The article deals with Kharkiv air pollution analysis. It proves the size of demanded amount of gauging harmful emissions necessary for maintenance of sufficient accuracy of pollution level estimation results due to transport work.


Область наук:
  • Економіка і бізнес
  • Рік видавництва: 2008
    Журнал: Автомобільний транспорт
    Наукова стаття на тему 'Аналіз забруднення повітря транспортними потоками в місті Харкові. '

    Текст наукової роботи на тему «Аналіз забруднення повітря транспортними потоками в місті Харкові. »

    ?УДК 504.3.054: 625.7

    АНАЛІЗ ЗАБРУДНЕННЯ ПОВІТРЯ транспортних

    ПОТОКАМИ

    П.Ф. Горбачов, доцент, к.т.н., О.О. Холодова, асистент, ХНАДУ

    Анотація. Наводитися аналіз Забруднення повітря в м. Харькове та обґрунтовується величина потрібної кількості замірів шкідливих вікідів, необхідніх для забезпечення достатньої точності результатів ОЦІНКИ уровня забруднення.

    Ключові слова: транспортні потоки, інтенсівність руху, концентрація шкідливих Речовини, фактори впліву, окис вуглецю, вулично-дорожня мережа.

    Вступ

    Інтенсівне зростання кількості автотранспортних засобів (АТЗ) за останні десять років прізвело до перевантаження вулично-дорожньої мережі (ВДМ) міст України, особливо в їх центральна частина. При такому Швидко зростанні автомобільного парку та зміні его структури в Україні вінікає необходимость вирішенню серйозно проблем, Які пов'язані Із нанесенням автотранспортом Шкоди для Суспільства и навколишнього середовища через Викид шкідливих Речовини в атмосферу.

    Ліквідуваті проблему можна комплексно впливаючих на рівень Забруднення повітря за трьома Напрямки: По-перше, Зменшення токсічності вікідів від шкірного окремий автомобіля Шляхом удосконалення окремий агрегатів та использование більш безпечного відів паливо (технічні заходи); по-друге, зниженя концентрації шкідливих Речовини в атмосферному повітрі за рахунок раціонального планування та забудови прімагістраль-них територій, а такоже газозахісніх споруд та озеленення (містобудівні заходи); по-Третє Зменшення обсягів вікідів від потоків автотранспорту на магістралях Шляхом удосконалення транспортно-планувального характеристик ВДМ та покращенням организации дорожнього руху (ОДР).

    До последнего напрямку відносяться Введення світлофорного регулювання, обмеження Загальної інтенсівності транспортних пото-

    ків (ТП), корегування їх складу, віділення безтранспортніх зон, Утворення пішохідніх зон, будування паркінгів, у тому чіслі підземних для відстою АТЗ та інші заходи. Особлівої актуальності раціональна ОДР набуває у центральна частина міст, де озеленення,! Застосування інженерних споруд або других містобудівніх ЗАХОДІВ у більшості випадка НЕ ​​можливо (недоцільно) Із-за відсутності необхідної территории чи з естетичних міркувань.

    Перший Крок на шляху раціоналізації ОДР з точки зору екологічної безпеки повинною дива встановлення закономірностей впліву транспортних потоків на рівень вікідів шкідливих Речовини в повітрі.

    аналіз публікацій

    Існує много варіантів розрахунку Розмірів вікідів шкідливих Речовини. Оцінка стану повітряного басейну в населених пунктах проводитися Шляхом порівняння реальних концентрацій з гранично-пріпустімімі концентраціямі (ЦПК) [1]. Альо все зводу только до ОЦІНКИ уровня забруднення навколишнього середовища, Механізм Зменшення екологічного НАВАНТАЖЕННЯ Шляхом Впровадження необхідніх ЗАХОДІВ, відсутній [1]. Необходимо відмітіті, что крітерієм екологічної безпеки доріг є така градація: при концентрації СО до 3 мг / м3 позначає «відмінно» або «екологічно безпечно», при СО від 3 до

    5 мг / м3 - «добро» або «екологічно слабо небезпечний», при СО від 5 до 20 мг / м3 -

    «Задовільно» або «екологічно помірно небезпечний» та при СО від 20 мг / м3 та вищє «незадовільно» або «екологічно небезпечна» [2].

    Методи прогнозування и моделювання процесса Забруднення повітря міста поки відстають від розрахункових методів визначення концентрацій шкідливих вікідів стаціонарних джерел. Тому основному увага спеціалістів направлена ​​на создания и удосконалення моделей для розрахунку приземних концентрацій шкідливих Речовини, Які враховують Вплив різніх факторів на характер дісперсії ціх Речовини в условиях примагістральної забудови. Оскількі Кожний метод розрахунку Включає Різні параметрами, слід пріділяті Рамус розробці більш точної універсальної методики розрахунку [3 - 5].

    У сфері розробки більш ефективних методів спостереження и належно контролю за викидом відпрацьованіх газів и величинами інтенсівності дорожнього руху, особливо у крупних містах України, ведуться дослідження в напрямку розроблення відповідної мережі спостереження, яка забезпечен Отримання необхідніх результатів и поможет Швидко провести належні заходи по ОДР на небезпечний , з точки зору екології, ділянках ВДМ. Альо розроблені системи спостереження НЕ досліджують екологічні та технічні характеристики схем ОДР безпосередно у відповідніх місцях на різноманітніх ділянках ВДМ, з врахування забудови вокруг доріг [6].

    Велика увага пріділяється и комплексної схеми ОДР та встановлення функціональніх перелогових уровня екологічних характеристик від технічних схем ОДР. Альо усі дослідження уровня екологічних характеристик зводяться лишь до того, что в імітаційніх моделях Враховується ціклічній характер руху автомобілів в містах, Який пов'язаний з зупинки перед Перехрест та наступна Розгон, без достатньої ОЦІНКИ параметрів Всього транспортного потоку [7].

    Мета та постановка задачі

    З метою встановлення закономірностей впліву параметрів транспортних потоків на екологічний стан міст, необхідна розробка методики проведення дослідження транспортних потоків та екологічного НАВАНТАЖЕННЯ в крупних містах. Для детальної розробки та-

    кої методики та патенти вирішенню ряду завдань, Які можна об'єднати в три етапи. На Першому етапі провадиться обґрунтування набору екологічних характеристик транспортного потоку (характеристика шкідливих Речовини, характеристики параметрів транспортних потоків, Які здійснюють Вплив на Збільшення забруднення навколишнього середовища, характеристики ВДМ).

    Другий етап присвячений организации проведення замірів з фіксації характеристик транспортних потоків (обґрунтування місця, часу проведення замірів, кількості СПОСТЕРЕЖЕНЬ на основе класіфікації елементів мережі автомобільних доріг). На третьому етапі розробляється способ фіксації шкідливих Речовини паралельно з фіксацією характеристик руху ТП (вибір технічних засобів фіксування вікідів шкідливих Речовини, Місць пунктів спостереження, часу проведення замірів та кількості СПОСТЕРЕЖЕНЬ).

    результати дослідження

    У Цій статті візначається необхідна Кількість замірів вікідів забруднюючою Повітря Речовини в рамках іншого етапу ДОСЛІДЖЕНЬ. Це питання можливо вірішіті на основе АНАЛІЗУ існуючіх результатів СПОСТЕРЕЖЕНЬ за рівнем Забруднення повітря в містах.

    У табл. 1 наведено дані про концентрацію в повітрі м. Харкова окису вуглецю за останні

    6 років, Який є Основним токсикантом відпрацьованіх газів автомобілів та складає 70% в Загальній масі всех шкідливих Речовини. ЦІ дані отрімані с помощью натурних замірів міською епідеміологічною станцією. Такі заміри систематично проводяться в містах за нормативними методикою, наведення в [8].

    З наведенням Даних можна сделать Висновок, что екологічний стан Повітря в Деяк місцях покращівся, а в Деяк погіршівся. З одного боку, це ще раз нагадує про Актуальність вопросам зниженя екологічного НАВАНТАЖЕННЯ в м. Харькове. З Іншого, коливання уровня Забруднення повітря в районі, отрімані Шляхом проведення замірів за став методикою, діктують необходимость статистичної Перевірки возможности использование ціх Даних для планування.

    Таблиця 1 Концентрації окису вуглецю на автошляху м. Харкова за данімі міської санітарної

    епідеміологічної станції, мг / м3

    Місце проведення заміру Максимальна концентрація СО за рокамі, _мг / м3

    2002 2003 2004 2005 2006 2007

    Вул. Кірова - вул. Плеханівська 3,46 3,37 3,3 - - -

    Вул. К. Маркса - вул. Ярославська - 4,0 1,7 - - -

    Вул. Пушкінська 16,0 9,7 7,5 9,5 11,3 7,2

    Пр. Московський - 3,0 5,7 12,0 12,0 8,2

    Пр. Гагаріна - - 6,2 - - -

    Пр. 50-річчя СРСР - 2,6 5,0 - - -

    Вул. Полтавський шлях - 2,9 2,1 - - -

    Вул. Шевченко - 4,0 4,8 2 3,3 2,9

    Перш за все необходимо оцініті відтворюва-ність СПОСТЕРЕЖЕННЯ, что проводяться міською епідеміологічною станцією, як результатів експеримент. Така оцінка проводиться Шляхом Перевірки гіпотезі про Рівність дісперсій результатів кожної Серії дослідів. Оскількі Кількість СПОСТЕРЕЖЕНЬ шкірного року різна, перевірка цієї гіпотезі віконується за крітерієм Бартлета (М) [9], Який вікорістовується при нерівності чісельності вібірок, что спостерігаються.

    М = 2,3026 • (^ А2А -2- -2- • ^ А2), (1)

    де са - зважено середня Арифметичний з дісперсій; с2 - дісперсія и -ої Вибірки, пі - чісельність и -ої Вибірки.

    Для формирование вісновків за крітерієм Бартлета та патенти розрахуваті константу С

    C = 1 +

    2 --- 1-

    - 2 -

    3 (т -1)

    (2)

    де т - Кількість порівняльніх дісперсій.

    В результате розрахунків одержуємо, что при 1 - а = 0,95 та п'яти ступенях вільності відношення М / С, Пожалуйста розподілене як х2, дорівнює 8,0 что значний менше табличного ХТ = 11,07, а це свідчіть про незначна розрізнення дісперсій.

    Альо крітерій Бартлета поступається потужністю крітерію Кохрана, за Яким такоже можлива перевірка гіпотезі про Рівність дісперсій результатів СПОСТЕРЕЖЕНЬ. Тому Було Прийнято решение про проведення додаткової Перевірки гіпотезі про Рівність дісперсій с помощью крітерію Кохрана [9], Який представляет собою відношення максімальної з порівняльніх дісперсій до суми усіх дісперсій.

    а "

    2 2 + 2 'а2 + А2 + ... + а 2

    (3)

    Альо необхідною умів использование цього крітерію є рівна чісельність усіх вібірок. Тому додаткова перевірка проводилася лишь за замірамі за 2003 та 2004 роки, без врахування пр. Гагаріна.

    Різніця дісперсій виявило НЕ суттєвою такоже и за крітерієм Кохрана, фактичність значення которого = 0,59, виявило менше табличного qТ = 0,8534.

    Підтвердження відтворюваності експеримент за двома крітеріямі дает надійну основу для использование его результатів з метою ОЦІНКИ потрібної кількості дослідів при проведенні експеримент относительно визначення залежності уровня Забруднення повітря від параметрів транспортних потоків в м. Харькове.

    Розрахунок кількості дослідів слід Проводити за окремий елементами транспортної мережі, умови руху на якіх Суттєво відрізняються между собою. В якості таких віділені три елементи: перехрестя та два типи вулиць, за

    Т Абліцов 2 Розрахунок потрібної кількості замірів для ОЦІНКИ СЕРЕДНЯ уровня забруднення

    транспортними потоками в м. Харькове

    Місце проведення заміру Перехрестя Периферійні вулиці Центральні вулиці

    Кількість Місць проведення замірів, од. 2 5 1

    Кількість замірів, од. 5 15 б

    Середнє значення концентрації СО, мг / м3 3,17 5,11 10,20

    Середнє квадратичне відхилення концентрації СО, с2, мг / м3 0,59 10,05 8, Б4

    Генеральна сукупність, N од. 495 1225 410

    Довірча ймовірність,% 95 90 90

    Значення Вибірки, п, од. 15 9б 22

    Ознакою їх завантаженості транспортними потоками, з умовно назв, центральні (з інтенсівністю руху Близько до пропускної спроможності) та Периферійні (зі значним запасом пропускної здатності).

    Кількість шкірного типу елементів прийомів з двох моделей транспортної системи м. Харкова, розроблення на кафедрі транспортних технологій в програмному середовіщі PTV VISION® VISUM: моделі маршрутного транспорту та моделі транспортної мережі центральної части міста. Вихідні дані для розрахунку потрібної кількості дослідів наведено в табл. 2.

    Проведення експеримент планується організуваті с помощью власно-Випадкове методу відбору на тій части ВДМ м. Харкова, на Якій відбувається Рух не только місцевого транспорту, Який має на ціх вулиця місце Відправлення або Прибуття, но й транзитного, в межах міста чи поза ними. В якості таких в Цій работе пріймаються вулиці на якіх організовано рух маршрутного транспорту.

    Розрахунок кількості дослідів проводитися для безповторних способу відбору одиниць у вібіркову сукупність [9].

    n = -

    t2-а2 N N-Л2 + 12-а 2

    (4)

    де ґ - нормоване відхилення за розподілом Стьюдента [9], А - гранична помилка Вибірки, мг / м3, N - генеральна сукупність, од.

    Результати розрахунків, наведені в табл. 2, дають змогу для проведення подальшої роботи з подготовки та организации експеримент з визначення залежності уровня вікідів шкідливих Речовини від параметрів транспортних потоків на найбільш завантаженій части ВДМ м. Харкова.

    Висновок

    Аналіз літературних джерел показав, что питання ОЦІНКИ стану Повітря, прогнозування та моделювання процесса забруднення атмосфери, спостереження за викидом шкідливих Речовини та розробки комплексних схем ОДР вірішуються не в повну обсязі. Для Підвищення якості ОДР з точки зору екології та патенти візначіті закономірності впліву параметрів транспортних потоків на степень забруднення атмосфери шкідлівімі Речовини.

    За результатами існуючіх СПОСТЕРЕЖЕНЬ за станом прімагістрального Повітря в м. Харькове можна Побачити, что Викиди основного токсиканти окису вуглецю перевіщують ЦПК в ряді Місць. Необходимость зниженя загазованості особливо гостре проявляється в центральних районах, что пояснюється скроню інтенсівністю руху при незначній площади, Великій кількості Перехрест та вагомій частці внутріміського транзиту в центрі міста.

    Проведення вказаної в табл. 2 кількості замірів забезпечен формулювання вісновків відносно результатів експеримент з довірчою ймовірністю 95% для Перехрест та 90%

    для обох тіпів вулиць, что є Цілком прийнятною з врахування цілей проведення експеримент.

    Наступний кроком ДОСЛІДЖЕНЬ винна статі розробка методики проведення експеримент з визначення закономірностей впліву параметрів транспортних потоків на рівень вікідів шкідливих Речовини, результати которого забезпечать основу для Досягнення кінцевої мети роботи - формирование методики зі зниженя екологічного НАВАНТАЖЕННЯ в крупних містах Шляхом раціоналізації схем ОДР.

    література

    1. ДСТУ 218-02071168-096-2003. Охорона

    навколишнього середовища. Автомобільні дороги загально Користування. Оцінка та прогнозування екологічного стану доріг та виробничих баз. - К .: Укравтодор. Мінтрансу України, 2003.

    2. Шаповалов А.Л. прогнозування загряз-

    нання атмосферного повітря в придорожньому просторі // Вісник ХНАДУ / Зб. наук. тр. - Харків: ХНАДУ. - 2002. - Вип. 19. - С. 82 - 84.

    3. Луканин В.Н., Трофименко Ю.В. примушує-

    повільно-транспортна екологія. - М .: Вища. шк. - 89. - 178 с.

    4. Говорущенко Н.Я. Економія палива і

    зниження токсичності на автомобільному транспорті. - М., Транспорт, 1990..

    - 135 з.

    5. Говорущенко М.Я., Туренко А.М. систе-

    мотехніка транспорту. - Харків: ХНАДУ, 1999. - 468 с.

    6. Степанчук О.В. Методи создания и веден-

    ня транспортно-екологічного моніторингу в крупних и найкрупнішіх містах на прікладі: Автореф. дис. канд. техн. наук. 05.23.20 / КНУБА. - К., 2004. - 16 с.

    7. Бакуліч Е.А. удосконалення мето-

    дов розробки схем організації дорожнього руху з урахуванням рівня екологічних характеристик: Автореф. дис. канд. техн. наук: 05.22.01. - К .: КАДІ, 1994. - 20 с.

    8. Керівництво по контролю забруднення ат-

    мосфери: РД 52.04.186-89. - М., 1991.

    9. Венецкий І.Г., Венецкая В.І. Основні

    математико-статистичні поняття і формули в економічному аналізі: Довідник. - М .: Статистика, 1979.

    Рецензент: О.П. Алексієв, професор, д.т.н., ХНАДУ.

    Стаття надійшла до редакции 23 Листопада 2007 р.


    Ключові слова: транспортні потоки / інтенсівність руху / концентрація шкідливих Речовини / фактори впліву / окис вуглецю / вулично-дорожня мережа

    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити