Товары в корзине: 0 шт Оформить заказ

Купить Обзорная информация — официальный бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее

Цена на этот документ пока неизвестна. Нажмите кнопку "Купить" и сделайте заказ, и мы пришлем вам цену.

Официально распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО "ЦНТИ Нормоконтроль".

Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.

Способы доставки

  • Срочная курьерская доставка (1-3 дня)
  • Курьерская доставка (7 дней)
  • Самовывоз из московского офиса
  • Почта РФ

В обзорной информации рассматриваются вопросы оперативного управления работами по зимнему содержанию дорог на основе данных, получаемых от подсистемы погодного мониторинга; обеспечения дорожных организаций специализированными прогнозами погоды; технического оснащения средствами для сбора метеорологической информации и информации о состоянии дорожного покрытия, а также вопросы оценки экономической эффективности развития систем погодного мониторинга на автомобильных дорогах.

Сообщается о зарубежном опыте и перспективах развития подсистем дорожного погодного мониторинга, приводятся сведения о направлении работ по совершенствованию оперативного управления зимним содержанием автомобильных дорог в России с учетом погодно-климатических особенностей и технического состояния дорожного хозяйства.

Оглавление

1. ВВЕДЕНИЕ
2. ОПЕРАТИВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ РАБОТАМИ ПО ЗИМНЕМУ СОДЕРЖАНИЮ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ
2.1. АНАЛИЗ ОБЩЕГО СОСТОЯНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ЗИМНИМ СОДЕРЖАНИЕМ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ
2.2. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
2.3. ВЛИЯНИЕ ПОГОДНЫХ УСЛОВИЙ НА ПРОИЗВОДСТВЕННУЮ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ДОРОЖНЫХ ОРГАНИЗАЦИЙ, БЕЗОПАСНОСТЬ ДВИЖЕНИЯ, ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ПРИДОРОЖНЫХ ТЕРРИТОРИЙ
3. ДОРОЖНЫЕ СИСТЕМЫ ПОГОДНОГО МОНИТОРИНГА
3.1. СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОЕ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДОРОЖНОГО ХОЗЯЙСТВА
3.2. ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОГО ДОРОЖНОГО МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
4. ПОДСИСТЕМЫ ПОГОДНОГО МОНИТОРИНГА В СИСТЕМЕ ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ЗИМНИМ СОДЕРЖАНИЕМ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ
5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАЗВИТИЯ СИСТЕМ ПОГОДНОГО МОНИТОРИНГА
6. ПУТИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ЗИМНИМ СОДЕРЖАНИЕМ ДОРОГ В РОССИИ НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА ЗАРУБЕЖНОГО ОПЫТА
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Показать даты введения Admin

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ДОРОЖНОЕ АГЕНТСТВО МИНИСТЕРСТВА ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное унитарное предприятие «Информационный центр по автомобильным дорогам»

АВТОМОБИЛЬНЫЕ ДОРОГИ И МОСТЫ

ПОГОДНЫЙ МОНИТОРИНГ В СИСТЕМЕ ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ЗИМНИМ СОДЕРЖАНИЕМ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

Обзорная информация

Выпуск 2

Москва 2006 Выходит с 1971 г.                                                                              6 выпусков в год

Содержание

1. ВВЕДЕНИЕ

2. ОПЕРАТИВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ РАБОТАМИ ПО ЗИМНЕМУ СОДЕРЖАНИЮ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

2.1. АНАЛИЗ ОБЩЕГО СОСТОЯНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ЗИМНИМ СОДЕРЖАНИЕМ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

2.2. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

2.3. ВЛИЯНИЕ ПОГОДНЫХ УСЛОВИЙ НА ПРОИЗВОДСТВЕННУЮ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ДОРОЖНЫХ ОРГАНИЗАЦИЙ, БЕЗОПАСНОСТЬ ДВИЖЕНИЯ, ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ПРИДОРОЖНЫХ ТЕРРИТОРИЙ

3. ДОРОЖНЫЕ СИСТЕМЫ ПОГОДНОГО МОНИТОРИНГА

3.1. СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОЕ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДОРОЖНОГО ХОЗЯЙСТВА

3.2. ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОГО ДОРОЖНОГО МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

4. ПОДСИСТЕМЫ ПОГОДНОГО МОНИТОРИНГА В СИСТЕМЕ ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ЗИМНИМ СОДЕРЖАНИЕМ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАЗВИТИЯ СИСТЕМ ПОГОДНОГО МОНИТОРИНГА

6. ПУТИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ЗИМНИМ СОДЕРЖАНИЕМ ДОРОГ В РОССИИ НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА ЗАРУБЕЖНОГО ОПЫТА

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

В обзорной информации рассматриваются вопросы оперативного управления работами по зимнему содержанию дорог на основе данных, получаемых от подсистемы погодного мониторинга; обеспечения дорожных организаций специализированными прогнозами погоды; технического оснащения средствами для сбора метеорологической информации и информации о состоянии дорожного покрытия, а также вопросы оценки экономической эффективности развития систем погодного мониторинга на автомобильных дорогах.

Сообщается о зарубежном опыте и перспективах развития подсистем дорожного погодного мониторинга, приводятся сведения о направлении работ по совершенствованию оперативного управления зимним содержанием автомобильных дорог в России с учетом погодно-климатических особенностей и технического состояния дорожного хозяйства.

Информационный обзор работ по этой теме выходит впервые и носит обобщенный характер, но в нем отражены основные аспекты проблемы развития погодного мониторинга для оперативного управления работами по зимнему содержанию автомобильных дорог. В связи с этим автор не претендует на окончательное решение проблемы и готов к сотрудничеству со всеми заинтересованными организациями и учеными по вопросам совершенствования оперативного управления зимним содержанием дорог, развития систем погодного мониторинга на дорогах, прогнозирования условий образования зимней скользкости и выбора технологий проведения работ с учетом погодных и дорожных условий.

Обзор подготовила

д-р техн. наук Т.В. Самодурова

(Воронежский государственный

архитектурно-строительный

университет)

1. ВВЕДЕНИЕ

Рост интенсивности движения на современных автомобильных дорогах приводит к необходимости повышения требований к основным транспортно-эксплуатационным показателям (ТЭП): обеспеченной скорости, непрерывности и безопасности движения. Обеспечение этих требований особенно актуально в зимний период, когда под воздействием погодных факторов ухудшаются сцепные качества дорожного покрытия. По данным экспертов, погодно-климатические факторы занимают третье место среди основных составляющих экономической безопасности России (после технико-технологической и финансовой) [1]. Высокая аварийность является серьезной проблемой для дорог России, на которых ежегодно в дорожно-транспортных происшествиях (ДТП) погибает около 30 тыс. человек. Несмотря на то, что количество ДТП в зимний период уменьшается по сравнение с летним, одна из основных причин их возникновения при неблагоприятных дорожных условиях - низкие сцепные качества покрытия [2]. Эти данные подтверждают актуальность и необходимость решения проблемы повышения ТЭП автомобильных дорог в сложных погодных условиях.

Для сокращения времени нахождения дорожных покрытий в условиях зимней скользкости и повышения безопасности движения в зимний период современные нормативные документы [3, 4] ограничивают время на ликвидацию зимней скользкости и снежных отложений. Как показывают расчеты, при существующих технологиях работ по зимнему содержанию дорог для соблюдения требований государственного стандарта [4] необходимо увеличение ресурсов - дорожной техники и противогололедных материалов. Однако путь интенсивного развития дорожного хозяйства России для поддержания требуемого уровня зимнего содержания дорог при нынешнем состоянии экономики государства невозможен. Ужесточение экологических требований заставляет искать пути снижения количества противогололедных материалов, используемых для борьбы с зимней скользкостью, объемы ежегодного поступления которых в почву и водные объекты придорожных территорий доставляют более 300 тыс. т [5].

Федеральная целевая программа развития автомобильных дорог до 2010 г. среди основных направлений дорожной политики предусматривает развитие международных транспортных коридоров и их интеграцию в Европейскую систему автомобильных дорог [6], что требует определенного уровня сервиса для пользователей дорог и вложения значительных финансовых средств в повышение потребительских свойств автомобильных дорог, особенно в сложных погодных условиях.

Решение задач, указанных в программе, возможно путем совершенствования системы оперативного управления работами по борьбе с зимней скользкостью на автомобильных дорогах и развития систем погодного мониторинга. Это позволит перейти от существующих в России технологий ликвидации зимней скользкости к профилактике ее образования, что обеспечит снижение затрат на содержание дорог и повышение безопасности движения в зимний период.

Совершенствование оперативного управления зимним содержанием дорог за рубежом идет по пути развития интеллектуальных транспортных систем (ITS), составной частью которых является подсистема погодного мониторинга. Информация, получаемая в данной подсистеме, позволяет выбирать оптимальные стратегии работ по зимнему содержанию дорог и проводить профилактические работы с целью недопущения образования скользкости на дорожном покрытии. Необходимости решения задач совершенствования специализированного метеорологического обеспечения для управления работами по зимнему содержанию дорог определяется рядом причин:

• ужесточением требований к уровню содержания дорог;

• развитием и совершенствованием техники для зимнего содержания дорог, позволяющей более точно дозировать противогололедные материалы при их распределении;

• необходимостью перехода на более «гибкие» технологий содержания из-за ограниченных финансовых средств и экологических требований;

• внедрением современных технических средств для сбора, передачи и обработки оперативной информации о погодных параметрах в зоне прохождения дороги и состоянии дорожного покрытия;

• все более широким внедрением информационные технологий в процессы управления содержанием дорог.

В настоящее время управление процессами зимнего содержания автомобильных дорог в России является одной из самых сложных задач службы эксплуатации. Россия имеет огромную территорию, регионы, различающиеся по погодно-климатическим условиям зимнего периода, недостаточно развитые информационные ресурсы и связь, отсутствие специализированного дорожного метеорологического обеспечения.

На сегодняшний день в России имеется некоторый практический опыт оперативного управления, основанный на использовании информации автоматических дорожных метеостанции (АДМС). При развитии систем погодного мониторинга их организаторы идут вперед методом проб и ошибок или пытаются применять зарубежный практический опыт с учетом специфических особенностей России. Однако управление работами по борьбе с зимней скользкостью на автомобильных дорогах и их оптимизация в зависимости от сложившихся или прогнозируемых погодных условий должны основываться на научных рекомендациях, так как в современных условиях невозможно решать сложные задачи управления, опираясь только на здравый смысл и на тот практический опыт, которого недостаточно для обобщения и тиражирования. Недопустимо также принятие волевого решения на основе успешного зарубежного опыта, которое предварительно не просчитано и не обосновано.

2. ОПЕРАТИВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ РАБОТАМИ ПО ЗИМНЕМУ СОДЕРЖАНИЮ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

2.1. АНАЛИЗ ОБЩЕГО СОСТОЯНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ЗИМНИМ СОДЕРЖАНИЕМ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

Вопросы управления содержанием дорог начали рассматриваться уже в первых работах и нормативных документах, посвященных эксплуатации автомобильных дорог. Особое внимание в них уделялось совершенствованию структуры органов управления и подразделений, проводящих работы по содержанию, классификации работ. До определенного времени зимнее содержание дорог не выделялось в отдельное направление, и только в 80-е годы прошлого века оно было выделено из общей номенклатуры работ по содержанию [7, 8].

Большое количество работ и исследований касались, в основном, разработки методов определения затрат и ресурсов на зимнее содержание дорог и могут быть отнесены к стратегическому управлению [7, 9, 10, 11, 12, 13, 14]. И в настоящее время остается актуальным решение этих задач на основе более детального учета погодно-климатических особенностей отдельных регионов России [15].

Современный период развития и функционирования дорожного хозяйства в России характеризуется высокими требованиями к уровню транспортно-эксплуатационных показателей (ТЭП), которые обосновываются с позиций потребителей дорог и безопасности движения, для достижения которых разрабатываются системы управления эксплуатационным состоянием, позволяющие поддерживать определенный уровень качества дороги [16].

Задачи управления содержанием автомобильных дорог до настоящего времени имели различную постановку и, соответственно, различные методы решения. Однако их объединяет то, что практически все известные исследования, посвященные управлению содержанием дорог, рассматривают в качестве объекта управления ремонтные работы. При этом рассматриваются нормативные требования к состоянию дорог, оценка и прогнозирование объекта управления [17, 18], технические средства сбора необходимой информации [19, 20], совершенствование информационной подсистемы [21, 22]. Вся необходимая для управления информация формируется и обновляется в ходе диагностики дорог [23]. Она представлена в полном объеме в автоматизированном банке дорожных данных (АБДЦ), с помощью которого решаются задачи планирования и финансирования работ по ремонту и содержанию дорог. В связи с таким подходом принципы эффективности управления для дорожного хозяйства в целом сформулированы как достижение цели управления ценой максимальной экономии ресурсов. Этот показатель принят в качестве обязательного критерия для оценки деятельности работы дорожных организаций [24].

Однако при решении задач зимнего содержания дорог наряду с экономическими критериями рассматриваются безопасность движения, соблюдение интересов пользователей дорог [6] и экологические показатели [5, 25], что закреплено в соответствующих документах [3, 4]. Наличие двух противоречивых критериев при решении задач организационного плана требует совершенствования системы оперативного управления содержанием дорог.

Зимнее содержание автомобильных дорог занимает особое место и отличается значительной сложностью, которая обусловлена неопределенностью воздействия погодных факторов и резким, иногда внезапным снижением ТЭП при образовании зимней скользкости на всем протяжении дороги или на отдельном ее участке. Задачи оперативного управления зимним содержанием дорог решаются для участков дорог большой протяженности на временном интервале, ограниченном несколькими часами. На ликвидацию последствий неблагоприятных погодных условий отводится незначительный временной период, который, независимо от технической оснащенности дорожной организации и сложности погодных условий, определяется только значимостью дороги и интенсивностью движения [3, 4]. Эффективность расходования ресурсов при зимнем содержании дорог будет определяться тем, насколько адекватно погодным условиям выбрана технология проведения работ. Этот выбор осложняется неопределенностью воздействия метеорологических факторов.

Опыт зимнего содержания дорог за рубежом показывает, что соблюдение требований стандартов возможно при выборе оптимальных стратегий работ и использовании не только технологий ликвидации зимней скользкости, но и технологий профилактики ее образования. Для этого сбор погодной и дорожной информации, ее обработка, прогнозирование состояния дорожного покрытия и принятие решения о выборе технологии работ производятся практически в режиме реального времени. За последние два десятилетия накопился большой практический опыт решения таких задач за рубежом.

В Европейских странах [25, 26, 27, 28, 29, 30, 31] и в США [32, 33] необходимость решения задач оперативного управления зимним содержанием дорог определяется такими аспектами, как:

• непрерывность и скорость движения, его безопасность;

• экономичность работ по содержанию;

• охрана окружающей среды;

• обеспечение всей необходимой информацией пользователей дорог.

При этом поддерживаются и развиваются следующие приоритетные направления политики в управлении автомобильными дорогами:

• совершенствование стандартов на зимнее содержание дорог;

• развитие техники и технологий производства работ;

• специализированное дорожное метеорологическое обеспечение;

• разработка регламента производства работ по содержанию в зависимости от сложившихся или ожидаемых погодных условий;

• использование в процессах управления информационных технологий;

• обучение персонала.

Таким образом, специализированное дорожное метеорологическое обеспечение входит в состав приоритетных направлений развития оперативного управления зимним содержанием дорог и является непременным условием его совершенствования. Как показывает опыт зимнего содержания дорог за рубежом, только система погодного мониторинга и оценка состояния дорожного покрытия на его основе позволяют перейти к целенаправленному выбору стратегий работ при зимнем содержании дорог и превентивным мероприятиям при угрозе образования скользкости на покрытии.

2.2. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Для выявления места специализированного дорожного метеорологического обеспечения в процессах управления содержанием автомобильных дорог следует проанализировать классические схемы процесса управления объектом [34, 35], сформулировать основные понятия применительно к задаче оперативного управления работами по зимнему содержанию дорог [36]. Схема оперативного управлений в общем виде представлена на рис. 1.

Рис. 1. Обобщенная схема оперативного управления объектом

Основная цель управления дорогами в зимний период может быть определена как обеспечение сохранности и работоспособности дороги и дорожных сооружений и поддержание их транспортно-эксплуатационного состояния в соответствии с требованиями, допустимыми по условиям обеспечения непрерывности И безопасности дорожного движения [8]. В соответствии с целый программа управления включает параметры, обеспечивающие под держание необходимого уровня содержания для дорог различных категорий [3, 4, 8]. Субъектами управления являются дорожные организации, осуществляющие планирование, организацию и выполнение работ по зимнему содержанию дорог. Объектом управления являются автомобильная дорога и дорожные сооружения.

Необходимость применения управляющих воздействий в виде работ по борьбе с зимней скользкостью обусловлена функционированием объекта управления во внешней среде под воздействием возмущающих факторов z(t) - погодных условий, влияющих на состояние дорожного покрытия и формирование на нем различных видов зимней скользкости.

В зависимости от обстановки, сложившейся на объекте управления и в окружающей его среде в определенный момент времени, возникает определенная ситуация, характеризующаяся совокупностью параметров, измеряемых и анализируемых в процессе управления и требующая принятия и реализации управляющего решения u(t). Под ситуацией следует понимать состояние дорожного покрытия, а наличие на нем зимней скользкости вызывает необходимость проведения комплекса работ по ее ликвидации или профилактике.

Одной из основных функций управления при зимнем содержании дорог является контроль. Его задача состоит в выявлении отклонений параметров y(t), контролируемых в процессе управления, от планируемых (заданных в программе управления). Различают пассивный контроль, который производится дискретно по окончании какой-либо работы, и активный контроль, проводимый постоянно в процессе функционирования объекта управления. При активном контроле осуществляется регулирование управляющих воздействий после анализа отклонений для компенсации действия на объект возмущающих факторов.

Рассмотрев основные блоки схемы управления, следует отметить, что их содержательное наполнение при решении любой задачи управления будет зависеть от того уровня управления, на котором она решается.

Анализ обобщенной схемы управления позволяет сделать вывод о том, что специализированное метеорологическое обеспечение необходимо для измерения параметров внешней среды, прогнозирования по результатам измерения состояния объекта управления и выбора управляющего воздействия, адекватного сложившимся или ожидаемым погодным условиям.

Оперативное управление зимним содержанием дорог может быть также рассмотрено с позиций обеспечения информацией, и в этом случае целесообразно рассматривать другие подсистемы [37, 38]: информационно-измерительную, информационно-справочную, управляющую, телекоммуникационную (систему связи), а также исполнительную подсистему, которая содержит информацию об имеющихся ресурсах. В этом случае обобщенная схема управления может быть представлена в несколько другом виде, приведенном на рис. 2 и отражающем взаимодействие указанных подсистем.

Для получения информации о внешних погодных воздействиях и фактическом состоянии объекта управления (состоянии дорожного покрытия) необходима информационно-измерительная подсистема. Измерение параметров внешней среды не только описывает фактическую ситуацию, сложившуюся на объекте управления, но и позволяет при определенных условиях прогнозировать ее изменение.

Рис. 2. Основные подсистемы в системе управления зимним содержанием автомобильных дорог (информационный аспект)

В информационно-справочной подсистеме формируется программа управления. Управляющая подсистема должна обеспечивать выбор управляющих воздействий на основе анализа всей имеющейся информации.

Эффективное оперативное управление невозможно без надежной связи для передачи информации между подсистемами и фиксации результатов управления на основе обратной связи, т.е. обеспечения необходимого контроля.

Ниже приведен обзор работ по каждой из составляющие процесса управления (см. рис. 1) и по каждой из информационных подсистем (см. рис. 2).

Стандарты на зимнее содержание автомобильных дорог как основа программы управления

Для обеспечения высоких потребительских свойств и повышения безопасности движения в сложных погодных условиях практически во всех странах введены в действие стандарты на зимнее содержание дорог, нормирующие комплекс параметров, которые обеспечивают определенный уровень содержания дорог. Эти стандарты являются основой как стратегического управления (расчет необходимых ресурсов), так и оперативного управления зимним удержанием дорог.

Наиболее детальными являются стандарты Финляндии, где управление зимним содержанием автомобильных дорог признано эталонным не только для Европейских стран. Стандарты, разработанные Государственной Дорожной Администрацией (FinnRA), определяют уровень сервиса, предоставляемого пользователям дорог [39, 40, 41]. Классификация дорог по уровням содержания определяется двумя признаками - интенсивностью движения и подразделением сети автомобильных дорог на федеральные дороги и территориальные - основные и второстепенные. Все дороги разделены на пять классов. Дороги первого класса содержатся в зимний период с чистым покрытием, на дорогах класса Ib допускается наличие тонкого слоя снега при низких температурах воздуха, когда использование солей экономически и экологически нецелесообразно, дороги II-III классов могут содержаться в течение зимнего периода под снежным накатом. В отдельные два класса выделены пешеходные и велосипедные дорожки, содержанию которых в зимний период уделяется особое внимание для обеспечения безопасности движения. Для дорог каждого класса нормируются следующие показатели:

• время цикла (время, выделяемое на снегоочистку, ликвидацию зимней скользкости, выравнивание покрытий, содержащихся под снежным накатом);

• максимальная толщина слоя снега во время снегопадов;

• материалы, используемые при зимнем содержании дорог (чистые соли, фрикционные материалы);

• время суток и день недели, когда данные стандарты применимы;

• температура воздуха, при которой применимы требования стандарта.

Стандарты на зимнее содержание дорог, аналогичные финским, действуют практически во всех Европейских странах: Швеции [42], Дании [43], Франции [44], Латвии [45], Эстонии [46]. Даже Испания, где зимнее содержание проводится на 40% дорог, находящихся в горной местности, имеет свои стандарты на зимнее обслуживание. Все дороги разделены на три класса по уровню обслуживания в зависимости от интенсивности движения (NS1, NS2, NS3). Для каждого класса установлено количество возможных случаев закрытий дорог из-за снегопадов или гололеда (от 1 до 8), время на ликвидацию гололеда (от 2 до 4 ч) и время на расчистку дорог от снега (от 3 до 6 ч после его окончания) [47].

В середине 80-х годов прошлого века в США были приняты средние значения нормативов, на основе которых отдельные штаты и местные власти устанавливали собственные требования к уровню зимнего содержания дорог. В настоящее время в США в качестве элемента управления зимним содержанием дорог рассматриваются уровни обслуживания (LOS) [48, 49].

Требования к уровню зимнего содержания дорог обосновываются технико-экономическими расчетами. Такие исследований в России проводились в 80-е годы прошлого столетия профессором А.П. Васильевым [50], В.П. Расниковым [51]; для Казахстана такие исследования были проведены В.Т. Федюшиным [52]. Результаты этих исследований были включены в нормативный документ ВСН 24-88 в виде основных показателей уровня зимнего содержания автомобильных дорог [7]:

• ширины чистой от снега и льда поверхности дороги, м;

• толщины слоя рыхлого снега на дорожном покрытии до начала снегоочистки и в перерывах между проходами снегоочистительных машин, мм;

• допустимой толщины снежного наката на проезжей части и обочинах, мм;

• сроков окончания снегоочистки и ликвидации зимней скользкости, ч.

Указанное направление исследований не потеряло своей актуальности и до настоящего времени. Необходимо дифференцированно назначать показатели основных параметров, определяющие уровень зимнего содержания дорог, в зависимости от их важности и погодно-климатических особенностей отдельных регионов России [15].

Для содержания дорог в России разработан государственный стандарт, регламентирующий требования к транспортно-эксплуатационному состоянию дорог с цементобетонным покрытием и покрытием из битумоминеральных смесей [4]. Соблюдение требований, указанных в ГОСТ Р 50597-93, призвано обеспечить определенный уровень безопасности движения. В него вошли все указанные выше показатели, характеризующие уровень содержания дороги с определением предельно допустимых значений параметров.

Дальнейшее ужесточение и детализация этих параметров нашли свое отражение во «Временном руководстве по оценке уровня содержания автомобильных дорог», которое подразделяло уровни содержания на допустимый, средний и высокий в зависимости от значения автомобильной дороги [3]. Допустимый уровень соответствует требованиям стандарта, для среднего и высокого уровней все значения параметров уменьшаются, что требует дополнительных ресурсов на их поддержание.

Как показывает сравнительный анализ, требования к уровню зимнего содержания автомобильных дорог в России не уступают по жесткости требованиям нормативных документов Европейских стран II даже превосходят их, так как не предусматривают дифференцирования требований по времени суток, дням недели, погодным условиям. Несмотря на высокие требования к уровню содержания дорог, остальные составляющие системы управления зимним содержанием дорог в России (специализированное метеорологическое обеспечение, техника, технологии, связь, подготовка кадров) остаются на достаточно низком уровне. Действующие нормативные документы недостаточное внимание уделяют технологиям профилактики и ориентируют дорожные организации на ликвидацию последствий погодных воздействий, что требует значительных ресурсов (финансовых, технических, материальных) [53]. Это объясняется тем, что переход на современные технологии зимнего содержания на основе чистых хлоридов в России только начинается, технологии работ недостаточно отработаны на практике, а научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в этом направлении не проводилось.

Однако действующие в России стандарты четко определяют программу управления и тем самым создают необходимые предпосылки для развития и совершенствования систем погодного мониторинга на автомобильных дорогах.

Состояние объекта управления - классификация видов зимней скользкости искусственных покрытий

Оперативное управление работами по борьбе с зимней скользкостью на автомобильных дорогах связано с измерением, анализом и оценкой параметров внешней среды, необходимых для принятия управляющих воздействий. Для анализа состояния и поиска путей совершенствования и развития систем погодного мониторинга на дорогах необходимо выбрать и обосновать ситуации, требующие управления, т.е. принять определенную классификацию состоянии дорожного покрытия в зимний период. Описание различных классификаций видов зимней скользкости приведено в разделе 2.3.

Исполнительная подсистема в системе оперативного управления работами по зимнему содержанию дорог

Реализация управляющих воздействий осуществляется путем выбора определенной технологии проведения работ по зимнему содержанию в зависимости от погодных условий. Обзор различных методов и технологий, применяемых в практике зимнего содержания автомобильных дорог, как в России, так и за рубежом, приведен автором обзорной информации в работе [54]. Их анализ с позиций требований к составу погодной информации и специализированным дорожным прогнозам приведен в разделе 2.3.

Информационно-измерительная подсистема

Основное назначение информационно-измерительной подсистемы - измерение параметров внешних воздействий, передачи данных в центр обработки, отображение и прогнозирование состояния объекта управления. Для оперативного управления зимним содержанием дорог можно выделить два вида потоков информации - внешние и внутренние [55]. Одним из основных потоков внешней информации являются данные о погодных условиях. К внутренним потокам можно отнести команды о начале или прекращении работ по борьбе с зимней скользкостью, об изменении режима работы в зависимости от изменившихся погодных условий. К внутренней может быть отнесена вся информация, описывающая дорогу как объект управления и ресурсы, используемые при зимнем содержании дорог.

Управление автомобильными дорогами базируется на объективной информации о состоянии сети дорог. Она отражается в базах и банках данных, которые формируются в различных информационных технологиях. Сбор информации и формирование банков данных производятся в ходе работ по диагностике либо путем переноса ее в базы данных из паспортов дорог [56]. В настоящее время в дорожном хозяйстве существуют два стандарта на базы данных по состоянию сети дорог: АБДЦ Дорога (ГП «Росдорнии») для федеральных дорог и стандарт Ассоциации «РАДОР» - для территориальных. Основное назначение АБДД Дорога - планирование ремонтных работ и выделение средств на ремонт и содержание на основе анализа основных транспортно-эксплуатационных показателей, т.е. решение задач стратегического управления дорогами.

Современный уровень развития дорожного хозяйства в России создает предпосылки для разработки единой информационной системы автомобильных дорог, но эта задача все еще решается без единого подхода, несмотря на то, что концептуальные основы уже выработаны [57, 58].

Высокие требования к уровню содержания дорог делают необходимым проведение научных исследований по более широкому использованию имеющихся информационных ресурсов (как погодных, так и дорожных) в системе оперативного управления работами по борьбе с зимней скользкостью [59].

Оценка состояния внешней среды осуществляется посредством анализа метеорологической информации и прогнозов погоды. Вопросам специализированного дорожного метеорологического обеспечения (СДМО) в системе оперативного управления зимним содержанием дорог уделяется особое внимание во многих странах, и информация о внешних воздействиях поступает из двух источников - Национальной службы погоды и с сети специальных автоматических дорожных метеостанций (АДМС) [60]. Их подробное описание приводится в разделе 3.1.

Управляющая подсистема в системе оперативного управления работами по борьбе с зимней скользкостью на дорогах

При оперативном управлении зимним содержанием дорог к основным управляющим воздействиям можно отнести работы по поддержанию требуемого уровня содержания дороги - ликвидация или профилактика образования зимней скользкости. Действующие нормативные документы по ликвидации зимней скользкости регламентируют выбор норм распределения противогололедных материалов в зависимости от их вида, температуры воздуха и количества выпавших осадков, профилактические операции рекомендуются для предупреждения образования снежного наката. Эти работы не увязаны с прогнозами погоды, не учитывают динамику изменения погодных факторов, которая может существенно повлиять на эффективность работ по ликвидации скользкости. Несмотря на то, что рыхлый снег отнесен к одному из видов зимней скользкости, технологические операции по проведению патрульной снегоочистки не входят в состав работ, отмеченных в Руководстве [53]. Таким образом, задача выбора управляющих воздействий при организации работ по борьбе с зимней скользкостью требует своего уточнения, более четкой «привязки» к специализированной метеорологический информации, которая может быть доступна дорожным организациям с различным уровнем оснащения информационными ресурсами. Опыт функционирования таких подсистем приведен в главе 4.

Связь в оперативном управлении зимним содержанием автомобильных дорог

Система связи должна удовлетворять потребности в информационном обеспечении процессов оперативного управления зимним содержанием дорог, она позволяет организовать своевременный сбор и обработку данных о погодных и дорожных условиях, обеспечивает производственные процессы и пользователей дорог необходимой информацией о состоянии проезда и условиях движения по дорогам.

Вопросам совершенствования систем связи уделяется большое значение в дорожном хозяйстве России [24, 37, 57, 58, 61]. Проведенный анализ показывает, что уровень развития различных средств связи создает необходимые технические предпосылки для создания полноценной системы оперативного управления работами по борьбе с зимней скользкостью на автомобильных дорогах и позволяет развивать и внедрять системы погодного дорожного мониторинга.

2.3. ВЛИЯНИЕ ПОГОДНЫХ УСЛОВИЙ НА ПРОИЗВОДСТВЕННУЮ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ДОРОЖНЫХ ОРГАНИЗАЦИЙ, БЕЗОПАСНОСТЬ ДВИЖЕНИЯ, ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ПРИДОРОЖНЫХ ТЕРРИТОРИЙ

Совокупность показателей автомобильной дороги, влияющих на эффективность работы автомобильного транспорта, безопасность движения и отражающих интересы пользователей дорог, называют потребительскими свойствами дороги [10]. К основным потребительским свойствам относятся:

• обеспечение непрерывности проезда в любые периоды года;

• обеспечение необходимой скорости, пропускной способности и уровня загрузки;

• безопасность и удобство движения;

• экологическая безопасность.

Потребительские свойства меняются по сезонам года, но наиболее сложным для участников движения и службы содержания дорог является зимний период, когда под воздействием неблагоприятных погодных факторов изменяются условия видимости, сцепные качества покрытий. На дорогу оказывают воздействие атмосферные явления в виде выпадающих осадков, метелей, туманов, гололедных отложений.

На все потребительские свойства автомобильной дороги оказывает воздействие температурный режим, который влияет на условия и частоту образования различных видов зимней скользкости на дорожном покрытии, состояние снежного покрова и заносимость дорог метелевым снегом. При устойчивой отрицательной температуре воздуха в зимний период снижается вероятность обледенения дорожных покрытий, однако снег становится более сухим, подвижным и легко переносится ветром, повышая вероятность снежных заносов. В районах с частыми переходами температуры (воздуха через 0°С повышается вероятность образования скользкости на дорожном покрытии.

На режимы движения автомобиля оказывает влияние ветер, причем наиболее опасно сочетание высокой скорости ветра и скользкого покрытия, что может привести к потере устойчивости автомобиля при движении его по открытым участкам дороги. Ветровой режим является основной причиной переноса снега при метелях.

Такие виды осадков и атмосферных явлений, как снегопады, летели, туманы, жидкие осадки, приводят к образованию зимней скользкости. Режим выпадения осадков определяет такие процессы, как снежные заносы, интенсивность снежных и гололедных отложений на дорожных покрытиях, а также дальность видимости.

Скользкость и снежные заносы приводят к значительному снижению скорости движения одиночных автомобилей и транспортных потоков, следовательно, к снижению пропускной способности дорог, увеличению стоимости перевозок.

В связи с ростом интенсивности движения проблема обеспечения безопасности движения привлекает к себе все большее внимание. В зарубежных странах одним из основных принципов обеспечения безопасности движения является приоритет жизни и здоровья пользователей дорог над экономическими результатами хозяйственной деятельности. Погодные факторы оказывают непосредственное влияние на безопасность движения. Вероятности возникновения ДТП повышают факторы, зависящие напрямую от погодных условий:

• низкие сцепные качества покрытия;

• сужение проезжей части при наличии снега на дорожном покрытии;

• наличие снежных валов на пересечениях в одном уровне в зоне треугольника видимости;

• ограничение видимости по погодным условиям.

Развитие систем погодного мониторинга будет способствовать повышению безопасности движения в сложных погодных условиях за счет:

• профилактики или своевременной ликвидации скользкости на дорожном покрытии;

• информации для водителей о состоянии проезда по дорогам и безопасным маршрутам движения;

• средств дополнительной информированности водителей о рекомендуемых режимах движения в сложных погодных условиях (знаки со сменной информацией, информационные табло, временные дорожные знаки, устанавливаемые в зимний период).

По экспертным оценкам зарубежных специалистов, развитая система погодного мониторинга на автомобильных дорогах снижает уровень аварийности на 10-15%.

Проходящие по автомобильным дорогам автомобили, а также противогололедные материалы, применяемые при зимнем содержании, являются одними из основных источников загрязнения атмосферного воздуха, почв, поверхностных и грунтовых вод на прилегающих к дорогам территориях. Экологические аспекты зимнего содержания дорог достаточно подробно рассмотрены в обзорной информации «Экология зимнего содержания автомобильных дорог», изданной Информавтодором [54]. Наиболее значительное влияние на экологическое состояние придорожных территорий оказывают такие погодные факторы, как скорость и направление ветра, температура воздуха, атмосферные осадки, относительная влажность воздуха, атмосферное давление. Это влияние отражается на характере распределения загрязняющих веществ, а также изменении состояния дорожного покрытия и прилегающих к дороге территорий.

Уровень экологического загрязнения зимой зависит также от особенностей технологий содержания дорог. Улучшению экологического состояния придорожных территорий способствует переход на профилактику образования зимней скользкости, для реализации которой необходимы специализированные прогнозы состояния дорожного покрытия.

Таким образом, практически все указанные выше погодные факторы могут оказать неблагоприятное воздействие на потребительские свойства дорог и условия движения в зимний период, которое проявляется, в основном, через состояние дорожного покрытия. На формирование различных видов зимней скользкости оказывают влияние не только погодные, но и дорожные условия. (Сложность прогнозирования состояния покрытия состоит в том, что эти воздействия не учитываются в полной мере данными наблюдений на метеорологических станциях и постах Государственной наблюдательной сети. Это приводит к необходимости развития специальных дорожных систем погодного мониторинга.

Классификация видов зимней скользкости искусственных покрытий

Рассмотрим физические процессы формирования состояния дорожных покрытий в зимний период под совместным воздействием погодных факторов и дорожных условий. К зимней скользкости относят все виды снежно-ледяных отложений, снижающие сцепление искусственного покрытия с покрышками колес транспортных средств. Скользкость на искусственном покрытии можно рассматривать как разновидность обледенения наземных предметов, которое характеризуется многообразием видов и форм.

Существует несколько классификаций гололедно-изморозевых явлений и различных видов зимней скользкости дорожных и аэродромных покрытий, в основу которых положены определенные понятия: процессы образования, структура отложений, физические свойства, технологии работ по ликвидации и т.д. Их условно можно объединить в три группы:

• классификации видов наземного обледенения, используемые в метеорологии [62, 63, 64];

• подробные классификации видов обледенения дорожных покрытий и взлетно-посадочных полос (ВПП) аэродромов [10, 65, 66, 67, 68, 69, 70];

• простейшие классификации видов зимней скользкости по внешним признакам или технологиям работ для службы содержания дорог и аэродромов [11, 53, 71, 72, 73, 74].

Все многообразие видов зимней скользкости на искусственных покрытиях в зависимости от условий образования разделяют, в основном, на пять групп.

Первая группа включает те виды зимней скользкости, к образованию которых приводит замерзание влаги, имеющейся на покрытии. Такой вид обледенения синоптики называют гололедицей в узком смысле слова [64].

Ко второй группе обледенения относятся те виды зимней скользкости, которые возникают на сухой поверхности дороги за счет кристаллизации влаги из воздуха при температуре покрытия ниже точки росы (радиационный иней, кристаллический налет, черный лед и т.д.).

Третью группу обледенения составляют те виды, которые образуются при выпадении жидких осадков на покрытие, имеющее отрицательную температуру. В нее входят твердый, зернистый и ледяной налет.

В четвертую группу объединены такие виды скользкости, которые образуются при выпадении переохлажденных осадков. К ним относят гололед, зернистую изморозь.

Пятую группу составляют все виды зимней скользкости, образующиеся при уплотнении и укатывании снега на покрытии дороги. В нее входят снежный накат, обледенелый и тающий снег, оплавленный снег [10, 65, 66, 67].

Все виды обледенения искусственных покрытий имеют свои отличительные признаки - цвет, структуру поверхности и физические свойства - плотность, прочность, адгезию к покрытиям. Достоинство этих классификаций состоит в том, что кроме физики обледенения и метеорологических условий, они учитывают такой фактор, как температура покрытия. На их основе были выявлены наиболее значимые погодные и дорожные факторы, влияющие на образование различных видов зимней скользкости, исследованы динамика их изменения и условия образования скользкости [53, 66, 67].

В нормативно-технических документах используется более простая классификация, в основу которой положено довольно четкое различие видов зимней скользкости как по внешним признакам, так и по физическим свойствам [53]. Выделяют три вида скользкости: рыхлый снег, уплотненный снег и стекловидный лед. Классификация удобна для организации работ по борьбе с зимней скользкостью, так как каждый ее вид легко определяется визуально. Однако она ориентирована на технологии работ, в основе которых лежит ликвидация уже образовавшейся скользкости, а не ее профилактика.

Для совершенствования процессов управления зимним содержанием аэродромов В.Р. Лежоевым предложена классификация осадков, учитывающая технологии их удаления с искусственных покрытий. Все виды скользкости он объединил в две большие группы [72]. К первой отнесены все виды скользкости, обладающие повышенной адгезией к покрытию, удаление которых осуществляется переводом их любыми путями в другое агрегатное состояние. Ко второй группе отнесены те виды скользкости, удаление которых с искусственных покрытий возможно механическим путем. Эта классификация отражает принципиальные различия в технологиях и организации процесса производства работ, позволяет отразить различия в таких аспектах оперативного управления при зимнем содержании, как:

• программа управления (параметры, определяющие уровень содержания);

• управляющие воздействия (техника и технологии работ);

• возможность профилактических мероприятий;

• информационные ресурсы (состав погодной и дорожной информации);

• требования к информационно-измерительной подсистеме.

Эта классификация отражает климатические особенности различных регионов России. В тех районах, которые имеют суровые погодные условия и редкие случаи перехода температуры воздуха через 0°С, преобладают виды скользкости, отнесенные ко второй группе, в регионах с морским климатом - к первой группе, для остальной части страны будет наблюдаться в различном соотношении скользкость как первой, так и второй групп.

В последнее десятилетие в зарубежной литературе появились детальные классификации видов зимней скользкости [39, 49, 70, 71, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82]. Необходимость их разработки связана с рядом факторов:

• совершенствованием стандартов на зимнее содержание дорог;

• развитием информационно-измерительных систем;

• внедрением информационных технологий в управление дорогами;

• разработкой экспертных систем для оперативного управления дорогами.

Эти классификации идентифицируют различные виды скользкости в компьютерных программах и позволяют выдавать рекомендации по выбору стратегии работ по зимнему содержанию автомобильных дорог [49].

Одна из наиболее подробных классификаций разрабатывалась и совершенствовалась Jonas Norrman [70, 79, 81]. Она используется в Швеции и Великобритании для создания дорожной климатические модели, оценивающей влияние дорожных и метеорологических условий на сложность зимнего содержания дорог в различных районах страны. Используется она и при проектировании экспертные систем [81], развитии технологий термокартирования [77], геоинформационных технологий при управлении зимним содержанием дорог [78], совершенствовании радарных наблюдений за осадками [82]. Классификация имеет десять видов зимней скользкости, которые распознаются компьютерной программой на основе совместного анализа погодных и дорожных параметров поступающих в дорожные погодные информационные системы (RWIS) с сети АДМС. Кроме видов зимней скользкости в нее включены метели и туманы различной интенсивности.

В классификации, используемой в Финляндии, на основе обработки статистических данных, поступающих с АДМС, выделено семь видов скользкости, учитывающих особенности климата [39]. Она определяет пять видов скользкости в виде стекловидного льда, туманы и метели. К метелям отнесены все виды скользкости, которые образуются в результате снегопадов и метелей (снежные заносы, рыхлый снег и снежный накат), так как для их удаления используется одна технология работ - скоростная снегоочистка.

В США классифицируют типы погодных условий. Три из них определяют снегопады различной интенсивности, в отдельные типы погоды выделены мороз или гололед, дождь при отрицательной температуре, дождь со снегом [49]. На их основе разработана классификация, которая объединяет, с одной стороны, визуальные, простые отличия, а с другой - достаточно сложную физику осадков, которая с трудом поддается контролю (например, наличие переохлажденных осадков на покрытии). В ней не просматривается попытка четко определить физическую сущность образования скользкости, хотя она присутствует в рекомендациях через динамику изменения температуры дорожного покрытия. На основе этой классификации разработаны подробные рекомендации по ликвидации и профилактике образования зимней скользкости [76]. По их аналогии, но с учетом результатов исследований условий образования различных видов зимней скользкости, проводимых в России, даны рекомендации по проведению работ по зимнему содержанию дорог на основе использования специализированной метеорологической информации для различных видов зимней скользкости [60].

Таким образом, на сегодняшний день имеется большое количество различных классификаций видов зимней скользкости. Они с разной степенью детализации учитывают условия образования скользкости, влияние метеорологических и дорожных параметров, особенности климата каждой страны. Для развития специализированного метеорологического обеспечения и прогнозирования состояния дорожного покрытия классификация должна быть достаточно подробной, отражать различия в физике образования скользкости, погодно-климатических условиях России, используемые технологии работ и быть пригодна для выработки управляющих воздействий. Такая классификация предложена автором обзорной информации на основе проведенных исследований и анализа результатов вычислительных экспериментов при математическом моделировании условий образования различных видов зимней скользкости [83]. Классификация представлена в табл. 1.

Таблица 1

Классификация различных видов зимней скользкости дорожных покрытий и условия их образования

Вид зимней скользкости

Условия образования

 

Температура воздуха

Температура покрытия

Осадки, их вид

Состояние покрытия

Дополнительные условия

Гололедица

Ниже 0°С

Ниже 0°С

Любые, выпадающие при температуре воздуха выше -3°С

Мокрое

Время последействия осадков 12 ч

Черный лед

То же

Ниже 0°С

Ниже точки росы

Нет

Сухое

Нет

Твердый налет

Выше 0°С

Ниже 0°С

Жидкие

-

Нет

 

От 0 до -5°С

То же

Мокрый снег

-

Количество осадков q = 0 мм

Гололед

Ниже 0°С

-"-

Переохлажденные жидкие (дождь, морось)

-

Нет

Снежный накат

От 2 до 0°С

-

Твердые (снег, мокрый снег)

-

Интенсивность снегопада не менее 0,6 мм/ч

 

От 0 до -6°С

-

Тоже

-

Количество осадков не менее 5 мм

 

От -6 до -10°С

-

-"-

-

Относительная влажность воздуха не менее 90%

Рыхлый снег

От –6 до -10°С

-

-"-

-

Относительная влажность воздуха менее 90%

 

Ниже -10°С

 

 

 

Нет

Снежные заносы:

 

 

 

 

Скорость ветра более 6 м/с, снегозаносимый участок дороги

общая метель

Ниже 0°С

-

Твердые

-

низовая метель

То же

-

Отсутствуют

-

Методы и технологии зимнего содержания автомобильных дорог и их анализ с позиций требований к составу погодной информации

Выбор управляющего воздействия (стратегии работ) при оперативном управлении работами по зимнему содержанию дорог зависит от дорожных и погодных факторов. С учетом видов зимней скользкости (см. табл. 1) стратегии работ могут быть разделены на две группы: удаление скользкости переводом ее в другое агрегатное состояние и механическое удаление скользкости [83]. Они различаются по технологиям работ, времени проведения работ и их цикличности, составу погодной информации, которая учитывается при проведении работ. Классификация стратегий приведена на рис. 3. Специализированные прогнозы погоды позволят использовать стратегии профилактической обработки дорожных покрытий, а при ликвидации скользкости выбирать оптимальные нормы распределения противогололедных материалов.

В соответствии с принятой классификацией, краткое описание технологических операций, на основе которого могут быть определены необходимые погодные информационные ресурсы для их реализации, приведено в табл. 2.

Рассматривая проблемы погодного мониторинга, следует еще раз отметить, что в настоящее время остается актуальной задача поиска путей использования химических реагентов с минимально допустимыми нормами без снижения уровня безопасности движения, что возможно при переходе на превентивные меры, которые предусматривают не ликвидацию снежно-ледяных отложений, а предупреждение их образования.

Профилактическая обработка производится за 1-6 ч до возможного обледенения покрытия, противогололедные материалы распределяют с нормой от 4 г/м2 и выше [84, 85], что позволяет резко сократить количество используемых противогололедных солей, распределение химических ПГМ возможно в виде сухой, предварительно увлажненной соли, а также в виде растворов.

Практический опыт применения увлажненных солей содержится во всех Европейских странах, в США и подтверждает их высокую эффективность за счет быстрого действия реагента и длительного сохранения его необходимой концентрации на покрытии [48]. По данным немецких дорожников, экономия ПГМ составляет до 44 % по сравнению с распределением солей в сухом виде, а по данным американских специалистов, общая прибыль за счёт уменьшения расхода топлива, снижения количества ДТП составляет 13,4 млрд. долл. в год [86, 87].

Рис. 3. Классификация стратегий работ по зимнему содержанию дорог

Таблица 2

Стратегии проведения работ по зимнему содержанию автомобильных дорог

Стратегии

Наименование работ

Описание технологии производства работ

I

Ликвидация зимней скользкости

По образовавшемуся слою ледяных отложений распределяются ПГМ* с нормами, достаточными для перевода отложений в другое агрегатное состояние

II

Профилактика зимней скользкости

До образования скользкости производится распределение ПГМ с уменьшенными нормами для предотвращения образования скользкости

III

Удаление рыхлого снега с покрытия

Производится патрульная снегоочистка при выпадении осадков и механическая очистка рыхлого снега с покрытия после их окончания

IV

Профилактика образования снежного наката

Распределяются ПГМ во время снегопада для недопущения уплотнения и сохранения снега в рыхлом состоянии с последующей механической очисткой

V

Распределение фрикционных материалов

Фрикционные материалы в чистом виде или в смеси с ПГМ распределяются по слою снежно-ледяных отложений, когда использование ПГМ в чистом виде неэффективно

VI

Расчистка снежных заносов

Технология расчистки снежных заносов зависит от толщины снежных отложений и участка дороги (насыпь, выемка) и регламентируется нормативными документами [7]

*ПГМ - противогололедные материалы.

Преимущество соляных растворов (рассолов) состоит в том, что их можно использовать для профилактики [32], они просто дозируются, готовы для экстренного применения, обладают практически мгновенной плавящей способностью. Это позволяет быстро восстанавливать безопасные условия движения и повысить экологическую безопасность, так как почти 100% раствора остается на поверхности дорожного покрытия. К их недостаткам относят большие начальные капитальные вложения в оборудование и вероятность замерзания рассолов при резком понижении температуры воздуха.

Оптимальное использование имеющихся в регионе ПГМ в различном виде в зависимости от погодных условий возможно при наличии дорожной техники, реализующей «гибкие» технологии. Развитие средств механизации работ по зимнему содержанию дорог в мире идет по пути повышения точности дозирования ПГМ (как сухих, так и увлажненных) [88, 89].

Как показал мониторинг выпускаемой в России техники, продукция отечественных заводов часто не соответствует требованиям зимнего содержания дорог [90]. В связи с этим разработка новых средств механизации, позволяющих распределять ПГМ с малыми нормами и дозировать их в узких пределах, гибко применять различные технологические режимы работы в зависимости от ожидаемых или сложившихся погодных условий, - одно из основных направлений совершенствования зимнего содержания автомобильных дорог. В России в настоящее время налаживается производство техники для освоения новых технологий зимнего содержания дорог [91], что создает техническую основу решения задач оперативного управления зимним содержанием дорог

Для выбора оптимальной стратегии работ необходимы метеорологическая информация, данные о состоянии дорожного покрытия, т.е. развитие подсистемы погодного мониторинга на дорогах. Состав информационных ресурсов приведен в табл. 3 [92]. На его основе может быть выбран состав датчиков технических средств измерения погодных параметров, температуры, состояния дорожного покрытия в системе оперативного управления работами по зимнему содержанию автомобильных дорог, разработаны требования к составу и пространственно-временному разрешению специализированных прогнозов погоды и состояния дорожных покрытий. Часть дорожной информации, приведенной в табл. 3 (ширина земляного полотна, наличие элементов инженерного обустройства, снегозащиты), имеется в банках дорожных данных. Отсутствующие данные могут быть дополнительно добавлены в АБДЦ с тем, чтобы использовать его информацию при решении задач оперативного управления содержанием дорог в сложных погодных условиях.

Таблица 3

Стратегии работ по борьбе с зимней скользкостью и информация, необходимая для их реализации

Стратегии (см. табл. 2)

Вид зимней скользкости

Необходимая информация

Метеорологическая

Дорожная

I

Гололедица

Температура воздуха, тенденция ее изменения, минимальная температура воздуха

Состояние покрытия

 

Черный лед

Тоже

Тоже

 

Твердый налет и гололед

-"-

-"-

II

Гололедица

Температура воздуха, тенденция ее изменения, минимальная температура воздуха, тенденция изменения атмосферного давления, относительной влажности воздуха, прогноз осадков (вид, время их окончания)

Состояние покрытия, температура покрытия, прогноз ее изменения, концентрация остаточного количества хлоридов (от предыдущих обработок покрытия)

 

Черный лед

Температура и относительная влажность воздуха, точка росы и тенденция их изменения, скорость ветра, облачность

Состояние покрытия, температура покрытия, тенденция ее изменения, минимальная температура покрытия

 

Твердый налет и гололед

Температура воздуха, тенденция ее изменения, тенденция изменения атмосферного давления, относительной влажности воздуха, прогноз осадков (вид, интенсивность, продолжительность, количество)

Температура покрытия, прогноз ее изменения, концентрация остаточного количества хлоридов (от предыдущих обработок покрытия)

III

Рыхлый снег

Температура и относительная влажность воздуха, скорость и направление ветра, вид осадков, интенсивность, продолжительность, количество осадков

Направление участка дороги, геометрические параметры поперечного профиля земляного полотна, ширина земляного полотна, наличие элементов инженерного обустройства (ограждения, разделительная полоса)

IV

Снежный накат

Температура и относительная влажность воздуха, скорость и направление ветра, вид осадков, интенсивность, продолжительность выпадения, количество осадков

Направление участка дороги, тип поперечного профиля, ширина земляного полотна, наличие ограждений, разделительной полосы, концентрация ПГМ в слое снега

V

Гололедица, черный лед, твердый налет, гололед, снежный накат

Тенденция изменения температуры воздуха и ее минимальное значение

Состояние дорожного покрытия

VI

Рыхлый снег

Температура и относительная влажность воздуха, скорость и направление ветра, вид метели, интенсивность, продолжительность, состояние снежного покрова

Направление участка дороги, геометрические параметры поперечного профиля земляного полотна, высота насыпи, глубина выемки, ширина земляного полотна, наличие ограждений, снегозащиты

Снежный накат

Тоже

Тоже

3. ДОРОЖНЫЕ СИСТЕМЫ ПОГОДНОГО МОНИТОРИНГА

3.1. СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОЕ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДОРОЖНОГО ХОЗЯЙСТВА

Основная цель создания специализированной системы дорожного метеорологического обеспечения - получение информации для проведения работ, позволяющих сохранять и восстанавливать в заданные сроки потребительские свойства дорог и обеспечивать безопасность движения в сложных погодных условиях. Это достигается за счет своевременного выполнения работ, правильного выбора норм распределения противогололедных материалов в зависимости от погодных условий, использования технологий профилактики образования скользкости при зимнем содержании дорог. Специализированное дорожное метеорологическое обеспечение позволяет представить органам управления автомобильными дорогами оперативную информацию о состоянии проезда, выполненных работах, их эффективности. Такая информация дает возможность оценивать качество содержания дорог и производить оплату выполненных работ. Сбор, обработка и хранение этой информации могут использоваться для долгосрочного планирования и финансирования работ с учетом дорожных и погодно-климатических особенностей различных регионов страны.

При зимнем содержании практически во всех странах мира используются специализированные дорожные прогнозы и прогнозы погоды общего назначения, разработка которых осуществляется различными службами. Среди них необходимо прежде всего выделить Национальные службы погоды, которые в настоящее время очень большое внимание в своей работе уделяют совершенствованию метеорологического обеспечения дорожных организаций, а также пользователей дорог [93, 94, 95, 96, 97, 98].

Национальные службы погоды разрабатывают специализированные прогнозы на основе детализации прогнозов погоды общего назначения. Источниками метеорологической информации для них являются государственная наблюдательная сеть метеорологических станций, метеорологические радиолокаторы, производящие наблюдения за облачностью и осадками в режиме реального времени, спутники погоды, зонды и т.д. Система организации таких наблюдений, сбора, передачи и переработки всей необходимой информации для расчета прогнозов очень четко отработана не только на уровне отдельного государства. Существует многолетний опыт международного обмена метеорологической информацией для повышения надежности прогнозов.

Первые шаги по совершенствованию системы метеорологического обеспечения дорожных организаций в Финляндии относятся к середине 70-х годов прошлого века. Первоначально инициатива таких работ исходила от метеорологической службы Финляндии, которая поставила задачу улучшения метеообеспечения дорожных организаций. Эти работы велись в направлении совершенствования методов прогноза метеорологических параметров, оказывающих влияние на работу дорожных организаций.

Практически во всех странах при Государственной службе погоды в различные годы были созданы специальные группы или отделы, разрабатывающие специализированные дорожные прогнозы [99, 100, 101]. В их основу были положены детализация по территориям прогнозов погоды общего назначения и передача штормовых предупреждений об опасных явлениях при внезапном изменении погодных условий.

Специализированное обеспечение дорожных организаций и участников движения в Национальных метеорологических службах США и Франции в 80-е годы прошлого века началось с создания специальных отделов, которые передавали информацию о состоянии дорог. В Швейцарии были сформированы подразделения, обслуживающие специализированными прогнозами зимнее содержание дорог. Из-за сложного рельефа и различий языкового характера для повышения надежности прогнозов началась их детализация по территории страны и при разработке учитывались региональные особенности района прохождения дороги. Параллельно с этим начались работы по составлению компьютерных программ и обоснованию информации, которую необходимо получать с сети метеостанций [94, 102].

Для совершенствования содержания дорог в США были организованы специальные фирмы Assu-Weather и Weather-International, основной задачей которых являлось обеспечение водителей метеорологической информацией и специализированными прогнозами. Схема разработки таких прогнозов предусматривала получение прогностической информации из Национальной службы погоды, ее дополнительную обработку на ЭВМ с целью передачи потребителям. Фирмами разрабатывались четыре вида прогнозов: по конкретному маршруту, по штату, по отдельному региону и по городу, а среди выходных параметров был прогноз дорожных условий на магистралях [99].

Так как прогнозы в Национальных службах погоды разрабатываются для больших территорий и по «площадному» принципу, получить надежный «линейный» прогноз транспортно-эксплуатационного состояния дороги или отдельных ее участков с малой заблаговременностью удается не всегда. Этого не позволяют сделать временной интервал снятия первичной информации на сети Государственных метеорологических станций (они производятся 8 раз в сутки с интервалом 3 ч), их пространственная разрешенность. Кроме того, прогнозы погоды общего назначения не учитывают в полной мере влияния дорожных условий.

Современные тенденции развития специализированного дорожного метеорологического обеспечения связаны с автоматизацией процессов сбора, передачи, обработки данных и подготовки прогнозов, уменьшения их заблаговременности, непрерывного мониторинга погодных параметров, включения в общую схему расчета прогнозов информации автоматических дорожных метеостанций [95, 96, 103]. Большое внимание в Национальных службах погоды уделяют обучению потребителей грамотно использовать информацию о погодных условиях в своей практической деятельности [104, 105].

В Германии несколько лет существует специальная дорожная погодно-информационная система (Germany'SWIS). В рамках этой системы разрабатываются сообщения об опасных атмосферных явлениях для дорог. К ним отнесены снег, переохлажденные осадки. Заблаговременность таких сообщений составляет 2-3 ч. Первоначально такие прогнозы готовились для всей территории Германии с приблизительным указанием региона (горные районы или равнины). Их развитие шло по пути более детального учета рельефа и детализации прогнозов по регионам. В настоящее время вся территория страны разбита на 150 районов, различающихся по температурному режиму и режиму выпадения осадков. Перепад высот для районов составляет не более 200 м. Таким образом, был осуществлен переход практически к индивидуальным предупреждениям [103, 106]. Переход к такой пространственной детализации резко увеличил количество прогнозов (приблизительно в 20-25 раз). Для их разработки используется специальное программное обеспечение, которое распознает аналогичные синоптические условия для группы районов и копирует (тиражирует) неизменяемую для них информацию.

Служба погоды в Германии (DWD) начала разработку специальной системы подготовки, выпуска и контроля (мониторинга) детальных прогнозов. В рамках этой системы предусмотрена разработка специальных прогнозов погоды и для дорожных организаций. В связи с высокими требованиями к заблаговременности появилась проблема контроля правильности прогнозов и их корректировки в случае такой необходимости [103].

Все эти проблемы дали толчок к развитию так называемой ЕРМ-системы, тремя основными компонентами которой являются:

• быстрое и простое получение прогнозов синоптиками на основе заранее подготовленных специальных таблиц и графиков (этап подготовки прогнозов);

• производство на основе этих прогнозов специализированных прогнозов для различных потребителей (этап выпуска индивидуальных прогнозов);

• контроль достоверности прогноза (этап мониторинга).

Разработка прогнозов автоматизирована. Район прогноза выбирается по карте на экране дисплея. Для каждого района и дорожной организации имеются четкие ведомости и таблицы, которые заполняются при подготовке прогноза погоды общего назначения. Таким образом, форма, содержание и необходимая заблаговременность прогноза выбираются автоматически из заранее разработанного набора. По требованию потребителя текст прогноза может быть строго регламентирован. После заполнения таблиц генерация специализированных прогнозов на основе прогноза погоды общего назначения производится автоматически на основе информации из базы данных о потребителях. В специализированных прогнозах учитываются те погодные явления, которые необходимо прогнозировать, пороговые значения отдельных метеорологических параметров, форма передачи прогноза (текст).

Прогнозы передаются по каналам связи потребителям. При изменении прогноза синоптиком все необходимые изменения будут сгенерированы автоматически и переданы тем потребителям, кого эти изменения касаются.

После того как индивидуальные прогнозы сгенерированы и переданы потребителю, прогнозируемые параметры передаются на этап мониторинга. Они приобретают статус контролируемых данных. Их значения могут быть представлены графически в виде пространственного (поля метеорологических элементов на карте) или временного (на графике) отображения. Для оценки правильности прогноза производится сравнение спрогнозированных параметров с последними фактически измеренными. Если отклонения существенны, то прогноз погоды обновляется. Таким образом, для специализированных прогнозов погоды с высокой пространственно-временной разрешенностью, к которым относятся и прогнозы для дорожных организаций, контроль достоверности прогноза в этой системе приобретает ключевое значение.

Достоинство этой системы состоит в том, что она позволяет автоматически генерировать специализированные прогнозы для различных потребителей на основе одного прогноза погоды общего назначения. При этом синоптик не обязан знать особых требований потребителя к пространственно-временной разрешенности информации. Такая информация хранится в базе данных и автоматически учитывается системой.

Большое внимание специализированному метеорологическому обеспечению дорожных организаций уделяет Швейцарский метеорологический институт. Совершенствование специализированного метеорологического обеспечения дорожных организаций идет за счет включения информации от автоматических дорожных метеостанций в общую схему расчета прогнозов погоды. Особое внимание уделяется прогнозам погоды для зимнего содержания дорог, которые разрабатываются с 1 ноября по 15 апреля для каждой языковой части Швейцарии (прогнозы составляются на французском и немецком языках).

В этой стране на сети дорог действуют автоматические дорожные метеостанции различных фирм-производителей: 23 центра содержания дорог используют метеостанции швейцарской фирмы Boschung (SWIS), 8 - систему Vibrometr и 4 - дорожные метеостанции финской фирмы Vaisala. Каждая из этих систем имеет определенный набор измеряемых параметров и перечень необходимых метеорологических параметров для расчета прогноза состояния дорожного покрытия. Специальные компьютерные программы пересылают необходимые расчетные значения в каждую из дорожных метеосистем [107].

Для небольших дорожных организаций, не имеющих метеосистем, прогнозы передаются через факсовую рассылку. При наборе номера своего факса клиент получает прогноз, посылаемый ему автоматически. При покупке подписки на метеорологическое обеспечение рассылка на факсы производится ежедневно автоматически в установленные сроки. В зимний период для дорожных организаций выпускаются пять различных факс-сообщений, соответствующих климатическим и языковым особенностям регионов.

Таким образом, совершенствование метеорологического обеспечения дорожных организаций в Национальных службах погоды идет по пути пространственной детализации прогнозов и совершенствования методов прогноза метеорологических величин, влияющих на формирование состояния дорожного покрытия.

Решить проблему детализации прогнозов для различных участков дорог в разных странах пробовали различными методами. Один из них - создание простейших дорожных метеорологических постов, на основе анализа информации которых работники дорожно-эксплуатационных организаций могут принимать решения о проведении работ по зимнему содержанию дорог. Такие метеорологические посты, являющиеся собственностью дорожно-эксплуатационных управлений (ДЭУ), были организованы в Польше [108]. Они позволяли уточнять время наступлений опасного явления и момент начала профилактических работ на основе анализа изменения скорости и направления ветра, температуры и относительной влажности воздуха. Аналогичные метеорологические посты имелись в дорожных организациях Италии [109]. Эти метеопосты устанавливались в конце 70-х - начале 80-х годов прошлого века, но с развитием средств связи и информационных технологий им на смену пришли автоматические измерительные комплексы.

В нашей стране были разработаны рекомендации по созданию собственных дорожных метеопостов для организации работ по борьбе с зимней скользкостью с использованием хлоридов, для них были предложены достаточно простые методики и номограммы прогноза образования зимней скользкости [69]. Обустройство таких метеопостов не получило распространения в дорожных организациях и основными причинами этого стали необходимость организации специальных систематических наблюдений, т.е. появление дополнительных видов работ, не свойственных работникам ДРСУ. В то же время существующая в дорожных организациях России техника не позволяла использовать при зимнем содержании дорог хлориды в чистом виде (нормы их распределения практически не дифференцируются).

В середине 1980-х годов появились первые дорожные метеостанции. Первоначально широкое использование автоматических дорожных метеосистем на сети дорог сдерживалось их высокой стоимостью, недостаточно высокой надежностью работы, несовершенством связи. С развитием микроэлектроники и средств связи многие из проблем были сняты и именно по пути установки на дорогах ароматических дорожных метеостанций пошло развитие специализированного метеорологического обеспечения зимнего содержания практически во всех странах, где в зимний период возможно образование скользкости на дорогах.

До появления дорожных метеосистем при зимнем содержании дорог в Финляндии информацию о состоянии дорожного покрытия получали при патрулировании дорог. Содержание такой службы требовало значительных финансовых затрат. Первые образцы электронного оборудования, фиксирующие состояние покрытия, облегчали мастерам работу по зимнему содержанию дорог. Однако со временем оказалось, что более эффективно передавать ту же информацию в диспетчерский центр для ее обработки совместно с прогнозами погоды и получать к имеющейся информации о состоянии дорожного покрытия дополнительную, с прогнозом его изменения, т.е. возможности образования скользкости [39].

В течение нескольких зимних сезонов (с 1991 по 1997 гг.) специализированное дорожное метеорологическое обеспечение и патрулирование в Финляндии существовали параллельно. В дальнейшем, после отладки системы, дорожное патрулирование было отменено, что позволило сократить значительные средства.

В настоящее время для организации зимнего содержания дорог во многих странах мира развиваются ведомственные сети метеорологических наблюдений на основе автоматических дорожных метеорологических станций. Погодная информация, необходимая для зимнего содержания дороги, поступает из специальных центров контроля дорожных и погодных условий. Задача таких центров состоит в сборе в реальном режиме времени информации с автоматических дорожных метеостанций, информации от метеорологических радиолокаторов (МРЛ), прогнозов погоды общего назначения и дополнительной информации от Национальной службы погоды. На основе анализа всей этой информации производится предупреждение о возможности опасного явления на дороге и выдаются рекомендации по технологии производства работ.

Эксперименты по созданию дорожных погодных центров начались в Финляндии в 1980-е годы. Для анализа поступающей метеорологической информации стали использовать вычислительную технику, а в разработке первых специализированных прогнозов вместе с метеорологами принимали участие специалисты по организации дорожного движения.

В настоящее время дорожные метеорологические центры в Финляндии успешно действуют и эта страна имеет наиболее богатый опыт специализированного метеорологического обеспечения дорожных организаций. Сеть автоматических дорожных метеостанций постоянно расширяется, в систему наблюдений за дорожными условиями и состоянием дорожного покрытия включены и дорожные видеокамеры. Кроме информации, поступающей с сети дорог, используются радиолокационные данные об осадках, спутниковые снимки, прогнозы погоды из Метеорологического института г. Хельсинки. Радарные изображения позволяют прослеживать движение зон осадков, их интенсивность и количество.

Дорожные метеорологические центры в Финляндии созданы в каждом округе. В зимний период работа в них ведется круглосуточно. Работники метеоцентра получают непрерывную информацию с сети АДМС, прогнозы погоды каждые 3 ч из Метеорологического института. Специалисты анализируют ее и передают непосредственным исполнителям работ - дежурным мастерам и водителем. Работа таких центров совмещена с работой центров управления движением, которые получают информацию о состоянии транспортных потоков с пунктов контроля интенсивности движения и дорожных видеокамер, и центров информирования участников движения о состоянии проезда по сети дорог. В такой информации нуждаются пользователи дорог, дорожная полиция, автотранспортные предприятия. Информация передается посредством дорожных знаков со сменной информацией (регулирующих скорость движения транспортного потока при различном состоянии дорожного покрытия), табло со сменной информацией. Дополнительно информация может быть получена на определенной радиочастоте, по телевидению, через информационные киоски сети Интернет, установленные на объектах дорожного сервиса (АЗС, СТО, кафе, мотели) [110, 111].

Развитие дорожных погодных метеоцентров не могло не оказать влияния на систему взаимодействия между дорожными организациями и Национальными службами погоды. Их взаимодействие стало еще теснее, и, как это ни странно, объем информации, которая необходима дорожным организациям для содержания дорог, не уменьшился с появлением АДМС, а возрос. Однако информация эта отличается от тех прогнозов погоды, которые получали дорожные организации ранее. Информация АДМС передается в Национальные погодные центры и используется ими при разработке прогнозов и штормовых предупреждений. Она более оперативная и поступает практически в режиме реального времени. Работы по совершенствованию специализированного дорожного обеспечения в Национальных службах погоды не прекратились, а активизировались.

Прогнозы для дорожных организаций в России составляются региональными отделениями Федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет) на основе действующих нормативных документов [64, 68]. До определенного времени считалось, что Росгидромет, как информационная отрасль экономики России, обязан предоставлять свою продукцию оперативно, полно и в удобной форме. Производителей информации не беспокоило, насколько эффективно потребитель ее использует в своей деятельности. С 1992 г. постановлением Правительства Российской Федерации Росгидромету было разрешено предоставлять информационную продукцию потребителям на коммерческой основе [112]. В связи с этим появилась необходимость ориентации специализированного метеорологического обеспечения на нужды потребителей.

Несмотря на развитую сеть наблюдения и оснащение Гидрометцентра России супербыстродействующими ЭВМ (CREI), прогнозы погоды, разрабатываемые им для дорожных организаций, не достигают того уровня детальности, оперативности и заблаговременности, как в Европейских странах. Это не позволяет эффективно использовать их при оперативном управлении работами по борьбе с зимней скользкостью и для проведения профилактических мероприятий. В прогнозах не отражается информация, которую можно отнести к разряду специализированной для дорожных организаций, - температура дорожного покрытия и его состояние. Наблюдения за этими параметрами в подразделениях Росгидромета не производятся, что заставляет дорожников развивать сеть собственных наблюдательных постов для обеспечения необходимой информацией производственных процессов зимнего содержания дорог.

Однако та информация Росгидромета, которая в настоящее время может быть доступна дорожным организациям, используется неэффективно или вовсе не используется. Это объясняется отсутствием каких-либо документов, регламентирующих работы по борьбе с зимней скользкостью на дорогах на основе прогнозов погоды. Вопросы организации специализированного дорожного метеорологического обеспечения в России рассмотрены в книге [60].

Опыт работы Национальных служб погоды и крупных фирм-производителей технических средств свидетельствует о том, что развитию систем дорожного погодного мониторинга и использованию их информации в управлении дорогами и транспортными потоками уделяется большое внимание в мире. Важность решения этих вопросов подтверждается и тем, что уже более 20 лет существует и активно работает Международная постоянно действующая Комиссий по дорожной метеорологии (SIRWEC). В 1992 г. в г. Миннеаполисе (США) была утверждена конституция Комиссии SIRWEC [113], в которой указано, что все организации и отдельные личности, которые интересуются дорожным погодным мониторингом, могут являться ее членами.

Комиссия действует как форум по обмену информацией, касающейся дорожной метеорологии, управления содержанием дорог, безопасности движения, охраны окружающей среды и любых других областей знания, относящихся к ним. Комиссия собирает информацию и поддерживает все исследования, которые могут способствовать усовершенствованию систем погодного мониторинга, технологий содержания дорог, методологий прогнозирования состояния дорожного покрытия и т.д. Официальным средством связи между членами комиссии, национальными и международными организациями, техническими изданиями является Интернет. Комиссия поддерживает контакты с членами международных организаций (COST, OECD, PIARC, WMO), проводящих работы и исследования в дорожном хозяйстве и метеорологии.

Один раз в два года проводятся Международные конференции, на которых рассматриваются и обсуждаются проблемы, направления совершенствования, практический опыт и результаты проводимых исследований в области дорожного погодного мониторинга.

В 2006 г. Комиссия SIRWEC провела свою 13-ю конференцию. История конференций Комиссии SIRWEC приведена в табл. 4 [114].

Таблица 4

Конференции, проводимые Комиссией SIRWEC

Конференция

Год

Город

Страна

I

1984

Хагуэ

Нидерланды

II

1985

Копенгаген

Дания

III

1986

Тампере

Финляндия

IV

1988

Флоренция

Италия

V

1990

Тромсо

Норвегия

VI

1992

Минеаполис

США

VII

1994

Шеффилд

Австрия

VIII

1996

Бирмингем

Англия

IX

1998

Люлеа

Швеция

X

2000

Давос

Швейцария

XI

2002

Саппоро

Япония

XII

2004

Бинген

Германия

XIII

2006

Турин

Италия

География проведения международных конференций свидетельствует о важности рассматриваемого направления развития систем погодного мониторинга. В каждой из стран, где проводились конференции, накоплен большой практический опыт работы систем погодного мониторинга на дорогах и ведутся серьезные научные исследования в этом направлении.

На каждой из конференций обсуждались проблемы по нескольким направлениям [114, 115, 116]:

- регистрация, оценка и качество погодной информации для дорог;

- представление и интерпретация дорожных и погодных данных;

- методы прогноза и их надежность и точность;

- условия и безопасность движения в зимний период;

- дорожные погодные информационные системы. Актуальные проблемы;

- перспективы развития дорожных погодных информационных систем;

- сложные погодные условия. Снегопады, метели, лавины;

- оборудование и датчики для систем погодного мониторинга;

- интеллектуальные транспортные системы;

- дорожная климатология;

- дорожная погодная информация для пользователей дорог;

- погода и методы содержания дорог.

Наиболее актуальные и сложные проблемы обсуждались на заседаниях рабочих групп.

В работе конференций принимали участие около 150-200 представителей из более, чем 20 стран мира. Участникам конференции было представлено около 40 докладов.

Важность проблемы развития дорожной метеорологии начинают понимать и в России, которая отличается разнообразными и очень сложными погодно-климатическими условиями зимнего периода.

Важность работы понимают в Росгидромете, так как дорожное хозяйство, как погодозависимое, нуждается в совершенствовании специализированного метеорологического обеспечения. Задача развития и совершенствования специализированного гидрометеорологического обеспечения в последние десятилетия рассматривается с позиций устойчивого развития общества и экономики государства и становится все более актуальной для национальных гидрометеорологических служб всего мира [117, 118, 119].

В работах по оценке эффективности специализированного метеорологического обеспечения дорожное хозяйство не рассматривается отдельно как потребитель информации, а расчеты ведутся для автомобильного транспорта [117, 120]. По оценкам специалистов США, ущерб для автомобильных перевозок из-за неблагоприятных погодных условий составляет 96,3 млн. долл., и около 48 % из них составляют те потери, которых можно избежать при оптимальном использовании метеорологической информации что свидетельствует о погодной зависимости дорожно-транспортного комплекса [121].

В 1996 г. Российская Ассоциация территориальных органов управления автомобильными дорогами «РАДОР» стала инициатором разработки «Концепции метеорологического обеспечения дорожного хозяйства Российской Федерации». Для выполнения этой работы в рамках Комиссии по содержанию, ремонту и развитию автомобильных дорог был создан временный творческий коллектив, в работе которого приняли участие дорожники, метеорологи, специалисты по информационным технологиям, связи, разработчики метеорологических приборов и автоматических систем. Основная цель разработки - создать единую концептуальную основу совершенствования и развития метеорологического обеспечения дорожного хозяйства в России. В документе изложены основные положения системы дорожного метеорологического обеспечения, перечень задач и последовательность их решения [122, 123]. Концепция была утверждена в августе 1999 г. руководителем федеральной дорожной службы России и согласована с руководителем Росгидромета. Одним из этапов программы работы Комиссии по содержанию, ремонту и развитию автомобильных дорог Ассоциации «РАДОР» стало издание первой в России книги по дорожному метеорологическому обеспечению [60].

3.2. ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОГО ДОРОЖНОГО МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

Анализ истории развития технических средств, используемых для сбора информации в системе погодного дорожного мониторингу приводит к вывода что они могут быть условно разделены на четыре группы [123]:

• фиксирующие метеорологические и дорожные параметры;

• предупреждающие сигналом об опасном состоянии покрытия;

• предупреждающие и прогнозирующие опасное состояние покрытия;

• прогнозирующие и противодействующие опасному состояние покрытия.

Основной дорожный фактор, который определяет условия образования зимней скользкости, - температура дорожного покрытий. Для ее прогноза метеорологической информации, поступающей с государственной наблюдательной метеорологической сети, недостаточно. По этой причине в конце 70-х годов прошлого века начались разработки различных дорожных датчиков и сигнализаторов гололеда, составляющих первые две группы технических устройств. На начальном этапе развития дорожных метеосистем они периодический последовательно опрашивались диспетчером вручную [124]. Их показания впоследствии были выведены в помещения дорожных организаций для оповещения об опасном состоянии покрытия. Автоматические системы оповещения разрабатывались практически во всех странах, где в зимний период возможно образование скользкости на дорогах [85, 125, 126, 127, 128, 129].

Датчики подразделялись на пассивные и активные. Пассивные датчики фиксировали образование льда на покрытии, а с помощью активных (подогреваемых или охлаждаемых) датчиков появилась возможность заблаговременно предупреждать о возможности образования скользкости на дорожном покрытии. Сначала они использовались в качестве опытных образцов, а информации об образовавшейся скользкости или возможности ее появления на дороге передавалась в виде определенного сигнала в дорожно-эксплуатационную организацию. Такие автоматические системы оповещения разрабатывались практически во всех странах.

Опыт эксплуатации дорожных датчиков показал, что для повышения надежности, детальности и оперативности специализированных дорожных прогнозов при их разработке необходимо использовать данные о значениях метеорологических параметров вблизи обслуживаемого участка дороги, которые можно было бы получать с любой периодичностью. Это позволяли сделать только автоматические дорожные метеорологические станции (АДМС), представляющие систему датчиков, измеряющих метеорологические и дорожные параметры.

Дорожные организации Финляндии в 1980-е годы обратились к фирме Vaisala с просьбой разработать автоматическую дорожную метеостанцию. Эта фирма делала аналогичное оборудование для взлетно-посадочных полос аэродромов. Первые АДМС, оснащенные дорожными датчиками, появились в середине 80-х годов прошлого столетия, со временем они составили третью группу технических средств и основу единой информационно-измерительной системы дорожного погодного мониторинга для организации работ по зимнему содержанию дорог, управлению движением транспортных средств. Дальнейшее совершенствование таких систем шло по пути разработки более надежных и гибких алгоритмов обработки сигналов и включения в их состав ЭВМ [126, 129, 130, 131, 132, 133, 134]. В 1980-е годы широкое использование таких систем на дорогах сдерживалось их высокой стоимостью и отсутствием надежной связи [135].

Устройства четвертой группы организованы таким образом, что профилактические меры (распределение ПГМ) принимаются автоматически сразу после поступления в систему достоверного предупреждения о скользком состоянии покрытия. Такая технология не предусматривает участие в зимнем содержании обслуживающего персонала и техники, но она имеет очень высокую стоимость и применяется на локальных участках дорог (на мостах, тоннелях) [136, 137].

В настоящее время, по данным Комиссии SIRWEC, в мире действует около 8000 АДМС [138]. Включение в эту систему прогнозов погоды позволяет оценивать состояние дорожных покрытий для больших территорий, а не только для места установки АДМС.

В мире насчитывается достаточно большое количество фирм, которые производят различные датчики, АДМС, информационно-измерительные системы для дорожного погодного мониторинга, информацию о них можно найти в сети Интернет. Информация о наиболее известных производителях технических средств погодного мониторинга, отраженных на сайте Комиссии SIRWEC, приведена в табл. 5.

Таблица 5

Информация о фирмах-производителях технических средств дорожного погодного мониторинга

Наименование фирмы

Страна

Интернет-сайт

Vaisala

Финляндия

http://www.vaisala.com/businessareas/instraments

AerotechTelub IТS Technology

Швеция

http://www.rwis.net/pages/menyer/menuref.html

Boschung

Швейцария

http://www.boschung.com

Coastal Evironmental Systems

США

http://www.coastalenvironmental.com

Entice Technology

США

http://www.enticetechnology.com

Findlay Irvine

США

http://www.findlayirvine.com/images/global/logo.gif

LAB-EL

Польша

http://www.label.com.pl/index.en.html

Lufft

Германия

http://www.lufft.de/e_index.htm

Optical Scientific

США

http://www.opticalscientific.com

ScanMatic

Норвегия

http://www.scanmatic.no/en/view_frontpage.asp

Surface Systems

США

http://www.ssiweather.com

SDS Alexander Sensor-Daten-Systeme

Германия

http://www.alexander-sds.de

Анализ технических параметров и принципов работы датчиков каждой из указанных фирм - тема отдельного информационного обзора.

Автоматические дорожные метеостанции могут быть оборудованы различным набором датчиков. Их достаточно полный перечень, основные технические данные и анализ необходимости использования в системах погодного мониторинга приведены в табл. 6.

Так как сеть дорожных метеостанций в России будет развиваться поэтапно из-за ограниченности финансовых ресурсов, на первом этапе развития систем погодного мониторинга каждую АДСМ целесообразно оборудовать минимальным комплектом датчиков:

• дорожным датчиком;

• датчиком температуры воздуха;

• датчиком относительной влажности;

• датчиком скорости и направления ветра;

• датчиком осадков.

Дорожный датчик - наиболее ценный по информативности в АДМС. Он позволяет получать информацию, на основе которой оценивается состояние дорожного покрытия в зимний период. Известны три основных типа дорожных датчиков: активные, пассивные и дистанционные.

Активный датчик определяет возможность образования льда на поверхности дороги путем охлаждения поверхности датчика на 2°С по отношению к измеренной температуре дорожного покрытия. Если после охлаждения датчика на его поверхности образуется лед или иней, то станция формирует соответствующее предупреждение. Некоторые типы активных датчиков имеют также отдельную обогреваемую поверхность, которая позволяет определять возможность таяния и испарения льда и снега при повышении температуры. Пассивный датчик измеряет существующую температуру дорожного покрытия или на определенной глубине в дорожной конструкции. Существуют также микроволновые и инфракрасные дистанционные датчики, которые устанавливаются на опорах над поверхностью дороги и производят бесконтактное измерение температуры дорожного покрытия [139].

Таблица 6

Датчики автоматических дорожных метеостанций

Наименование датчика

Диапазон измерения

Характеристика измеряемого параметра

Рекомендации по использованию датчика

Датчик скорости ветра

0-75 м/с

При обработке результатов измерений фиксируется максимальное и среднее (за 10 мин) значение скорости ветра. При скорости ветра более 5 м/с возможны перенос снега и снежные заносы на отдельных участках дороги

Необходимо устанавливать на АДМС

Датчик направления ветра

0-360°

Сведения не являются информативными для участков дороги большой протяженности, так как местные условия оказывают существенное влияние на направление ветра, однако информация может быть использована для оценки степени заносимости участка дороги снегом при метелях

Датчик совмещен с датчиком скорости ветра и должен быть установлен на АДМС

Датчик атмосферного давления воздуха

940-1000 ГПа

Анализ изменения атмосферного давления позволяет предсказать глобальные изменения погодных условий, вероятность выпадения осадков

Данные об осадках могут поступать от метеолокаторов и в виде прогнозов. Из-за пространственной однородности данного параметра необходимая информация о тенденции изменения атмосферного давления может поступать из подразделений Росгидромета. Датчик может не устанавливаться на АДМС

Датчик температуры воздуха

От -58 до 60° С

Важный элемент для прогнозирования дорожных условий и выбора технологий содержания дорог в зимний период (нормы расхода ПГМ)

Необходимо устанавливать на АДМС

Датчик относительной влажности воздуха

0-100%

Анализ изменения относительной влажности позволяет предвидеть изменение погодных условий и должен использоваться в прогностических моделях, необходимых для вычисления температуры точки росы

То же

Датчик осадков

-

В различных конструкциях датчиков могут измеряться суммарное количество и интенсивность выпадения осадков

Данные об осадках могут поступать от метеолокаторов. Датчик необходим для детализации показаний метеолокаторов и должен быть установлен на АДМС

Датчик видимости

0-2000 м

Важно установление таких датчиков в местах наиболее частого образования тумана (вблизи больших водоемов). Такие явления не отмечаются метеолокаторами. Дает достоверные сведения как в светлое, так и в темное время суток

Так как датчик имеет высокую стоимость, то для опасных мест технико-экономическим расчетом необходимо обосновать установку либо датчика видимости, либо видеокамеры

Датчик определения состояния дорожного покрытия (дорожный датчик)

От -58 до 60°С

Наиболее ценный по информативности датчик. Позволяет получать информацию:

температуры покрытия;

температуры в дорожной конструкции на глубине 7 см;

электрической проводимости;

электрической поляризации.

При помощи программы обработки указанных сигналов определяется состояние поверхности дороги, наличие на нем льда, наличие противогололедных материалов

Необходимо устанавливать на АДМС

Большинство современных дорожных датчиков первых двух типов могут измерять следующие параметры:

• электрическую проводимость;

• электрическую поляризацию;

• наличие «черного» льда;

• температуру поверхности дорожного покрытия;

• температуру в дорожной конструкции на определенной глубине;

• количество соли на поверхности дороги.

По результатам измерений определяется текущее состояние поверхности дороги (сухое, влажное, иней, лед и т.д.).

В различных странах проводятся исследования по усовершенствованию дорожных датчиков. Для распознавания состояния покрытия и определения толщины слоя снежных отложений применяют акустические, аудио- и видеодатчики [80, 140, 141, 142].

Особое внимание в системах погодного мониторинга уделяется подсистеме видеослежения за дорожными условиями и транспортными потоками [143]. Для этих целей используют специальные видеокамеры, расположенные на обочинах дороги, на мачтах. Они пригодны для работы на открытом воздухе в диапазоне температур воздуха от 60 до -40° С и под воздействием атмосферных осадков. Видеокамеры постоянно дают изображение дороги в зоне своего охвата и позволяют постоянно визуально наблюдать за участком дороги, оценивать состояние дорожного покрытия, образование снежного наката. Она может измерять в специальном режиме метеорологическую дальность видимости и позволяет визуально определять вид осадков (дождь или снег). Изображения передаются в режиме стоп-кадра. Для этих целей видеокамера оснащена микропроцессором, который дает возможность сформировать цифровой код изображения для передачи его по каналам связи в центр сбора и отображения видеоинформации. Таким образом, дорожная видеокамера дополнительно комплектуется персональным компьютером с видеокартой, модемом и специальным программным обеспечением для сбора, передачи и отображения изображений участка дороги. Видеокамера меняет вид изображения с цветного на черно-белый в зависимости от освещения. В ночное время изображение формируется в черно-белом режиме за счет инфракрасного света [60].

Сведения, получаемые с дорожных метеостанций и видеокамер, хорошо дополняют друг друга (но не заменяют). Видеокамеры позволяют получать информацию и о погодных условиях: выпадении осадков, количестве снега на покрытии и поведении снега (уплотнение или сдувание с покрытия проходящими транспортными средствами). Скользкую поверхность также можно определить по видеоизображению. С помощью видеокамер хорошо фиксируются атмосферные явления, снижающие метеорологическую дальность видимости (туманы). Современные конструкции видеокамер обеспечивают их надежную работу в сложных погодных условиях, при низких температурах и в темное время суток.

Однако технология передачи информации с видеокамер не совпадает с технологией передачи данных с метеостанций (в этом смысле информационные потоки не могут быть совмещены). Использование видеокамер не позволяет прогнозировать изменение погодных условий и состояния дорожного покрытия. Они фиксируют имеющееся состояние покрытия и транспортного потока.

В состав технических средств систем погодного мониторинга входят дорожные знаки и табло со сменной информацией. Такие знаки предупреждают пользователей дорог об опасных условиях движения, регулируют скорость движения автомобилей на основе оценки состояния дорожного покрытия в режиме реального времени. Они позволяют повысить безопасность движения в период восстановления сцепных качеств покрытия.

Знаки с переменной информацией связаны с датчиками АДМС, информация на знаке появляется в соответствии с состоянием дорожного покрытия. Знаки могут предупреждать о скользком покрытии, об опасных погодных явлениях, рекомендовать снижение скорости движения на скользком покрытии. Например, ограничение скорости на автомобильных дорогах Финляндии управляется в зависимости от погодных условий с помощью дорожных знаков с изменяющейся информацией. Для предупреждения о неблагоприятных условиях для движения транспортных потоков используются информационные щиты. Их устанавливают на тех участках дорог, где погодные условия изменяются часто и внезапно. Ограничение скорости варьируется двумя показателями. Если скорость движения летом ограничивается значением 120 км/ч, то зимой она устанавливается 100 км/ч. Согласно погодным условиям и в зависимости от состояния дорожного покрытия скорость движения зимой может быть установлена 100 или 80 км/ч.

Смена информации на дорожных знаках осуществляется с помощью специального управляющего оборудования. Команды поступают с дорожной метеосистемы, на основе анализа состояния дорожного покрытия рекомендуемое значение скорости посылается на управляющее оборудование. Если погода изменяется, то в системе используется регулируемое запаздывание во времени, чтобы скорость не изменялась слишком часто. Центральный блок дорожной метеосистемы анализирует также и состояние информационных щитов. Таким образом, дорожные знаки со сменной информацией и щиты управляются с помощью команд компьютера, он же контролирует правильность показаний знаков, которые отображаются на экране дисплея [125, 143, 144, 145, 146].

В некоторых странах имеется опыт использования передвижных погодных лабораторий, оснащенных GPS-приемниками для оценки состояния дорожного покрытия и передачи информации в геоинформационные системы (ГИС) для его визуального отображения. Такие лаборатории оборудованы приборами для бесконтактного измерения температуры дорожного покрытия [147, 148].

Имеющиеся в настоящее время технические средства для систем погодного мониторинга позволяют решать многие задачи по организации дорожного движения, управлению работами по зимнему содержанию автомобильных дорог. Они являются неотъемлемой частью интеллектуальных транспортных систем (ITS), развитие которых считается приоритетным направлением во всех развитых странах мира.

4. ПОДСИСТЕМЫ ПОГОДНОГО МОНИТОРИНГА В СИСТЕМЕ ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ЗИМНИМ СОДЕРЖАНИЕМ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

Эффективность управления содержанием дорог зависит от уровня развития информационных технологий. Информационные системы широко используются при зимнем содержании дорог в Японии [149], Франции [150, 151], Германии [27, 86], Нидерландах [132], Финляндии [39, 40, 152], США [49, 89] и в других странах.

В них особое место занимает погодный мониторинг, который является составной частью инженерного мониторинга, позволяющего получать оперативную и полную информацию об условиях движения на дороге. В международной дорожной терминологии такой комплекс, основанный на современных технических средствах и информационных технологиях, называется интеллектуальной транспортной системой (ITS) [153].

Внедрение такой системы в нашей стране началось на дорогах Ленинградской области с начала 90-х годов прошлого века. Развитие подсистемы погодного мониторинга шло в рамках приграничного сотрудничества с Финляндией и Эстонией и программы технической помощи ЕС TASIS. По оценкам экспертов, в скандинавских странах, которые по погодным условиям близки к северо-западному региону России, полноценное внедрение системы погодного мониторинга дает экономию средств при зимнем содержании дорог от 8 до 12% [154].

Система дорожного погодного мониторинга в России может рассматриваться как информационно-технический комплекс, который обеспечивает возможности:

• получения оперативной информации и специализированных дорожных прогнозов от подразделений Росгидромета, метеолокаторов и с дорожных автоматических метеостанций;

• обработки информации с целью получения данных о состоянии дорожного покрытия, производственно-технологических предупреждений о возможности образования на нем скользкости и рекомендаций по оптимальным стратегиям производства работ при содержании дорог;

• доведения необходимой информации до исполнителей работ и пользователей дорог - участников движения [60].

Для совершенствования процессов управления в дорожном хозяйстве России и создания единого информационного пространства поставлена задача развития системы информационно-телекоммуникационного обеспечения на основе разработки комплексных автоматизированных систем управления (КАС). Основным принципам их разработки, задачам и описанию основных информационных потоков посвящено много публикаций [20, 22, 37, 56, 57, 61, 155, 156, 157, 158]. Как показал анализ, все действующие или проектируемые КАС не содержат блоков решения задач оперативного управления зимним содержанием дорог, несмотря на то, что информационные потоки от Гидрометслужбы (подсистема сбора метеоданных) присутствуют практически во всех территориальных КАС. Следовательно, указанные информационные ресурсы не реализуются при управлении содержанием дорог или реализуются неэффективно из-за отсутствия регламента управляющих воздействий.

Несмотря на большие возможности и перспективы информационных технологий, до настоящего времени они реализуются в дорожном хозяйстве России не в полной мере, что связано с отсутствием специальных научных исследований, оценивающих эффективность и пути развития информационных систем, их более широкое использование для решения практических задач содержания дорог.

Опыт использования при зимнем содержании дорог информации АДМС имеется в отдельных регионах России [60], следовательно, создается техническая база для совершенствования оперативного управления работами по борьбе с зимней скользкостью на автомобильных дорогах. Однако действующие АДМС еще не интегрированы в полной мере в систему оперативного управления зимним содержанием, так как их информация не используется для профилактики образования зимней скользкости из-за отсутствия дорожной техники, качественных ПГМ и регламента проведения работ. Кроме того, проекты совершенствования дорожной инфраструктуры, составной частью которых являются АДМС, требуют значительных средств на их реализацию и дальнейшую поддержку. В настоящее время в Федеральном дорожном агентстве Минтранса России (Росавтодоре) разработана «Программа создания автоматизированной системы метеорологического обеспечения на федеральных автомобильных дорогах», которая предусматривает поэтапное оснащение техническими средствами погодного мониторинга (АДМС, видеокамерами) сети федеральных дорог в России.

Анализ публикаций по проблемам информатизации показал, что наиболее пригодными для решения задач управления в дорожном хозяйстве являются геоинформационные технологии (ГИС) [21, 22, 159, 160]. Это объясняется тем, что автомобильные дороги являются пространственно-ориентированными объектами и информация о них должна формироваться в пространственно-ориентированных базах данных. Пространственную составляющую имеет и метеорологическая информация, представляемая в виде карт. Кроме того, ГИС обладают возможностями отслеживать состояние объекта управления во времени [161].

Системы управления на базе ГИС-технологий разрабатываются для содержания автомобильных дорог за рубежом [78, 79, 162, 163] и считаются приоритетными направлениями дальнейшего развития систем погодного мониторинга [164].

Для более полной интеграции систем погодного мониторинга в оперативное управление работами по зимнему содержанию автомобильных дорог проводятся практические эксперименты и научные исследования в нескольких направлениях. Кратко можно отметить два направления, наиболее важных для современного состояния дел в России.

Термокартирование дорог

Автоматическая дорожная метеостанция с помощью специального датчика, расположенного в покрытии проезжей части, и системы датчиков на выносной мачте производит измерения дорожных и погодных параметров в определенной точке. Эти данные могут использоваться для участка дороги определенной протяженности, на котором существенно не изменяются дорожные или природные условия (рельеф, лесные массивы, крупные водные объекты и т.д.). Чтобы данные наблюдений на АДМС можно было распространить на большую территорию, проводят температурное картирование сети дорог (термокартирование). Термокартирование (температурная карта дороги) - детальная карта распределения температуры дорожного покрытия вдоль по трассе для заданного типа погодных условий. Она позволяет экстраполировать данные измерений дорожных датчиков на участки дорог, находящиеся между точками измерения (местами установки АДМС).

Идея термокартирования принадлежит Великобритании. Начало работ по термокартированию относится к середине 1980-х годов, когда была разработана концепция регистрации и анализа данных о температурном режиме различных участков дороги.

Сущность этого метода состоит в том, что по дороге проезжает автомобиль, на котором установлены бесконтактные термометры, измеряющие температуру дорожного покрытия. Проезды осуществляются при различных «типах погоды» (например, ясная безветренная ночь, средние условия и облачная погода при наличии ветра). Основное разделение на типы погоды зависит от состояния облачности. Информация записывается в банк данных, который используется в системе погодного мониторинга для корректировки значений температуры покрытия для различных участков дорог. На этой основе прогнозируется состояние покрытия на всем протяжении дороги.

К недостаткам термокартирования специалисты относят то, что оно не учитывает динамику изменения метеорологических параметров во времени и наличие противогололедных реагентов на покрытии и использует слишком грубое осреднение типов погоды.

Работы по термокартированию дорог и составлению специальных банков данных ведутся за рубежом [77, 163, 165]. В настоящее время работы по термокартированию начинают проводиться в России.

Регламент работы дорожных организаций на основе информации погодного мониторинга

При оперативном управлении зимним содержанием дорог к основным управляющим воздействиям можно отнести работы по ликвидации или профилактике образования зимней скользкости. В России действующие нормативные документы для ликвидации зимней скользкости регламентируют выбор норм распределения противогололедных материалов в зависимости от их вида, температуры воздуха и количества выпавших осадков, профилактические операции рекомендуются для предупреждения образования снежного наката. Эти работы не увязаны с прогнозами погоды, не учитывают динамику изменения погодных факторов, которая может существенно повлиять на эффективность работ по ликвидации скользкости.

Задача выбора управляющих воздействий при организации работ по борьбе с зимней скользкостью требует уточнения, более четкой «привязки» к специализированной метеорологической информации, которая может быть доступна дорожным организациям с различным уровнем оснащения информационными ресурсами.

Опыт разработки детального регламента проведения работ для дорог и мостов имеется в США. Для совершенствования управления зимним содержанием автомобильных дорог разработана системная программа предотвращения образования скользкости. Элементы программы включают две стратегии: борьбу с гололедом и его предотвращение. При организации работ необходимые ресурсы выбираются в соответствии с существующей практикой содержания дорог, техническим оснащением и погодной информацией, доступной для проведения работ [49, 76, 166]. В Финляндии для совершенствования управления процессами зимнего содержания дорог разработана система IceMan. Эта полуавтоматическая система мониторинга помогает принимать управляющие решения по содержанию дорог, так как она содержит банк данных всех возможных технологий зимнего содержания дорог. Для принятия решения о выборе технологии анализируется информация о погодных условиях и состоянии покрытия [40].

Вопросы оптимизации технологий зимнего содержания дорог являются приоритетными для всех Европейских стран, участвующих в Международном проекте по обмену результатами научных исследований (COST). Совершенствование зимнего содержания дорог осуществляется в рамках проекта COST-344, одним из направлений которого является анализ и выбор оптимальных технологий (best practice) и обмен опытом между странами-участницами проекта [167, 168].

5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАЗВИТИЯ СИСТЕМ ПОГОДНОГО МОНИТОРИНГА

Дорожное хозяйство является одной из составляющих дорожно-транспортного комплекса, который представляет собой совокупность автомобильного транспорта, автомобильных дорог и организаций, обеспечивающих их функционирование. Эффективность функционирования дорожного хозяйства является результатом действия многочисленных и разнообразных факторов, которые проявляются и учитываются при проектировании и строительстве дорог, планировании и проведении ремонтных работ, содержании дорог, а также при осуществлении транспортных перевозок, стратегическом (планировании ресурсов) и оперативном (выбор оптимальных по погодным условиям технологий работ) управлении содержанием автомобильных дорог.

Эффективность функционирования дорожно-транспортного комплекса проявляется как в производственной (транспортный и внетранспортный эффекты), так и в социальной сферах. Транспортный и внетранспортный эффекты образуются в кругу отраслей экономики, предприятий и организаций, получающих выгоды и преимущества в результате использования дорожной сети - «потенциал услуг».

Погодно-климатические условия относятся к числу факторов, оказывающих существенное влияние на экономическую эффективность деятельности дорожно-транспортного комплекса. Учет различных погодно-климатических факторов, их интенсивности, продолжительности и вероятности появления при содержании дорог направлен на поиск оптимальных решений, обеспечивающих повышение безопасности движения, уменьшение себестоимости перевозок, снижение затрат на содержание, повышение экологической безопасности придорожных территорий. В целом повышение эффективности функционирования дорожного хозяйства должно осуществляться на основе выбора оптимальных управленческих решений при использовании различных видов гидрометеорологической информации [60].

В проектных и плановых задачах, как правило, используется режимно-справочная (климатологическая) информация; задачи содержания и оперативного управления решаются на основе прогностической и фактической гидрометеорологической информации, т.е. информации, получаемой в системе дорожного погодного мониторинга.

В составе экономического эффекта, сопутствующего социальным результатам, наиболее весомую значимость имеет сокращение потерь народного хозяйства и общества от дорожно-транспортных происшествий, а также снижение себестоимости перевозок, как составляющей внутритранспортного эффекта. Количество ДТП и себестоимость перевозок - наиболее емкие показатели системы «дорожное хозяйство - автомобильный транспорт», так как они выражаются через скорость движения транспортных средств, которая определяется состоянием дорожного покрытия, формирующегося под воздействием погодных и дорожных факторов.

Основные принципы определения экономического эффекта от использования гидрометеорологической информации в дорожно-транспортном комплексе могут быть использованы для решения следующих задач:

• определения потенциального экономического эффекта от использования информации дорожного погодного мониторинга в дорожно-транспортном комплексе;

• оценки эффективности специализированного метеорологического обеспечения дорожных организаций;

• оценки влияния метеорологических условий на эффективность функционирования дорожно-транспортного комплекса;

• оценки адаптивности различных технологических процессов к погодным воздействиям;

• обоснования выбора экономически оптимальных хозяйственных решений на основе использования гидрометеорологической информации.

Оценке экономического эффекта могут подлежать следующие виды хозяйственных решений предприятий дорожного хозяйства:

• оперативное управление содержанием автомобильных дорог - выбор технологий проведения работ на основе использования специализированных прогнозов;

• организация защитных мероприятий дорожного хозяйства от неблагоприятных гидрометеорологических условий;

• оценка инвестиций в развитие дорожного погодного мониторинга.

Экономический эффект, определяющий целесообразность инвестиций в развитие системы дорожного погодного мониторинга, достигается в результате улучшения условий движения транспорта за счет снижения:

• себестоимости перевозок;

• стоимости пробега транспортных средств;

• количества дорожно-транспортных происшествий;

• времени нахождения в пути пассажиров и грузов за счет повышения скорости движения;

• инвестиций в развитие транспортных средств за счет роста его производительности.

Основными показателями эффективности инвестиционного проекта являются дисконтированный срок окупаемости, получаемый чистый дисконтированный доход, индекс доходности, внутренняя норма доходности [169, 170].

Чистый дисконтированный доход (ЧДЦ) является основным экономическим параметром инвестиционного проекта. Это сумма экономического эффекта от снижения транспортно-эксплуатационных затрат и социальных потерь, получаемых за 10-летний срок службы, приведенных к году ввода метеосистемы в эксплуатацию

                                                                                                    (1)

где Т - срок службы дорожной метеосистемы, годы;

Э - экономический эффект, получаемый в результате эксплуатации дорожной метеосистемы, р.;

К - инвестиции в дорожное метеорологическое обеспечение, строительство и автомобильный транспорт, р.;

Е - норма дисконта.

При оценке эффективности инвестиционного проекта последовательно задается процент дисконтной ставки, учитывающий возмещение износа основных фондов и риска и устанавливающий возможность получения дохода от реализации проекта при заданных условиях неопределенности.

Чистый дисконтированный доход является конкретным выражением рентабельности инвестиционного проекта: чем больше доход - тем эффективнее проект. Положительная величина чистого дисконтированного дохода подтверждает целесообразность и экономическую эффективность инвестиций в реализацию проекта.

Индекс доходности (ИД) дисконтированных инвестиций характеризует эффективность капитальных вложений и представляет отношение чистого дисконтированного дохода к инвестициям

ИД = ЧДД/К.                                                                                                                        (2)

Внутренняя норма доходности (ВНД) показывает фактический уровень доходности инвестиций. При привлечении кредиторов она определяет предельный размер нормы дохода на вкладываемый инвестором капитал. В случае когда ВНД равна или больше требуемой инвестором нормы дохода на капитал, инвестиции в проект целесообразны. ВНД представляет такую ставку дисконта, при которой получаемый приведенный эффект равен приведенным капиталовложениям.

При оценке инвестиций в развитие дорожного погодного мониторинга в качестве базового варианта может рассматриваться существующая система управления содержанием дорог (без специализированного дорожного метеорологического обеспечения), проектные условия - наличие системы погодного мониторинга для оперативного управления содержанием дорог.

При расчетах период оценки целесообразно принимать 10 лет (на такой период проводится экономический анализ систем дорожного метеорологического обеспечения в международных проектах по программам TASIS) при дисконтной ставке 12; 16; 20%.

Перечень основных показателей, которые учитываются при проведении расчетов, приведен в табл. 7. Расчеты проводятся в текущих ценах, учитываются интенсивность движения и протяженность дороги, для которой проводят обоснование инвестиций.

Таблица 7

Показатели экономической оценки инвестиций в проект развития систем дорожного погодного мониторинга

Наименование показателей

Базовый вариант, тыс. р.

Проектные условия, тыс. р.

Текущие затраты (Э)

Стоимость пробега:

´

´

грузовых автомобилей

´

´

легковых автомобилей

´

´

автобусов

´

´

Стоимость времени пребывания пассажиров в пути

´

´

Ущерб от дорожно-транспортных происшествий

´

´

Дополнительная потребность в кадрах водителей

´

´

Затраты на дорожное метеорологическое обеспечение

-

´

В том числе:

 

 

поддержка канала передачи данных

-

´

входящий трафик

-

´

сопровождение и поддержка программного обеспечения

-

´

затраты на обслуживание АДМС

-

´

специализированные прогнозы и штормовые предупреждения

-

´

стоимость информации метеолокаторов

-

´

Итого текущих затрат

´

´

Единовременные затраты (К)

Инвестиции в автомобильный транспорт

´

´

Инвестиции в развитие систем погодного мониторинга

-

´

В том числе:

 

 

стоимость метеостанций

-

´

стоимость средств связи

-

´

технические средства для беспроводного Интернета

-

´

стоимость обустройства автоматизированных рабочих мест (технические средства и программное обеспечение)

-

´

Итого единовременных затрат

S

S

Дисконтированный срок окупаемости инвестиций, лет

-

Т

Чистый дисконтированный доход

 

ЧДД

По приведенной методике был проведен расчет для проекта развития сети 37 АДМС в Нижегородской области. Расчеты показали, что дисконтированный срок окупаемости инвестиций для данного проекта составляет 3,2 года.

При использовании специализированного дорожного метеорологического обеспечения будет получен чистый дисконтированный доход за 10-летний срок эксплуатации дорожной сети: при ставке дисконта 12% - 23466,0 тыс.р.; при 16% -18593,0 тыс.р.; при 20% - 14737,3 тыс.р. Положительная величина чистого дисконтированного дохода при норме дисконта 12; 16; 20% подтверждает целесообразность и экономическую эффективность инвестиций в реализацию проекта. Для максимального ЧДД, получаемого при дисконте 12%, индекс доходности равен 2,79, т.е. один рубль инвестиций дает экономическую отдачу в размере 2,79 рубля. Внутренняя норма доходности составляет 119,8%, она превышает норму дисконта (12%) и характеризует проект как высокоэффективный [171].

Поскольку все критерии оценки экономической устойчивости инвестиций в дорожные метеосистемы имеют положительные значения, это подтверждает народнохозяйственную целесообразность их развития в России.

Экономический эффект от использования специализированной прогностической информации при оперативном управлении зимним содержанием дорог формируется за счет следующих показателей:

- экономии ресурсов дорожной организации при адекватном выборе технологий зимнего содержания в зависимости от прогноза погодных условий (вида и норм распределения противогололедных материалов, оптимальных маршрутов движения техники и т.д.);

- снижения себестоимости перевозок за счет улучшения условий движения транспортных средств при более полном учете ожидаемых и сложившихся гидрометеорологических условий и принятия соответствующих хозяйственных мероприятий;

- сокращения времени нахождения в пути пассажиров и грузов за счет своевременной ликвидации зимней скользкости или ее предотвращения при применении профилактических мероприятий;

- повышения безопасности движения и сокращения количества дорожно-транспортных происшествий из-за неблагоприятных дорожных условий;

- улучшения экологического состояния придорожных территорий за счет уменьшения количества противогололедных солей, используемых при зимнем содержании и уменьшения количества выбросов автомобилей при увеличении скорости их движения на чистом дорожном покрытии.

Несмотря на имеющиеся научные разработки по оценке экономической эффективности как в Росгидромете [118, 172], так и в дорожном хозяйстве, методы и методики по совместной оценке экономического эффекта от использования специализированной метеорологической информации и прогнозов не нашли практического применения как у потребителей информации (дорожных организаций), так и у поставщиков (подразделений Росгидромета).

Это связано с целым рядом причин, основными из которых являются:

- недостаточная изученность адаптивности технологических процессов в дорожном хозяйстве к погодным условиям;

- достаточно трудоемкий ручной расчет из-за большого количества учитываемых параметров и отсутствия компьютерных методов расчета;

- практически полное отсутствие обратной связи для оценки достоверности специализированных дорожных прогнозов;

- отраслевая разобщенность информационных ресурсов, не дающая возможности проводить расчеты и анализ их результатов.

Экономический эффект целесообразно определять как разницу затрат дорожной организации и потерь в экономике государства при использовании специализированного оперативного прогноза и при его отсутствии.

Методика оценки экономического эффекта от функционирования системы дорожного погодного мониторинга и использования специализированных прогнозов при оперативном управлении работами по зимнему содержанию дорог основана на сопоставлении средних потерь при стратегии доверия прогнозу и при пренебрежении им. Расчеты ведутся на один случай образования зимней скользкости любого из видов.

Рассматривается случай, когда погодные условия приводят к двум возможным фазам - наличию или отсутствию зимней скользкости на дорожном покрытии. В соответствии с этим дорожная организация может принять различные технологии защитных мероприятий.

Потери потребителей (дорожных организаций и пользователей дорог) описываются матрицей потерь, приведенной в табл. 8 [83].

Таблица 8

Матрица потерь при образовании зимней скользкости на дорожном покрытии

Прогнозируемые условия F

Решения, принятые дорожной организацией

Защитные меры приняты адекватно в соответствии с погодными условиями

Принятые защитные меры неадекватны погодным условиям

F1 (зимняя скользкость наблюдалась)

S11

S12

F2 (зимняя скользкость не наблюдалась)

S21

S22

S11 - суммарные потери от осуществившегося опасного явления - образования на дорожном покрытии зимней скользкости любого вида.

Суммарные потери на участке автомобильной дороги протяженностью L (км) для одного случая образования зимней скользкости можно разделить на две группы:

1. Потери от ухудшения дорожных условий:

• снижение скорости движения транспортных средств (Пск);

• увеличение риска возникновения дорожно-транспортного происшествия на скользком покрытии и потери от ДТП (ПДТП);

• экологический ущерб, наносимый окружающей среде за счет использования химических реагентов, перерасхода топлива, увеличения выбросов отработавших газов при снижении скорости движения на скользком покрытии (Пэк).

Величина потерь будет зависеть от вида зимней скользкости, используемых стратегий производства работ, а также от времени нахождения покрытия в условиях зимней скользкости.

2. Затраты, которые несут дорожные организации при зимнем содержании дорог, проведении работ по борьбе или профилактике образования зимней скользкости (Здо). Величина затрат будет зависеть от вида зимней скользкости, погодных условий и применяемой стратегии производства работ

S11 = Пск + ПДТП + Пэк + Здо.                                                                                                 (3)

Таким образом, S11 для дорожных организаций - это затраты на проведение работ по зимнему содержанию дорог и непредотвратимые потери для пользователей дорог и транспортных предприятий, а также для экономики государства в целом от неблагоприятных условий движения.

S21 - затраты дорожной организации на защитные мероприятия.

При существующей технологии и организации работ, которые регламентируются нормативными документами, в случае отсутствия зимней скользкости никакие работы по содержанию не проводятся. Потери, указанные выше, не имеют места. Таким образом, для матрицы потерь может быть принято условие

S21 = 0.                                                                                                                                  (4)

При переходе на профилактические работы, затраты на их проведение при неоправдавшемся прогнозе могут быть учтены в этом элементе матрицы потерь

S21 = Здо,пр.                                                                                                                            (5)

S12 - потери при внезапном (неспрогнозированном) возникновении зимней скользкости.

При рассмотрении этого элемента матрицы потерь можно предполагать, что несвоевременное принятие мер по борьбе со скользкостью приведет к увеличению потерь, указанных в формуле (3). Рост потерь пропорционален времени задержки проведения работ. При существующей организации работ по зимнему содержанию и выполнении требований ГОСТ Р 50597-93 имеет место равенство

S11 = S12.                                                                                                                               (6)

S22 - потери потребителя при отсутствии опасного явления

S22 = 0.                                                                                                                                  (7)

Расчеты для матриц потерь целесообразно проводить на один случай образования зимней скользкости с учетом категории дороги на участок протяженностью 1 км. В этом случае пересчет матриц на конкретную дорожную организацию с учетом протяженности и категории обслуживаемой сети дорог не представит большого труда.

Потери от снижения скорости движения на скользком покрытии (Пск) для участка дороги протяженностью 1 км рассчитываются по формуле

Пск = S×t×N×(1/V1 - 1/V2),                                                                                                       (8)

где S - стоимость пробега 1 авт.-ч, р.;

V1, V2 - скорости движения автомобилей соответственно на скользком (до проведения работ по борьбе с зимней скользкостью) и на сухом или мокром (состояние покрытия после проведения работ по борьбе с зимней скользкостью) покрытии, км/ч;

t - продолжительность нахождения покрытия дороги в условиях зимней скользкости, ч;

N - интенсивность движения, авт./ч.

При расчетах скорости движения транспортного потока для различных состояний дорожного покрытия принимаются по табл. 9 [74].

В зависимости от решаемой задачи могут использоваться средние значения скоростей или граничные значения. Доверительная вероятность принимается в зависимости от категории дороги. Для дорог I и II категорий уровень доверительной вероятности равен 0,95, а для дорог III категории - 0,9.

Таблица 9

Скорости движения транспортных потоков при различных состояниях дорожного покрытия

Состояние покрытия

Скорость движения, км/ч

Среднее значение

Доверительный интервал разброса среднего значения скорости для доверительной вероятности

0,90

0,95

Снежный накат

41,8

30,6-62,4

27,7-65,4

Гололед

33,8

20,5-47,1

18,2-49,4

Рыхлый снег

46,5

27,3-56,2

24,5-59,1

Мокрое (I категория)

67,8

56,6-80,0

54,9-80,7

Мокрое (II-III категории)

54,5

42,9-66,1

41,4-67,6

Сухое

77,7

67,4-88,0

65,4-90,0

Потери от одного дорожно-транспортного происшествия на скользком покрытии (ПДТП) определяются по формуле

ПДТП1 = t×ai×P×m×N×L,                                                                                                              (9)

где t - продолжительность нахождения скользкости на покрытии, ч;

ai - удельный вес ДТП, зависящий от состояния покрытия;

Р - средние потери от ДТП, р.;

m - коэффициент тяжести ДТП;

N - интенсивность движения, авт./ч;

L - протяженность участка, км (в расчетах примем 1 км).

Для различных состояний покрытия принимается:

агол - 0,7 ДТП/1 млн. авт.-км - для стекловидного льда;

асн,рс - 0,55 ДТП/1 млн. авт.-км - для снежного наката и рыхлого снега;

асух - 0,27 ДТП/1 млн. авт.-км - для сухого покрытия.

Потери от ДТП для покрытия в условиях зимней скользкости составят

ПДТП = ПДТП1×Z,                                                                                                                    (10)

где Z - ожидаемое число ДТП для различных состояний покрытия.

Ожидаемое число ДТП при различных состояниях покрытия определяется по эмпирической формуле [10]

Z = 2×10-5×Kитог i0,373×N×t×L,                                                                                                      (11)

где Kитог i - итоговый коэффициент аварийности при соответствующем состоянии покрытия.

Расчет сезонных коэффициентов аварийности производится по известной методике проф. А.П. Васильева [108].

Методика оценки экологического ущерба, наносимого окружающей среде за счет использования химических реагентов, перерасхода топлива, увеличения выбросов отработавших газов, подробно описана в обзорной информации [54], где приведены формулы и расчетные номограммы.

При расчете ущерба принимается состав движения транспортных средств, характерный для зимнего периода. Информация об интенсивности и составе движения принимается по данным дорожной организации, которая проводит учет этих показателей.

Затраты дорожной организации на борьбу с зимней скользкостью могут быть определены специальными расчетами. В состав затрат будет входить стоимость противогололедных материалов и стоимость эксплуатации машин при проведении работ. Формула для расчета затрат имеет общий вид

Здо = 10-3×q×В×Спгм + Сэм,                                                                                                        (12)

где q - норма расхода ПГМ, г/м2;

В - ширина полностью очищенной поверхности проезжей части (зависит от категории дороги), м;

Спгм - стоимость 1 т противогололедного материала, р.;

Сэм - стоимость эксплуатации машин при обработке 1 км дороги, р.

Все приведенные выше формулы учитывают время нахождения покрытия в неблагоприятном состоянии, которое будет сокращаться при наличии достоверных прогнозов и своевременного проведения работ. При расчете потерь для случаев ликвидации зимней скользкости время скользкого состояния покрытия принимается равным директивному времени на уборку гололедных отложений для дорог соответствующих категорий. Нормы распределения ПГМ зависят от температуры воздуха и применяемой стратегии.

При наличии специализированных прогнозов, поступающих из системы дорожного погодного мониторинга, возможен переход на профилактику образования зимней скользкости. При этом уменьшаются нормы распределения ПГМ, снижается стоимость эксплуатации машин.

Профилактические работы можно считать защитной мерой для предотвращения скользкости, и для этой технологии производства работ составляющие матрицы потерь будут иметь другой смысл.

S11 - при наличии специализированного прогноза дорожные организации проводят работы по профилактике образования зимней скользкости, покрытие остается в мокром состоянии и потери обусловлены только риском возникновения ДТП на мокром покрытии и экологическим ущербом от использования хлористых солей.

S12 - дорожная организация не использует прогнозы и проводит работы по ликвидации зимней скользкости.

S21 - дорожная организация проводит профилактические работы, имеют место те же потери, но скользкости на покрытии не образуется, следовательно

S21 = S11.                                                                                                                               (13)

Экономический эффект (DЭ) от использования информации погодного мониторинга и специализированных прогнозов при оперативном управлении работами по борьбе с зимней скользкостью обусловлен уменьшением потерь по сравнению с базовым вариантом, при котором метеорологическая информация не используется.

При переходе на более совершенные стратегии работ потери будут предотвращены и предотвращенный ущерб (Упр) рассчитывается по формуле

Упр = p11×(S12 - S11 + S21)×Ktоя.                                                                                               (14)

где p11 - вероятность успешного прогноза;

Sij - составляющие матриц потерь;

Ktоя - коэффициент, учитывающий заблаговременность прогноза и продолжительность опасного погодного явления.

В соответствии с видом матриц потерь экономический эффект от использования информации погодного мониторинга определяется по формуле

DЭ = Упp = S12 – S11 = DЭд + DЭп,                                                                                       (15)

где DЭд - эффект дорожной организации - сокращение затрат на зимнее содержание дорог;

п - эффект у пользователей дорог, который будет складываться из увеличения скорости движения за счет сокращения времени нахождения покрытия в условиях зимней скользкости, уменьшения количества дорожно-транспортных происшествий, а также уменьшения загрязнения придорожной полосы хлоридами и снижения уровня выбросов транспортными средствами.

По предложенной методике проведены расчеты для рассмотренных в табл. 2 стратегий работ для одного случая образования зимней скользкости на одном приведенном километре дороги. Результаты расчетов (в базисных ценах 1991 г.) приведены в табл. 10 [92].

Таблица 10

Результаты расчета экономического эффекта от использования информации системы дорожного погодного мониторинга при оперативном управлении работами по борьбе с зимней скользкостью

Базовый вариант

Анализируемая стратегия

Используемые информационные ресурсы

Экономический эффект для одного случая образования скользкости, р.

в дорожной организации

у пользователей дорог

I

I (гололедица)

Прогноз образования гололедицы, прогноз минимальной температуры воздуха

10,05

п = 0,027N - 0,38

I

II

Прогноз образования скользкости

30,71

п = 0,007N - 0,02

I (снежный накат)

III

Температура, относительная влажность воздуха, интенсивность твердых осадков

68,34

п = 0,023N - 1,08

I (снежный накат)

VI (патрульная снегоочистка)

Прогноз метели, скорость, направление ветра, данные о снегозаносимых участках

68,34

п = 0,023N - 1,08

I (снежный накат)

IV

Температура, относительная влажность воздуха, интенсивность твердых осадков

34,12

п = 0,008N - 0,08

Эффект у пользователей дорог будет зависеть от интенсивности движения на автомобильной дороге (N, авт./сут). Для его расчета в табл. 10 приведены линейные уравнения регрессии, описывающие эту составляющую эффекта с достаточной для решения практических задач точностью.

6. ПУТИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ЗИМНИМ СОДЕРЖАНИЕМ ДОРОГ В РОССИИ НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА ЗАРУБЕЖНОГО ОПЫТА

Практический опыт работ систем погодного мониторинга за рубежом должен быть использован при развитии такой системы в России. Однако необходимо учитывать тенденции и перспективы совершенствования дорожной метеорологии, которые

в настоящее время имеются в мировой практике. Важность этой проблемы подтверждается тем, что на последней из конференций Комиссии SIRWEC появилось новое направление обсуждения актуальных проблем - «Перспективы развития дорожных погодных информационных систем» [114].

В качестве перспективного направления развития было рассмотрено обучение персонала работе с погодной информационной системой. В США разрабатываются основы интерактивного компьютерного обучения персонала [173]. Предложены учебный план и темы для изучения. Большое внимание уделяется обучению принятия решений по борьбе с гололедом на основе погодной информации и прогнозов. Очень важной проблему обучения персонала считают и в Республике Беларусь, где накоплен многолетний опыт работы информационной системы для управления автомобильными дорогами [174].

Большое внимание в Финляндии уделяется управлению качеством содержания дорог с использованием международных стандартов ISO 9001:2000. В системе управления качеством существенная роль отводится дорожной погодной информационной системе (RWIS) [152]. Опыт внедрения системы управления качеством зимнего содержания имеется в Белоруссии [175].

Системы погодного мониторинга в Европе ориентированы на прогнозы гололедных отложений на дорогах. В Японии большое внимание уделяется исследованию снегопадов и метелей, разработке специальных датчиков для оценки параметров снегового покрова, прогнозу этих опасных метеоявлений [176].

По-прежнему актуальной является проблема унификации и международного обмена информацией. Начато создание Транснациональной Европейской дорожной погодной информационной системы, которая объединяет Чехию, Германию, Австрию, Словакию и Польшу [177].

Как было отмечено выше, одно из приоритетных направлений развития систем погодного мониторинга для дорог связано с использованием геоинформационных технологий, как основы для объединения всех информационных ресурсов, используемых в системе [164].

Расширение сети АДМС связано со значительными затратами на установку и эксплуатацию таких систем. Несколько лет назад фирма Boschung Mecatronic запатентовала новую методику метеонаблюдений для дорог, которую назвала «виртуальная станция». Эти станции не имеют реальных датчиков и в компьютере «закреплены»

за определенным местом на дороге. Фактически они представляют некую математическую модель, которая имитирует работу реальной автоматической метеостанции. Для настройки модели она может быть помещена в том же месте, что и реальная АДМС. В математическую модель входят дорожные параметры, описывающие теплофизические параметры дорожной конструкции, на основе которых вычисляется температура дорожного покрытия в виртуальной метеостанции. В качестве входных метеорологических параметров используются данные ближайшей, реально действующей дорожной метеостанции, температура замерзания раствора ПГМ принимается также по данным активного реального дорожного датчика или определяется расчетом на основе известного количества распределенного противогололедного реагента и уравнения водного баланса. Такую методологию специализированного метеообеспечения специалисты фирмы Boschung Mecatronic считают технологией XXI века [178].

Вопросы совершенствования зимнего содержания автомобильных дорог на основе специализированного метеорологического обеспечения являются очень важными для России. Концептуальный подход к их решению был изложен в «Концепции метеорологического обеспечения дорожного хозяйства Российской Федерации», разработкой которой занимался творческий коллектив [122, 123]. В Концепции отмечается, что высокоэффективной системы содержания дорог не будет до тех пор, пока не будет создана информационная система метеорологического обеспечения, предупреждающая с необходимой заблаговременностью о наступлении неблагоприятных погодных явлений. И наибольшего эффекта эта система достигнет в том случае, если она позволит производить необходимую подготовку или организацию профилактических работ до начала изменения погодных условий. Таким образом, создание информационной дорожно-метеорологической системы является необходимым элементом совершенствования не только специализированного метеорологического обеспечения, но и технологий содержания дорог, позволит снизить затраты на дорожные работы.

Наряду с этим система позволит решать задачи стратегического управления - финансирование работ по зимнему содержанию дорог, которое происходит пока без должного обоснования и учета погодно-климатических условий различных регионов и сложности дорожных условий отдельных дорог. Решение этой задачи возможно на основе накопления статистической информации о погодных условиях и соответствующих им состояниях дорожных покрытий. Обработка такой информации за ряд лет приведет к более обоснованному выделению ресурсов (финансы, техника, материалы) на содержание дорог, исходя из региональных метеорологических условий. Анализ этой информации позволит проводить исследования по поиску оптимальных технологий содержания дорог в зависимости от ожидаемых погодных условий.

Сложность задачи метеорологического обеспечения дорожного хозяйства в России обусловлена существенными различиями в погодных и климатических условиях различных регионов страны, в уровне технического оснащения средствами связи и вычислительной техники, а также тем, что отдельные автомагистрали пересекают несколько климатических зон. Задача обеспечения службы содержания дорог надежной специализированной метеорологической информацией требует комплексного решения на основе использования зарубежного опыта, а также проведения отечественных научных исследований, практической их апробации и внедрения результатов.

На основе анализа зарубежного опыта зимнего содержания дорог можно сделать вывод о том, что там разработана система взаимодействия с Национальной службой погоды, которая специально занимается вопросами метеообеспечения дорожных организаций. В связи с этим одним из направлений развития специализированного дорожного метеообеспечения можно считать повышение существующих возможностей Росгидромета, адаптацию имеющейся погодной информации к решению задач содержания автомобильных дорог, ее детализацию, перевод в термины и понятия более близкие специалистам-дорожникам. Эти процедуры, пусть даже и не очень сложные на первых этапах, можно автоматизировать.

С переходом на платное метеорологическое обеспечение дорожная служба стала предъявлять все более жесткие требования к детальности, достоверности и заблаговременности прогнозов. Но, с другой стороны, та информация Росгидромета, которая сейчас доступна или может быть доступна дорожным организациям, используется ими неэффективно, неправильно или вовсе не используется при зимнем содержании дорог.

В качестве одного из направлений совершенствования систем погодного мониторинга в России можно считать развитие технических средств для дорожных метеосистем. Возможна разработка отечественных АДМС, их сертификация и серийный выпуск, технических средств для проведения термокартирования.

Необходима разработка специализированных прогнозов образования различных видов зимней скользкости на дорогах на основе обработки всей поступающей информации и учета особенностей дорожных условий. Такие прогнозы должны стать неотъемлемой частью информационных дорожно-метеорологических систем.

Специализированное дорожное метеорологическое обеспечение должно быть включено в систему управления зимним содержанием дорог. Для этих целей каждая дорожная организация должна иметь регламент проведения работ по зимнему содержанию дорог. Рекомендации по разработке регламента приведены в книге [60].

Особое внимание должно быть уделено подготовке кадров, которые смогут использовать возможности систем погодного мониторинга в практической работе по зимнему содержанию дорог. Их подготовка возможна в системе центров передачи технологий, в программу работы которых должны быть включены семинары по специализированному дорожному метеообеспечению.

Развитие системы дорожного погодного мониторинга в России должно сопровождаться проведением комплекса научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ. Это могут быть исследования по следующим направлениям:

- исследование климатических особенностей зимнего содержания отдельных регионов России и обоснование состава датчиков для дорожных метеосистем;

- проведение исследований и разработка методики термокартирования автомобильных дорог и использование его результатов в работе дорожных метеосистем;

- исследование особенностей образования зимней скользкости на участках дорог с различными дорожными условиями и разработка методики ее прогнозирования по дорожным и метеорологическим данным;

- проведение исследований и подготовка рекомендаций по разработке регламента проведения работ на основе специализированной дорожной и метеорологической информации;

- проведение исследований по оценке адаптивности технологий зимнего содержания дорог к погодным воздействиям;

- разработка теоретических основ оперативного и стратегического управления содержанием дорог на основе метеорологических и дорожных информационных ресурсов;

- проведение исследований по технико-экономическому обоснованию опасных для дорог погодных условий, для разработки штормовых предупреждений;

- проведение исследований по оценке эффективности различных технологий борьбы с зимней скользкостью с целью оптимизации выбора стратегий работ в сложных погодных условиях.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проблеме развития систем погодного мониторинга и использования информации для предупреждения образования зимней скользкости на дорогах в настоящее время уделяется приоритетное внимание во всех развитых странах. Переход на профилактические работы при зимнем содержании дорог требует наличия специализированных прогнозов образования скользкости, т.е. развития системы специализированного дорожного метеорологического обеспечения.

Необходимо отметить, что система погодного мониторинга является только одной из подсистем оперативного управления зимним содержанием дорог. Параллельно с этим должны решаться вопросы совершенствования и переработки нормативной базы, развития дорожной техники, систем связи, внедрения информационных систем в процессы содержания дорог, подготовки и переподготовки кадров.

Только комплексное решение всех этих задач позволит коренным образом улучшить систему зимнего содержания дорог и получить экономический эффект за счет:

• снижения количества противогололедных материалов при переходе на профилактику зимней скользкости;

• снижения расходов на зимнее содержание дорог благодаря более четкой организации работ;

• повышения скорости движения транспортных потоков в сложных погодных условиях;

• повышения безопасности движения транспортных средств при улучшении сцепных качеств покрытий в зимний период и своевременного информирования водителей о состоянии проезда по дороге;

• улучшения экологической ситуации в зоне прохождения дорог в результате снижения расхода противогололедных солей, повышения скорости движения автомобилей.

Использование большого практического опыта, накопленного в зарубежных странах при организации зимнего содержания дорог, и более полный учет особенностей погоды, климата и технического оснащения дорожных организаций в России позволят усовершенствовать систему оперативного управления работами по содержанию дорог в сложных погодных условиях, развивать системы погодного мониторинга на российских автомобильных дорогах с максимальной эффективностью.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Влияние погоды и климата на экономическую безопасность России / Я.Ю. Альшанский, А.И. Бедрицкий, Г.П. Вимберг и др. // Метеорология и гидрология. - 1999. - №5. - С. 5-9.

2. Автомобильные дороги России на рубеже веков. Цифры и факты / Рос. дор. агентство. - М., 2000. - 212 с.

3. Временное руководство по оценке уровня содержания автомобильных дорог / ФДС России. - М.: ГП «Информавтодор», 1997. - 63 с.

4. ГОСТ Р 50597-93. Автомобильные дороги и улицы. Требования к эксплуатационному состоянию, допустимому по условиям обеспечения безопасности дорожного движения. - Введ. 01.07.94. -М.: Изд-во стандартов, 1993. - 11 с.

5. Дорожная экология XXI века / Под ред. О.В. Скворцова: Тр. междунар. науч.-практ. симпозиума, г. Воронеж, 15-16 дек. 1996 г. / Воронеж, гос. архит.-строит. акад. - Воронеж, 1996. -356 с.

6. Дороги России XXI века. Национальная программа совершенствования и развития сети автомобильных дорог России на период до 2010 года (краткий обзор) // Дороги России XXI века. - 2002. -№1.-С. 19-25.

7. Технические правила ремонта и содержания автомобильных дорог: ВСН 24-88 / Минавтодор РСФСР. - М.: Транспорт, 1989. -198 с.

8. Классификация работ по ремонту и содержанию автомобильных дорог общего пользования / Минтранс России, Гос. служба дор. хоз-ва (Росавтодор). - М.: ГП «Информавтодор», 2002. - 28 с.

9. Альтшулер З.Е. Расчет нормативных объемов работ на содержание автомобильных дорог в зимний период с учетом местных условий // Пути повышения качества и эффективности стр-ва, реконструкции, содержания автомоб. дорог и искусств, сооружений на них: Сб.тр. Всерос. науч.-практ. конф. - Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2001.-С.181-183.

10. Васильев А.П., Сиденко В.М. Эксплуатация автомобильных дорог и организация дорожного движения: Учеб. для вузов / Под ред. А.П. Васильева. - М.: Транспорт, 1990. -304 с.

11. Зимнее содержание автомобильных дорог/ Г. В. Бялобжеский, А.К. Дюнин, Л.Н. Плакса и др. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Транспорт, 1983. -197 с.

12. Методические рекомендации по зимнему содержанию автомобильных дорог в Казахстане / Минавтодор КазССР. - Алма-Ата, 1973. - 182 с.

13. Нормативы потребности в дорожной технике для содержания автомобильных дорог: ОДН 218.014-99 / ФДС России. - М.: Информавтодор, 2000. - 31 с.

14. Шабуров С.С., Маевский А.А., Михайлов А.Ю. Прогнозирование потребности фрикционных материалов для зимнего содержания дорог // Особенности проектирования, стр-ва и эксплуатации автомоб. дорог в Восточно-Сибирском регионе. - Иркутск, 1998. -С. 123-125. - (Сб. науч. тр. / Иркут. регион, дор. учеб. центр).

15. Васильев А.П., Ушаков В.В. Анализ современного зарубежного опыта зимнего содержания дорог и разработка предложений по его использованию в условиях России. - М.: ФГУП «ИНФОРМАВТОДОР», 2003. - 60 с.

16. Васильев А.П. Эксплуатационные свойства автомобильных дорог России. - В кн.: Автомоб. дороги: безопасность, экол. проблемы, экономика (рос-герм, опыт) / Под ред. В.Н. Луканина, К.-Х. Ленца. -М.: Логос, 2002. - С. 214-242.

17. Васильев А.П., Апестин В.К., Куликов СВ. Критерии и методы планирования ремонта и очередности работ по результатам диагностики // Автомоб. дороги. - 1993. - №6. - С. 8-10.

18. Васильев А.П., Коганзон М.С., Яковлев Ю.М. Принципы прогнозирования транспортно-эксплуатационного состояния дорог // Автомоб. дороги. - 1993. - №1. - С. 8-10.

19. Жилин С.Н., Ермолаев В.И. Современные автоматизированные технические средства диагностики автомобильных дорог. - М., 2002. - 59 с. - (Автомоб. дороги: Обзорн. информ. / ГП «Информавтодор»; Вып. 5).

20. Мельников СР., Егоров М.Ю., Люляев О.В. Технология сбора полевых данных для наполнения ГИС автомобильных дорог // Информ. бюл. ГИС-Ассоциации. - 2000. - № 1 (23). - С.4-5.

21. Бойков В.Н., Крысин СП. Информационное обеспечение дорожной отрасли с позиций инженерного подхода // Наука и техника в дор. отрасли. -1999. - №2. - С 10-12.

22. Мониторинг дорог на основе географических информационных систем и передовых компьютерных технологий / П.И. Поспелов, А.А. Котов, В.И. Пуркин, Ю.В. Слободчиков: Сб. тр. / МАЛИ (ТУ). - М., 1999. - С. 43-49.

23. Правила диагностики и оценки состояния автомобильных дорог (взамен ВСН 6-90) / Минтранс России, Гос. служба дор. хоз-ва (Росавтодор). - М.: ГП «Информавтодор», 2002. - 139 с.

24. Материалы по совершенствованию системы управления дорожным хозяйством Российской Федерации. Ч. 1 / Гос. служба дор. хоз-ва Минтранса России. - М.: ГП «Информавтодор», 2000. - 175 с.

25. Хяркянен К.В. Совершенствование управления дорожной сетью Финляндии // Вестн. Акад. трансп. -1992. - №2. -С. 94-99.

26. Bark A., Levin С, Mattep V. Wirksamkeit des Strapenwinter-dienstes auf die verkohrssicherheit und die wirtschaftlichkeit des verkenrsablaufes auf Bundesautobahnon // Forsch Strassenbau und Strassenverkehrstechn. -1996. - № 719. - S. 1-108.

27. Durth W. Kosten und Nutzen des Winterdienstes // Strasse und Autobahn. - 1995. - Vol. 46. - № 9. - S. 505-509.

28. Giloppe O. Coordination des actions du service hivernal dans les DDE. Une approche methodologigue des niveaux de service // Revue Generale des Routes et des Aerodromes. -1998. - № 758. - P. 22-25.

29. GustafsonK., ObergG. Minsalt - a 5-year stadytorninimize the negotive effects of solt?: Conf. Strateg. Higway Res. Program and Traffic Safety Two Gothenburg, 18-20 September, 1991. Pt. 5 // VIJ rapp. -1991. - 5, № 372A. - P. 159-174.

30. Reinhold M. Kein Augst Schnee und Eis // Stahlmarkt. -1993. -Vol. 43. - № 12. - P. 37-40.

31. Roussel J. Phenomenes hivernaux et conditions routteres de circulation // Revue Generate des Routes et des Aerodromes. - 1998. -№758.-P. 19-20.

32. Mergenmeier A. New strategies can improve winter road maintenance operations // Public Roads. -1995. - Vol. 55. - № 4. - P. 16-17.

33. Smithson L. Preserving and mamtaining the highway system: New tools and strategies // TR News. - 1997. - № 118. - P. 20-25.

34. Сиденко B.M., Рокас С.Ю. Управление качеством в дорожном строительстве. - М.: Транспорт, 1981. - 252 с.

35. Энциклопедия кибернетики. В 2 т. - Киев: Гл. ред. Укр. Сов. Энцикл., 1975. - Т. 1. - 607 с; Т. 2. - 618 с.

36. Организация и управление в строительстве. Основные понятия и термины: Учеб.-справ. пособие. - М.: Изд-во АСВ; С.-Пб.: С.-ПбГАСУ.-1998.-316с.

37. Важенин Н.А., Волковский А.С., Богачев В.М. Современные информационные технологии в задачах управления производственными процессами // Наука и техника в дор. отрасли. - 1999. - №1. - С. 7-9.

38. Самодурова Т.В. Совершенствование управления зимним содержанием дорог на основе метеорологического обеспечения // Повышение качества строит, работ, материалов и проект, решений. -Брянск, 2000. - С.78-81. - (Сб. науч. тр. / Брян. гос. инж.-техн. акад.).

39. Методы зимнего содержания дорог в Финляндии: Пер. с англ. Е.А. Алексеевой / Под ред. Е.Н. Баринова, М.П. Костельова. - С.-Пб.: Дор. учеб.-инж. центр, 1995. - 66 с.

40. Andy McDonald. IceMan - an affective winter maintenance management system // "Vaisala News. - 1997. - № 144. - P. 6-8.

41. Leppnen A., Penttinen O. Finland's Revised Winter Maintenance Strategies and Quality Standards 2001: 11-th International Road Weather Conference, Sapporo, Japan, 26-28 January 2002. - Sapporo, 2002. -8 p.

42. Danielson U. A Way to Optimise Winter Maintenance (Sweden) // X-th PIARC International Winter Road Congress. - Luteria, Sweden, 1998. - P. 53-58.

43. Jaquest J., Knud B. Road Standards for Winter Services in Denmark // X-th PIARC International Winter Road Congress. - Luteria, Sweden, 1998. - P. 23-34.

44. Paquier F. Winter Service Level: Method of Calculation and Testing (France) // X-th PIARC International Winter Road Congress. - Luteria, Sweden, 1998. - P. 69-78.

45. Lapsins A., Kronlaks O. Latvian Winter Road Maintenance // X-th PIARC International Winter Road Congress. - Luteria, Sweden, 1998. - P. 7-14.

46. Tsefels K. Effects of the Technology Improvements in Winter Maintenance of Estonian Roads // X-th PIARC International Winter Road Congress. - Luteria, Sweden, 1998. - P. 1-6.

47. Gutieres-Bolivar O., Vilanova V. Overview of Winter Maintenance Organisation and Strategies in Spain // X-th PIARC International Winter Road Congress. - Luteria, Sweden, 1998. - P. 137-147.

48. Бекряев Б.А. Автомобильные дороги США. - М., 1986. -68 с. - (Автомоб. дороги: Обзорн. информ. /ЦБНТИ Минавтодора РСФСР; Вып. 6).

49. Manual of Practice for a Effective Anti-Icing Program: A Guide for Highway Winter Maintenance Personnel / US Army Cold Regional Research and Engineering Laboratory; FNRA-RD-95-202. - New Hampshire, 1996.-70 p.

50. Васильев А.П. Проектирование дорог и влияние климата на условия движения. - М.: Транспорт, 1986. -248 с.

51. Расников В.П. Определение оптимального уровня зимнего содержания покрытия автомобильных дорог // Соврем, методы организации и повышения безопасности движения на автомоб. дорогах. - М., 1981. - С.65-70. - (Сб. науч. тр. / Гипродорнии).

52. Федюшин В.Т. Эталоны зимнего содержания автомобильных дорог в Казахской ССР // Автомоб. дороги. - 1983. -№1.-С. 14-15.

53. Руководство по борьбе с зимней скользкостью на автомобильных дорогах: ОДМ / Минтранс России, Гос. служба дор. хоз-ва (Росавтодор). - М.: ФГУП «ИНФОРМАВТОДОР», 2003. - 72 с.

54. Подольский В.П., Самодурова Т.В., Федорова Ю.В. Экология зимнего содержания автомобильных дорог. - М., 2003. - 96 с. - (Автомоб. дороги и мосты: Обзорн. информ. / ФГУП «ИНФОРМАВТОДОР»; Вып. 3).

55. Афанасьев Э.В., Ярошенко В.Н. Эффективность информационного обеспечения управления. - М.: Экономика, 1987. - 111 с.

56. Совершенствование информационной системы автомобильных дорог на основе опыта внедрения ГИС - проектов «Инвентаризация» и «Паспортизация» / П.И. Поспелов, А.А. Котов, В.И. Пуркин, Ю.В. Слободчиков // Информ. бюл. ГИС-Ассоциации. -2000. - № 4 (26)-5 (27). - С.26-29.

57. Концепция построения единой системы комплексного информационно-телекоммуникационного обеспечения автомобильно-дорожной отрасли / Минтранс России, ФДС России. - М., 1996. - 62 с.

58. Проблемы развития информационных технологий и систем связи в дорожном хозяйстве России с учетом единой структуры диагностики и автоматизации автомобильных дорог: Тез. докл. Всерос. отрасл. науч.-практ. конф., Саратов, август 2003 г. / ФГУП СНПЦ «РОСДОРТЕХ». - Саратов, 2003. - 24 с.

59. Самодурова Т.В. Использование метеорологических информационных ресурсов в дорожном хозяйстве // Проблемы экон. полезности использования гидрометеорол. информац. продукции. - Обнинск, 2002. - С. 113-126. - (Сб. науч. тр. / ВНИИГМИ-МЦЦ; Вып. 169).

60. Самодурова Т.В. Метеорологическое обеспечение зимнего содержания автомобильных дорог. - М.: ТИМР, 2003. - 183 с.

61. Важенин Н.А., Волковский А.С. Развитие информатизации и связи в дорожной отрасли России // Наука и техника в дор. отрасли. - 1998. - №2. - С.9-11.

62. Бучинский В.Е. Гололед и борьба с ним. - Л.: Гидрометеоиздат, 1960. - 192 с.

63. Драневич Е.П. Гололед и изморозь. - Л.: Гидрометеорол. изд-во, 1971. -277 с.

64. Руководство по краткосрочным прогнозам погоды. 4.1. - Л.: Гидрометеоиздат, 1986. - 702 с.

65. Белинский И.А., Самородов Я.А., Соколов B.C. Зимнее содержание аэродромов. - М.: Транспорт, 1982. - 192 с.

66. Кошенко A.M. Особенности образования гололедицы на Украине. - Киев, 1974. - С. 67-82. - (Тр. / Укр. науч.-техн. гидрометеорол. ин-та; Вып. 132).

67. Рудаков Л.М., Веселов Е.П. Метеорологические условия образования и прогноз гололедицы: Метод, письмо. - М.: Моск. отд-ние Гидрометеоиздата, 1971. - 12 с.

68. Руководство по прогнозированию метеорологических условий для авиации. -Л.: Гидрометеоиздат, 1985. - 301 с.

69. Самодурова Т.В. Организация борьбы с зимней скользкостью на автомобильных дорогах по данным прогноза: Дис. ... канд. техн. наук. - М., 1992. -235 с.

70. Norrman J. Classification of road slipperiness: 10-th International Road Weather Conference, Davos, Switzerland, 22-24 march 2000. -Davos, 2000. - P. 71-77.

71. Гусев Л.М. Борьба со скользкостью городских дорог. - М.: Стройиздат, 1964. - 102 с.

72. Лежоев В.Р. Теоретические основы и практические методы зимнего содержания искусственных покрытий аэродромов гражданской авиации: Дис. ... д-ра техн. наук. - Л., 1989. - 385 с.

73. РЭА-93. Руководство по эксплуатации аэродромов авиации вооруженных сил. - М.: Воен. изд-во, 1995. - 223 с.

74. Подольский В.П., Самодурова Т.В., Федорова Ю.В. Экологические аспекты зимнего содержания дорог. - Воронеж: ВГАСА, 2000. - 152 с.

75. Самодурова ТВ. Оценка информативности параметров, влияющих на образование гололеда (по результатам вычислительного эксперимента) // Математика. Моделирование экологии. - В кн.: Тр. IV Междунар. конф. женщин-математиков. Т. 4. - Н. Новгород: НИРФИ, 1997. - С. 92-96.

76. Евгеньев Г.И. Внедрение программы предотвращения образования гололеда в США. - М., 2000. - 56 с. - (Автомоб. дороги: Науч.-техн. информ. сб. / ГП «Информавтодор»; Вып. 5).

77. Astbury A. Basics of Road Meteorology. - В кн.: Metoffice Land Transport Services. - Birmingham, 1997. - 58 p.

78. Eriksson M. GIS applications of slipperiness modeling: 10-th International Road Weather Conference, Davos, Switzerland, 22-24 march 2000. - Davos, 2000. - P. 78-84.

79. Eriksson M., Norrman J. Analysis of station locations in a road weather information system // Meteorological Applications. - 2001. -Vol. 8. - №4. - P. 437-448.

80. McFall K., Niittula T. Results of AVWmter Road Condition Sensor Prototype: 11-th International Road Weather Conference, Sapporo, Japan, 26-28 January 2002. - Sapporo, 2002. - 8 p.

81. Norrman J. Slipperiness on roads - an expert system classification // Meteorological Applications. - 2000. - Vol. 7. - № 1.-P. 27-36.

82. Schmid W. Nowcasting Winter Precipitation with Radar: 10-th International Road Weather Conference, Davos, Switzerland, 22-24 march 2000. - Davos, 2000. - P. 17-24.

83. Самодурова Т.В. Оперативное управление зимним содержанием дорог: Научные основы. - Воронеж: Изд-во Воронеж. гос. ун-та , 2003. - 168 с.

84. Борьба со снегом и гололедом на транспорте: Материалы 2-го Междунар. симпозиума, Ганновер, США, 15-19 мая 1978 г.: Пер. с англ. Л.Я. Менис, М.Н. Шипковой / Под ред. А.П. Васильева. -М.: Транспорт, 1986. - 216 с.

85. Расников В.П. Зимнее содержание автомобильных магистралей. - М., 1985. - 65 с. - (Автомоб. дороги: Обзорн. информ. / ЦБНТИ Минавтодора РСФСР; Вып. 4).

86. Hanke Н. Vorteile der Feuchtsalt-Streuung // Waste Ma 5. -1998. - № 3. - S.47-49.

87. Straten - Winterdienst: Abkebz von der Splittst reuung // Polizei Verkehz + Techn. -1999. - Vol. 44. - № 1. - 30 s.

88. Chaussoy C, Darnault C. Essonne: vers une meileeure maitrise de la viabilite hivemale // Revue Generate des Routes et des Aerodromes. - 1998.-№758.-P. 59-61.

89. SHRP-11-385. Development of Anti-Icing Technology Report. - Washington, DC: National Research Council, 1994.

90. Чванов В.В. Научно-техническая деятельность Росавтодора в 1999 году и перспективы ее развития // Наука и техника в дор. отрасли. - 1999. - №4. - С.2-4.

91. Дорожная техника: Кат.-справ. / Под общ. ред. Б.С. Марышева, Ю.Ф. Устинова. - М.: Ассоциация «РАДОР», 2001. - 64 с.

92. Самодурова Т.В. Научные основы оперативного управления работами по борьбе с зимней скользкостью на автомобильных дорогах: Дис. ... д-ра техн. наук. - Воронеж, 2004. - 346 с.

93. Yamamoto A. Climatology of the Traffic Accident in Japan on the Expressway with Dense Fog and a Case Study: 11-th International Road Weather Conference, Sapporo, Japan, 26-28 January 2002. - Sapporo, 2002. - 8 p.

94. Keskinen A., Kaskelma H. Aviawdata based weather service system for road maintenence and traffic: Int. Conf. Road Traffic Signall, London, march 1982. - London-New York, 1982. - P. 186-188.

95. Letestu A., Keller U. Road weather forecast for different customer systems in Switzerland: 10-th International Road Weather Conference, Davos, Switzerland, 22-24 march 2000. - Davos, 2000. - P. 10-16.

96. Scholer Christian. Zukunftige Wetterdienstleistungen im Winterdienst// Strasse und Verkehr. - 1991. - 77, № 2. - S.80-84.

97. Petersen C, Sass В., Mahura A., Nielsen N. Operational Danish Road Weather Forecasting: ХIII-th International Road Weather Conference, Turin, Italy, 25-27 march 2006. - Turin, 2006. - P. 81-86.

98. Raspanti A., Coppola P., Frustaci G. Forecasting experience with a High Resolution non-hydrostatic model at Italian Air Force Meteorological Service: ХIII-th International Road Weather Conference, Turin, Italy, 25-27 march 2006. - Turin, 2006. - P. 87-92.

99. Abvuzzese Leo. Weather Friends // Commer.Car.J. - 1978. -№12. - P.72-78.

100. Baiano G. Die Meteorologie im Dienste des Strassenunterhalts // Strasse und Verkehr. - 1987. - №11. - S. 797-798.

101. Kari Goran. Weather and slipperiness // Techn. Rept. Finn. Meteorol. Inst. - 1976. - № 11. - P. 37.

102. Rouyer J., Sauterey R. Le devalopment dune meteorologie routiere en France. Le schema densemble pour la meteorologie routiere (SEMER) // Revue Generate des Routes et des Aerodromes. - 1986. -№636.-P. 77-81.

103. Raatz W.E., Jacobs W. Development of an Editing, Production and Monitoring System to be used in Germany's SWI: 10-th International Road Weather Conference, Davos, Switzerland, 22-24 march 2000. - Davos, 2000. - P. 5-8.

104. Бедрицкий А.И. О влиянии погоды и климата на устойчивое развитие экономики // Метеорология и гидрология. - 1997.- №10. -С. 5-11.

105. Conference on the economic benefits of meteorological and hydrological services: Extended abstracts of papers for presentation at the conference / WMO/TD. Secretariat of the World Meteorological Organization. - Geneva, Switzerland, 1994.

106. Strapenzustands und Wetterinformationssystem (SWIS) Germany's Road Weather Informationsystem. - Интернет-сайт: http:// www.sirwec.org/deutschland.html.

107. Letestu J., Keller A. Road weather forecast for different customer systems in Switzerland: 10-th International Road Weather Conference, Davos, Switzerland, 22-24 march 2000. - Davos, 2000. - P. 10-14.

108. Васильев А.П. Состояние дорог и безопасность движения автомобилей в сложных погодных условиях. - М.: Транспорт, 1976. -224 с.

109. Keller U. Interventi diviabilita invernale sulle autostrade Italiane nellinserno 1979-80 // Neve int. - 1981. - № 2. - P.18-46.

110. Дорожная погодная информация. - Интернет-сайт: http://www.balticroads.net.

111. Road Weather in Finland. - Интернет-сайт: http:// www.roadweather.com.

112. Положение об информационных услугах в области гидрометеорологии и мониторинга загрязнения окружающей среды. Утв. Постановлением Правительства Российской Федерации от 15 ноября 1997 г. № 1425.

113. SIRWEC Constitution. - Интернет-сайт: http://ww.sirwec.org/constitution.html.

114. XIII-th International Road Weather Conference // Proceedings, Turin, Italy, 25-27 march 2006. - Turin, 2006. - 227 p.

115. 10-th International Road Weather Conference // Proceedings, Davos, Switzerland, 22-24 march 2000. - Davos, 2000. - 239 p.

116. 11-th International Road Weather Conference // Proceedings, Sapporo, Japan, 26-28 January 2002. - Sapporo, 2002. - 8 p.

117. Анаман К.A., Hoap П.Ф. Экономическая и социальная эффективность метеорологического и гидрологического обслуживания, предоставляемого метеорологическим бюро Австралии. -В сб.: Новые тенденции в гидрометеорологии. - М., 1995. -С. 31-36.

118. Бедрицкий А.И. Экономическая эффективность гидрометеорологического обеспечения потребителей Федеральной службой России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды с учетом экономических преобразований в стране. - В сб.: Новые тенденции в гидрометеорологии. - М., 1995. -С. 60-71.

119. Коршунов А.А., Петрова М.В., Шаймарданов М.З. Опыт становления и развития специализированного гидрометеорологического обеспечения экономики и населения в России // Проблемы эконом, полезности использования гидрометеорол. информац. продукции. - Обнинск, 2001. - С. 29-40. -(Сб. науч. тр. / ВНИИГМИ-МЦЦ).

120. Шаймарданов М.З., Коршунов А.А. Использование гидрометеорологической информации в различных отраслях экономики. - В сб.: Новые тенденции в гидрометеорологии. - М., 1995.-С. 20-25.

121. Thompson J.C. The potential economic benefits of improvements in weather forecasting: Final Report / California State University, Department of Meteorology. - California, 1972. - 81 p.

122. Концепция метеорологического обеспечения дорожного хозяйства Российской Федерации / ФДС России. - М., 1999. - 11 с.

123. Пояснительная записка к «Концепции метеорологического обеспечения дорожного хозяйства Российской Федерации» / Ассоциация «РАДОР». - М., 1999. - 38 с.

124. Богушевич Б.В., Браилко В.Т. Современные технические средства для учета, контроля и управления движением автомобильного транспорта. - М., 1979. - 54 с. - (Стр-во и эксплуатация автомоб. дорог: Обзорн. информ. / ЦБНТИ Минавтодора РСФСР; Вып. 2).

125. Васильев А.П., Фримштейн М.И. Управление движением на автомобильных дорогах. - М.: Транспорт, 1979. - 296 с.

126. Гогошев М. Обледяването на пътищата в България и възможностите за диагностика и прогнозиране // Пътишаю. - 1990.-№11-12.-С. 18-19,22.

127. Попов В.А. Проблемы зимнего содержания автомобильных дорог // Автомоб. дороги. - 1991. - №9. - С.1-3.

128. Проблемы больших городов. - М., 1980. - 60 с. - (Обзорн. информ. / ГОСИНТИ; Вып. 2).

129. Livet J. La route en presence deverglas phenomenes, adherence, previsions // Revue General des Routes et des Aerodromes. -1987. - № 639. - P. 72-76.

130. Der Eiswarncoputer // Plan. - 1983. -№11-12. - S.10-15.

131. Marc. Jien-Luc. Detecthion de verglas. Systeme GFS 2000 // Revue General des Routes et des Aerodromes. - 1990. - 64, № 575. -P. 8-9,11, 30-32.

132. IBM compatible ice prediction system // High Ways. -1990.-58, № 1968.-R17.

133. Kutter M. Glatteismelderate - Entscheidungshilre fur den Winterdienst // Komminalwirtschaft. - 1986. - № 4. - S. 137-141.

134. New technologies promis cost savings for snow and ice removal // IRNews. - 1991. - № 152. - P.24.

135. Schneider F.R. Anwendund der Modernen Electronic im Winterdienst//Strasse und Verkehr. - 1982. - 68, № 6. - S.191-195.

136. Christillin M., Ardemagni C, Trombella G. The Buthier Viaduct. Adifferent approach to road network maintenance in winter // X-th PIARC International Winter Road Congress. - Luteria, Sweden. - 1998. -P. 307-315.

137. Zambelli M. Implantation of a Steady Plant for Automatically Spraying Chemical De-icer on the Lausanne Bypass // X-th PIARC International Winter Road Congress. - Luteria, Sweden. - 1998. - P. 447-458.

138. State of play: Installation of Road Weather Information Systems around the World. - Интернет-сайт: http://www.sirwec.org.

139. Haavisto V., Pilli-Sihvolal Y. New Approach to Road Weather: Measuring: XIII-th International Road Weather Conference, Turin, Italy, 25-27 march 2006. - Turin, 2006. - P. 13-18.

140. Jonsson J. How to integrate audio-visual sensor systems in RWIS: 10-th International Road Weather Conference, Davos, Switzerland, 22-24 march 2000. - Davos, 2000. - P. 205-216.

141. Kosugi K., Sato T. Estimation of Blowing Snow Intensity using Acoustic Signals: 11-th International Road Weather Conference, Sapporo, Japan, 26-28 January 2002. - Sapporo, 2002. - 8 p.

142. McFall K. Artificial Neural Network Technologies Appleid to Road Condition Classification Usin Acoustic Signals: 10-th International Road Weather Conference, Davos, Switzerland, 22-24 march 2000. - Davos, 2000. - P. 189-204.

143. Finne M. Ensuring road safety above the Arctic circle // Vaisala News. - 1997. - № 144. - P. 21-22.

144. Baselly S.E., Roosevelt D.S. The Presentation of Road Weather and Condition Information to the Publics: The Results of an Aurora Pooled-Fund Study: 11-th International Road Weather Conference, Sapporo, Japan, 26-28 January 2002. - Sapporo, 2002. - 8 p.

145. Roosevelt D. The Presentation of Road Weather and Condition Information to the Public: The Results of an Aurora Pooled-Fund Study: 11-th International Road Weather Conference, Sapporo, Japan, 26-28 January 2002. - Sapporo, 2002. - 8 p.

146. Portaankorva P. Road Weather and Traffic Data in Traffic Management: 11-th International Road Weather Conference, Sapporo, Japan, 26-28 January 2002. - Sapporo, 2002. - 8 p.

147. Kaneko M., Kajiva Y., Fukuzawa Y Winter Road and Human Factors: 11-th International Road Weather Conference, Sapporo, Japan, 26-28 January 2002. - Sapporo, 2002. - 8 p.

148. Myllyla J., Pilli-Sihvola Y. Floating Car Road Monitoring: 11-th International Road Weather Conference, Sapporo, Japan, 26-28 January 2002. - Sapporo, 2002. - 8 p.

149. Masuyoshi M., Hiroshi N. Conception of snow information network system in Yamagama prefecture //Bosai kagaku gujutsu kenkyujo kenkyu hokoku. - 1993. - № 51. - P. 221-244.

150. Denizon J., Cat M. Les systemes d'aide a la decision en service hivernal d'ESF // Revue General des Routes et des Aerodromes. -1998. -№758.-P. 51-54.

151. Ossola M. Equipement et les usagers de la route // Revue Generate des Routes et des Aerodromes. - 1998. - № 758. - P. 26-27.

152. Toivonen K., Lahtinen E. Administrative view of RWIS in Finland: ХIII-th International Road Weather Conference, Turin, Italy, 25-27 march 2006. -Turin, 2006. - P. 170-177.

153. Анализ зарубежного опыта применения информационных телекоммуникационных технологий и систем связи на автомобильных дорогах/ ГП «Росдорнии». - М., 2002. - 63 с.

154. Проказов Н.В. Погоду заказывали? // Автомоб. дороги. - 1998. - №12. - С. 25-27.

155. Близниченко С.С. Теоретическая основа разработки комплексной автоматизированной системы управления автомобильными дорогами Краснодарского края // Особенности проектирования, стр-ва и эксплуатации автомоб. дорог в Восточно-Сибирском регионе. - Иркутск, 1998. - С. 65-73. - (Сб. науч. тр. / Иркут. регион, дор. учеб. центр).

156. Бойков В.Н., Крысин С.П. Информационное обеспечение дорожной отрасли с позиций инженерного подхода // Наука и техника в дор. отрасли. - 1999. - №2. - С. 10-12.

157. Волошина В. Информационная система территориального уровня. Особенности разработки, внедрения и сопровождения // Дороги России XXI века. - 2002. - №1. - С.78-80.

158. Щербаков А.Н. О создании комплексной автоматизированной системы управления производством ГУ Упрдор «Россия» //Дороги России XXI века. - 2002. - №1. - С. 81-83.

159. Контарук Е.М. Спутниковые ГЛOHACC/GPS-приемники и перспективы их использования в России // Информ. бюл. ГИС-Ассоциации. - 2000. - № 3 (25). - С. 23-25.

160. Самодурова Т.В. Возможности использования ГИС и информационных технологий в управлении зимним содержанием автомобильных дорог // Автоматизир. технологии изысканий и проектирования. - 2002. - № 4-5. - С. 52-53.

161. Цветков В.Я. Геоинформационные системы и технологии. - М.: Финансы и статистика, 1998. -288 с.

162. Andy McDonald. New user-friendly interface: IceCast for Windows // Vaisala News. - 1997. -№ 144. -P. 9-10.

163. Chapman 1., Thornes J., Bradley A. Modelling of road surface temperature from a geographical parameter database. Part 1: Statistical // Meteorological Applications. - 2001. - Vol. 8. - №4. -P. 409-419.

164. Thornes J., Chapman L., White S. XRWIS: A new paradigm for winter road maintenance: XIII-th International Road Weather Conference, Turin, Italy, 25-27 march 2006. - Turin, 2006. - P. 220-227.

165. Paumiez J., Arnal M. Experimentation previruote sur lautoroute A75 dans le Cantal // Revue General des Routes et des Aerodromes. -1998. - № 758. - P. 44-50.

166. Ask В., Ask Т. Expert System Control of Automated Ice Prevention Equipment for Bridges // X-th PIARC International Winter Road Congress. - Luteria, Sweden. - 1998. - P. 899-912.

167. COST 344 presentation on Internet. - Интернет-сайт: http://www.cordis.lu/cost-344.htm.

168. Giloppe D., Burtwell M., Bald S., Muzet V. Maintenance in Europe - Practice and Research: XI-th PIARC International Winter Road Congress, Sapporo, Japan, 28-31 January 2002. - Sapporo, 2002. - 8 p.

169. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов (вторая редакция) / Минэкономика РФ. - М.: Экономика, 2000. - 421 с.

170. Указания по определению экономической эффективности капитальных вложений в строительство и реконструкцию автомобильных дорог: ВСН 21-83 / Минавтодор РСФСР. - М.: Транспорт, 1985. - 125 с.

171. Самодурова Т.В., Михайленко АА. Оценка эффективности инвестиций в развитие системы дорожного метеорологического обеспечения // Соврем, технологии, машины и материалы для содержания автомоб. дорог: Материалы междунар. науч.-техн. конф., г. Могилев, 17-18 февр. 2005 г. / ГОУ ВПО «Белорусско-Российский университет». - Могилев, 2005. - С. 83-84.

172. Жуковский Е.Е. Метеорологическая информация и экономические решения. - Л.: Гидрометеоиздат, 1981. - 303 с.

173. Leland D., Smithson P. Achieving technology transfer with interactive computer-based training: ХIII-th International Road Weather Conference, Turin, Italy, 25-27 march 2006. - Turin, 2006. - P. 164-169.

174. Чернюк Н.И., Нестерович И.В., Богданович СВ. Перспективы и проблемы автоматизации зимнего содержания автомобильных дорог // Соврем, технологии, машины и материалы для содержания автомоб. дорог: Материалы междунар. науч.-техн. конф., г. Могилев, 17-18 февр. 2005 г. / ГОУ ВПО «Белорусско-Российский университет». - Могилев, 2005. - С. 6-7.

175. Тылец С.А. Система стандартов качества ИСО 9000 при зимнем содержании автомобильных дорог // Соврем, технологии, машины и материалы для содержания автомоб. дорог: Материалы междунар. науч.-техн. конф., г. Могилев, 17-18 февр. 2005 г. / ГОУ ВПО «Белорусско-Российский университет». - Могилев, 2005.-С. 8-10.

176. Yamagiwa Y, Matsuzawa M., Kajiya Y. Development of a Maintenance Decision Support System and Usefulness of Snowstorm Information in That System: ХIII-th International Road Weather Conference, Turin, Italy, 25-27 march 2006. - Turin, 2006. - P. 195-202.

177. Skuthan M., Glanc D. Central European Transnational Road Weather Information System: ХIII-th International Road Weather Conference, Turin, Italy, 25-27 march 2006. - Turin, 2006. - P. 216-219.

178. Boschung Marcel jr. The next step in the RWIS evolution: the Virtual Station: 10-th International Road Weather Conference, Davos, Switzerland, 22-24 march 2002. - Davos, 2002. - P. 161- 168.