XII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Безопасность железнодорожных переездов
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
ВВЕДЕНИЕ
Железная дорога является объектом повышенной опасности. Невнимательность водителей, плохие погодные условия, спешка при проезде железнодорожного полотна перед близко идущим железнодорожным составом, тепловозом, электровозом и т.д. может привести к печальным последствиям. Каким образом избежать даже незначительное ДТП на железнодорожном переезде? Рассмотрение этого вопроса представляет актуальность данного проекта.
Цель: построить модель двухуровневой развязки железнодорожного переезда и автодороги: на втором уровне - ЖД путь, на первом уровне (подземном) – автодорога, используя конструктор Cuboro.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
Изучить литературу по теме проекта.
Построить модель двухуровневой развязки железнодорожного переезда и автодороги с помощью кубиков Cuboro: на втором уровне - ЖД путь, на первом уровне - автодорога.
Провести тестирование построенной модели.
Описать проектную работу.
Методы:
Изучение литературы по проблеме, заявленной в проекте.
Разработка модели железнодорожного переезда в пересечении с автодорогой.
Тестирование построенной модели.
Описание проектной работы.
Практическая и научная значимость данной работы заключается в том, что результаты проекта будут использованы в дальнейшей учебной и исследовательской деятельности.
Основная часть
Согласно данным ГИБДД, больше всего за последние годы ДТП на железнодорожных переездах произошло в 2015 году (276 аварий), меньше всего в 2016 году — 206 аварий. Ежегодно на переездах гибнут от 50 (в 2019 году) до 94 (в 2017 году) человек.
Железнодорожные переезды в одном уровне с дорогами давно стали серьезной проблемой и одним из самых «больных» дорожных вопросов для автомобилистов. В статье Пробок.нет анализирует вопрос и предлагает свои методы решения.
В чём проблема?
1. Тысячи ж/д переездов по стране собирают огромные пробки.
Из-за плохого состояния большинства переездов скорость движения не более 5-10 км/ч, при большей скорости разбитые переезды просто убивают подвеску. На магистральных ж/д путях из-за высокой интенсивности движения поездов шлагбаум закрыт большую часть времени. Шлагбаумы после прохождения поезда открываются не сразу. Проезд ж/д путей осуществляется в 1 полосу в каждую сторону!
2. Проблемы с безопасностью движения.
Каждый год в ДТП на переездах гибнет до 100 человек, сотни получают ранения. Причина: значительная часть переездов не оборудована светофорами, шлагбаумами и УЗП (устройствами, заграждающими переезд). Обустройство регулируемого переезда шлагбаумом и УЗП снижает риск ДТП на переезде в 15-20 раз: в 2010 г. всего 4 ДТП (1,5%) произошло на оборудованных переездах, а на необорудованных - 256 ДТП (98,5%). На 2010-й год лишь 2352 (21%) оборудованы шлагбаумами и УЗП, 8896 (79%) - не оборудованы. Однако никакой системной работы в этом направлении не ведется: в год шлагбаумами и УЗП оборудуются 20-30 переездов, такими темпами работы еще лет на 200.
3. ОАО «РЖД» закрыло более 4000 ж/д переездов за 15 лет!
В 1995 году на железных дорогах страны насчитывалось 15397 переездов, а в 2010 году их осталось всего 11248. Лишь в 211 из 4149 случаев закрытие переезда произошло в связи со строительством путепровода в разных уровнях. Результат: если в 1995 г. среднее расстояние между переездами составляло 5 км, в 2010 году – 8 км, а в Сибири и на Дальнем Востоке 20–30 км и более. Само собой, значительно выросла нагрузка на оставшиеся переезды и их износ.
4. Неопределенная ответственность за состояние переездов
Сами ж/д пути, асфальт между ними и 10 метров от края путей принадлежат не дорожникам, а владельцу путей и должны содержаться и ремонтироваться им же. Но никакого единого реестра переездов и их владельцев нет; куда обращаться за ремонтом в каждом случае, неизвестно. В результате дорожникам в ответ на обращения граждан либо приходится отвечать отписками («переезд не наш, сами отремонтировать не можем, чей он - не знаем»), либо в острых случаях, ремонтировать переезд самим, фактически из альтруизма и используя средства нецелевым образом.
5. Нет эффективных мер принуждения владельцев к ремонту
Даже если владелец переезда известен, заставить его отремонтировать пути крайне сложно. Казалось бы, ГИБДД имеет право массово применять статью 12.34 КоАП (штраф до 300 тыс. рублей) к владельцам переездов, заставляя их содержать в нормативном состоянии. Однако в соответствии с разъяснением Верховного суда зона ж/д переезда не считается проезжей частью, поэтому ГИБДД не может применять этот штраф, а вынужден обращаться в прокуратуру. Нечего и говорить, что прокуратуре подобные дела совершенно неинтересны. Таким образом, процедура принуждения владельцев к ремонту переездов не отработана и применяется крайне редко в ручном режиме и по индивидуальной процедуре.
6. Требования к состоянию переездов размытые и мягкие
В основном нормативном документе СП 119.13330.2012 «Железные дороги колеи 1520 мм. Актуализированная редакция СНиП 32-01-95» допускается отклонение по уровню дороги от рельсов на переездах, где «временно разрешено движение» (т.е. фактически на всех) до 20 мм при скорости до 15 км/ч, до 10 мм при скорости 15-25 км/ч, до 6 мм при скорости более 25 км/ч. Таким образом, железнодорожникам, не желающим ремонтировать переезд, достаточно поставить знак «10 км/ч» вместо проведения ремонта.
Решение:
Необходимо строительство эстакад (двухуровневых развязок) вместо переездов в одном уровне.
Обеспечить надлежащее содержание имеющихся переездов их владельцами, чтобы покрытие позволило проезжать его на скорости хотя бы 30-50 км/ч вместо 5-10.
Восстановление старых и открытие новых востребованных переездов. Для этого выявить наиболее перспективные места открытия.
Увеличение рядности на переездах (с 2-хполосных на многополосные).
Оборудовать аварийные переезды светофорами, УЗП и шлагбаумами
Ожидаемый результат:
Будут спасены до 100 человеческих жизней в год. Также благодаря уменьшению количества ДТП на путях снизятся экономические потери железной дороги и других участников движения от срыва графиков и блокировки переездов.
Таким образом, для демонстрации решения проблемы авторами проекта было принято решение создать модель двухуровневой развязки железнодорожного переезда с увеличением рядности на переезде. Наглядно продемонстрировать движение железнодорожного транспорта и автотранспорта стало возможно благодаря конструктору Cuboro и шарикам.
Конструктор Cuboro в России с 2016 года. В настоящее время представляет собой образовательную среду. Потенциал кубиков Cuboro потрясающе велик. Развитием этого направления активно занимается центр «Инноватика» в г.Новосибирске.
Кубики появились недавно, существуют с 1976 года. Разработчиком является Маттиас Эттер (Швейцария), по образованию педагог. Изначально были придуманы трехмерные пазлы. В них есть тоннели и желоба, по которым катается шарик. Например, в базовом наборе представлено двенадцать видов кубиков (приложение 1).
Кубики Cuboro выполнены из высушенного дуба, размер каждого кубика 50 мм*50 мм*50 мм.
С 2017 года проводятся чемпионаты России по конструированию Cuboro. Авторы проекта являются участниками III Чемпионата России по конструированию в г.Новосибирске в 2019 году.
С 2018 года конструированием Cuboro занимается в Забайкальском крае ОЦ «Перспектива». За это время юные инженеры принимали участие в Открытом Кубке Байкала «Кубориада-2018», «Кубориада-2019».
Построение моделей может быть как командным (3 человека), так и индивидуальным. У игроков развивается креативность, аналитическое и стратегическое мышление, умение концентрироваться, внимательность, трудолюбие, терпение, усидчивость, умение согласованно работать в команде, закрепляются фундаментальные навыки математики и геометрии. Конструирование с помощью кубиков Cuboro способствует развитию пространственного воображения, физического чутья, инженерного мышления в целом. В России в настоящее время актуален слоган: «Инженерное образование начинается с CUBORO» (приложение 2).
Таким образом, задача конструирования сводится к тому, чтобы построить дорожку-лабиринт, используя ограниченные ресурсы: определенные виды кубиков, определенный набор подручных средств и диапазон времени.
Практическая часть
Этап 1: Сбор команды: Лопатин-Ланской Павел, Рожков Руслан.
Этап 2: Постановка задачи: обсуждение проблемы обеспечения безопасности железнодорожных переездов. Изучение теоретической литературы: аварии на железнодорожных переездах с участием человека, автомобиля и железнодорожного транспорта.
Этап 3: Разработка модели двухуровневой развязки железнодорожного переезда и автодороги: на втором уровне - железнодорожный путь, на первом уровне – автодорога, используя конструктор Cuboro. Определено самое безопасное место для переезда. Приложение 3
Этап 4. Построение модели: первый уровень – автодорога, второй уровень – ж/д путь. Выполнено множество развязок на Ж/Д путях. Построение подъезда к переезду для автомобилей.
Шесть станций смоделировано. Решено, что самое безопасное место для переезда автомобиля будет подземный путь. Во-первых, это экономит время, во-вторых, будет намного меньше аварий или совсем могут не совершаться. Модель была выполнена с помощью конструктора CUBORO (приложение 3).
Этап 5. Тестирование модели.
Этап 6. Анализ.
Были убраны: домик путевого обходчика, шлагбаумы, крышки УЗП (устройства защиты переезда), светофор и множество других проблем. Шарик выполняет роль автомобиля или ж/д состава.
Заключение
Таким образом, в процессе работы над проектом была построена модель двухуровневой развязки железнодорожного переезда и автодороги: на втором уровне - ЖД путь, на первом уровне (подземном) – автодорога, используя конструктор Cuboro. Увеличено количество полос на автодороге. Тем самым пропускная способность автодороги может быть увеличена до 30-50 км/ч.
Опасность такого ж/д переезда кратно снижается. Актуальным остается вопрос финансирования такого проекта. Но человеческие жизни бесценны.
Вопрос с безопасностью железнодорожных переездов актуален в каждом регионе. Надеемся, что постепенно вопросы безопасности переездов будут решены.
Список литературы:
http://in-vidnoe.ru/novosti/aktualno/kak-nado-reshat-problemu-zh-d-pereezdov [дата обращения: 3 февраля 2021 года]
http://www.michrn.ru/news/1743/ [дата обращения: 31 января 2021 года]
https://cesis.ru/obespechenie-bezopasnosti-na-zheleznodorozhnyx-pereezdax/ [дата обращения: 5 февраля 2021 года]
https://crusandr.livejournal.com/127814.html [дата обращения: 3 февраля 2021 года]
https://sh1psh.edu.yar.ru/bezopastnost/bezopasnost_na_zheleznoy_doroge.html [дата обращения: 1 февраля 2021 года]
https://studfile.net/preview/2532150/page:12/ [дата обращения: 8 февраля 2021 года]
https://www.interfax.ru/interview/296796 [дата обращения: 1 февраля 2021 года]
https://www.itc.by/kontrol-i-upravlenie-zheleznodorozhnymi-pereezdami/ [дата обращения: 10 февраля 2021 года]
https://www.kommersant.ru/doc/3559626 [дата обращения: 31 января 2021 года]
https://www.mskagency.ru/materials/2789745 [дата обращения: 7 февраля 2021 года]
Приложение 1
|
№ кубика |
Вид кубика |
Графическое изображение |
Кол-во в наборе |
Используются |
|
1 |
24 |
|||
|
2 |
2 |
|||
|
3 |
4 |
|||
|
4 |
1 |
|||
|
5 |
2 |
|||
|
6 |
2 |
|||
|
7 |
3 |
|||
|
8 |
3 |
|||
|
9 |
2 |
|||
|
10 |
2 |
|||
|
11 |
6 |
|||
|
12 |
3 |
Приложение 2
Приложение 3
Фото модели железнодорожного переезда
Наземный уровень – железная дорога, подземный уровень – автодорога.