Практикалық жұмыстар

ҚАЛАЛЫҚ МАГИСТРАЛЬДАРДА АВТОКӨЛІКТЕРДЕН АТМОСФЕРАҒА ПАРНИКТІК ЛАСТАУШЫ ШЫҒАРЫНДЫЛАРЫН АНЫҚТАУ

Бұл әдістеменің негізгі мақсаты автокөліктердің қалалық магистральдар бойымен қозғалуы кезінде көлік ағындарымен ластаушы заттардың шығарындыларын есептеу болып табылады. Сондай-ақ, оның экологиялық әсер ету көрсеткіштерін бағалау, жол қозғалысын ұйымдастыру бойынша экологиялық бағдарланған іс-шараларды қолдану қажеттілігін анықтау.
Әдістемеде келесі ластаушы заттардың шығарылуы ескеріледі:

• көміртегі тотығы СО;
• көмірсутектер СН;
• азот оксидтері NOx;

Көлік ағынындағы автомобильдердің қозғалыс кезіндегі ластаушы заттардың шығарылуына әсері, ең алдымен, қозғалыстың ұйымдастырылуымен белгіленген және белгіленбеген қозғалыс режимдерінің арақатынасы арқылы көрінеді. Сондықтан, жалпы алғанда, көше учаскесіндегі I-ші ластаушы mi автомобильдерінің уақыт бірлігіне l ұзындықтағы шығарындыларының мөлшері формула бойынша анықталады:

мұндағы Мli -көлік ағынының үздіксіз қозғалысы кезінде i-ші ластаушы заттың шығарылуы, г/сағ. Di - көлік құралдарының кешігуіне байланысты i-ші ластаушы заттың қосымша шығарылуы, г/сағ. Мi шамасы көлік құралдарының техникалық деңгейі, жай-күйі, қозғалыс жылдамдығымен, қозғалыс қарқындылығын көрсетеді. Di шамасы көлік құралдарының тежелуі мен үдеуінен, сондай-ақ қозғалтқыштың жұмыс істемеуінен туындаған шығарындылардың өсуін көрсетеді.

Бұл тәсілді жүзеге асыру үшін келесі есептеу схемасы қолданылады:
1. Қаланың көлік желісінің учаскесі көше-жол желісінің (КЖЖ) жекелеген элементтері түрінде ұсынылады : аралықтар (N) және қиылыстар (j).
2. Мli ластаушы заттардың шығарылуы - автокөліктердің қозғалыс бағытына, осы учаскенің ұзындығына, қозғалыс жолақтарының санына және осы бағыттағы қозғалыс қарқындылығына қарай әрбір аралық үшін анықаталады.
3. Di шығарындылары әр көше қиылысы үшін есептеледі.
Реттелетін көше қиылыстарын есептеу әр қиылыста реттелетін бағыттардың жиынтығы ретінде ұсынуға негізделген, оның ішінде қиылысқа жақындаған кезде көлік құралдарының бір немесе бірнеше геометриялық бағыттары бар, жалпы қозғалыс жолақтары бар және бағдаршамның жалпы сигналымен басқарылады. Учаскелерде әрбір реттелетін бағыттар автомобильдердің тоқтау санымен, қозғалтқыштың жұмыс уақытымен және кіріс және шығыс жылдамдығымен сипатталады.
4. Көлік ағыны (поток) есептелген автомобильдердің бес тобына бөлінеді:

• есептелген жеңіл автомобиль (ЕЖА) – ағында әр түрлі литражды қозғалтқыштары бар жеңіл автокөліктердің қолданыстағы таралуын көрсететін жеңіл автокөліктің орташа моделі;
• бензин қозғалтқышты есептелген жүк көлігі (БҚЕЖК) – бензин қозғалтқышы бар жүк көлігінің орташа моделі, ол ағындағы әртүрлі жүк көтергіштігі бар жүк көліктерінің қолданыстағы таралуын көрсетеді;
• дизельді қозғалтқышы бар есептелген жүк көлігі (ДҚЕЖК) – әртүрлі жүк көтергіштігі бар көліктердің таралуын көрсететін дизельді жүк көлігінің орташа моделі;
• бензин қозғалтқышы бар автобус (БҚА) - әртүрлі деңгейдегі автобустардың таралуын көрсететін бензин қозғалтқышы бар автобустың орташа моделі;
• дизельді қозғалтқышы бар автобус (ДҚА) – жол үстіндегі жүріс ағынындағы әр түрлі кластағы автобустардың таралуын көрсететін дизельді қозғалтқышы бар автобустың орташа моделі.

Ластаушы заттардың шығарындыларын есептеу учаскелерінің әртүрлі схемалары үшін жүргізілуі мүмкін. Сондай-ақ, қиылыстың жүру жағдайларына байланысты әр түрлі есептеу нұсқалары бар.
1. Реттелетін қиылысы бар көшелерде ластаушы заттардың шығарындыларын есептеу.
Аралықпен жүру жылдамдығы: V=45-60 км/сағ (кіріс және шығыс бағыттары үшін);
Басқарылатын көше қиылыстарының жүру шарттары: кезектегі автомобильдер саны қиылыстың өткізу қабілеттілігінен аспайды.
Мli кіріс және шығыс бағыты үшін i-ші ластаушы заттың шығарылуы формула бойынша анықталады:

мұндағы, mlik - i-ші ластаушы заттың автомобильден шығарылуы,
k-есеп айырысу тобы, г/км; ln - ұзындығы, n - аралықтың кіру және шығу бағытындағы ұзындығы, км; Nkn - кіріс немесе шығыс бағыттағы k-есеп айырысу n - аралықтағы тобының автомобильдерінің қозғалыс жылдамдығы, авт/сағ.
Әрбір басқарылатын кіріс бағытының қосымша i ластаушысына сәйкес Di ластаушы заттардың шығарылуы мына формула бойынша анықталады:

мұндағы, m'sik - автомобиль тоқтағандағы ластаушы заттың қосымша i-ші шығарылуы; mxxik - автомобильдің тоқтау кезіндегі қозғалтқышы жұмыс істеп тұрғандағы i-ші ластаушы заттың шығарылуы, г/мин; txx - басқарылатын көше қиылыстарындағы қозғалтқыштың бос жүрісте жұмыс істеу уақыты; NOK - көше қиылысына тоқтаған автомобильдерінің саны, авт/сағ;

Кесте 1. Қозғалыс кезіндегі жалпы шығарылған ластаушы заттардың көлемі (m’lik)

Кесте 2. Бір аялдама арасында жүрілген кездегі шығарылған ластаушы заттар көлемі, (m’sik)

Кесте 3. Қозғалтқыш орнында оталып тұрған кездегі ластаушы заттардың шығарындалыры, (mххik)

Автокөлікпен ауаның ластануын есептеу мысалы
Абай көшесінің учаскесіндегі ластаушы заттардың шығарындыларын есептеу қажет. Көліктердің көше аралығында жүрудің орташа жылдамдығы сағатына 50-55 км құрайды, қиылыстардан өту кезінде кептелістер болмайды, орташа есеппен қиылыста автомокөліктер 2 минут тұрады.
Көшеде келе жатқан автомобильдердің саны 9 сағат 06 минуттан 9 сағат 16 минутқа дейін өлшенді (кесте 7).
Кесте 4.

Есептеулер:
Қозғалыс сипаты туралы мәліметтерге сәйкес төмендегі мысалдардағы №1 есептік нұсқаны пайдалану қажеттілігі туралы қорытынды жасауға болады. Ол үшін автомобильдер санын он минуттық аралықтан бір сағатқа қайта есептейміз (кесте 5):

Кесте 5.

Содан кейін, 9-шы кестеге жүгініп, аралықтың ұзындығын ln=1 қабылдау арқылы негізгі шығарындылардың мәндерін алу оңай болады:
СО: (4,8 *116 +68.4 *18+4.6 * 11+9,3 17+5.8 * 4)* 6=2 019.9 * 6=12 119.4 гр/сағ
СН: (2.2 * 116+ 6.4 * 18+2.9 * 11+7 * 17 +2.7 * 4) * 6=532,1 * 6=3 192,6 гр/сағ
NO: (1.9 * 116+ 6.1 * 18+10.2 * 11+7.9 * 17+9.1 * 4) * 6=613,1 * 6=3 678,6 гр/сағ
Қосымша шығарындылар 5 және 6 кесте көмегімен Мli формула бойынша есептеледі.
СО:
[(3,5+2,9*2)*116+(18,1+13,1*2)*18+(3,3+2,8*2)*11+(21,5+17,8*2) 17+(3,5+4,6 *2)* 4] *6 = 2706,4 * 6 = 16238,4 гр/сағ
СН:
[(0,7+0,2*2)*116+ (1,3+2,1*2) 18+(0,8+0,3*2) 11+(1,5+2,7*2)*17 + (1,6+0,5 2) 4] 6= 1 234,6 = 7404 гр/сағ
NO:
[(0,5+0,05*2)*116+(3,8+0,15*2)*18+(3,6+1,0*2)*11+(4,0+0,16*2)*17 +(3,9+0,61*2) *4]=306,6 * 6=1839,6 гр/сағ

Біз негізгі және қосымша шығарындылардың қарапайым қосындысымен соңғы мәндерді аламыз:
СО: 12 119, 4+16238,4 =28 357,8 гр/сағ
СН: 3 192,6+7404= 10 596 гр/сағ
NO: 3 678,6+1839,6 =5 518,2 гр/сағ

Нұсқалар
Берілген көшенің учаскесіндегі ластаушы заттардың шығарындыларын келесі жағдайларда есептеу қажет:
№ 1 нұсқа. Аралықта жүрудің орташа жылдамдығы сағатына 55 км құрайды, қиылыстардан өту кезінде "кептелістер" пайда болмайды, орташа есеппен қиылыста автомобильдер 4 минут тұрады. Аралықтың ұзындығы-1 км.
№ 2 нұсқа. Аралықта жүрудің орташа жылдамдығы сағатына 40 км құрайды, қиылыстардан өту кезінде кептелістер пайда болады, орташа есеппен қиылыста автомобильдер 2 минут тұрады, қиылыста әр көлік орта есеппен 2 аралық аялдамадан өтеді. Аралықтың ұзындығы 2 км.
№ 3 нұсқа. Аралықта жүрудің орташа жылдамдығы сағатына 53 км құрайды, қиылыстардан өту кезінде кептелістер пайда болады, орташа есеппен қиылыста автомобильдер 3 минут тұрады, қиылыста әр көлік орта есеппен 2 аралық аялдамадан өтеді. Аралықтың ұзындығы 1 км құрайды.
№ 4 нұсқа. Қозғалыстағы көлік көше аралықпен жүрудің орташа жылдамдығы 40 км/сағ, шығуға 50 км/сағ, қиылыстардан өту кезінде кептелістер пайда болады, орташа есеппен қиылыста автомобильдер 4 минут тұрады, қиылыста әр көлік орта есеппен 3 аралық аялдамадан өтеді. Аралықтардың ұзындығы сәйкесінше 1 және 2 км құрайды.
№ 5 нұсқа. Қозғалыстағы көлік көше аралықпен жүрудің орташа жылдамдығы 60 км/сағ, шығуға 40 км/сағ, қиылыстардан өту кезінде кептелістер пайда болады, орташа есеппен қиылыста автомобильдер 2 минут тұрады, қиылыста әр көлік орта есеппен 1 аралық аялдамада өтеді. Аралықтардың ұзындығы сәйкесінше 1 және 3 км құрайды.
№ 6 нұсқа. Аралықта жүрудің орташа жылдамдығы сағатына 45 км құрайды, қиылыстардан өту кезінде кептелістер пайда болады, орташа есеппен қиылыста автомобильдер 2.5 минут тұрады, қиылыста әр көлік орта есеппен 2 аралық аялдамадан өтеді. Аралықтың ұзындығы 3 км.
№ 7 нұсқа. Аралықта жүрудің орташа жылдамдығы сағатына 56 км құрайды, қиылыстардан өту кезінде "кептелістер" пайда болмайды, орташа есеппен қиылыста автомобильдер 2 минут тұрады. Аралықтың ұзындығы 3 км.
№ 8 нұсқа. Аралықта жүрудің орташа жылдамдығы сағатына 48-50 км құрайды, қиылыстардан өту кезінде кептелістер пайда болады, орташа есеппен қиылыста автомобильдер 1.5 минут тұрады, қиылыста әр көлік орта есеппен 2 аралық аялдамадан өтеді. Аралықтың ұзындығы 2 км.