ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовой работе по предмету «Оценка безопасности системы человек-машина »
на тему: Определение параметров безопасного обгона автотранспортных средств
Выполнил
ст. гр. ТТП-41 Туманова В.В
Принял Францев С.М.
(подпись)
Работа защищена " " 20 г. с оценкой
Пенза 2018 г.
Подготовка исходных данных
В качестве исходных данных были выбраны данные, представленные в таблице 1.
Таблица 1. Исходные данные
| Постоянная скорость движения ТС2 – V 2, км/ч | 40,45,50,55,65 |
| Максимальная скорость ТС1 – Vmax, км/ч | |
| Длина ТС1 – L 1, м | 8,6 |
| Длина ТС2 – L 2, м | 10,5 |
| Постоянная времени разгона ТС1 – ТV, с | 30,0 |
| Максимальное замедление ТС2 – Jmах, м/с2 | 3,6 |
| Временной интервал между ТС1 и ТС2 перед началом обгона t 12 , с | |
| Временной интервал между ТС2 и ТС1 после завершения обгона t 21, с | 1,5 |
| Расстояние между ТС1 и ТС2 после прекращения обгона и завершения торможения перед возвращением на свою полосу движения, м | |
| Время перестроения при возвращении ТС1 на свою полосу t П, с |
Определение параметров безопасного обгона автотранспортных средств
Построим график изменения скорости ТС1 в зависимости от времени V 1 = f (t) и график изменения пути ТС1 в зависимости от времени S 1 = f (t) при разгоне автомобиля.
Для построения графиков V 1 = f (t) и S 1 = f (t) выполним расчет для значений времени t от 5 до 140 с (с интервалом D t = 10 c). При определении параметров обгона графоаналитическим методом расчет V 1 = f (t) и S 1 = f (t) может производиться при значениях t и больше чем 60 с, вследствие длительного временного интервала, необходимого для завершения обгона, возможные причины чего – небольшая разница между Vmax ТС1 и V 2 ТС2 перед началом обгона, неудовлетворительная динамичность ТС1.
На примере t = 5 секунд найдем значения V 1 и S 1.
Вычисление значений скорости ТС1 выполняем по формуле (1):
 ,
| (1) |
,
.
Расчет значений пути ТС1 производим по формуле (2):
 .
| (2) |
.
По данным расчетов заполняем таблицу 2 и строим графики S 1 = f (t) и V 1 = f (t) (рис. 1).
Таблица 2. Значения пути и скорости ТС1 в зависимости от времени разгона
| t,с | ||||||||||||
| S1, м | 10,96 | 41,55 | 88,78 | 150,07 | 223,28 | 306,57 | 398,39 | 497,44 | 602,61 | 712,95 | 827,68 | 946,11 |
| V1, км/ч | 15,35 | 28,35 | 39,35 | 49,65 | 56,54 | 63,21 | 68,86 | 73,64 | 77,69 | 81,11 | 84,01 | 86,77 |
Графоаналитический метод расчета параметров безопасного обгона автотранспортных средств
Определение параметров обгона покажем на примере скорости V 2 = 40 км/ч.
Завершенный обгон
Задаваясь V 1 = V 2 = 40 км/ч, проводим прямую (перпендикуляр к оси ординат) до пересечения с кривой V 1 = f (t). Получаем точку пересечения, из которой проводим перпендикуляр к оси абсцисс до пересечения с кривой S 1 = f (t). Получим точку А, опустив из которой перпендикуляры к осям абсцисс и ординат находим значения времени t 0 и пути S 0, соответствующие началу обгона и равные t 0 = 15,5 с и S 0 = 89,6 м (см. рис. 2).
Из точки А откладываем вверх по графику величину SОБГ, определяемую по формуле (3) и равную:
 ,
| (3) |
.
Вычисление значений S 12, S 21 производится по формулам (4) и (5) соответственно.
 ,
| (4) |
 .
| (5) |
Из полученной точки С проводим прямую а под углом a к горизонтали до пересечения с кривой S 1 = f (t), точка пересечения которых МS соответствует моменту завершения обгона.
где масштабные коэффициенты равны:
mS = 30/100 = 0,3 мм/м,
mT = 20/5 = 4 мм/с.
Опустив из точки МS перпендикуляры к осям абсцисс и ординат находим значения времени tM и пути SM, которые равны: tМ = 30,75 с, SМ = 325 м.
Для определения скорости в момент завершения обгона из точки MS проводим перпендикуляр к оси абсцисс до пересечения с кривой V 1 = f (t). Ордината точки их пересечения MV есть V ОБГ, равная 53 км/ч.
Время и путь обгона находим соответственно по формулам (6) и (7):
 ,
| (6) |
 .
| (7) |
Значения t 0, tМ, t ОБГ, S 0, ΣОБГ, S 12, S 21, V ОБГ, S ОБГ определяем для всех пяти значений скорости обгоняемого автомобиля и заносим в таблицу 3.
Незавершенный обгон
Задаваясь V 1 = V 2 = 40 км/ч, проводим прямую (перпендикуляр к оси ординат) до пересечения с кривой V 1 = f (t). Получаем точку пересечения, из которой проводим перпендикуляр к оси абсцисс до пересечения с кривой S 1 = f (t). Получим точку А, опустив из которой перпендикуляры к осям абсцисс и ординат находим значения времени t 0 и пути S 0, соответствующие началу обгона и равные t 0 = 15,5 с и S 0 = 89,6 м (см. рис. 5).
 .
| (8) |
Из точки А отложим вверх по графику величину, определяемую по формуле (8), åРПО = 22,2 м. Из полученной точки В под углом к горизонтали a = 40, проведем прямую b до пересечения с кривой S 1 = f (t).
Точка пересечения DS соответствует моменту принятия решения о прекращении обгона. Опустив из точки DS перпендикуляры к осям абсцисс и ординат находим значения времени tD и пути SD, которые равны: tD = 25 с, SD = 226,4 м.
Для определения скорости автомобиля V РПО из точки DS проводим перпендикуляр к оси абсцисс до пересечения с кривой V 1 = f (t). Ордината полученной точки DV соответствует скорости V РПО в момент принятия решения о прекращении обгона.
V РПО = 56,6 км/ч.
Для определения параметров последующего торможения необходимо из точки DS отложить вниз расстояние, равное 1 м. Получим точку Е из которой строим кривую торможения S T = f (t T).
Подставим различные значения t в формулу (9):
 ,
| (9) |
По полученным точкам строим кривую S T = f (t T).
Точка FS пересечения кривой торможения и прямой b определяет момент завершения торможения.
Опустив из точки FS перпендикуляры к осям абсцисс и ординат находим значения времени tF и пути SF, которые равны: tF = 28,25 с, SF = 266,5 м.
Для определения скорости в момент завершения торможения V зт из точки FS поднимем вверх перпендикуляр к оси абсцисс. Кроме того, из точки DV под углом b к горизонтали проведем прямую с до пересечения с перпендикуляром, ранее проведенным к оси абсцисс через точку FS.
Угол b определяем по формуле (10):
 ,
| (10) |
где mV = 30 / 10 = 3 мм/(км/ч).
Ордината точки FV представляет собой V зт = 15,4 км/ч.
Расчет пути перестроения на свою полосу движения производим по формуле (11):
 .
| (11) |
Остальные показатели незавершенного обгона вычисляются по формулам (12), (13), (14), (15):
 ,
| (12) |
| где t РПО – время от момента начала обгона до момента принятия решения водителем о прекращении обгона, | |
 .
| (13) |
Время торможения
 ,
| (14) |
 ,
| (15) |
| где S РПО – расстояние, проходимое обгоняющим автомобилем от момента начала обгона до момента принятия решения водителем о прекращении обгона. |
Значения показателей незавершенного обгонов, определенные для всех пяти значений скорости обгоняемого автомобиля и заносим в табл 4.
Таблица 3 Параметры завершенного обгона
| V 2, км/ч | t 0, с | tM, c | t ОБГ, c | S 0, м | SМ, м | S ОБГ, м | ΣОБГ, м | S 12, м | S 21, м | V ОБГ, км/ч |
| 15,5 | 30,75 | 15,25 | 89,6 | 235,4 | 22,2 | 16,7 | 63,9 | |||
| 18,25 | 16,75 | 126,4 | 398,4 | 62,85 | 18,75 | 67,8 | ||||
| 41,75 | 19,75 | 163,2 | 519,8 | 356,6 | 67,71 | 27,78 | 20,83 | 74,8 | ||
| 49,25 | 25,25 | 203,3 | 659,6 | 456,6 | 72,8 | 30,6 | 22,9 | 79,9 | ||
| 31,5 | 58,5 | 329,7 | 903,3 | 573,6 | 82,3 | 36,1 | 27,1 | 85,1 |
Таблица 4 Параметры незавершенного обгона
| V 2, км/ч | tD, c | t РПО, c | t T, c | t Н.OБГ, c | S РПО, м | S T, м | S П, м | S Н.ОБГ, м | V РПО, км/ч | V ЗТ, км/ч |
| 9,75 | 3,25 | 136,8 | 40,1 | 8,6 | 185,5 | 56,6 | 15,4 | |||
| 28,75 | 10,5 | 3,25 | 15,75 | 156,6 | 36,8 | 11,8 | 205,2 | 62,1 | 21,2 | |
| 33,25 | 12,25 | 3,65 | 17,9 | 46,7 | 14,1 | 260,8 | 66,3 | 25,4 | ||
| 37,5 | 13,5 | 4,25 | 19,75 | 25,33 | 59,9 | 15,3 | 328,5 | 71,5 | 27,5 | |
| 54,25 | 22,75 | 28,75 | 470,3 | 86,3 | 18,1 | 574,7 | 82,5 | 32,5 |
Аналитический метод расчета параметров безопасного обгона