О законе распределения и оценке степени риска шумовой характеристики от транспортного потока
Исследование сущности шумовой характеристики от автотранспортных средств. Использование теории риска, основанной на нормальном законе распределения. Способы устранения шумового воздействия на окружающую среду при движении автомобильного транспорта.
| Рубрика | Транспорт |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 01.03.2019 |
| Размер файла | 35,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
О законе распределения и оценке степени риска шумовой характеристики от транспортного потока
Кокодеева Н.Е., Никулушкин А.А.
Краткая аннотация
При исследовании вероятностной сущности шумовой характеристики от автотранспортных средств может быть использована теория риска, основанная на нормальном законе распределения. Такой подход позволит оценить вероятность (риск) возникновения шумового загрязнения от транспортного потока и назначить необходимые мероприятия для смягчения или устранения шумового воздействия на окружающую среду при движении потока автомобильного транспорта по дорогам.
Ключевые слова: Риск, транспортный поток, транспортный шум, шумовая характеристика, автомобильный транспорт.
At research of probabilistic essence of noise, description from vehicles a theory can be used risk based on the normal law of distribution. Such approach will allow estimating probability (risk) of origin of noise contamination from a transport stream and appointing necessary measures for softening or removal of the noise-affecting environment at motion of stream of motor transport on roads.
Keywords: Risk, transport stream, transport noise, noise description, motor transport. шумовой автотранспорт распределение
Введение: В результате негативных воздействий транспортного потока на окружающую среду, приводящих к увеличению опасности неизлечимых заболеваний людей и животных, загрязнению почв и воздуха, угасанию растительности и снижению воспроизводства микроорганизмов, к экологически опасным объектам следует причислить автомобильные дороги. К загрязнениям окружающей среды от отрицательного последствия автомобилизации помимо химического, механического, теплового, электромагнитного, вибрационного, относят и шумовое загрязнение.
Наряду с загрязнением воздуха шум от транспортного потока, как один из наиболее опасных параметрических (энергетических) загрязнений окружающей среды, стал не менее распространенным следствием технического прогресса. Доля автомобильного транспорта в шумовом воздействии на население городов составляет 85-95 %.
Воздействие транспортного шума на окружающую среду и среду обитания человека стало проблемой. В России более 30 млн. человек проживает в условиях шумового дискомфорта и испытывает воздействие шума более 65 дБА, в то время как предельно допустимый уровень (ПДУ) согласно СН 2.24/2.1.8.562-96 считается 55 дБА для территории, непосредственно прилегающей к жилым домам. Шумовое загрязнение оказывает раздражающее воздействие на нервную систему человека, может вызвать сердечно-сосудистые и желудочно-кишечные заболевания. Человек может переносить без особых последствий в течение продолжительного времени шум в 20-25 дБА, а, находясь в больном состоянии, начинает ощущать действие шума с 30 дБА. Усталость от шума накапливается, угнетается нервная система, происходит функциональное расстройство центральной нервной системы, психики.
Постановка проблемы: Способы, определяющие снижение шума от транспортного потока на пути его распространения, в основном, базируются на детерминированном подходе, в то время как рядом ученых, установлено, что недопустимо использовать в различных моделях только средние показатели характеристик без учета их средних квадратических отклонений и коэффициентов вариации. То есть следует учитывать, что результаты измерения распределяются по какому-либо закону теории вероятности (нормальному, Вейбулла и др.).
В связи с этим целесообразно в направлении совершенствования теоретических основ экологической безопасности автомобильных дорог опираться на вероятностно-статистические методы и, в частности, на изучение вероятностной сущности шумовой характеристики. Это позволит прогнозировать снижение или увеличение уровня шумового загрязнения окружающей среды от транспортного потока. В соответствии с ГОСТ 20444-85 под шумовой характеристикой автомобильного транспорта следует понимать эквивалентный уровень звука, устанавливаемый в 7,5м от оси первой полосы движения транспорта на высоте 1,5м от поверхности земли. Исходя из условий движения транспорта, на улично-дорожной сети шумовая характеристика устанавливается для дневного периода времени (с 7:00 до 23:00). Эквивалентный уровень звука определяется расчетным путем в зависимости от интенсивности движения всех типов транспортных средств в час пик, средней скорости транспортного потока, и доли грузового и общественного транспорта в общем потоке транспорта.
Обсуждение проблемы: Для обоснования закона распределения шумовой характеристики от автомобильного транспорта в качестве исходных данных были использованы экспериментальные исследования, выполненные на улицах г. Саратова (в табл. 1).
Таблица 1
Расчетные шумовые характеристики транспортных потоков
№п.п |
Наименование магистралей.Номера участков улично-дорожной сети |
Шумовая характеристика,дБА |
|
|
1 |
2 |
3 |
|
|
Ул. Университетская |
|||
|
1 |
1 |
76 |
|
|
2 |
2 |
78 |
|
|
3 |
3 |
80 |
|
|
4 |
4 |
81 |
|
|
Ул. Антонова |
|||
|
5 |
1 |
78 |
|
|
6 |
2 |
76 |
|
|
7 |
3 |
77 |
|
|
8 |
4 |
72 |
|
|
9 |
5 |
73 |
|
|
10 |
6 |
65 |
|
|
Ул. Слонова |
|||
|
11 |
1 |
69 |
|
|
12 |
2 |
70 |
|
|
13 |
3 |
70 |
|
|
14 |
4 |
69 |
|
|
15 |
5 |
63 |
|
|
16 |
6 |
65 |
|
|
Ул. Мясницкая |
|||
|
17 |
1 |
70 |
|
|
Ул. Б.Садовая |
|||
|
18 |
1 |
69 |
|
|
Ул. Тархова |
|||
|
19 |
1 |
70 |
|
|
Сокурский тракт |
|||
|
20 |
1 |
70 |
|
|
Усть-курдюмское шоссе |
|||
|
21 |
1 |
53 |
|
|
Ул. Арбатская |
|||
|
22 |
1 |
86 |
|
|
Ул. Соколовая |
|||
|
23 |
1 |
66 |
|
|
Московской шоссе |
|||
|
24 |
1 |
71 |
|
|
25 |
2 |
68 |
|
|
Ул. Крымская |
|||
|
26 |
1 |
74 |
|
|
27 |
2 |
72 |
|
|
28 |
3 |
76 |
|
|
Ул. Навашина |
|||
|
29 |
1 |
74 |
|
|
30 |
1 |
69 |
|
|
Ул. Политехническая |
|||
|
31 |
1 |
72 |
|
|
Ул. Симбирская |
|||
|
32 |
1 |
62 |
|
|
Ул. Маркина |
|||
|
33 |
1 |
62 |
|
|
Ул. Азина |
|||
|
34 |
1 |
74 |
|
|
Ул. Шехурдина |
|||
|
35 |
1 |
68 |
|
|
Ул. Панфилова |
|||
|
36 |
1 |
61 |
|
|
Ул. Тепличная |
|||
|
37 |
1 |
57 |
|
|
Ул. Буровая |
|||
|
38 |
1 |
66 |
|
|
Новоастраханское шоссе |
|||
|
39 |
1 |
70 |
|
|
Ул. Рахова |
|||
|
40 |
1 |
64 |
|
|
Ул. Топольчанская |
|||
|
41 |
1 |
66 |
|
|
Ул. Б.Горная |
|||
|
42 |
1 |
57 |
|
|
Ул. Высокая |
|||
|
43 |
1 |
57 |
|
|
Ул. Планерная |
|||
|
44 |
1 |
59 |
Статистическая обработка шумовой характеристики от транспортного потока приведена в табл. 2.
Таблица 2
Пример статистической обработки шумовой характеристики
|
Разряды интервалов |
Середина разрядаUm |
Абсо-лютная частота,hm |
Час-тичная сумма,Sm |
Накоп-ленная частота,Т |
Середина условного интервала, lm |
Произведения |
|||
|
lm hm |
lm2 |
lm2 hm |
|||||||
|
50-55 |
53 |
1 |
1 |
1 |
-3 |
-3 |
9 |
9 |
|
|
55-60 |
58 |
4 |
5 |
6 |
-2 |
-8 |
4 |
16 |
|
|
60-65 |
63 |
7 |
12 |
18 |
-1 |
-7 |
1 |
7 |
|
|
65-70 |
67,5= XА |
15 |
27 |
45 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
70-75 |
73 |
8 |
35 |
80 |
1 |
8 |
1 |
8 |
|
|
75-80 |
78 |
7 |
42 |
122 |
2 |
14 |
4 |
28 |
|
|
80-85 |
83 |
1 |
43 |
165 |
3 |
3 |
9 |
9 |
|
|
85-90 |
87,5= UК |
1 |
44 |
209 |
4 |
4 |
16 |
16 |
|
|
d=5 |
n=44 |
M=209 |
?Т=646 |
В=11 |
А=93 |
Выполним обработку данных табл. 2 с использованием известных приемов математической статистики:
Метод суммирования:
- среднее значение :
дБА;
- дисперсия:
;
- среднее квадратическое отклонение:
=7,24 дБА.
Мультипликативной метод:
- среднее значение :
дБА;
- дисперсия:
;
- среднее квадратическое отклонение:
=7,24 дБА.
Сравнение эмпирического распределения с теоретическим по критерию Пирсона показано в табл.3.
Таблица 3
Сравнение фактического распределения шумовой характеристики с законом нормального распределения
|
Разряды интервалов |
Абсолютная частота,hm |
Вероятность попадания измерений в разряд, Pi |
Теоретическое количество измерений в разряде (nt=Pi·n) |
||
|
50-55 |
1 |
0,0185 |
0,814 |
0,0425 |
|
|
55-60 |
4 |
0,0759 |
3,3396 |
0,1306 |
|
|
60-65 |
7 |
0,1757 |
7,7308 |
0,0691 |
|
|
66-70 |
15 |
0,2638 |
11,6072 |
0,9917 |
|
|
70-75 |
8 |
0,2454 |
10,7976 |
0,7248 |
|
|
75-80 |
7 |
0,1454 |
6,3976 |
0,0567 |
|
|
80-85 |
1 |
0,0548 |
2,4112 |
0,8259 |
|
|
85-90 |
1 |
0,0126 |
0,5544 |
0,3582 |
|
|
d=5 |
n=44 |
?Pi=0,9921 |
?=3,1995 |
Вероятность Pi в табл. 3 вычисляли по формуле Симпсона:
.(1)
В формуле (1) применяли параметр m=2. Тогда
, (2)
где b и a - правая и левая граница шумовой характеристики в разрядах интервалов (см. табл. 3); y0, y1,…..,y4 - ординаты точек, определяемые по формуле
(3)
При сравнении с нормальным законом распределения также применяли формулу вида
, (4)
где Ф(и) - функция Лапласа; Li и Li+1 - левая и правая граница шумовой характеристики в разрядах (см. табл.3); Lcр и уL - средняя шумовая характеристика и среднее квадратическое отклонение шумовой характеристики.
На рисунке показано сравнение гистограммы шумовой характеристики с плотностью нормального распределения.
0,07
Гистограмма шумовой характеристики и плотность нормального распределения
Для теоретического распределения число степеней свободы определяли по формуле
, (5)
где k - число разрядов (в табл.2 k = 8); r - число наложенных связей (для нормального закона распределения r=3).
Получаем н =8-3=5. Из таблиц ч2 распределения при ч2= 3,1995 и н=5 выписываем вероятность распределения:
- отличным при P>0,5;
- хорошим при P=0,3ч0,5;
- удовлетворительным при P=0,1ч0,3;
- неудовлетворительным при P<0,1.
Так как для приведенного выше примера P=0,6675, то соответствие фактической кривой распределения шумовой характеристики нормальному распределению следует считать отличным.
Для сравнения теоретического и эмпирического распределения использовали также критерий Романовского
. (6)
Если критерий Романовского меньше 3, то гипотеза о соответствии фактической кривой распределения теоретическому закону распределения принимается. В противном случае при R?3 делается вывод, что выбранный теоретический закон распределения не соответствует результатам измерения.
Согласно этому критерию имеем
=1,656.
Так как 1,656<3, то нормальное распределение согласуется с результатами экспериментальных данных.
Обсуждение результатов: Таким образом, при исследовании вероятностной сущности шумовой характеристики от автотранспортных средств может быть использована теория риска, основанная на нормальном законе распределения.
Риск отрицательного шумового воздействия на человека от транспортного потока можно установить по зависимости:
, (3)
где r - вероятность (риск) возникновения последствий по причине шумового загрязнения от транспортного потока;
- уровень постоянного шума, при котором вероятность нежелательного последствия от шумового загрязнения равна 50%. Такой уровень в теории риска называют максимальным, дБА;
УФ - фактический средний уровень шума, дБА;
уУф - среднее квадратическое отклонение фактического уровня шума, дБА;
- среднее квадратическое отклонение максимального уровня шума, дБА;
Ф(U) - функция Лапласа (интеграл вероятности).
Выводы: Такой подход позволит оценить вероятность (риск) возникновения шумового загрязнения от транспортного потока и назначить необходимые мероприятия для смягчения или устранения шумового воздействия на окружающую среду при движении потока автомобильного транспорта по дорогам.
Рекомендации: Предложенный в данной статье вероятностный подход по расчету шумовой характеристики на основе теории риска отвечает требованиям Федерального закона №184-ФЗ «О техническом регулировании», основные положения которого базируются на положениях Соглашения о технических барьерах в торговле ВТО, а также на Директиве Европейского Союза «О процедуре представления информации в области технических регламентов и стандартов». Основными критериями Федерального закона №184-ФЗ «О техническом регулировании» являются безопасность продукции и допустимый риск причинения вреда человеку, окружающей среде и имуществу любой формы собственности. Данный подход рекомендуется использовать при разработке нормативных документов, а именно технических регламентов (обязательный характера), национальных стандартов и стандартов организаций (добровольный характер) с целью создания в Российской Федерации, так называемой системы технического регулирования, представляющей собой совокупность нормативных международных соглашений и законодательных актов Российской Федерации, технических регламентов с учетом оценки степени риска и степени причиняемого вреда, национальных стандартов и стандартов организации в области технического регулирования, гармонизированных между собой и отражающих минимально необходимые требования к безопасности объектов и услуг. Развитие такой системы технического регулирования позволит в нашей стране быть конкурентоспособными на мировом рынке.
Список использованной литературы
1. Большаков В.Д. Теория математической обработки геодезических измерений / А.Д.Большаков, П.А.Гайдаев. М.: Недра, 1997.-368с.
2. Столяров В.В. Проектирование автомобильных дорог с учетом теории риска: в 2 ч./ В.В.Столяров. - Саратов: СГТУ, 1994.
3. О техническом регулировании: Федеральный Закон № 184-ФЗ. - Введ. 2002-27-12. - Электрон. дан. - М., - 2011. - http://www.consultant.ru.
4. Кокодеева Н.Е. Методологические основы комплексной оценки надежности автомобильных дорог в системе технического регулирования дорожного хозяйства : дис. ... д-ра техн. наук / Н.Е. Кокодеева - С-Пб.: ПГУПС, 2013. - 340 с.
5. СН 2.2.4/2.1.8.562-96 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки», М.,1997г.
6. Кокодеева Н.Е. Обеспечение безопасности автомобильных дорог с учетом теории риска // Строительные материалы. 2009. № 11. С. 80-81.
7. Столяров В. В., Кокодеева Н. Е. О системе технического регулирования // Техническое регулирование в транспортном строительстве. - 2013. - № 1; URL: trts.esrae.ru/1-2.
8. Кокодеева Н. Е., Бражникова Т. А. Исследование вероятности шумового воздействия на человека от транспортного потока на улицах г. Саратова // Техническое регулирование в транспортном строительстве. - 2013. - № 2; URL: trts.esrae.ru/3-12.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Анализ транспортных систем с помощью математического моделирования. Локальные характеристики автотранспортных потоков. Моделирование транспортного потока в окрестности сужения улично-дорожной сети. Стохастическое перемешивание при подходе к узкому месту.
практическая работа [1010,5 K], добавлен 08.12.2012Определение интенсивности движения - количества транспортных средств, прошедших контрольное сечение дорожного объекта во всех направлениях за единицу времени (час, сутки). Анализ плотности транспортного потока, его распределения и коэффициента загрузки.
лабораторная работа [132,0 K], добавлен 18.02.2010Основные определения, цель и задачи использования подвижного состава автомобильного транспорта. Характеристики оборудования, используемого при обслуживании и ремонте. Главные недостатки в организации работ по ТО автомобилей, перспективы совершенствования.
курсовая работа [35,2 K], добавлен 27.11.2014Назначение и характеристика проектируемого предприятия автомобильного транспорта. Организация производства и распределения объёмов работ техническому обслуживанию и ремонту по производственным подразделениям АТП. Технико-экономическая оценка проекта.
курсовая работа [336,6 K], добавлен 22.12.2010Оценка антропогенного воздействия на окружающую среду Балтийского моря. Научно-исследовательские суда как часть системы технических средств. Район плавания и эксплуатации судна, его архитектурный облик и обще-проектные характеристики. Якорное устройство.
дипломная работа [1,3 M], добавлен 29.11.2012В условиях возрастающих объёмов грузопотоков между предприятиями повышается значение автомобильного транспорта. Эффективность использования автомобильного транспорта на перевозках различного применения. Обоснование реконструкции транспортного цеха.
дипломная работа [440,1 K], добавлен 16.12.2008Система общих показателей для всех видов транспорта. Основные эксплуатационные характеристики транспортных средств различных видов. Себестоимость перевозок. Специализированные и нетрадиционные виды транспорта, их характеристики и проблемы развития.
контрольная работа [36,5 K], добавлен 18.06.2010Особенности первоначального распределения груза. Методика построения эпюр грузопотоков. Составление маршрута движения и грузовых перевозок. Расчёт показателей работы оптимального автомобиля на маршруте. Часовой график загруженности автомобильного парка.
контрольная работа [38,4 K], добавлен 17.11.2014Появление новых видов транспорта. Позиции в транспортной системе мира и России. Технологии, логистика, координация в деятельности автомобильного транспорта. Инновационная стратегия США и России. Инвестиционная привлекательность автомобильного транспорта.
реферат [44,8 K], добавлен 26.04.2009Техническое обслуживание и ремонт подвижного состава автомобильного транспорта. Техническое проектирование автотранспортных предприятий и станций технического обслуживания. Нормы технологического проектирования автотранспортных предприятий. Техническая ба
курсовая работа [137,3 K], добавлен 04.11.2008
