehrstechnik.- 1968.- H.1,2.- S.l-3; 5-9.

24. Finch D.M., Automotive signaling and lighting, College of Engineering, University of California, Berkeley, Internat. Automobile Safety Conf. Ccmpend.- SAE.- New-York.- 1970.

25. Mortimer R.G., Psychological research in automobile rear lighting. Human Factor Depart .// Higway Safety Conf. Compend.-Ney/-York.- SAE.- 1970.

26. Kraftfahrt-forsch.u.Strassenverkehrstechn.- 1970.- H.205.

27. Рябчинский А.И., Иванов В.Н., Безопасность движения автомобильного транспорта в темное время суток.- М.: Еысшая школа,1970.- 100 с.

28. Лукьянов В.В., Беспокойный мир дсрог//Наука и жизнь.- 1972.-N 5.- с. 90-96, 97.

29. Галкин Ю.М., Левитин K.M., Видимость дорожных объектов з сзе-те "белых" и "желтых" автомобильных противотуманных фар// Светотехника.- 1979.- N 3.- с. 14-16.

30. Шмакова К.К., Исследование сигнальных фонарей в лабораторных и дорожных условиях// Автотракторное электрооборудование,1971.- N 5.- с.

31. Дьяков А.Б., Яшкова-Ржаксинская Э.П., Анализ факторов, определяющих видимость при автоосвещении// Труды НИИАвтоприборов.-1970.- N 15.- с. 54-76.

32. Яшкоза-Ржаксинская Э.П., Вопросы видимости при автомобильно-дсрсжном освещении// Светотехника.- 1971.- N 6.- с. 5-8.

33. Пскова-Ржаксинская Э.П., Исследования видимости е свете автомобильных фар ближнего света: Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук.- М.: 1972. 24 с.

34. Левитин K.M., Безопасность движения автомобилей в условиях ограниченной видимости.- 2-е изд. перераб. и доп.- М.: Транспорт, 1986.- 166 с.

35. Левитин K.M., Шендеровский И.М., Информационный подход к оценке эффективности автомобильных систем ссзещения и сигнализации// Труды НИИАвтоприборов.- 1977.- Вып. 43.- с. 4-21.

36. Дашкевич Л.Л., Левитин K.M., Новаковский Л.Г., Оценка сслеп-ленности, создаваемой автомобильными фарами, по измерению порогового котраста// Автомобильная промышленность.- 1978.- N 12.- с.

37. Бойкова С.М., Требования к сзетораспределению и особенности светсоптической схемы автомобильных фар европейского типа// Сзетотехника.- 1971.- N 3.- с. 6-7.

38. Консплянко В.И., Информативные свойства системы водитель-авто-мсбиль-дорсга- среда.- М: Министерство Еысшего и среднего спе-циатьного образования.- 1981.- 78 с.

39. Рощи А.И., Методика оценки информативности светосигнального42