VIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Не думай о секундах свысока

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Сабиров Р.С. 1

---

1МБОУ Лицей 35

Багаутдинов Р.И. 1

---

1МБОУ Лицей №35

Работа в формате PDF

91.7 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

ВВЕДЕНИЕ

Не терять ни секунды, сразу и решительно занимать место на поле боя, имя которому – жизнь, не довольствоваться тем, что есть, никогда не смериться с поражением, ведь мир существует чтобы быть завоеванным. Уинстон Черчиль.

Актуальность.

Секунда – самая мелкая единица времени, но как выясняется, за столь краткий миг можно сделать уйму полезных дел и найти много интересного.

Мои родители работают на градообразующих предприятиях нашего города. И ежедневно в рабочее время с раннего утра ездят на работу по одному маршруту, от дома через кольцо проспекта Мира – проспект Вахитова, с выездом на Соболековский тракт. Каждый день они стараются выйти из дома пораньше, чтобы не опоздать на работу. Одной из причин возможного опоздания становиться пробка на дороге, из-за большого количества транспорта, движущегося в часы пик в сторону промышленных предприятий, где работает большинство горожан. Из разговора родителей я узнал, что на Соболековском тракте недавно провели реконструкцию дороги, расширив и увеличив еще одну дополнительную полосу. Тем не менее автомобильные пробки на определенных участках дороги периодически возникают. Основной причиной конечно же является большой поток автомашин движущихся в одном направлении.

Мне стало интересно, можно ли изменить ситуацию и исключить возникновение пробок в часы пик.

Проезжая по этой дороге, я обратил внимание, что большое количество машин скапливается на перекрестке, при загорании красного сигнала светофора.

Цель работы: Определить способ снижения вероятности образование затора автотранспорта на дороге, при остановке на запрещающий цвет светофора.

Задачи:

На отдельном участке дороги определить проходимость потока машин, определить время возникновения часа пик для автотранспорта.

Изучить правила дорожного движения и правила установки светофоров.

Найти возможность в часы пик снижения возникновения заторов автотранспорта на определенном участке дороги.

Объект исследования: Поток автотранспорта.

Предмет исследования:

Светофор расположенный на участке дороги на перекрестке проспекта Вахитова – улицы Гагарина.

Методы исследования:

наблюдение, сравнение, анкетирование, анализ и обработка данных и т.д.

В результате исследования придем к следующим выводам: при переносе светофора на проспекте Вахитова – улица Гагарина на 6 метров ближе к перекрестку:

В течение двух часов, в час пик снизится скопление на 309 автомашин;

От 309 машин, в час пик сократятся выбросы вредных веществ от выхлопных газов на 978,9 кг в год.

От 309 машин, в час пик сократится расход бензина на 2,163 л/день или 527,772 литра в год, при этом экономия составит 22 694,2 руб в год.

II. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

1. Понятие и причины явления «автомобильная пробка».

В утренние часы пик возникающие многочасовые пробки на дорогах, существенно сдерживают движение общественного транспорта и вахтовых автобусов. Причинами возникновения транспортного коллапса могут быть аварии, ремонты дороги. На участке дороги проспект Вахитова с выездом на Соболековский тракт расположены два пешеходных перехода. Автотранспорт для того, чтобы пропустить пешеходов снижает скорость, останавливается, при этом пешеходы не переходят дорогу централизовано как на светофорах, а переходят хаотично, т.е. при снижении скорости, поток машин накапливается. При установке надземного или подземного перехода, эта причина возникновении пробки будет устранена.

Работа посвящена такому актуальному явлению, как автомобильные пробки.

Что такое автомобильная пробка? Вот что говорится об этом в энциклопедии:

Дорожный затор, или автомобильная пробка — скопление транспортных средств на дороге, существенно снижающее её пропускную способность.

В результате чего можно наблюдать следующую картину на дороге:

количество транспортных средств на дороге превышает её максимальную пропускную способность;

транспортный поток уплотняется;

снижаются интервалы между автомобилями;

водители вынуждены снижать скорость своих автомобилей.

В центре внимания необходимо выявить причины данного явления, которые способствуют появлению на дорогах автомобильных пробок?

Неблагоприятные погодные условия (туман, дождь, град, снег, гололёд), снижающие видимость.

Дорожно-транспортные происшествия (ДТП);

Нарушение транспортными средствами и пешеходами правил дорожного движения;

Дорожные работы;

Неудовлетворительное состояние дороги (выбоины, ямы);

2. Последствия заторов.

Водитель, сидящий за рулем своего автомобиля и попавший в автомобильный затор, становится невольным заложником данной ситуации. Какие негативные последствия заторов:

Потеря времени

Расходуется больше топлива

Дополнительный износ автомобилей

Стресс и раздражение водителей

Отравление окружающей среды

Данная проблема представляет особую актуальность, так как непосредственно влияет на самочувствие, а порой и на здоровье водителя.

Главное - попав в пробку, сохранять спокойствие.

Постарайтесь себя успокоить.

Не волнуйтесь из-за своего опоздания.

Займитесь анализом сделанного за сегодня, планированием важных дел на завтра.

Негативным последствием возникновения пробок на дорогах, это не только то, что люди опаздывают на работу, на встречу и важные мероприятия, но и образование значительного количества выхлопных газов, при временной остановке машины с включенным двигателем. Основным источником выбросов в атмосферу является углекислый газ, что приводит к «парниковому эффекту», который по мнению экологов, является одной из главных причин глобального потепления.

III. Практическая часть. Исследование автомобильных пробок в городе Нижнекамск

За основу исследования проходимости потока машин были взяты три периода времени:

- с 06⁰⁰ до 8⁰⁰;

- с 12⁰⁰ до 14⁰⁰;

- с 18⁰⁰ до 20⁰⁰. (Приложение № 1)

Примечание: * - При проведении расчетов по пунктам 2 и 3 выявлено отсутствие образование пробок на данном участке дороги, в связи с чем, в работе я буду рассматривать период времени в утренние часы с 06⁰⁰ до 8⁰⁰. Это время, когда поток машин и автобусов везет на работу сотрудников промышленных предприятий города Нижнекамска. Рабочее время начинается в период с 7⁰⁰ до 8⁰⁰, сменному персоналу необходимо приехать на работу пораньше, поэтому уже с 6.00 наблюдается постепенное увеличение движения потока машин, движение автотранспорта резко снижается после 8⁰⁰ утра.

При исследовании проходимости потока машин я обратил внимание на следующее расположение перекрестка: от пешеходного перехода на светофоре и до светофора расстояние порядка 13 метров.

Я решил найти информацию в правилах дорожного движения о нормативах расположения перекрестков и установки светофоров.

Согласно ГОСТ Р 52289 -2004 (1) разметку 1.12 (стоп-линия) наносят на расстоянии 10 – 20 м от светофоров при расположении их над проезжей частью. Допускается уменьшать указанные расстояния соответственно до 5 м при наличии светофоров уменьшенных размеров.

Нами исследуемый светофор находится на расстоянии 13 метров. Исходя из данных правил, попробуем сократить расстояние светофора и «переустановим» светофор и «стоп-линию» перед светофором на расстояние 6,5 метров ближе к перекрестку.

К чему приведет «переустановка» светофора на перекрестке?

Расчет увеличения проходимости автотранспорта перед светофором:

Увеличится проходимость автотранспорта перед светофором, в связи с тем, что высвободившиеся 6,5 метров займут дополнительно три машины (по одной в каждом ряду).

Режимы работы светофора – красный / желтый / желтый-зеленый (2).

в режиме красного сигнала 30 секунд,

в режиме желтого сигнала 5 секунд,

в режиме зеленого сигнала 30 секунд.

Т.е. на желтый сигнал светофора и последующий за ним зеленый сигнал, за 35 секунд проедет на 3 машины больше.

t_{светофора} – общий режим работы светофора за один цикл (зеленый/желтый/красный/красный-желтый = 30 +5 +30+5) равен 70 секунд. То есть за один цикл работы светофора проедет на 3 легковые среднестатистические машины больше.

Найдем сколько секунд в двух часах (с 6⁰⁰ до 8⁰⁰):

t_{2 часа} = 2 часа * 60 мин * 60 секунд = 7 200 секунд

Ц = t_{2 часа а} / t_{светофора} - цикл светофора.

Ц = 7 200 секунд / 70 секунд = 103 цикла светофора.

Рассчитаем, на сколько машин больше проедет на светофоре в течение двух часов:

К = 103 цикла * 3 машины = 309 машин.

При расположении светофора ближе к перекрестку на 6,5 метров, количество машин в трех рядах, находящихся в пробке с 6⁰⁰ до 8⁰⁰ сократиться на 309 машин.

Расчет сокращения вредных веществ в атмосферу от выхлопных выбросов.

Рассчитаем сокращение вредных веществ выхлопных выбросов от 309 машин стоящих в пробках. За пример возьмем среднестатистический автомобиль на углеводородном топливе (3).

В год одна машина выбрасывает в атмосферу 195,2 кг вредных веществ:

- 135 килограмм окиси углерода;

- 25 килограмм окислов азота;

- 20 килограмм углеводородов;

- от 7 до 10 килограмм бензпирена;

- 4 килограмма двуокиси серы;

- 1,2 килограмма твердых частиц.

В год одна машина в процессе работы выбрасывает 195,2 кг вредных веществ / 365 дней в году = 0,5347 кг/сутки,

или 534,7 гр/сутки или (534,7 / 24 часа / 60 мин ) = 0,371 гр в секунду.

В течение двух часов в период пробки с 6⁰⁰ до 8⁰⁰, автомашины останавливаются на запрещающем сигнале светофора в течение 35 секунд, всего по времени простоят: 309 машин * 35 секунд = 10 815 секунд.

Условно, рассчитаем сколько выбросов вредных веществ производится в течение двух часов в период пробки с 6⁰⁰ до 8⁰⁰ для 309 машин ежедневно:

V_день = 10 815 с * 0,371 гр/с = 4 012 гр.

или 4,012 кг выбросов вредных веществ в день.

Самое большое количество движущих машин на перекрестке наблюдается в рабочие дни, в выходные дни образование пробок замечено не было. В производственном календаре за 2019 г. рассчитано 244 рабочих дня.

V_год= 4,012 * 244 = 978,9 кг.

При расположении светофора ближе к перекрестку на 6 метров, количество машин в трех рядах, находящихся в пробке с 6⁰⁰ до 8⁰⁰ сократится на 309 машин, и при этом сокращаются выбросы вредных веществ в атмосферуна 978,9 кг в год.

Расчет экономии бензина.

Попробуем условно рассчитать, сколько литров бензина можно сэкономить от 309 машин.

На сайте avto-blogger.ru (5) нашли информацию по расходу бензина на холостом ходу от одной машины – 0,7 л/час (средние статистические данные, не учитывающие периода прогрева машин зимой).

Переведем 0,7 л/час бензина в л/с = 0,7л / 3600 с = 0,0002 л/с.

В течение двух часов в период пробки с 6⁰⁰ до 8⁰⁰, автомашины останавливаются на запрещающем сигнале светофора в течение 35 секунд, всего по времени простоят: 309 машин * 35 секунд = 10 815 секунд.

Рассчитаем сколько бензина расходуется, в течение двух часовой пробки:

L_{расход бензина} = 0,0002 л/с * 10 815 с = 2,163 литра бензина в день.

Самое большое количество движущих машин на перекрестке наблюдается в рабочие дни, в выходные дни образование пробок замечено не было. В производственном календаре за 2019 г. рассчитано 244 рабочих дня.

Рассчитаем экономию бензина за год:

L_{расход бензина} = 244 дня * 2,163 литров в день = 527,772 л.

Зная рыночную стоимость автомобильного бензина (43 руб средняя стоимость по России бензина АИ-92), можем рассчитать стоимость сэкономленного бензина:

С_тб = 527,772 л * 43 руб = 22 694,2 руб.

При расположении светофора ближе к перекрестку на 6 метров, количество машин в трех рядах, находящихся в пробке с 6⁰⁰ до 8⁰⁰ сократиться на 309 машин, и при этом сократится расход бензина на 2,163 л бензина в день или 527,772 литра бензина в год, при этом экономия составит 22 694,2 руб в год.

Социологический опрос водителей города

Материалом исследования послужило проведенное анкетирование 56 родителей 8 а класса МБОУ «Лицей № 35» (Приложение № 3).

Анализируя данные анкет, можно сделать следующие выводы:

1. Из 56 участников опроса положительно ответили 51 человек или 92,0 %.

2. Чаще всего люди попадают в пробки вечером, когда возвращаются с работы домой (34 опрошенных или 60%)

3. По каким улицам сложно бывает проехать, результаты распределились таким образом:

Пр. Мира – 47 чел.

Пр.Химиков - 45 чел.

Соболековская трасса-56 чел.

4. 30 участников опроса (53%) положительно ответили, что автомобильные пробки увеличивают вероятность аварий на дорогах, 20 человек (35%) с таким утверждением не согласны, 6 опрошенных (12%) затруднились ответить на поставленный вопрос .

5. Самочувствие и настроение у водителей ухудшается, когда им приходится попадать в пробку, а это значит тратить больше времени на дорогу, быть более внимательным во время движения и т.д. С таким утверждением согласились 56 опрошенных 100 %.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Цель моей работы заключалась в определение способа снижения вероятности образования затора (пробок) автотранспорта на дороге в часы пик. По наблюдениям за движением автомашин, изучения правил дорожного движения и правил установки светофоров я предложил «переустановить» светофор на перекрестке проспекта Вахитова – улицы Гагарина на 6,5 метров ближе к пешеходному переходу, к перекрестку.

В результате проведенных расчетов я определил, что на высвободившихся 6,5 метров, дополнительно поместятся 3 машины (по одной в каждом ряду), данный факт способствует большей проходимости автотранспорта перед светофором и соответственно способствует снижению пробок на дороге.

В правилах допускается установка на расстоянии 10 – 20 м от перекрестка, но также допускается уменьшать указанные расстояния соответственно до 5 м при наличии светофоров уменьшенных размеров. Данное разрешение я применил в своей работе, результаты расчетов работы сведены в Приложение № 2.

При расположении светофора ближе к перекрестку на 6 метров, за период времени с 6⁰⁰ до 8⁰⁰ в рабочие дни:

^- увеличиться на перекрестке проходимость на 309 машин;

- сократятся выбросы вредных веществ в атмосферу на 978,9 кг в год.

- сократится расход бензина на 2,163 л бензина в день или 527,772 литра бензина в год, при этом экономия составит 22 694,2 руб в год.

ЛИТЕРАТУРА

ГОСТ Р 52289-2004. Национальный стандарт Российской Федерации. Технические средства организации дорожного движения. Правила применения дорожных знаков, разметки, светофоров, дорожных ограждений и направляющих устройств.

Правила дородного движения РФ 2019, интернет ресурс: www/pddrussia.com.

Интернет ресурс: www/Motormania.ru.

Интернет ресурс: www/News.drom.ru.

Интернет ресурс: www/avto-blogger.ru

Приложение

Приложение № 1

Приложение № 2

Приложение № 3.

Анкета.

1.Приходилось ли вам попадать или наблюдать в автомобильные пробки в нашем городе?

2.В какое время суток вы попали в пробку? (утро, день, вечер, ночь)

3.По каким улицам нашего города затруднено движение автомобилей?

4.Влияют ли автомобильные пробки на аварийность?

5.Улучшится ли ваше настроение, если вы попали в пробку?