Рахимбердинова М.У.

Казахский Экономический Университет им. Т.Рыскулова, Казахстан

Экономическая оценка инфраструктуры автотранспорта Восточно-Казахстанской области

Инфраструктура автотранспорта, в понятие которой включается протяженность и качество покрытий дорог, а также дороги в зимний период времени, автосервис и сопутствующие предприятия питания, бытовых услуг и коммуникаций, должна в полной мере обеспечивать территориальное разделение труда, организацию сложных производств с разнообразными связями и многие другие виды деятельности. Кроме того, к инфраструктуре предъявляются требования сохранения окружающей среды. Транспорт выполняет важные экономические, политические, социальные, культурные функции в государстве.

Основные дороги Восточного Казахстана и прилегающие к нему дороги необходимо разделить на три группы, т.е. на дороги (или участки), пролегающие по равнинной местности, пересеченной (предгорной) и горной. При этом кроме рельефа местности необходимо учитывать такие объемы снегоприноса и снегоотложений. Выбор дорог (или участков) производится на основании данных ВК ОФ РГП «Казахавтодор». В связи со спецификой и значительными трудностями при проведении полевых обследований, эти дороги (или участки) следует ограничить по протяженности, т.е. выбирать участки не более 35-40 км.

Выбранные таким образом дороги (а их должно быть не менее 12-15 для каждой группы) нумеруются и рандомизируются в соответствии с таблицей случайных чисел. Рандомизация позволяет выбрать совершенно случайно 2-3 дороги (или участка) по каждой группе. Все дальнейшие исследования должны проводиться уже только на этих дорогах. Всего их будет по трем группам 6-8.

Такой вероятностный подход позволит при сравнительно небольших затратах получить довольно представительные результаты для большой территории. На автомобильных дорогах определяют базисные участки протяженностью не более 300-500 м, на которых будут произведены основные измерения по транспортным потерям в зависимости от высоты снежного покрова. Выбор этих участков производится после непосредственного осмотра на местности всех намеченных к исследованию дорог. Участки должны отличаться различным рельефом местности, различной степенью снегозаносимости при различном профиле (поперечном и продольном) земляного полотна.

Рисунок 1 – Схема расположения базисного участка

                движение потока автомобилей

                движение потока во время замеров

На рисунке 1 приведен пример расположения базисного участка. Для его подготовки к проведению необходимых замеров транспортный поток направляется в объезд участку. Объезд должен быть заранее подготовлен и не создавать трудностей движению транспорта. Места выбора базисного участка и объездного пути должны быть согласованы с работниками дорожной службы. Для каждой дороги выбирается один базисный участок. Этот вопрос решается непосредственными измерениями необходимых параметров на базисных участках. Измерению подлежат: скорость движения транспортного потока, высота снежного покрова, свойства снега (плотность, прочность). Эти измерения производятся бригадой на 3-4 человек методами стационарных наблюдений.

Для измерения высоты снежного покрова применяется измерительный прибор (лазерный дальномер, рулетка), а для измерения скорости движения транспорта в полевых условиях наиболее простым и удобным инструментом является скоростомер. Величину скорости определяют по продолжительности проезда автомобилем этого участка. Для точного фиксирования момента входа и выхода автомобиля с базисного участка по его концам (в т. А и Б, рисунок 1) устанавливают вешки. Весь эксперимент состоит из нескольких серий замеров. Серия включает не менее 3-4 замеров, каждый из которых проводится в условиях, максимально приближенных к предыдущему. Это необходимо для того, чтобы с заданной степенью достоверности выявить общую среднюю закономерность.

Подготовка к проведению очередной серии экспериментов заключается в следующем. Базисный участок закрывается для движения автотранспорта, который направляется по объездному пути. После этого на участке накапливается снег, который распределяется по всему участку равномерно. Удобно проводить эту работу во время обильного снегопада. Можно также готовить участок вручную. После получения определенной высоты снежного покрова перекрывается объезд, а поток автомобилей направляется по базисному участку. В связи с тем, что при проходе нескольких автомобилей по одному месту, в снегу образуется колея, очередные группы автомобилей направляются по целинным, неуплотненным участкам. Порядок проезда автомобилями базисного участка приведен на рисунке 2. 

Рисунок 2 – Порядок проезда автомобилями базисного участка

1 – колея от проезда первой группы автомобилей; 2 – колея от проезда второй группы автомобилей; 3 – колея от проезда третьей группы автомобилей; 4 – колея от проезда четвертой группы автомобилей

Определяется плотность снега с помощью весового плотномера, состоящего из цилиндра, погружаемого в снег при взятии пробы, и весов, на которых взвешивается цилиндр со снегом после взятия пробы. При большой толщине слоя пробы берутся на различных уровнях по высоте слоя. Результатом циклов опытов является выявление: значения плотности снега в зависимости от высоты слоя, зависимости плотности снега от структуры снега (свежевыпавший снег, слежавшийся снег, переработанный снег).    

Работы по определению твердости снега производятся в полевых условиях с помощью твердомера-зонда основанного на методе погружения заостренного стержня в снег под воздействием фиксированной ударной нагрузки. Целью проведения работ по определению плотности и твердости снега является выявление физико-механических свойств снега в региональных условиях, так как они зависят от местных климатических особенностей.

После проведения серии замеров скоростей движения все автомобили вновь направляются по объездному пути, а базисный участок готовится для следующей серии замеров. Толщина слоя снега при этом постепенно увеличивается. В результате проведения этих экспериментов зависимость скорости движения автомобилей от толщины снежного покрова и основных свойств снега (плотность). Необходимые измерения для определения скорости транспортных потоков производятся на выбранных дорогах (рисунок 1). Скорость определяется по всей длине дороги через каждый километр. Для этого автомобиль-лаборатория движется вслед за одиночным грузовым автомобилем или в транспортном потоке (метод следования за лидером).

В специальном журнале с заранее подготовленной сеткой для всего протяжения маршрута записывается проезжаемый километр и время по скоростомеру. По этим данным затем подсчитывается средняя скорость движения на каждом километровом участке.

Такие измерения производятся в течение зимних месяцев не менее 3-х раз в месяц для каждой дороги. Получаемые в результате наблюдений данные о скоростях движения должны обрабатываться с помощью методов математической статистики.

Кроме того, необходимо построить линейные графики скоростей движения. На основании этих графиков можно судить о реальных условиях движения по дороге и как меняются эти условия в течение зимы, о средней скорости на маршруте, стесненности движения, и выявить участки, требующие проведения мероприятий по повышению пропускной способности.

Построение линейного графика целесообразно совместить с данными об условиях движения по дороге (план с ситуацией) и продольный профиль дороги с графиком скоростей. Благодаря этому легко выяснить истинную причину снижения скорости движения на каждом участке обследуемой дороги.

Интенсивность движения является основным показателем регламентирующим категорию дороги, а также определяющим необходимость инвестиций на её зимнее содержание. Измерения интенсивности движения проводятся на базисных участках ежемесячно не менее 3-х раз и подсчитывается средняя суточная интенсивность за месяц. При этом дни недели следует подбирать с наиболее типичным движением по обследуемой дороге. По этим данным строится годовой график интенсивности движения, показывающий неравномерность  движения по дороге в течение года.

При изучении этого вопроса необходимо также использовать данные предыдущих лет. Выполнение этого раздела следует вести в двух направлениях:

1) Экономическое обоснование необходимости снегоудаления. Этот расчет необходимо сделать для характерных из выбранных выше дорог. После изучения транспортных потерь и интенсивности движения подсчитав потери для экономики с учетом сопряженного эффекта. Дороги для этого расчета следует выбрать наиболее хорошо изученные с ярко очерченным экономическим значением.

2) Экономическое обоснование различных вариантов организации снегоудаления. Выбрать снегозадерживающие устройства (щиты) для содержания дорог (один комплект – применяемый на практике (деревянные щиты), второй комплект – предлагаемый, из карагана (природоохранный ресурс), третий комплект – перспективный из пластмассы, вторичного сырья, т.е. отходы от производства). Экономически обосновать преимущества одного комплекта (или варианта расстановки) перед другим с учетом экономического значения дороги и интенсивности движения.

Для установления различных условий проведения снегоочистки и работы снегоочистителей, а также снегозадерживающих устройств, в качестве примера производится районирование ВКО по условиям борьбы со снегом на дорогах. Основным показателем районирования принимаются объемы снегоотложений, число дней со снегопадами, мощность этих снегопадов и интенсивность движения. Стоимость снегоочистки зависит от количества убираемого снега, продолжительности работы снегоочистителей, типа применяемых машин, а также снегозадерживающих устройств, их расстановки и требований, предъявляемых к снегоочистке (возможная толщина убираемого снега и время его уборки). Известно, что снежный покров на проезжей части автомобильной дороги существенно меняет характеристики движения автотранспорта.

В работе одной из задач авторы поставили перед собой следующую: определение силы тяги автомобиля по сцеплению на снегу разной толщины и плотности. Эта задача решалась совместно при помощи двух автомобилей и буксирного динамометра. Первый автомобиль тянул второй на буксире, причем второй шел с выключенным мотором и динамометр давал показания сопротивления его передвижению. Испытания производились при различной толщине снежного покрова и разной его плотности. Эти испытания были произведены с тремя типами автомобилей: легковые, грузопассажирские грузоподъемностью до 3,5 тонн,  и свыше. Результаты испытания приведены в таблице 1. Из нее видно, что при проходе автомобиля по сухому снегу любой толщины, но с плотностью 0,6 и более, не остается колеи и сопротивление передвижению по такому снегу – наименьшее. При меньшей плотности остается колея, глубина которой тем больше, чем больше слой снега. Сопротивление передвижению при этом расчет как с увеличением глубины оставляемой в снегу колеи, так и с повышением плотности слоя снега, по которому проходит автомобиль.

При передвижении по сырому снегу сопротивление передвижению, по сравнению с сухим снегом, уменьшается и автомобиль может преодолеть сырой снег большей толщины, чем сухой.

Таблица 1 – Результаты испытания

Нами также были произведены замеры по приведенной методике на базисном участке 4км+200м+4км+650м дороги Секисовка-Верх-Уба, а также на брошенных участках, в связи со спрямлением дороги Усть-Каменогорск - с/з Передовой. Плотность снега при этом составляла 0,2-0,28 г/см3.

Полученные в результате наблюдений данные о скоростях обрабатывались с помощью методов математической статистики. Первый этап обработки данных наблюдений заключается в составлении сводки. В качестве примера ниже приведена таблица по определению скоростей движения автотранспорта на участке дороги с толщиной снежного покрова 5см (табл. 2).

Таблица 2 – Определение скоростей движения автотранспорта

На основании данных таких таблиц строятся кривые распределения и кумулятивные кривые, по данным которых делаются выводы о скоростях. При выполнении данной темы были произведены: замеры скоростей для машин легковых, грузопассажирских грузоподъемностью до 3,5 тонн при различных высотах снежных отложений Н=6,10,14,17,22см и обработка данных с построением кривых распределения  и кумулятивных кривых. На основании этого для скоростей соответствующих 85% обеспеченности был построен график изменения скорости движения от высоты снега на дороге (рисунок 3).

Рисунок 3 – Экспериментальная зависимость изменения скорости движения транспорта от высоты снега на дороге

Анализируя данные графика можно отметить следующее:

1) Скорость движения легковых автомобилей заметно ниже, чем у грузовых, а при Н=22см движение легковых автомобилей полностью прекращается.

2) Высота снега на дороге более 10 см не допустима и ведет к заметному снижению скоростей, а как следствие – к большим экономическим потерям.

Литература:

1. Бекмагамбетов М.М. Автомобильный транспорт Казахстана: этапы становления и развития. – Алматы: ТОО «Print-S», 2008. – 456 с.

2. Жуматаева Б.А., Раимбеков Ж.С., Сыздыкбаева Б.У. Исследование приоритетов развития инфраструктуры транспортно-логистической системы // Вестник Евразийского национального университета им. Гумилева. Серия «Экономика». – 2012. – №2. – С.43-52.

3. Kazakhstan: trade facilitation and logistics development strategy report. – Mandaluyong City: Asian Development Bank, 2009. – 69 р. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.carecprogram.org/ru/uploads/docs/CAREC-Publications/2009/Transport-and-Trade-Logistics-Kazakhstan.pdf