II этап. Определение выбросов загрязняющих веществ автомобильного транспорта в зоне регулируемых пересечений.
При расчетной оценке уровней загрязнения воздуха в зонах перекрестков исходят из наибольших значений содержания вредных веществ в отработавших газах, характерных для режимов движения автомобилей в районе пересечения магистральных улиц (торможение, холостой ход, разгон).
Выброс i-го загрязняющего вещества в зоне перекрестка (г/мин) при запрещающем сигнале светофора МПi определяют по формуле
(14.2)
где: R – средняя продолжительность действия запрещающего сигнала, мин (включая промежуточный такт); Nц – количество запрещающих тактов сигнала светофора за 20минутный период времени, ед.; Nгр – количество групп автомобилей; mikоч – удельный выброс i-го загрязняющего вещества автомобилями k-ой группы, находящихся в «очереди» у запрещающего сигнала светофора, г/мин; Qmaxk – длина очереди автомобилей k-й группы, находящихся в очереди в зоне перекрестка в конце n-го цикла запрещающего сигнала светофора, авт.
Значения mikоч определяют по табл. 14.4, в которой приведены усредненные значения удельных выбросов (г/мин), учитывающие режимы движения автомобилей в районе пересечения перекрестка (торможение, холостой ход, разгон), а значения R, Nц, Qmax − по результатам натурных обследований.
Принять, что расчет выбросов осуществляется на участке сети с пересечением, представленным на рис. 14.2, с режимом работы светофорной сигнализации, представленным на рис. 14.3.
Рис.14.2. Схема перекрестка.
В связи с этим расчет MПi ( г/мин) сводится к определению длин очередей транспортных средств на подходах к перекрестку Lkn в два этапа:
- определяется длина очереди всего транспортного потока (без учета его структуры);
- определяются длины очередей (число остановленных автомобилей) для каждой k-ой группы ТС.
Длина очереди в конце запрещающего сигнала светофора на подходе к перекрестку определяется для каждого направления движения (см. исх. данные ) по формуле 3:
(14.3)
где v – суммарная интенсивность движения на подходе, авт./ч (см. исх. данные); R – средняя продолжительность действия запрещающего сигнала с учетом переходного интервала, c; s – величина потока насыщения на полосу – интенсивность разъезда очереди транспортных средств, авт./ч (см. исх. данные).
Рис.14.3. Режим работы светофорной сигнализации.
Количество запрещающих тактов сигнала светофора за 20-минутный период времени определить по формуле:
Nц=1200/С (14.4)
где С – длительность светофорного цикла, сек (см. рис.14.3)
Результаты расчетов величин выбросов загрязняющих веществ от транспортного потока, находящегося в зоне перекрестка, необходимо представить по форме табл. 14.3, 14.5.
Табл.14.3.Результаты расчетов длин очередей транспортных средств
на подходах к перекрестку
Направление движения | н1 | н2 |
Суммарная интенсивность, авт/ч. | 494 | |
Интенсивность по направлениям движения, (vk), авт/ч. | 108 | 386 |
Средняя продолжительность запрещающего сигнала, (R), мин | 0,833 | 0,833 |
Количество запрещающих тактов светофора за 20 мин (Nц) | 17 | 17 |
Величина потока насыщения, (s) | 1798 | 3596 |
Фазовый коэффициент, (v/s) | 0,060 | 0,107 |
Длина очереди в конце запрещающего сигнала, (Qmax), авт. | 2 | 6 |
Суммарная длина очереди на подходе, авт. | 8 |
Табл.14.4.Удельные значения выбросов для авт., находящихся
в зоне перекрестка mik оч (г/мин)
Группа ТС | Шифр группы | Выбросы | ||||
CO | NOX | CH | Сажа | SO2 | ||
Легковые отечественные | 1 | 0,8 | 0,02 | 0,12 | 0,02 | 0,006 |
Легковые зарубежные | 2 | 0,3 | 0,01 | 0,05 | 0,01 | 0,006 |
Микроавтобусы и автофургоны | 3 | 2,0 | 0,04 | 0,25 | 0,04 | 0,012 |
Автобусы бензиновые | 4 | 4,0 | 0,08 | 0,9 | 0,009 | |
Автобусы дизельные | 5 | 1,1 | 0,11 | 0,6 | 0,2 | 0,015 |
Грузовые бензиновые > 3,5 т (включая на сжиженном газе) | 6 | 10,0 | 0,12 | 1,2 | 0 | 0,009 |
Грузовые дизельные < 12 т | 7 | 1,5 | 0,12 | 0,6 | 0,23 | 0,02 |
Грузовые дизельные > 12 т | 8 | 12,0 | 8,0 | 6,5 | 0,5 | 0,12 |
При расчете выбросов загрязняющих веществ принять допущение, что в конце каждого запрещающего такта, в течении рассматриваемого 20 минутного периода времени, структура транспортного потока и длина очереди транспортных средств остаётся постоянной.
Таб.14.5. Результаты расчетов выбросов загрязняющих веществ автотранспортным потоком в районе регулируемых пересечений, г/мин
Группа ТС | Структура Qmax | Qk max | Выбросы у перекрестка МПi | ||||
CO | NOX | CH | Сажа | SO2 | |||
Лгк. О | 0,14 | 1,13 | 0,32 | 0,008 | 0,048 | 0,008 | 0,002 |
Лгк. З | 0,69 | 5,54 | |||||
Мавт | 0,11 | 0,89 | |||||
Авт.Б | 0,08 | 0,63 | |||||
Авт.Д | 0,05 | 0,40 | |||||
Грз.Б>3,5т. | 0,03 | 0,21 | |||||
Грз.Д<12т. | 0,03 | 0,24 | |||||
Грз.Д<12т. | 0,01 | 0,08 | |||||
Итого | 1 | 8 |
Нулевые значения в столбце Qmaxk свидетельствуют о том, что данная группа ТС не выполняет полную остановку, лишь снижает скорость движения и не становится в очередь.
После выполнения расчетов выброса вредных веществ отдельно для движущегося транспортного потока и отдельно для транспортного потока, находящегося в зоне перекрестка, соответствующие значения одноименных веществ суммируют:
Мi= МLi + МПi, (14.5)
где МLi – результаты расчетов выбросов вредных веществ движущегося транспортного потока (см. табл. 14.2); МПi – результаты расчетов выбросов вредных веществ от транспортного потока, находящего в зоне регулируемого пересечения (табл. 14.5).
Рассчитанные значения суммарных выбросов вредных веществ, выполненные по «Методике определения выбросов автотранспорта для проведения сводных расчетов загрязнения атмосферы городов», свести в табл. 14.6. При этом необходимо учесть, что величина МLi рассчитывается в расчете на гр./с, а величина МПi − гр./мин.
Табл.14.6. Расчет суммарных выбросов загрязняющих веществ
транспортного потока, г/мин
Группа ТС | Шифр группы | Суммарные выбросы Мi | ||||
CO | NOX | CH | Сажа | SO2 | ||
Лгк. О | 1 | |||||
Лгк. З | 2 | |||||
Мавт | 3 | |||||
Авт.Б | 4 | |||||
Авт.Д | 5 | |||||
Грз.Б>3,5т | 6 | |||||
Грз.Д<12т | 7 | |||||
Грз.Д<12т | 8 | |||||
Итого |
Используемые в данной методике при расчете выбросов параметры определяются на основе натурных обследований, проведение которых осуществляется по простой схеме, не требующей инструментального оснащения и продолжительного обучения. Это позволяет выполнять такие работы с необходимой периодичностью, что весьма важно для регулярной корректировки информации о выбросах автотранспорта и в том числе в целях поддержания работы компьютерного банка данных о выбросах промышленности и автотранспорта города в оперативном режиме.
Варианты и исходные данные для выполнения практической работы
Вар. | vk, авт./ч (на подходе) | V, км/ч | L, км | S, авт./ч | Направ1. на под- ходе | Доля2, н1, н6, н4, % | ||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | |||||||
1 | 251 | 815 | 293 | 118 | 24 | 15 | 26 | 4 | 20 | 2 | 1798 | н1 | н2 | 22 |
2 | 278 | 822 | 269 | 141 | 13 | 16 | 13 | 2 | 75 | 4 | 1866 | н3 | н4 | 19 |
3 | 200 | 831 | 292 | 148 | 17 | 16 | 24 | 0 | 40 | 10 | 1618 | н3 | н4 | 20 |
4 | 204 | 772 | 287 | 110 | 24 | 20 | 25 | 2 | 45 | 2 | 1740 | н5 | н6 | 11 |
5 | 272 | 849 | 296 | 158 | 11 | 11 | 13 | 2 | 15 | 2 | 1867 | н3 | н4 | 28 |
6 | 262 | 801 | 258 | 156 | 12 | 13 | 15 | 7 | 25 | 7 | 1762 | н3 | н4 | 45 |
7 | 246 | 801 | 275 | 164 | 18 | 15 | 15 | 4 | 80 | 3 | 1848 | н5 | н6 | 20 |
8 | 277 | 786 | 273 | 113 | 30 | 18 | 19 | 10 | 45 | 4 | 1680 | н5 | н6 | 10 |
9 | 206 | 787 | 263 | 121 | 29 | 11 | 28 | 1 | 20 | 10 | 1658 | н1 | н2 | 16 |
10 | 278 | 709 | 298 | 125 | 15 | 10 | 28 | 4 | 10 | 4 | 1665 | н5 | н6 | 20 |
11 | 278 | 748 | 251 | 187 | 13 | 15 | 26 | 7 | 30 | 5 | 1600 | н3 | н4 | 50 |
12 | 283 | 865 | 259 | 182 | 16 | 16 | 15 | 0 | 50 | 8 | 1775 | н5 | н6 | 31 |
13 | 218 | 789 | 264 | 166 | 15 | 20 | 26 | 6 | 100 | 3 | 1600 | н1 | н2 | 21 |
14 | 250 | 896 | 270 | 145 | 19 | 14 | 17 | 8 | 60 | 6 | 1774 | н3 | н4 | 17 |
15 | 265 | 742 | 267 | 139 | 23 | 15 | 20 | 3 | 100 | 9 | 1839 | н5 | н6 | 27 |
16 | 299 | 862 | 258 | 190 | 13 | 11 | 28 | 7 | 35 | 5 | 1619 | н1 | н2 | 38 |
17 | 246 | 858 | 268 | 160 | 12 | 10 | 22 | 6 | 20 | 4 | 1708 | н5 | н6 | 36 |
18 | 237 | 855 | 284 | 162 | 30 | 10 | 24 | 3 | 80 | 5 | 1775 | н3 | н4 | 20 |
19 | 260 | 760 | 261 | 114 | 26 | 18 | 13 | 5 | 40 | 7 | 1892 | н1 | н2 | 46 |
20 | 294 | 741 | 299 | 174 | 25 | 17 | 18 | 7 | 10 | 3 | 1670 | н5 | н6 | 15 |
21 | 237 | 767 | 254 | 182 | 23 | 19 | 17 | 2 | 60 | 8 | 1627 | н1 | н2 | 49 |
22 | 210 | 843 | 254 | 160 | 20 | 12 | 26 | 1 | 40 | 4 | 1796 | н3 | н4 | 35 |
23 | 250 | 756 | 288 | 110 | 17 | 17 | 27 | 0 | 75 | 3 | 1607 | н5 | н6 | 20 |
24 | 246 | 897 | 265 | 188 | 27 | 17 | 17 | 3 | 75 | 7 | 1715 | н5 | н6 | 24 |
25 | 285 | 761 | 279 | 149 | 29 | 11 | 18 | 10 | 25 | 8 | 1788 | н5 | н6 | 32 |
26 | 243 | 867 | 267 | 123 | 29 | 13 | 24 | 1 | 26 | 8 | 1725 | н1 | н2 | 16 |
27 | 216 | 873 | 272 | 108 | 15 | 17 | 14 | 6 | 27 | 4 | 1707 | н5 | н6 | 18 |
28 | 265 | 744 | 260 | 173 | 10 | 19 | 20 | 8 | 28 | 3 | 1697 | н5 | н6 | 45 |
29 | 238 | 850 | 265 | 175 | 27 | 17 | 15 | 8 | 29 | 4 | 1812 | н1 | н2 | 36 |
30 | 278 | 872 | 271 | 182 | 26 | 18 | 19 | 8 | 30 | 2 | 1676 | н3 | н4 | 30 |
31 | 206 | 708 | 293 | 152 | 26 | 12 | 12 | 4 | 31 | 6 | 1661 | н3 | н4 | 45 |
32 | 224 | 706 | 289 | 113 | 27 | 15 | 24 | 4 | 32 | 2 | 1778 | н5 | н6 | 23 |
33 | 269 | 734 | 282 | 145 | 23 | 16 | 12 | 4 | 33 | 6 | 1900 | н1 | н2 | 19 |
34 | 277 | 890 | 292 | 169 | 28 | 17 | 27 | 2 | 34 | 2 | 1758 | н5 | н6 | 24 |
35 | 254 | 725 | 277 | 118 | 26 | 10 | 11 | 5 | 35 | 6 | 1799 | н1 | н2 | 36 |
Примечание: 1 – указывается подход по которому выполняется расчет выбросов в зоне перекрестка; 2 – доля поворачивающих автомобилей в общем потоке.
Контрольные вопросы.
1. Что характеризует удельный пробеговый выброс i-го отравляющего вещества?