Размещено на http://www.allbest.ru/

Харківський національний автомобільно-дорожній університет

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Удосконалення методу визначення коефіцієнта зчеплення при автотехнічній експертизі ДТП

Спеціальність 05.22.20 - експлуатація та ремонт засобів транспорту

Кашканов Віталій Альбертович

Харків - 2008

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана у Вінницькому національному технічному університеті Міністерства освіти і науки України.

Науковий керівник:

кандидат технічних наук, доцент Ребедайло Вадим Миколайович, Вінницький національний технічний університет, професор кафедри автомобілів та транспортного менеджменту

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, професор Алексієв Олег Павлович, Харківський національний автомобільно-дорожній університет, зав. кафедри мехатроніки автотранспортних засобів

кандидат технічних наук, доцент Коханенко Володимир Богданович, університет цивільного захисту України МНС України, доцент кафедри інженерної та аварійно-рятувальної техніки

Захист відбудеться "12" листопада 2008 р. о 12 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д64.059.02 при Харківському національному автомобільно-дорожньому університеті за адресою: 61002, м. Харків, вул. Петровського, 25.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Харківського національного автомобільно-дорожнього університету за адресою: 61002, м. Харків, вул. Петровського, 25.

Автореферат розісланий "08" жовтня 2008 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради І.С. Наглюк

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. При розслідуванні механізму пригоди постає питання: "Чи мав водій технічну можливість шляхом гальмування уникнути ДТП?". Відповідь на це питання дає визначення і порівняння зупиночного шляху транспортного засобу і відстані від місця наїзду, на якій він знаходився в момент виникнення небезпеки для руху.

Особливу увагу в проблемі оцінки гальмівних властивостей привертає те, що в теорії автомобіля, яка є науковою основою для відтворення механізму пригоди, детально досліджено лише випадок екстреного гальмування при блокуванні коліс, тому існуюча методика, з використанням табличних значень коефіцієнта зчеплення, дає змогу розрахувати максимально допустимий зупиночний шлях, а не дійсний.

При екстреному гальмуванні автомобіль з антиблокувальною системою не залишає слідів гальмування - це зменшує об'єктивність прийняття рішень при автотехнічній експертизі, тому актуальним як для експертизи ДТП, так і для оцінки гальмівних властивостей автомобілів з антиблокувальними системами (АБС) є удосконалення методики визначення коефіцієнта зчеплення.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконувалась в рамках досліджень по вдосконаленню методологічних принципів та інженерних методів виявлення причин транспортних пригод та передумов до них у відповідності з пріоритетними напрямками розвитку науки і техніки на період до 2006 року, які визначені в Законі України від 11 липня 2001 року № 2623-ІІІ "Про пріоритетні напрямки розвитку науки і техніки" та основних напрямків державної політики у сфері безпеки на автомобільному транспорті, затвердженої Міністерством транспорту та зв'язку України у 2006 році.

Дослідження гальмівної ефективності автомобілів проводились на кафедрі "Автомобілі та транспортний менеджмент" Вінницького національного технічного університету в рамках договору № 18/7 від 21 січня 2004 року про творчу співдружність між кафедрою "Автомобілі та транспортний менеджмент" Вінницького національного технічного університету та підприємством ЗАТ "Вінницький таксомоторний парк". Статистичний матеріал по дорожньо-транспортним пригодам використано в рамках договору № 18/8 від 22 січня 2007 року про наукову співпрацю між кафедрою "Автомобілі та транспортний менеджмент" Вінницького національного технічного університету та Науково-дослідним експертно-криміналістичним центром при УМВС України у Вінницькій області

Мета і задачі дослідження. Метою роботи є покращення якості автотехнічної експертизи за рахунок підвищення точності визначення коефіцієнта зчеплення.

Об'єкт дослідження - процес екстреного гальмування автомобіля без блокування коліс.

Предмет дослідження - зниження похибки визначення коефіцієнта зчеплення при проведенні автотехнічної експертизи.

Методи дослідження. Для визначення стану питання і постановки задач досліджень використовувались методи збору, вибору та аналізу інформації. В роботі також використовуються аналітичні методи: теорія нечітких множин, інтегральне числення, математичне моделювання. Підтвердження теоретичних положень виконано методом експериментальних досліджень.

Для досягнення поставленої мети вирішені такі завдання:

- проведено структурну ідентифікацію математичної моделі оцінки коефіцієнта зчеплення, побудованої за допомогою математичного апарату теорії нечітких множин;

автотехнічна експертиза коефіцієнт зчеплення

- проведено параметричну ідентифікацію математичної моделі, шляхом створення бази знань та навчаючої вибірки на основі результатів проведення натурного експерименту за участю автомобілів, обладнаних антиблокувальними системами;

- на основі створеної математичної моделі розроблено удосконалений метод визначення коефіцієнта зчеплення та проілюстровано переваги його використання в практиці автотехнічної експертизи дорожньо-транспортних пригод.

Наукова новизна одержаних результатів

Вперше комплексно враховано кількісний та якісний характер впливу типу і стану дорожнього покриття, типу і стану шин, навантаження на колесо та швидкості руху автомобіля, обладнаного АБС, на використання зчіпних якостей його коліс з опорною поверхнею при екстреному гальмуванні, що дозволило удосконалити метод визначення коефіцієнта зчеплення.

Практичне значення одержаних результатів

- запропонований метод дає змогу визначати, більш точно ніж наявні методи, коефіцієнт зчеплення коліс автомобіля, обладнаного антиблокувальною системою, з дорожнім покриттям на основі інформації протоколу ДТП, без використання спеціального обладнання або проведення дорожніх випробувань;

- використання основних результатів дисертаційної роботи підвищує якість та зменшує суб'єктивність проведення автотехнічної експертизи дорожньо-транспортних пригод. Вони можуть бути використані в майбутніх методиках експертизи ДТП за участю автомобілів, обладнаних АБС.

Результати роботи отримали впровадження в науково-дослідному експертно-криміналістичному центрі МВС України у Вінницькій області, а також у навчальному процесі кафедри "Автомобілі та транспортний менеджмент" Вінницького національного технічного університету.

Особистий внесок здобувача

- пошук та аналіз математичних методів, які використовуються в практиці автотехнічної експертизи дорожньо-транспортних пригод. Визначено недоліки та переваги існуючих методів [31];

- розробка математичних моделей для оцінки ККД автомобільного колеса [74];

- проведено експериментальні та теоретичні дослідження стосовно впливу завантаженості автомобіля на величину гальмівного шляху [75];

- проведено аналіз вітчизняних та міжнародних вимог щодо гальмівної ефективності автомобілів в дорожніх умовах [76];

- виконано аналіз впливу коефіцієнта зчеплення колеса автомобіля з дорожнім покриттям на показники екстреного гальмування [77];

- розроблено математичну модель для розрахунку гальмівного шляху при екстреному гальмуванні автомобілів без блокування коліс та виконано порівняльний аналіз отриманих результатів [78];

- виконано аналіз енергонавантаженості гальмівних механізмів [80];

- виконано аналіз ефективності використання існуючої методики визначення зупиночного шляху автомобіля при експертизі ДТП [81].

Апробація результатів дисертації. Результати роботи доповідались і обговорювались на V-ій, VІ-ій та VIІ-ій міжнародних науково-технічних конференціях "Автомобільний транспорт: проблеми і перспективи" (м. Севастополь, 2002-04 р.), міжнародній науково-технічній конференції "Автомобільний транспорт в ХХІ столітті" (м. Харків, 2003 р.), 31 - 35-ій науково-технічних конференціях професорсько-викладацького складу, співробітників та студентів ВНТУ (м. Вінниця, 2002-06 р.).

Публікації. Основні положення дисертаційної роботи викладені в 9 наукових працях, з них 7 праць опубліковано у фахових виданнях, затверджених ВАК України та 2 роботи опубліковані в збірниках матеріалів міжнародних наукових конференцій.

Структура й обсяг роботи. Дисертація складається із вступу, чотирьох розділів, висновків, списку використаних джерел і додатків. Повний обсяг дисертації складає 161 сторінку, у тому числі 32 рисунки на 16 сторінках, 27 таблиць на 17 сторінках, чотири додатки на 30 сторінках. Список використаних джерел - 109 найменувань на 10 сторінках.

Основний зміст

У вступі обґрунтовано тему та актуальність дисертаційної роботи, сформульовано мету і завдання дослідження, визначено наукову новизну та практичну цінність отриманих результатів.

У першому розділі розглянутий стан наукової задачі і напрямки її практичного вирішення.

Наявність технічної можливості уникнення ДТП - одне з основних питань, яке постає перед експертом-автотехніком. Вирішенню цього питання повинне передувати дослідження механізму пригоди. Не розкривши суті механізму події, експерт не може зробити науково обґрунтованого висновку про технічну можливість запобігання ДТП. Великою мірою об'єктивність розслідування залежить від правильності вибору початкових даних та методики інженерного розрахунку.

Зчеплення колеса з опорною поверхнею дороги є одним з найважливіших критеріїв, які визначають інтенсивність гальмування. Кількісна характеристика цього критерію використовується в багатьох розрахункових рівняннях, вживаних при аналізі дорожньо-транспортних пригод. Від точності визначення коефіцієнта зчеплення залежить якість проведення автотехнічної експертизи.

Основними недоліками багатьох існуючих методів визначення коефіцієнта зчеплення автомобільного колеса при гальмуванні є:

неможливість їх застосування при усіх комбінаціях факторів, які впливають на його величину;

неможливість оцінки коефіцієнта зчеплення за даними протоколу ДТП;

необхідність проведення вимірів на місці пригоди в найкоротший час після виникнення ДТП.

Таким чином, виходячи з результатів аналізу стану питання, обґрунтовано мету і сформульовані задачі досліджень.

У другому розділі проведена структурна ідентифікація нечіткої моделі визначення коефіцієнта зчеплення.

Модель оцінки коефіцієнта зчеплення розроблялася на основі методу ідентифікації нелінійних об'єктів нечіткими базами знань в два етапи: перший - структурна ідентифікація; другий - параметрична ідентифікація.

На першому етапі будується структура залежності коефіцієнта зчеплення від факторів, які впливають, із застосуванням експертних правил "якщо-то". Найбільш вагомими факторами впливу на коефіцієнт зчеплення визнано: тип дорожнього покриття, стан дорожнього покриття, швидкість автомобіля при гальмуванні, навантаження на колесо, ступінь проковзування шини, зношеність шини, тиск в шині.

На другому етапі проводиться настроювання моделі шляхом добору таких параметрів форми функцій належності нечітких термів і таких ваг правил "якщо-то", які б забезпечували максимальну близькість модельних і експериментальних результатів.

Задачу знаходження коефіцієнта зчеплення зведено до пошуку багатофакторної залежності . Фактори впливу розглядаються як лінгвістичні змінні, які задані на відповідних універсальних множинах і оцінюються нечіткими термами (табл. 1).

Таблиця 1

Фактори впливу на коефіцієнт зчеплення

Фактор	Універсальна множина	Терми для оцінок
Q - інтегральний показник "тип шин - дорога"	(0 - 9) у. о.	низький (Q1), нижче середнього (Q2), середній (Q3), вище середнього (Q4), високий (Q5)
S - ступінь проковзування шини	(0 - 100) %	кочення з проковзуванням (S1), юз (S2)
H - зношеність шини	(0 - 100) %	нова (H1), в межах допустимого (H2), зношена (H3)
P - тиск в шині	(50 - 150) %	понижений (P1), нормальний (P2), підвищений (P3)
N - навантаження на колесо	(0 - 100) %	без навантаження (N1), середнє (N2), повне (N3)
V - швидкість автомобіля	(0 - 130) км/год	низька (V1), нижче середньої (V2), середня (V3), вище середньої (V4), висока (V5)

Структуру моделі коефіцієнта зчеплення подано у вигляді дерева, висячими вершинами якого є фактори впливу.

Для побудови функцій належності нечітких термів використано узагальнену модель

(1)

де і - параметри настройки, які мають наступну інтерпретацію:

- координата максимуму функції, - коефіцієнт концентрації-розтягування функції.

Оскільки на практиці величина коефіцієнта зчеплення при гальмуванні без блокування змінюється в інтервалі , цей інтервал поділено на 8 рівних підінтервали (рівні).

Перелічені рівні вважаємо типами рішень, які необхідно розпізнати.

Задача визначення коефіцієнта зчеплення полягає в тому, щоб для кожної комбінації значень параметрів (факторів) поставити у відповідність одне з рішень , а потім дефазифікувати його. Для цього побудовано експертну базу знань, яка пов'язує фактори впливу з об'єктом ідентифікації.

Нечітке рішення має вигляд

, (2)

де - вага експертного правила з номером .

Перетворення нечіткого рішення (2) у чітку форму відбувається за принципом "центру ваги"

(3)

де - нижнє (верхнє) кількісне значення змінної .

Нечітка база знань, яка розроблена у роботі А.А. Кашканова, включала в себе по 3 правила на діапазон об'єкта ідентифікації, що складає мінімальну кількість правил для більш-менш достовірного прогнозу. Ми збільшили кількість правил до 5 на діапазон, що збільшило повехню прогнозу на 67%.

Третій розділ присвячений параметричній ідентифікації нечіткої моделі. Для виконання параметричної ідентифікації створено навчаючу вибірку, наповнену експериментальними даними, які представляють взаємозв'язок між факторами впливу та коефіцієнтом зчеплення для автомобілів, обладнаних антиблокувальними системами.

Основні задачі експериментальних досліджень:

- отримання результатів вимірювання показників ефективності робочої гальмової системи при дорожніх випробуваннях автомобілів, обладнаних АБС;

- розрахунок коефіцієнтів зчеплення на основі проведених дорожніх випробувань для побудови навчаючої вибірки.

Визначення гальмівного шляху здійснювалось за допомогою рулетки та пістолета, закріпленого на бампері автомобіля.

У верхній частині корпусу пістолета встановлено свічку запалювання, а в нижній - патрон з пороховим зарядом. В момент натискання на педаль гальм свічка, до якої підводиться струм високої напруги, дає розряд, в результаті якого спалахує пороховий заряд і на дорогу виштовхується крейда. Величина гальмівного шляху вимірюється від плями крейди до дула пістолета зупиненого автомобіля.

Гальмівні діаграми отримувались за допомогою приладу АVZM-100 німецької фірми "МАНА". За допомогою даного приладу також вимірювалась сила натискання на педаль гальма під час випробувань за допомогою датчика, який встановлювався на педаль гальма. Деселерометр АVZM-100 має сертифікат відповідності, виданий ФГУП "ВНИИМ им.Д.И. Менделеева".

Експериментальні дослідження по оцінці гальмівних властивостей в дорожніх умовах проводилися на легковому автомобілі Daewoo Lanos та мікроавтобусі Mercedes-Benz 212D, обладнаних антиблокувальними системами.

За умови, що експеримент проводився на відносно горизонтальній поверхні дороги коефіцієнта зчеплення визначався за наступним виразом

, (4)

де - коефіцієнт урахування обертових мас;

- швидкість на початку гальмування;

- вага автомобіля;

- усталене сповільнення автомобіля;

- відносна швидкість повітря в момент натискання на педаль гальм;

- коефіцієнт опору повітря, залежить від форми автомобіля та якості обробки його поверхні;

- площа міделя або лобова площа автомобіля;

- коефіцієнт опору кочення коліс автомобіля;

- коефіцієнт проковзування коліс автомобіля;

- приведений момент інерції колеса автомобіля;

- динамічний радіус колеса;

- кількість коліс автомобіля, які загальмовуються;

- час запізнення спрацьовування гальмівного приводу;

- час наростання сповільнення.

Існуюча в роботі Кашканова А.А. навчаюча вибірка, яка містить сукупність пар "фактори впливу - коефіцієнт зчеплення", була уточнена і доповнена новими елементами, шляхом використання експериментальних даних, отриманих автором даної роботи, за схемою.

Загальний обсяг навчаючої вибірки склав 64 пари даних "фактори впливу - коефіцієнт зчеплення".

На етапі параметричної ідентифікації нечіткої моделі проведено її настройку - підібрано значення ваг правил, використовуючи розроблену навчаючу вибірку.

Настройка моделі на прийняття адекватного рішення полягала в підборі таких значень параметрів настройки b і с, які б давали мінімальне розходження прийнятих рішень з експериментальними даними.

Параметри центрів i крутизни настроєних функцій належності зведені в таблицю 2.

Таблиця 2

Параметри функцій належності після настройки

Терм	B	c	Терм	b	c	Терм	b	c
Q1	0,834	0,296	H1	14,235	49,399	N2	50,017	15,141
Q2	2,571	0,220	H2	64,431	33,914	N3	99,986	15,884
Q3	4,605	0,294	H3	99,858	18,801	V1	0,005	25,597
Q4	7,153	0,309	P1	51,00	2,645	V2	40,016	27,870
Q5	9,000	0,311	P2	82,00	43,325	V3	69,927	23,594
S1	19,90	22,936	P3	150,0	19,05	V4	98,845	24,068
S2	99,84	6,492	N1	0,027	17,266	V5	129,85	26,210

Настройку моделі виконано з використанням пакету програм FUZZY EXPERT, розробленого на кафедрі комп'ютерних систем управління Вінницького національного технічного університету. В результаті настройки отримані функції належності нечітких термів.

Перевірка адекватності моделі показала середню відносну похибку прогнозу менше 4%, яка є задовільною для практичних розрахунків.

Запропонована математична модель визначення коефіцієнта зчеплення вперше враховує комплексно кількісний та якісний характер впливу типу і стану дорожнього покриття, типу і стану шин, розподілу навантаження між осями та швидкості руху автомобіля, обладнаного АБС, на використання зчіпних якостей його коліс з опорною поверхнею при екстреному гальмуванні та, на відміну від існуючої, має розширену експертну базу знань та збільшену на 25% поверхню прогнозування. Удосконалений метод визначення коефіцієнта зчеплення коліс автомобіля з дорожнім покриттям може використовувати матеріали з протоколів ДТП для оцінки його величини без використання спеціального обладнання та проведення дорожніх тестів. На відміну від існуючих методів, він дозволяє врахувати всі фактори впливу, занесені в протоколи дорожньо-транспортних пригод, і звузити діапазон можливих оцінок до конкретного числового значення, що може підвищити об'єктивність визначення гальмівного шляху автомобіля.

У четвертому розділі проведено аналіз застосування запропонованого методу, який полягав у:

- моделюванні, обладнаних АБС;

- аналізі використання запропонованих моделей в практиці автотехнічної експертизи.

Моделювання, з використанням пакету Mathcad, гальмівної ефективності автомобілів проведено у наступній послідовності:

- визначення коефіцієнтів зчеплення;

- визначення гальмівних моментів;

- розрахунок гальмівних шляхів і порівняння їх зі значеннями, отриманими експериментально.

Розрахунок коефіцієнтів зчеплення проводився за запропонованим методом, а результати зведено до таблиці 3.

Таблиця 3

Розраховані значення коефіцієнтів зчеплення

, км/год	Значення	Стан дорожнього покриття
	передня вісь	задня вісь
37	0,93	0,93	сухе
	0,67	0,69	вологе
56	0,89	0,90	сухе
	0,65	0,67	вологе
75	0,84	0,86	сухе
	0,61	0,63	вологе
94	0,79	0,81	сухе
	0,55	0,58	вологе

Основна частина кінетичної енергії автомобіля при гальмуванні без блокування коліс перетворюється в тепло при терті в гальмівних механізмах. Важливою характеристикою антиблокувального пристрою є створення такого максимального гальмівного моменту в гальмових механізмах, який би не викликав блокування коліс і, в той же час, не викликав їх недогальмовування.

При невідомій величині тиску робочого тіла в гальмівному механізмі гальмівні моменти на колесах автомобіля обладнаного АБС розраховувались за допомогою залежності запропонованою Є.М. Гєцовічем

, (5)

Внаслідок нерівномірності розподілу гальмівного моменту по колесах автомобіля, його слід розраховувати для кожного осі або колеса окремо.

Гальмівний шлях визначався за наступною залежністю

. (6)

Проведено аналіз, шляхом порівняння результатів, отриманих при проведенні натурного експерименту та розрахованих при моделюванні за запропонованим методом з величинами розрахованими за нормативною формулою ДСТУ 3649-97

За значеннями, отриманими експериментально, розрахованими за запропонованими залежностями та формулою ДСТУ 3649-97, побудовано графіки.

Аналіз отриманих результатів моделювання гальмівних властивостей автомобілів Daewoo Lanos та Mercedes Benz 212D показали, що при гальмуванні на сухому асфальтобетоні, максимальна відносна похибка розрахунку за запропонованою методикою склала 7,2%, у той час як формула, рекомендована ДСТУ 3649-97 дає 10,85%, у випадку гальмування на сухому асфальтобетоні автомобілів Daewoo Lanos та Mercedes Benz 212D (обладнаних АБС) - 10,22% і 15,91%. У випадку гальмування на вологому асфальтобетоні максимальна похибка при розрахунку за запропонованою моделлю не перевищує 10,92%, у той час як за нормативною - 19,31%. Загалом величина похибки збільшується зі збільшенням початкової швидкості гальмування, що є природнім явищем.

На відміну від нормативної формули, запропонована модель побудована, враховуючи особливості гальмування без блокування коліс. Слід також зауважити, що при розрахунку за формулою ДСТУ, підставлялися значення коефіцієнта зчеплення, які розраховані за запропонованою моделлю, що наблизило розраховані значення гальмівного шляху по формулі ДСТУ та по запропонованій залежності.

Далі представлено використання запропонованих моделей в практиці автотехнічної експертизи.

Відстань від автомобіля до місця наїзду в момент виникнення небезпечної обстановки пропонується визначати за наступною залежністю

. (7)

Отже використовуючи запропоновану залежність (6) для розрахунку гальмівного шляху з урахуванням відстані, яку проїджає автомобіль за час реакції водія , можна визначити зупиночний шлях автомобіля , та порівнюючи відстані та , можна відповісти на питання про технічну можливість уникнення або зменшення наслідків ДТП, а також проводити аналіз впливу умов гальмування на зміну відстіні між автомобілем та перешкодою в момент виникнення небезпечної обстановки.

Приклад застосування розробленої методики при розслідуванні механізму дорожньо-транспортної пригоди.

Автомобілем Daewoo Lanos, обладнаним АБС, збито пішохода, який перетинав проїзну частину дороги зліва направо відносно руху автомобіля.

Потрібно визначити, чи мав технічну можливість водій шляхом гальмування уникнути наїзду за таких умов. Інформація з протоколу ДТП: тип дорожнього покриття (D1) - асфальтобетон; стан дорожнього покриття (D2) - покрите гряззю; тип шин (T) - низького тиску; ступінь проковзування шини (S) - кочення з проковзуванням; зношеність шин (H) - в межах допустимого (біля 50%); тиск в шинах (P) - нормальний (100%); завантаження автомобіля (N) - низьке (біля 10%); швидкість автомобіля (V) - 65 км/год (визначено шляхом слідчого експерименту); загальна вага автомобіля Н.

Ділянка дороги горизонтального профілю. На дорожньому покритті слідів гальмування автомобіля не зафіксовано. Після наїзду до повної зупинки автомобіль в загальмованому стані подолав 4,2 м. З моменту виникнення перешкоди для руху і до моменту наїзду пішохід подолав 3 м із швидкістю 4,5 км/год. Пішохода збито передньою частиною автомобіля.

Для наглядного порівняльного аналізу запропонованої методики і діючої про технічну можливість водія уникнення наїзду, побудовано графічні залежності зупиночного шляху та відстані від автомобіля до пішохода від коефіцієнта зчеплення в момент виникнення небезпечної обстановки для даної дорожньої ситуації. Даний аналіз справедливий при умові, що ДТП вже трапилася і всі вихідні дані зафіксовано.

З даного рисунка можна визначити як буде впливати коефіцієнт зчеплення (якість дорожнього покриття) на технічну можливість водія уникнути наїзд.

Результати розрахунків занесено у табл. 4.

Таблиця 4

Результати розрахунків для прийняття рішення

Методика	Коефіцієнт зчеплення	Зупиночний шлях автомобіля	Відстань до перешкоди в момент виникнення небезпеки	Рішення про можливість уникнення наїзду
Діюча	0,25	83,08 м	6,24 м	не можливо
	0,45	53,54 м	27,19 м	не можливо
Запропонована	0,50 - передня вісь; 0,52 - задня вісь	46,2 м	48,47 м	можливо

За результатами розрахунку по запропонованому методу видно, що виконавши своєчасне гальмування, водій автомобіля Daewoo Lanos міг би уникнути наїзд на пішохода, у той час, як діюча методика дає протилежне рішення.

Висновки

Основні наукові і практичні результати, викладені в дисертації, полягають в наступному:

1. Згідно аналізу літературних джерел до недоліків більшості методів та приладів для визначення коефіцієнта зчеплення можна віднести наступне: відсутність можливості безпосереднього визначення коефіцієнта зчеплення під час експлуатації автомобіля для визначення безпечних режимів руху, неможливість застосування ні одного з них для врахування усіх комбінацій факторів, що впливають на коефіцієнт зчеплення; необхідність проведення вимірів на місці пригоди в найкоротший час після виникнення ДТП, неможливість оцінки величини коефіцієнта зчеплення за інформацією протоколів дорожньо-транспортних пригод.

2. Використання математичного апарату теорії нечітких множин дало можливість в комплексі врахувати кількісний та якісний характер основних факторів впливу: типу і стану дорожнього покриття, типу і стану шин, навантаження на колесо та швидкості руху автомобіля на коефіцієнт зчеплення.

3. Створена математична модель визначення коефіцієнта зчеплення вперше враховує комплексно кількісний та якісний характер впливу типу і стану дорожнього покриття, типу і стану шин, навантаження на колесо та швидкості руху автомобіля, обладнаного АБС, на використання зчіпних якостей його коліс з опорною поверхнею при гальмуванні.

4. В результаті структурної ідентифікації моделі визначення коефіцієнта зчеплення отримали нову експертну базу знань, яка на відміну від існуючої має удосконалені правила та більшу поверхню прогнозу на 67%. Параметрична ідентифікація - показала середню відносну похибку прогнозу менше 4%, яка є задовільною для практичних розрахунків.

5. Аналіз результатів моделювання гальмівної ефективності автомобілів, обладнаних антиблокувальними системами, показав більшу точність розрахунку гальмівного шляху за запропонованою залежністю, ніж за формулою, яка рекомендується ДСТУ 3649-97. Максимальна відносна похибка розрахунку з використанням розробленого методу визначення коефіцієнта зчеплення становить 10,92%, за ДСТУ 3649-97 - 19,31% від експериментальних значень.

6. На основі удосконаленого методу визначення коефіцієнта зчеплення та створеної залежності для розрахунку гальмівного шляху автомобіля, обладнаного АБС, визначено взаємозв'язок відстані між автомобілем та перешкодою в момент виникнення небезпеки для руху та умовами гальмування.

7. Використання основних результатів дисертаційної роботи дасть змогу підвищити якість та зменшити суб'єктивність проведення автотехнічної експертизи дорожньо-транспортних пригод. Вони можуть бути використані в майбутніх методиках експертизи ДТП за участю автомобілів, обладнаних АБС.

Список опублікованих праць за темою дисертації

1. Кашканов В.А. Аналіз використання математичних методів в практиці автотехнічної експертизи дорожньо-транспортних пригод / Кашканов А.А., Кашканов В.А. // Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах - 2000. - №4. - С.178-181. Дисертант виконав пошук та аналіз математичних методів, які використовуються в практиці автотехнічної експертизи дорожньо-транспортних пригод.

2. Кашканов В.А. Математична модель оцінки ККД автомобільного колеса / Ребедайло В.М., Кашканов В.А. // Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах - 2001. - №4. - С.134-137. Дисертантові належить розробка математичних моделей для оцінки ККД автомобільного колеса.

3. Кашканов В.А. Анализ энерго - и термонагруженности тормозных механизмов / Ребедайло В.Н., Кашканов В.А. // Автомобильный транспорт - 2003. - Вып.12. - С.44-46. Дисертантом виконано аналіз енергонавантаженості гальмівних механізмів.

4. Кашканов В.А. Результаты экспериментального исследования тормозной эффективности автомобилей / Кашканов В.А. // Автомобильный транспорт - 2003. - Вып.13. - С.62-64.

5. Кашканов В.А. Розрахунок гальмівного шляху автомобіля при гальмуванні без блокування коліс / Ребедайло В.М., Кашканов В.А. // Автомобильный транспорт. - 2004. - Вып.14 - С.24-26. Дисертантом розроблено удосконалену математичну модель розрахунку гальмівного шляху при екстреному гальмуванні автомобілів без блокування коліс та виконано аналіз отриманих результатів.

6. Кашканов В.А. Вплив коефіцієнта зчеплення на показники гальмування автомобіля / Ребедайло В.М., Кашканов В.А. // Вісник Східноукраїнського національного університету імені Володимира Даля - 2004. - №7 (77), ч.1. - С.220-224. Дисертантом виконано аналіз впливу коефіцієнта зчеплення колеса автомобіля з дорожнім покриттям на показники гальмування автомобіля.

7. Кашканов В.А. Розрахунок зупиночного шляху при експертизі дорожньо-транспортних пригод / Ребедайло В.М., Крещенецький В.Л., Кашканов В.А. // Автомобильный транспорт. - 2007. - Вып. 20. - С.22-23. Дисертантом виконано аналіз існуючої методики визначення зупиночного шляху автомобіля при проведенні автотехнічної експертизи дорожньо-транспортних пригод.

8. Автомобильный транспорт: проблемы и перспективы: материалы V-ой международной научно-технической конференции, 9-14 сентября 2002г. - Севастополь: Изд-во СевНТУ, 2002. - С.89-93.

9. Автомобильный транспорт: проблемы и перспективы: материалы VІ-ой международной научно-технической конференции, 15-20 сентября 2003г. - Севастополь: Изд-во СевНТУ, 2003. С.18-21.

Анотація

Кашканов В.А. Удосконалення методу визначення коефіцієнта зчеплення при автотехнічній експертизі ДТП. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.22.20 - експлуатація та ремонт засобів транспорту. - Харківський національний автомобільно-дорожній університет, Харків, 2008 р.

Дисертацію присвячено розробці, на основі теорії нечітких множин, удосконаленого методу розрахунку коефіцієнта зчеплення коліс автомобіля з дорожнім покриттям, з метою використання при розслідуванні механізмів дорожньо-транспортних пригод за участю автомобілів, обладнаних антиблокувальними системами.

З'ясування задач, які досить часто приходиться розв'язувати при аналізі механізму дорожньо-транспортних пригод дало можливість визначити недоліки в існуючій методиці проведення автотехнічної експертизи.

В результаті теоретичних і експериментальних досліджень запропоновано удосконалений метод відтворення дійсного значення коефіцієнта зчеплення коліс з дорожнім покриттям з відомостей про тип і стан дорожнього покриття, тип, зношеність та тиск у шинах автомобіля, завантаженість автомобіля та початкову швидкість гальмування, навіть в умовах нечіткості початкових даних, занесених у протоколи ДТП.

Ключові слова: коефіцієнт зчеплення, антиблокувальна система, процес гальмування, гальмівний шлях, експертиза дорожньо-транспортних пригод.

Аннотация

Кашканов В.А. Усовершенствование метода расчета коэффициента сцепления при автотехнической экспертизе ДТП. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.22.20 - эксплуатация и ремонт средств транспорта. - Харьковский национальный автомобильно-дорожный университет, Харьков, 2008 г.

Диссертация посвящена разработке усовершенствованного метода расчета коэффициента сцепления, основаного на базе теории нечетких множеств. Данная работа направлена на повышение точности проведения инженерных расчетов при экспертизе дорожно-транспортных происшествий.

При анализе существующей методики автотехнической экспертизы ДТП выявлено, что она основана на использовании нормативной формулы для рассчета остановочного пути. Она дает возможность рассчитать максимально допустимый в даных условиях остановочный путь автомобиля, а не действительный, при использовании табличных значений коэффициента сцепления. В справочных таблицах коэффициент сцепления дается в виде диапазона значений для конкретного типа и состояния дорожного покрытия без учета других факторов, которые имеют на него влияние. Использование этих значений при проведении рассчетов снижает точность и объективность расследования ДТП, особенно с автомобилями, оборудованными антиблокировочной системой. Коэффициент сцепления может быть определен также различными методами на месте происшествия, но большинство из них имеют следующие недостатки: невожможность применения при учете всех влияющих факторов; необходимость проведения измерений на месте происшествия в кратчайшее время после возникновения ДТП; невозможность оценки коэффициента сцепления по материалам протоколов ДТП.

С учетом всего вышесказанного был разработан усовершенствованный метод оценки коэффициента сцепления. Более точное определение коэффициента сцепления колес автомобиля с дорожным покрытием, используя данные материалов о месте дорожно-транспортного происшествия, повышает качество проведения автотехнической експертизы ДТП без необходимости проведения различных дорожных тестов.

В работе описаны результаты выполненных дорожных исследований на тормозную эффективность автомобилей Daewoo Lanos, Mercedes Benz 212D с целью проверки точности созданного метода. В ходе дорожных исследований использовались "пистолет-отметчик" для фиксирования тормозного пути автомобиля и деселерометр AVZM-100 для получения тормозных диаграмм.

Полученные результаты экспериментальных исследований дали возможность выполнить настройку модели по определению коэффициента сцепления. Средняя относительная погрешность прогноза модели после проведения параметрической идентификации не превышала 4%.

Приведен сравнительный пример анализа механизма дорожно-транспортного происшествия по существующей методике и по предложенным результатам данной работы.

Ключевые слова: коэффициент сцепления, антиблокировочная система, процесс торможения, тормозной путь, экспертиза дорожно-транспортного происшествия.

Summary

Kashkanov V.A. Perfection of method determination of traction factor for investigation mechanisms of road and traffic accidents. - Manuscript.

The thesis to get a scientific degree of Cand. of Tech. Sci. in speciality 05.22.20 - maintenance and repair of vehicles. - Kharkov National Automobile and Highway University, Kharkov, 2008.

The thesis is devoted development on the basis on theory of unclear plurals of the improved method of determination traction factor between automobile tyres and traveling coverage with the purpose of using for investigation mechanisms of road and traffic accidents with participation of cars equipped by the antiblocking systems.

Finding out of tasks which often enough is at the analysis of mechanism of traffic accidents gave to decide possibility to define failings in the existent method of investigation mechanisms of road and traffic accidents.

As a result of theoretical and experimental researches the improved method of recreation of actual value of traction factor is offered between automobile tyres and traveling coverage from information about a type and state of traveling coverage, type, wearing out and pressure in the tires of car, work-load of car and initial velocity of braking, even in the conditions of unclearness of initial data, entered in the protocols.

Key words: traction factor, antiblocking system, braking, a brake distance, expertise of road and traffic accidents.

Размещено на Allbest.ru