Προσδιορισμός τιμών πρόσφυσης κατά την πέδηση οχημάτων εφοδιασμένων με σύστημα ABS σε αυξημένες κατά μήκος κλίσεις

Abstract

Η παρούσα εργασία αποτελεί διπλωματική εργασία με θέμα «Προσδιορισμός Τιμών Πρόσφυσης κατά την Πέδηση Οχημάτων Εφοδιασμένων με Σύστημα ABS σε Αυξημένες κατά Μήκος Κλίσεις» που ανατέθηκε στο φοιτητή της σχολής Αγρονόμων και Τοπογράφων Μηχανικών του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου:  Παλιγγίνη Ευάγγελο η οποία υλοποιήθηκε κατά την ημερολογιακή περίοδο από τον Ιανουάριο του 2008 έως των Σεπτέμβριο του 2008 υπό την επίβλεψη του κυρίου Βασιλείου Ψαριανού, καθηγητή Συγκοινωνιακής Τεχνικής της Σχολής Αγρονόμων και Τοπογράφων Μηχανικών του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου. Η εργασία εκκινεί από μία ιστορική αναδρομή στο σύνολο των μελετών που έχουν πραγματοποιηθεί πάνω στους κανονισμούς που διέπουν την χάραξη οδών, εστιάζοντας στην επίδραση αυτών στα ατυχήματα. Βασική διαπίστωση ήταν το γεγονός ότι δεν υπήρχε μοντέλο πρόληψης των ατυχημάτων, αλλά μόνο-και κατά περιόδους-μοντέλα που εμπλουτίζονταν και εξελίσσονταν από την εμπειρία που προέκυπτε από το σύνολο των ατυχημάτων. Τα τελευταία 20 χρόνια περίπου εμφανίστηκαν (κυρίως στις Η.Π.Α και την Γερμανία) μοντέλα ως αποτέλεσμα μετρήσεων πάνω στα ατυχήματα, όπου ενσωμάτωναν πληροφορία και τμηματικά ανέπτυσσαν βάσεις στατιστικών δεδομένων πάνω στο δείκτη ατυχημάτων. Σε κάθε περίπτωση δεν υπήρχε δυνατότητα πρόληψης των ατυχημάτων, ενώ τα μοντέλα σχεδιασμού που προέκυψαν δεν εμπεριείχαν στοιχεία αφενός από την ανάπτυξη του συστήματος αντιμπλοκαρίσματος των τροχών, γνωστού ως ABS και αφετέρου από την εξέλιξη των ελαστικών. Στα πλαίσια διερεύνησης της επιρροής των τεχνολογικών αυτών εξελίξεων (abs, νέου τύπου ελαστικά radial), στο σχεδιασμό οδών, χρησιμοποιήθηκε μοντέλο υπολογισμού της απόστασης πέδησης (το οποίο είναι ανεξάρτητο των διαθέσεων και αντιδράσεων του οδηγού) , καθώς και μετρήσεις της παρεχόμενης πρόσφυσης. Απώτερος στόχος είναι η εξαγωγή συμπερασμάτων σχετικά με την εγκυρότητα ή μη της υφιστάμενης πρακτικής προσδιορισμού του Μήκους Ορατότητας για Στάση (ΜΟΣ). Δεδομένης της άμεσης εξάρτησης του ΜΟΣ με κρίσιμες για την ασφάλεια παραμέτρους (Hk, όριο ταχύτητας), στην υπόψη εργασία προτείνονται νέες τιμές πρόσφυσης, οι οποίες όντας πιλοτικού χαρακτήρα, προτού υιοθετηθούν θα πρέπει να πιστοποιηθούν με μετρήσεις ευρύτερου φάσματος. Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, για τη συγκέντρωση των δεδομένων απαιτήθηκαν μετρήσεις πρόσφυσης οι οποίες διεξήχθησαν με τέσσερα (4) αντιπροσωπευτικά οχήματα με τη χρήση του οργάνου VC 3000DAQ. Μεταξύ άλλων, στόχος των μετρήσεων αυτών ήταν να αποδειχθεί η αποτελεσματικότητα της χρήσης του μοντέλου προσδιορισμού του ΜΟΣ και για το σκοπό αυτό διεξήχθησαν μετρήσεις σε ποικίλες συνθήκες οδοστρώματος, διάφορες καιρικές συνθήκες, έντονες κλίσεις, με διαφορετικής δυναμικότητας και όγκου οχήματα με ή χωρίς ABS. Τα δεδομένα που προέκυψαν μετά από μία διαδικασία διαλογής και αξιολόγησης ως προς την ορθότητα και την ακρίβεια εισήλθαν στο μοντέλο, το οποίο μέσα από έναν υπολογιστικό αλγόριθμο κατέληξε σε ένα σύνολο αποτελεσμάτων. Τα αποτελέσματα πιστοποιήθηκαν επιστημονικά ότι αποτελούν την θεμελίωση για τη βελτίωση ή και αναπροσαρμογή συγκεκριμένων οδηγιών χάραξης οδών, καθώς, αποδεικνύουν την υπερεκτίμηση των τιμών του ΜΟΣ όπως αυτή δίδεται από την υφιστάμενη πρακτική. Συνοψίζοντας, η εν λόγω έρευνα, εναρμονισμένη με τις τελευταίες εξελίξεις στην τεχνολογία των αυτοκινήτων, αποτελεί αιχμή ως προς τις νέες κατευθύνσεις σχεδιασμού οδών δεδομένου ότι μέσω του προσδιορισμού του ΜΟΣ, δίδονται ρεαλιστικές παράμετροι σχεδιασμού κρίσιμων παραμέτρων και άρα πιο οικονομικές χαράξεις. Παρόλα αυτά, μη γνωρίζοντας τον ρυθμό αφομοίωσης του συστήματος πέδησης ABS, στο σύνολο του στόλου των οχημάτων που κυκλοφορούν στους ελληνικούς δρόμους, καθώς και το φάσμα των τιμών της διατιθέμενης πρόσφυσης σε αυτούς, απαιτούνται περαιτέρω έρευνες όσον αφορά στην δυνατότητα εφαρμογής των μετρημένων τιμών. Τέλος, ο ανθρώπινος παράγοντας ο οποίος αγνοείται στην παρούσα εργασία ενδεχομένως να επιβάλλει πρόσθετους περιορισμούς και συνεπώς να επηρεάζει σε σημαντικό βαθμό τη διαδικασία πέδησης.

This project is a diplomatic work, on the subject "Determination of SSD values upon braking application using Vehicles equipped with the ABS system in increased slopes' entrusted to the school student, attending the Rural and Surveying Engineering Class, of the National Technical University Of Athens  Palinginis Evangelos which has been implemented during the calendar period from January 2008 until September 2008, under the supervision of the professor Vasileiou Psariannou, Professor Technical Transportation on the class of Agronomists and Surveyors Engineers of the National Technical University Of Athens. The experimental procedure starts with a historic recursion on all of the studies have been published over to the regulations governing the designing of roads, focusing on the effects of these studies, on the accidents. The Basic conclusion came down to the fact that there was no model of prevention for accidents, but only periodical models that were enriched and evolved from the experience, that came as a result from the total of all of the accidents. The last 20 years approximately (particularly in U.S.A and Germany), models were developed as a result of measurements taking accidents into account, which incorporated information and partly unfolded statistical databases on the indicator of the accidents. In every occasion there was still no model for preventing these accidents, whereas models that accrued, did not contain data of the implementation of the ABS on one hand, and next generation of tire technology on the other. On the frame of investigation concerning the influence of such technological advancements (ABS Technology, evolution of Tire Generation) on the road designing, a model was used for calculation of the SSD (which is independent of mood state and reaction state of the driver), as well as field measurements of the provided traction. The ulterior goal was the education and extraction of conclusions relevant with the validity or not of the preexisting practice for the Stopping Sight Distance (SSD) specification. Given the immediate dependency of the SSD on critical for the safety, road parameters (Hk, speed limit), new traction values are suggested, which however are of a primitive nature and should be verified with measurement of a wider spectrum, before being adopted and fully implemented. As mentioned beforehand, for the gathering of data, field measurements of traction were required which were conducted with 4 representative vehicles, equipped with the VC3000DAQ Dynamometer/Accelerometer. Among others, the goal of these measurements was to prove the efficiency of this model for practical use on the determination of SSD values and for this purpose measurements took place on a variety of road surfaces, on different weather conditions, with acute increased slopes on various dynamics and volumes vehicle with ABS equipment and without. The data resulted from a procedure of selection and evaluation with emphasis to accuracy and precision, were input into the model and from within a calculation algorithm concluded into a total of results. These results were scientifically verified that they constitute the fundamental base for the improvement and readjustment of specific road design instructions, as they justify the overestimation of current SSD values. Summing up, the current research, updated with the latest changes in the automobile technology, constitutes a pioneer in reference to the latest directions of road design due to the fact that, with the specification of the SSD values, realistic parameters of critical road designing factors are produced and therefore more financial flexibility is achieved, with reduced costs. Not knowing the rate of absorption of ABS, on the total vehicles sold on the markets, as well as the spectrum of the assumed friction, lead to the request of further investigations, in order for the potential of the application of measured values to be achieved. Finally, the human factor is not taken into account and that may affect the whole braking procedure significantly.