Отчет по практике: Проблема загрязнения окружающей среды

3. Выбор методики расчета и составление плана проведения вычислений

Загрязнение ОС на улично-дорожной сети г. Воронежа происходит при выбросах ЗВ автотранспортом на пересечениях и перегонах. На пересечениях основная доля выбросов происходит при нахождении автомобилей в очереди к проезду светофорного объекта (наибольшее количество выбросов автомобилей осуществляется при работе двигателя на холостом ходу). На перегонах выбросы происходят в процессе движения автомобилей. (наименьший выброс осуществляется при скорости движения автомобиля 60 км/час). В случае если заторовая ситуация от пересечения охватывает всю длину перегона, то расчет выбросов учитывает длину перегона как длина очереди перед пересечением. Выбросы на перегоне в этом случае не рассчитываются.

4. Выбор и обоснование расчетных зависимостей выбросов ЗВ в атмосферу

Для мониторинга экологической обстановки на улично-дорожной сети г. Воронежа предполагается использовать методику по ГОСТ Р 56162-2014 «Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу. Метод расчета выбросов от автотранспорта при проведении сводных расчетов для городских населенных пунктов», расчетные зависимости которой привели к единой размерности (соответственно масса выбросов на пересечении и на перегоне - г/час; концентрация - мг/м3).

Экспериментальную часть проводили в МРЭО ГИБДД № 1 ГУ МВД России по Воронежской области (участок ТО) (рис. 1).

Рисунок 1 - Управление ГИБДД - ГУ МВД России по Воронежской области

Для измерения фактической концентрации ЗВ использовался газоанализатор АВГ-4 (рис. 2).

Рисунок 2 - Газоанализатор АВГ-4

Изделие зарегистрировано в Госреестре под номером 27861-08

Назначение и область применения

Газоанализатор АВГ-4 применяется для измерения объемной доли оксида углерода (СО) , суммы углеводородов (CxHy), диоксида углерода (СО2), кислорода и оксида азота (NO) в отработавших газах автомобилей с бензиновыми двигателями, а также для измерения частоты вращения коленчатого вала, температуры масла двигателей автомобилей и для расчета коэффициента избытка воздуха.

Пределы допускаемой дополнительной погрешности газоанализатора от изменения атмосферного давления от 84 до 106,7 кПа (от 630 до 800 мм рт. ст.) на каждые 3,3 кПа (25 мм рт. ст.) не превышают 0,8 в долях от пределов допускаемой основной погрешности.

Измерение концентрации проводили 4 раза:

- без пассажиров;

- с пассажирами;

- на тормозном стенде (без нагрузки);

- на тормозном стенде с нагрузкой.

Рисунок 3 - Измерение концентрации

Исходя из эксперимента и расчетов по формулам, выводим следующие коэффициенты разделив экспериментальные значения на расчетные значения (табл. 1).

Таблица 1 - Коэффициенты концентрации

Перед написанием программы составили техническое задание с расшифровкой всех используемых при расчетах зависимостей и величин.

Рассмотрим подробно техническое задание для написания программы.

5. Структура программного обеспечения

Программное обеспечение разработано в среде VBA (MS EXCEL).

Программное обеспечение для мониторинга экологической обстановки на улично-дорожной сети г. Воронежа в своей основе использует расчетную методику ГОСТ Р 56162-2014 «Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу. Метод расчета выбросов от автотранспорта при проведении сводных расчетов для городских населенных пунктов», который реализуется следующим образом [4].

На главной форме программы обозначены районы города Воронеж. К каждому району привязаны основные загруженные автотранспортом улицы Для проведения мониторинга выбираем объект исследования перегон или пересечение. В зависимости от выбранного объекта исследования выбираем следующие параметры: если это пересечение, то выбираем количество направлений на пересечении.

Расчет производится поэтапно.

Первый этап расчета - определяем среднечасовую, среднесуточную и среднегодовую массы выбросов по каждому из семи типов ЗВ.

1) Если объект исследования пересечение, то вводим фактическое число автомобилей, находящихся в очереди в районе перекрестка в конце каждого цикла действия запрещающего движение сигнала светофора авт/час; продолжительность действия запрещающего сигнала светофора (включая желтый свет), с; число циклов действия запрещающего сигнала светофора за 60-ти минутный период времени. Нажимаем на кнопку начать исследование.

2) Если объект исследования перегон, то вводим протяженность автодороги (или ее участка), из которой исключена протяженность очереди автомобилей перед запрещающим движение сигналом светофора, включающая в себя длину соответствующей зоны перекрестка (для перекрестков, на которых проводились дополнительные обследования), L км и N число автомобилей каждой из пяти групп, проходящих через фиксированное сечение выбранного участка в обоих направлениях, а также G число автомобилей находящихся в очереди перед пересечением. Нажимаем кнопку начать исследование.

Далее на экран выводится окно ввода данных для расчета среднесуточной массы выбросов ЗВ.

Выбираем час замера, относительную влажность воздуха, тип сезона и нажимаем на кнопку начать исследование.

Второй этап расчета - определяем концентрацию выбросов ЗВ сравниваем их с нормами ПДК

Исходя из предыдущего расчета массы выбросов ЗВ определяем концентрацию по каждому из семи типов ЗВ

Вводим скорость ветра (м/с), выбираем время суток и удаленность от дороги (рис. 25) и нажимаем на кнопку начать исследование.

Исходя из предыдущего расчета ПО выводит в таблице значения среднечасовой, среднесуточной и среднегодовой на перспективу массы выбросов по каждому типу ЗВ.

Также рядом высвечивается таблица с расчетом значений концентраций ЗВ и одновременно идет сравнение полученных результатов с нормативами и строится диаграмма, в которой наглядно можно увидеть на сколько полученные результаты превышают установленные нормы.

Затем ПО автоматически выводит индекс загрязнения атмосферы. Также сравнивая полученное значение с нормами индекса загрязнения атмосферы, окрашивая соответствующим цветом полученный результат.

Заключение

По результатам научно-исследовательской практики установлено, что область исследования соответствует Паспорту научной специальности 23.06.01 Техника и технологии наземного транспорта (Эксплуатация автомобильного транспорта):

п. 5. Обеспечение экологической и дорожной безопасности автотранспортного комплекса; совершенствование методов автодорожной и экологической экспертизы, методов экологического мониторинга автотранспортных потоков.

Эксплуатация автомобильного транспорта - комплексная область науки и техники, занимающаяся исследованием и совершенствованием технологии и организации перемещения пассажиров и грузов, процессами, обеспечивающими эти перемещения, их взаимодействием с природой и обществом. Эта область науки включает исследования эксплуатационных качеств автотранспортных и вспомогательных средств, процессов их эксплуатации, технического обслуживания, сервиса и ремонта и отличается тем, что содержит научные, технические и организационные разработки в области эффективного развития автомобильного транспорта, обеспечения его работоспособности, дорожной, экологической безопасности и ресурсосбережение. Значение решения научных и практических проблем данной специальности для экономики состоит в совершенствовании методов и средств перемещения пассажиров и грузов и процессов, их обеспечивающих, в целях повышения эффективности транспортного обслуживания и минимизации затрат ресурсов и потерь, связанных с ними.

По результатам научно-исследовательской практики:

- осуществлен сбор, обработка, анализ и систематизация информации по теме исследования.

- выполнено обоснование актуальности темы научного исследования.

- определена степень проработанности темы научного исследования.

- сформулированы цель и задачи научного исследования.

В процессе прохождения научно-исследовательской практики были приобретены навыки и опыт подготовки научного доклада по теме диссертационного исследования для публичного представления в рамках научных мероприятий университета.

Диссертационная работа посвящена подробному изучению воздействия АТ на экологическое состояние г. Воронежа методом хронометражных наблюдений с последующим аналитическим расчетом, который осуществляется с помощью программного обеспечения для ЭВМ.

В первом разделе работы разработано и представлено техническое задание с необходимыми параметрами, расчетными зависимостями, постоянными величинами и таблицами для ввода исходных данных, которые необходимы при написании программы. Дана карта города Воронежа с границами его районов и улиц, на которых предполагается провести мониторинг экологической обстановки УДС города.

Во втором разделе показана структура ПО с кратким описанием пользователю ПК. Разработанное ПО может быть использовано как для мониторинга экологической обстановки в городе, так и для внедрения в учебный процесс с целью изучения дисциплин, касающихся экологии на транспорте. загрязнение атмосфера воздух газоанализатор

В третьем разделе рассмотрели существующие мероприятия, а также предложили конкретные мероприятия для УДС г. Воронежа, которые будут способствовать снижению выбросов ЗВ автомобильным транспортом.

Ожидаемый эффект результатов исследования позволит на основе разработанного алгоритма и программного обеспечения для ЭВМ определить

массу и концентрацию выбросов загрязняющих веществ, сравнить их с нормами предельно-допустимых концентраций, а также произвести расчет комплексного индекса загрязнения атмосферы. Это даст возможность количественно оценить экологическую обстановку и степень загрязнения атмосферы автомобильным транспортом на улично-дорожной сети г. Воронежа. Также увидеть уровень загрязнения улично-дорожной сети города на представленной в программе карте по цвету выделенной улицы или дороги.

Список использованных источников

1. Сарбаев, В.И. Теоретические основы обеспечения экологической безопасности автомобильного транспорта [Текст] / В.И. Сарбаев // Монография. М.: МГИУ. - 2003. - 144 с.

2. .consultant.ru - Федеральный закон от 4 мая 1999 г.

3. Сафронов, Э.А. Транспортные системы городов и регионов [Текст] / Э.А. Сафронов //Учебное пособие/Издательство: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2007 г. - 288 с.

4. Коноплянко, В.И. Организация и безопасность дорожного движения для высших учебных заведений [Текст]/ Коноплянко В.И. //Издательство: Высшая школа, 2007 г. - 384 с.

5. Немчинов, М. П. Охрана окружающей природной среды при проектировании и строительстве автомобильных дорог [Текст]/ М. П. Немчинов, В. Г. Систер , В. В. Силкин, В.В. Рудакова // Идательство: Ассоциации строительных вузов 2009 г. - 280 с.

6. Графкина, М.В. Экология и автомобиль [Текст]/ М. В. Графкина, В. А. Михайлов /Издательство: Academia, 2010 г. - 112 с.

7. Егоренков, Л.И. Геоэкология [Текст]/ Л. И. Егоренков, Б. И. Кочуров // Издательство: Финансы и статистика, 2005 г. - 320 с.

8. ГОСТ Р52033 - 2003 «Содержание оксида углерода и углеводорода в отработавших газах автотранспорта».

9. Доклад о состоянии и охране окружающей среды Воронежской области в 2012 году. - Воронеж, 2013 г. - 313 с.

10. Журкович, В.В. Экологические проблемы (комплект из 3 книг) 1) Пути решения экологических проблем автотранспорта; 2) Городские отходы; 3) Токсичные отходы / Издательство: Гуманистика /(2-я книга) [Текст] / В.В. Журкович, А.И. Потапов, П.В. Таукин, В.Ф. Хватов, Е.Г. Цыплакова // Издательство: Гуманистика, 2006 г. - 1896 с.

11. Журкович, В.В. Экологические проблемы (комплект из 3 книг) 1) Пути решения экологических проблем автотранспорта; 2) Городские отходы; 3) Токсичные отходы / Издательство: Гуманистика /(1-я книга) [Текст] / В.В. Журкович, А.И. Потапов, П.В. Таукин, В.Ф. Хватов, Е.Г. Цыплакова // Издательство: Гуманистика, 2006 г. - 1896 с.

12. Панов, В.П. Теоретические основы защиты окружающей среды [Текст] / В.П. Панов, Ю.А. Нифонтов, А.В. Панин // Издательство: Academia, 2008 г. - 320 с.

13. Горелов, А.А. Основы экологии: Учебник.- 4-е изд. Высшее профессиональное образование. Бакалавриат [Текст] / А.А Горелов // Издательство Academia, 2013 г. - 304с.

14. Графкина, М. В. Экология и экологическая безопасность автомобиля [Текст] / М. В. Графкина, В. А. Михайлов, К. С. Иванов // Издательство: Форум, 2009 г. - 320 с.

15. Кораблев, Р. А. Оптимизация управления экологической деятельностью на предприятиях автомобильного транспорта [Текст] / Р. А. Кораблев, Н. И. Бойко, В. П. Белокуров, А. С. Хромых // Экология и промышленность России. - 2014 г. - № 9. - 36-38 с.

16. ОДМ 218.2.032-2013. Методические рекомендации по учету движения транспортных средств на автомобильных дорогах. - М.: Федеральное Дорожное Агентство (Росавтодор), 2013 г. - 33 с.