8. Засоби організації руху в умовах недостатньої видимості та у темну пору доби

8.1. Фактори, що впливають на дорожній рух в темну пору доби

У світлу пору доби виникнення ДТП та їх тяжкість менша, ніж в темну пору. В день сортування інформації, яка сприймається зором, полегшується хорошими умовами освітлення, хорошою видимістю дороги та навколишнього середовища (при нормальних погодних та ландшафтних умовах їзди по дорозі), а в темну пору недостатнє освітлення, засліплююча дія фар зустрічних автомобілів, значне погіршення кольорового зору суттєво ускладнює цю задачу. Тому найважливішими умовами надійного функціонування системи ВАДС є організація надійного і своєчасного зорового сприйняття водієм елементів поверхні дороги, напрямку руху, перешкод на проїзній частині та інших об’єктів, що залежать від видимості інженерно-дорожніх засобів, зокрема:

• сигнали регулювання руху (світлофори, заборонні та наказові знаки);

• покажчики напрямку руху (вертикальна та горизонтальна розмітка, сигнальні стовпчики, напрямні знаки);

• попереджувальні знаки;

• дорожні огородження та напрямні пристрої.

Враховуючи те, що видимість дорожнього огородження та напрямних пристроїв суттєво не впливає на безпеку дорожнього руху, а світлофори на дорогах зустрічаються досить рідко, в цьому розділі їх не буде детально розглянуто.

Видимість дорожніх знаків.

Кутові пороги розпізнання літер написів дорожніх покажчиків та інформаційних табло у темну пору доби залежать від розміру літер, яскравості та контрасту поля знаків і літер, яскравості навколишньої обстановки.

Для темної, як і для світлої пори доби, різні дослідники рекомендують брати кутовий поріг впізнання літер в дорожніх умовах від 4,5 до 9 секунд.

Слід врахувати, що кутові пороги впізнавання літер в темну пору доби значною мірою залежать від геометрії дороги, відстані до знака, режиму освітлення та типу світлоповертальної плівки

α = А + ВL₀, (3.3)

де АіВ - коефіцієнти, що залежать від режиму освітлення доріг і типу світлоповертальної плівки, наведено в табл. 3.4;

L₀ - відстань від автомобіля до знака, м.

Використовуючи наведені вище залежності, визначено потрібну висоту літер, цифр та символів на дорожніх знаках і табло для нормального розпізнавання їх в темну пору доби на дорогах загального користування (автомагістралі, інші дороги, дороги в межах населених пунктів), по вулично-дорожній мережі міст та інших населених пунктів (магістральні вулиці та вулиці загального значення, вулиці та дороги загального користування місцевого значення).

Таблиця 3.4

Коефіцієнти, що залежать від режиму освітлення доріг і типу світлоповертальної плівки

Режим освітлення дороги	Світлоповертальні плівки
	Ростовського-на-Дону заводу (Росія)		"Скочлайт" фірми ЗМ (США)
	А	В	А	В
Дальнє світло	11,6/7,0	0,0435/0,008	10,2/6,0	0,03/0,005
Ближнє світло	24/7,0	0,025 /0,02	20 /6,0	0,0266/0,17
Те саме з засліпленням	26/10,5	0,035/0,01	22 /9,0	0,033/0,0135

В таблиці 3.4 в чисельнику наведені значення коефіцієнтів для визначення кутових порогів впізнання дорожніх знаків із складними символами, в знаменнику - літер, цифр та просто символів.

Аналіз розрахунків показує, що для знаків, які встановлені на автомагістралях, висота літер повинна бути не менше 250мм, для знаків на інших дорогах - 200мм, а для знаків, встановлених на дорогах в межах населених пунктів, на магістральних вулицях та вулицях загального значення, на вулицях та на дорогах загального користування місцевого значення, повинна бути не менше ніж 150мм.

Освітленість знаків і покажчиків залежить від світлорозподілу фар автомобілів, відстані від смуги руху до знака як по вертикалі, так і по горизонталі, а також геометричних елементів дороги. Чим більша висота підвішування знака і відстань від крайки проїзної частини, тим слабкіше такий знак освітлений і гірше його видно в темну пору доби.

Стаціонарне електричне освітлення дороги покращує умови зорового сприйняття окремих елементів дороги і перешкод, але погіршує умови сприйняття дорожніх знаків, тому що через збільшення яскравості фону (адаптації) очі водія потребують підвищення яскравості поля знака або символу. Крім того, на освітлених ділянках доріг водії користуються переважно ближнім світлом, що знижує рівень освітлення дорожніх знаків та погіршує умови їх видимості. Тому на ділянках доріг із стаціонарним електричним освітленням необхідно встановлювати дорожні знаки, які мають автономні джерела світла, як правило, з внутрішнім освітленням.

Видимість дорожньої розмітки

Дослідження видимості горизонтальної поздовжньої дорожньої розмітки у різних дорожніх та погодних умовах і в різні пори доби показали, що вдень практично завжди забезпечується необхідна відстань видимості дорожньої розмітки. Це виникає головним чином тому, що вдень спостерігаються хороші умови освітлення дороги - високі рівні освітлення розсіяним світлом. В темну пору доби дорожню розмітку не завжди добре видно. В окремих випадках розмітку зовсім погано видно у світлі фар, якщо її поверхня дуже гладенька. Тому за розрахунковий період доби для визначення видимості дорожньої розмітки необхідно брати темну пору, а розрахунковий автомобіль - легковий. Середня висота центру фар легкового автомобіля дорівнює 0,75м, а висота положення очей водія над рівнем дорожньої поверхні - 1,2м. Необхідна розрахункова відстань видимості дорожньої розмітки визначається розрахунковою швидкістю руху та обраною схемою видимості.

Враховуючи специфічне призначення дорожньої розмітки - забезпечування візуального оптичного орієнтування водія при виборі траєкторії руху в темну пору доби, основними перешкодами в схемах видимості розмітки можна взяти: зміну напрямку дороги в плані; перебування людини або небезпечного для руху предмета на проїзній частині.

У відповідності до цих посилань, для визначення розрахункової дальності видимості можна керуватись основними схемами, зображеними на рис. 3.1.

Рис. 3.1 Основні схеми для визначення

нормативної дальності видимості дорожньої розмітки

Схема 1. Під час руху в темну пору доби водій виявляє на проїзній частині на певній відстані перешкоду, наприклад - предмет, що впав з автомобіля. Для безпечного керування автомобілем водій повинен бачити дорожню розмітку на такій відстані, яка дозволяє правильно визначити місце розташування перешкоди. У випадку неможливості безпечного продовження руху водій повинен зупинити автомобіль, не доїжджаючи до перешкоди. В цьому випадку розрахункова відстань видимості дорожньої розмітки дорівнює повному зупинному шляху автомобіля при екстреному гальмуванні.

Схема 2. Ця схема аналогічна попередній, але має ту відмінність, що водій має можливість, виїхавши на суміжну смуту руху, об'їхати перешкоду без зниження швидкості. Схема прийнятна для доріг з низькою інтенсивністю руху в темну пору доби, що характерно практично для всіх доріг.

Схема 3. Автомобіль з розрахунковою швидкістю рухається по прямолінійній ділянці дороги, яка переходить в криву малого радіуса. При виїзді на криву необхідно знизити швидкість для безпечного проїзду по ній. Припускається, що траєкторію руху водій визначає, орієнтуючись тільки на дорожню розмітку. Ця схема можлива під час руху незнайомою дорогою з недостатньою кількістю об’єктів оптичного орієнтування.

У схемі 1 розрахункова відстань видимості S_Р складається з відстані, яку автомобіль проходить за час реакції водія і прийняття ним рішення, S₁; відстані, яку проходить автомобіль з початку дії гальм до повної зупинки автомобіля S₂; та деякої запасної відстані до перешкоди S₃, яку можна прийняти рівною 5м.

В цьому випадку розрахункова відстань видимості дорожньої розмітки:

,м _(3.4)

де: V_Р - швидкість руху, яка для новозведених вулиць і доріг складає 70% розрахункової швидкості, а для тих, що експлуатуються - швидкість, яку на даній ділянці не перевищують 85% транспортних засобів, км/г;

t - час реакції водія та прийняття рішення, для темної пори доби приймається рівним 1,2 -1,7 с;

φ - коефіцієнт зчеплення колеса з покриттям;

f - коефіцієнт опору коченню;

і - поздовжній ухил дороги, для ділянок підйому «+», для ділянок спуску «-».

Розрахункова відстань видимості для схеми 2 складається з відстані, що проходить автомобіль за час реакції водія і прийняття ним рішення S₁; відстані, необхідної для виїзду на суміжну смугу руху S₂, та деякої запасної ділянки до перешкоди, на який повинно бути закінчено виїзд на суміжну смуту руху S₃.

При об’їзді перешкод максимальний коефіцієнт безпеки руху спостерігається в тому випадку, якщо є умови об'їзду перешкоди без зниження швидкості руху.

Відстань об'їзду S₂ з достатнім ступенем точності можна прийняти у вигляді двох однакових зворотних кривих, які автомобіль повинен якомога плавніше описати радіусом r без допущення бокового ковзання. Через незначне значення ширини смути руху по відношенню до відстані об’їзду та радіусу кривизни при об’їзді довжину кожної з кривих можна прийняти рівною S₂/2. Похибкою, яка виникає при цьому, можна знехтувати через її мале значення. Тоді з подібності трикутників можна записати відношення b/(S₂/2)=S₂/(2.r).

Звідси

,м (3.5)

Якщо припустити, що траєкторія руху автомобіля при об’їзді перешкоди відповідає двом дугам кола постійного радіуса, то величину його можна знайти з умови стійкості проти бокового ковзання

,м (3.6)

де φ₂ - коефіцієнт поперечного зчеплення, для сухого асфальтобетону у задовільному стані він становить (0,6-0,7)φ;

i_n - поперечний ухил проїзної частини.

З урахуванням рівняння (8.3) відстань об'їзду запишеться

,м (3.7)

Тоді розрахункова відстань видимості дорожньої розмітки для схеми 2 набере вигляду

,м (3.8)

Розрахункова відстань видимості для схеми 3 складається з відстані, яку автомобіль проїзджає за час реакції водія та прийняття ним рішення S₁, і відстані S₂, на який проходить зниження швидкості руху від значення V_p до V₂:

,м (3.9)

де а - від’ємне прискорення, м/с²;

V₂- безпечна швидкість руху автомобіля на горизонтальній кривій, км/г, приймається як розрахункова швидкість для важких ділянок гірської місцевості.

Від’ємне прискорення, при якому забезпечується уповільнення руху автомобіля з достатнім ступенем безпеки і комфорту для водія, пропорційне швидкості руху

,м/с² (3.10)

Тоді розрахункова відстань видимості дорожньої розмітки для схеми 3 матиме вигляд:

м, (3.11)

Обчислені за рівняннями (3.4), (3.8) та (3.11) розрахункові відстані видимості дорожньої розмітки в темну пору доби для різних категорій доріг зведено в табл. 3.4.

Таблиця 3.4

Розрахункові відстані видимості дорожньої розмітки в темну пору доби для різних категорій доріг

Категорія дороги	Розрахункова відстань видимості дорожньої розмітки, м
	Схема 1	Схема 2	Схема 3
І	110	100	155
II	80	80	115
III	60	65	90
IV	45	55	65

Аналіз табл. 3.4 показує, що найбільш прийнятною розрахунковою схемою для визначення відстані видимості дорожньої розмітки для більшості доріг є схема 2.

За цією схемою максимальна розрахункова відстань видимості дорожньої розмітки приблизно дорівнює 100м, що відповідає можливостям приладів головного освітлення сучасних автомобілів забезпечувати на такій відстані розрахунковий рівень освітленості. Мінімальна відстань видимості за схемою 2 цілком задовольняє прийняті умови безпеки руху на дорогах IV категорії.

Таким чином, схема 2 може бути рекомендована для визначення розрахункової дальності видимості дорожньої розмітки для доріг з двостороннім рухом, а для доріг з одностороннім рухом може бути рекомендована схема 3.

Видимість напрямних стовпчиків

Напрямні або сигнальні стовпчики служать для позначення напрямку дороги. Їх встановлюють на узбіччі на відстані не менше ніж 0,35м від брівки земляного полотна, а відстань від краю проїзної частини до стовпчика повинна становити не менш ніж 0,75м.

Напрямні стовпчики виготовляють з полімерних матеріалів або із залізобетону. Вони повинні бути позначені вертикальною розміткою 2.4 та обов’язково обладнані світлоповертальними елементами (катафотами): праворуч за напрямком руху червоного кольору, а ліворуч - білого. Площина світлоповертального елемента повинна бути перпендикулярною до напрямку погляду во­дія (допускається відхилення в бік проїзної частини не більш ніж на 30°). Площа світлоповертальної поверхні елемента повинна бути не меншою ніж 0,004м². Питомий коефіцієнт сили світла світлоповертальних елементів (катафотів) повинен становити не менше 35 кд-м ^-2 лк^-1.

Для визначення водієм напрямку руху в його полі зору весь час повинно знаходитись не менше двох послідовно розташованих стовпчиків. У зв’язку з тим, що на прямолінійних ділянках стовпчики встановлюють через 50м, їх дальність видимості повинна бути не менше 100м.

Додаткові засоби інформації

Все більше на дорогах з’являється умовних позначок, символів і знаків, нанесених на дорожнє покриття, що дублюють і доповнюють дорожні знаки. Зокрема, для полегшення водію умов виконання вимог знака 3.20 "Обмеження мінімальної дистанції" на дорожнє покриття на всьому протязі зони дії згаданого знака наносять вибрані для цього символи. Відстань між символами відповідає мінімальній дистанції, що припустима на цій ділянці дороги. Якщо водій між керованим автомобілем і тим, що рухається попереду, бачить одночасно менше двох символів на проїзній частині, значить, він не дотримується встановленої дистанції і йому необхідно знизити швидкість руху для збільшення дистанції.

Закордонний досвід показує, що на ділянках доріг, де необхідно знизити швидкість руху по відношенню до суміжних ділянок, можна наносити горизонтальну дорожню розмітку у вигляді звивистих смуг. Тут враховується той психологічний аспект, що водієві, який в’їхав з високою швидкістю на ділянку дороги із звивистою розміткою, здається, що його автомобіль починає "виляти". Для усунення цього ефекту більшість водіїв знижують швидкість руху.

Всі різновиди дорожньої розмітки, що наноситься на проїзну частину, мають цілий ряд недоліків. Розмітка може бути повністю вкрита снігом; погано розпізнаватися у дощову погоду та при забрудненні проїзної частини; матеріали, з яких виконано розмітку, інтенсивно стираються під дією коліс транспортних засобів; для її влаштування необхідні великі витрати дорогих розмічальний матеріалів.

Останнім часом у світовій практиці все більше з’являється спеціальних конструкцій розмічальних знаків, що здіймаються над площиною дорожнього покриття. У вітчизняній літературі такі засоби частіше всього називають вставками, кнопками або ката-фотами. Єдиної думки про необхідну і достатню висоту вставки над дорожнім покриттям не існує.

Наприкінці 70-х років 20-го століття виконано експериментальні дослідження видимості в темну пору доби спеціальних розмічальних вставок, що здіймались над дорожнім покриттям на висоту від 2 до 10мм. Ширина їх коливалась від 2 до 10см. Пофарбовані вони були білою емаллю ЕП-5155. Дослідження дальності видимості розмічальних вставок проводились на асфальтобетонних і цементобетонних покриттях в статичних і динамічних умовах з автомобіля ВАЗ- 2101.

В результаті статистичної обробки даних експериментальних досліджень одержано емпіричну залежність дальності видимості розмічальних вставок:

м, (3.12)

де К - коефіцієнт контрастності дорожнього покриття і розмічальної вставки

(3.13)

R_n - коефіцієнт відбиття дорожнього покриття;

R_р - коефіцієнт відбиття розмічальної вставки;

F - площа поверхні розмічальної вставки, обернена назустріч руху, см².

Аналіз одержаних даних свідчить, що практично всі досліджені розмічальних вставок задовольняють вимогам, які пред’являються до дальності видимості дорожньої розмітки.

Таким чином можна зробити висновок, що для забезпечення необхідної дальності видимості можуть бути застосовані розмічальні кнопки з висотою підвищеного елемента, рівною 15мм. Однак для забезпечення достатньої видимості розмітки за несприятливих погодних умов, зокрема під час дощу та за наявності бруду на дорожньому покритті, потрібно збільшити висоту вставки над покриттям до 20-30мм, а також вкривати їх світлоповертальними фарбами або застосовувати світлоповертальні елементи.

Поряд з наведеними перевагами розмічальних вставок, що здіймаються над проїзною частиною, слід звернути увагу на їх головний недолік - можливість пошкодження ножем снігоприбиральних машин.

Зараз розроблено багато конструкцій розмічальних вставок з світлоповертальними елементами, які витримують великі навантаження, не стираються, а вбудовані в них світлоповертальні елементи забезпечують добру видимість вночі, навіть під час дощу або туману.

Пішохідні світлоповертачі (мал..81) в умовах недостатньої видимості та в темряві дозволяють водіям побачити пішоходів за 150-250 метрів, що, в свою чергу, підвищує безпеку дорожнього руху та запобігає виникненню ДТП.

Рис. 3.2 Пішохідні світлоповертачі

Р ис. 3.3 Світлоповертач дорожній

КД-3 "Котяче око"

Світлоповертачі дорожні КД-3 «Котяче око» призначені для застосування спільно з лініями горизонтальної розмітки автомобільних доріг в різних кліматичних умовах. Вони являють собою світлосигнальні пристрої, що складаються з металевого корпусу (алюміній АКБ), з анкером на нижній стороні для закладення в дорожнє покриття. 

У корпус закладені 4 оптичних елементи, що відображають світло в напрямах, близьких до напряму падіння світла.