Измерители скорости

Среднетехническая скорость. Это средняя скорость движения транспортных средств на данном расстоянии с учетом кратковременных простоев и задержек в зависимости от условий движения.

Скорость движения является важным фактором, который в значительной мере определяет выработку подвижного состава, безопасность движения, сроки доставки грузов и затраты на выполнение перевозок.

Осуществляя доставку грузов, транспортные средства движутся с различными скоростями, поэтому при выполнении эксплуатационных расчетов применяется усредненная величина скорости.

В общем случае среднетехническая скорость рассчитывается:

V_Т = Аl_ОБЩ / АД_И × a_И × 24 × r × d (2.46)

где Аl_ОБЩ - общий пробег, выполненный или подлежащий выполнению всеми автомобилями, км.

Для целей планирования на автомобильном транспорте установлены технические нормативные скорости движения V_ТН в зависимости от типа дорожного покрытия, а в городских условиях эксплуатации в зависимости от грузоподъемности подвижного состава.

Однако известно, что скорость, с которой подвижной состав движется на отдельных участках пути как в городе, так и за городом, определяется дорожными и климатическими условиями, организацией и регулированием движения, квалификацией водителя, интенсивностью транспортного потока. При значительной интенсивности обгон становится невозможным, и скорость каждого автомобиля и всего потока определится скоростью наиболее медленно движущегося транспортного средства.

Среднетехническая скорость в определенной мере возрастает с увеличением расстояния перевозки грузов. Установлено, что зависимость скорости от расстояния перевозки может быть описана корреляционным уравнением:

V_Т = a – b/ l_ГЕ (2. 47)

где a, b – коэффициенты, найденные методом наименьших квадратов.

Указанные положения не учитываются в величинах нормативных скоростей, поэтому они не отражают реальной эксплуатации подвижного состава. Величины технических нормативных скоростей составлялись с учетом автомобилей устаревших марок и моделей, что не соответствует тяговым возможностям современных транспортных средств и, в сущности, не стимулирует водителей и руководителей АТП к более эффективному использованию подвижного состава. Исследования, проведенные в Минске на примере автомобильных поездов показали, что они движутся по улицам города со средними скоростями 30-35 км/ч и, при решении задач оперативного планирования V_Т должна приниматься в интервале 30-33 км/ч для груженых и 32-35 км/ч для порожних автопоездов, а не 24 км/ч как это регламентируется в настоящее время.

По исследованиям Сибирского автомобильно-дорожного института (СибАДИ), проведенным в г. Омске, установлено, что среднетехническая скорость мало зависит от грузоподъемности подвижного состава. В зависимости от интенсивности движения на разных магистралях V_Т составила 30,97 – 37,19 км/ч. Изучение работы грузовых автомобилей показало, что на грунтовых дорогах средняя скорость составляет примерно 40 км/ч, что значительно выше нормативной.

Выполненные исследования позволяют сделать вывод, что используемые в настоящее время величины нормативной скорости для планирования транспортной работы значительно ниже фактических скоростей движения транспортных средств, а это указывает на наличие резервов повышения эффективности использования подвижного состава или на возможность экономии топливных ресурсов.

Выявить количественное влияние всех перечисленных факторов на уровень скорости движения довольно затруднительно и, учитывая, что ни один из известных методов расчета средней скорости на маршруте не может быть рекомендован для практического использования, маршрутные среднетехнические скорости для решения задач оперативного планирования должны устанавливаться на основе натурных или статистических исследований, которые сразу позволяют учесть совокупное влияние всех факторов.

При использовании статистических методов определения скорости движения необходимо иметь массив данных. Статистический материал о скорости движения в реальных потоках может быть получен с помощью:

самопишущих приборов (тахографов и автометров), предназначенных для наблюдений и регистрации движения подвижного состава без участия человека. Техническая скорость движения определяется как средняя арифметическая ряда мгновенных значений, снятых с ленты тахографа;

анкет, заполняемых водителями;

фотографий рабочего дня автомобилей, проводимых специальными контролерами-исследователями, и др.

Независимо от метода получения статистических данных весь материал обрабатывается с помощью методов математической статистики. На основании собранных сведений о времени движения транспортных средств и известных расстояний рассчитываются значения среднетехнической скорости:

V_Тi = l_i / t _{Д i} (2.48)

где l_i – расстояние, пройденное единицей подвижного состава на i – ом маршруте, км; t _{Д i} – время, за которое было пройдено l_i, ч.

Полученное значение V_Т используется для составления рабочей таблицы, предварительная величина интервалов для которой определяется по формуле Г.А. Стреджерса

Си = (V_max - V_min) / (1 + 3,332 lg n) (2.49)

где V_max, V_min – соответственно максимальная и минимальная скорости, полученные в процессе исследований, км/ч;

n – число проведенных наблюдений (общее количество полученных значений среднетехнической скорости).

При исследовании работы транспортных средств на вывозке урожая на государственные заготовительные пункты в Щербакульском районе Омской области было получено 418 значений V_Тi, причем V_max составила 60 км/ч, а V_min – 20 км/ч. Величина интервала, согласно формуле (2.49), Си = 5 км/ч, а число разрядов К = 8.

Процедура вычислений производится в специальной таблице, куда заносится вся исходная информация (табл. 2.1).

Таблица 2.1 – Рабочая таблица вычислений

№ разряда	Интервалы скорости движения, км/ч	Среднее значение интервала, км/ч	Эмпирическая частота
	20-25 25-30 30-35 35-40 40-45 45-50 50-55 55-60	22,5 27,5 32,5 37,5 42,5 47,5 52,5 57,5		-	- - -
Sni = 418	-110	-75	S d

За начальное значение величины V_а принимается то среднее значение интервала, которому соответствует большая эмпирическая частота. В данном случае V_а = 42,5 км/ч.

Рассчитанные величины S и d (табл. 2.1) используются для вычисления начальных моментов распределения m₁ и m₂;

m₁ = d₁ / n (2.50)

m₂ = (S₁ + 2S₂) / n (2.51)

Среднее значение определяется с помощью первого начального момента:

= V_а + Си· m₁ (2.52)

По расчету m₁ = -110/418 = - 0,263, тогда = 42,5 - 5·0,263 = 41, 2 км/ч.

Полученную величину среднетехнической скорости необходимо использовать при расчете производительности, и следовательно, планового задания для автомобилей в рассмотренных конкретных условиях доставки грузов. Но значение среднетехнической скорости является случайной величиной. Поэтому фактические скорости будут отличаться от среднетехнической, т.е. в действительности автомобили будут прибывать в пункт погрузки и разгрузки раньше или позже того времени, которое предусматривается средним расчетом, что и было зафиксировано при практическом наблюдении. Мерой рассеивания случайной величины служит среднеквадратичное отклонение σ.

Для нахождения σ необходимо знать второй центральный момент М₂ исследуемого ряда распределения скоростей, который может быть найден на основании второго начального момента:

М₂ = m₂ – m₁², (2.53)

σ = Си , (2.54)

m₂ = (402 + 2·165) / 418 = 1,75;

М₂ = 1,75 – (- 0, 263)² = 1,681;

σ = 5 · = 6,45 км/ч.

Рассчитанное значение среднеквадратичного отклонения указывает, что фактические скорости движения транспортных средств находятся в пределах

V_т = ± σ (2.55)

Для рассмотренного примера были рассчитаны величины эксцесса и асимметрии, которые составили соответственно 0,1585 и 0,01. Близость характеристик асимметрии и эксцесса к нулю свидетельствует о том, что распределение среднетехнической скорости соответствует нормальному распределению, плотность которого описывается уравнением

(2.56)

где p = 3,1415…..

Теоретические частоты, на основании которых построена выравнивающая кривая (рис. 2.1), приведены в табл. 2.2.

Таблица 2.2 – Величины теоретических частот

Среднее значение интервала, км/ч	22,5	27,5	32,5	37,5	42,5	47,5	52,5	57,5
Теоретические частоты	10,08	23,69	48,75	114,6	136,2	81,9	24,6	3,63

hi
									Vт,км/ч

Рис. 2.1. Гистограмма распределения скорости V_т и выравнивающая

теоретическая кривая.

Представленная графическая зависимость подтверждает, что транспортные средства могут прибывать в грузовые пункты через неравные промежутки времени. Вероятностный характер скорости движения подвижного состава приводит к тому, что в равные интервалы прибывает разное количество автомобилей, а для возникновения очереди автомобилей и простоев погрузочно-разгрузочного оборудования достаточно того, чтобы в прибытии транспортных средств наблюдались местные сгущения и разряжения. Это одна из причин, вызывающих отклонение или невыполнение часовых графиков работы подвижного состава и приводящих к сбою в работе всей системы.

Значение величины σ указывает, что если при планировании для расчета потребности в транспортных средствах использовать значение скорости V_т = – σ, то все автомобили часть времени будут простаивать в ожидании обслуживания в грузовых пунктах, но зато такая система по переработке груза будет функционировать практически без простоев. Сама величина σ позволяет рассчитать максимальный резерв автомобилей, который достаточен для гарантированной доставки груза.

Эксплуатационная скорость. В эксплуатационных и экономических расчетах наряду с V_т используется средняя эксплуатационная скорость V_э. Это условная скорость движения транспортных средств за время в наряде. С такой скоростью автомобили не движутся. Между V_т и V_э существует взаимосвязь, которая описывается уравнением:

V_э = V_т × d (2.57)

Если подставить значение величины коэффициента использования рабочего времени, то тогда V_э будет выражена через ТЭП транспортного процесса:

V_э = l_ге× V_т / (l_ге + t_пв × b × V_т) (2.58)

где b - коэффициент использования пробега.

Согласно математической формулировке (2.58) с увеличением b среднеэксплуатационная скорость должна уменьшится. К такому выводу можно прийти, если для анализа применять метод цепных подстановок, который повсеместно используется в практической работе. Но увеличение b может сопровождаться появлением дополнительного грузового пункта на маршруте, и тогда одновременно произойдет рост общего времени, затрачиваемого на выполнение погрузочно-разгрузочных работ за оборот, увеличиться пробег с грузом. Автомобили с грузом движутся медленнее, чем не груженые, в связи с чем, V_т станет меньше.

Возьмем для рассмотрения маятниковый маршрут, где первоначально: b = 0,5; l_ге = 12 км; время, затрачиваемое на погрузку-выгрузку за одну ездку, t_пв = 1 ч; скорость груженого автомобиля V_тг = 24 км/ч и не груженого V_тх = 26 км/ч, что вполне реально, так как, по исследованиям профессора П.Я. Говорущенко, разность между указанными скоростями может достигать 15%, а по исследованиям СибАДИ до 17 %.

Как только на рассматриваемом маршруте b станет больше 0,5 (т.е. в обратном направлении перевозится груз), тогда время t_пв за оборот может возрасти в 2 раза (табл. 2.3).

Таблица 2.3 – Результаты расчета влияния величины b на изменение V

b	lге2, км	Vт, км/ч	tпв, ч.	Vэ, км/ч
0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0	0,0 2,4 4,8 7,2 9,6 12,0	25,0 24,76 24,56 24,36 24,19 24,0	1,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0	12,24 8,08 8,06 8,04 8,02 8,0

Vэ, км/ч
	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	b

Рис. 2.2. Зависимость скорости V_э от коэффициента b на маятниковом

маршруте

Данные расчета (см. табл. 2.3.) и построенного графика (рис. 2.2.) показывают, что с ростом b величины V_т и V_э не возрастают, а уменьшаются, а это, согласно действующей теории, должно приводить к снижению количества перевозимого груза. В действительности все наоборот. Поэтому вызывает сомнение правильность вывода о том, что если скорость растет, то и растет производительность подвижного состава.

Пробег с грузом может возрастать по-разному: в результате перевозки груза в обратном направлении или увеличении расстояния перевозки груза. Во втором случае, как показывает уравнение (2.58), V_э должна возрастать, что и подтверждается расчетами, результаты которых приведены в табл. 2.4.

Таблица 2.4 – Изменение V_э при увеличении l_ге

lге, км	Vт, км/ч	b	tпв, ч.	Vэ, км/ч
		0,5	1,0	12,24 13,20 14,03 14,75 15,38

Если формула (2.58) и расчеты V_э (см. табл. 2.4.) не вызывают сомнения, то весьма сомнительным выглядит положение, что с увеличением скорости возрастает выработка подвижного состава, измеряемая количеством перевезенного груза, так как в другом месте действующая теория утверждает, что увеличение l_ге приводит к падению указанной выработки.

В тех случаях, когда будет наблюдаться рост V_э за счет увеличения V_т, возможно возрастание выработки транспортных средств, но это происходит далеко не всегда.

Применение значений среднеэксплуатационной скорости при планировании перевозок может, как показывают выполненные исследования, привести к необоснованным результатам и выводам.

Скорость сообщения Vc. Скоростью сообщения называется средняя скорость доставки грузов. Она определяется отношением расстояния перевозки грузов ко времени нахождения их в пути (с момента окончания погрузки до момента начала выгрузки). Скорость сообщения обычно меньше технической скорости и больше эксплуатационной, так как при ее определении не учитываются простои транспортных средств в начальных и конечных пунктах маршрута.

При расчетах экономической эффективности мероприятий по повышению скоростей движения транспортных средств необходимо исходить из того, что эффект может быть достигнут в том случае, если в результате роста V_т и V_э получаем дополнительно целое число ездок за время Тн. В противном случае будет рост эксплуатационных расходов и повышенный износ транспортных средств.

При увеличении скорости сообщения сокращается грузовая масса, находящаяся на транспорте, что способствует лучшему использованию ресурсов.

Дата добавления: 2015-04-30