1. Celem inżynierii ruchu drogowego jest zapewnienie bezpiecznego, sprawnego i ekonomicznego przemieszczania osób i towarów przy ograniczeniu ujemnego wpływu transportu na środowisko. Do analizowania inżynieri ruchu jako systemu którego składowymi są człowiek, pojazd i droga potrzebne jest wykorzystywanie wiedzy z zakresu wielu dyscyplin. Rozwiązania problemów, ustalanie praw ruchu wykrywa się i formuje się na podstawie badań doświadczalnych, obserwacji wypadków i badań ruchu. Inż. ruchu zajmuje się także poprawą warunków ruchu, bezpieczeństwa, redukcją emisji spalin.

Dyscypliny: matematyka, fizyka, psychologia, medycyna, pedagogika, prawo, ekologia, ekonomia, urbanistyka (powiązanie układu komunikacyjnego z zagospodarowaniem przestrzennym), budowa maszyn, automatyka, elektrotechnika, transport, inż.. lądowa,.

2. Psycho-fizyczne cech człowieka jako użytkownika dróg:

wzrok:

– zakres pola widzenia (pole widzenia zmniejsza się wraz ze wzrostem prędkości, równocześnie kierowca koncentruje wzrok na dalszej odległości)

- zdolność adaptacji wzroku do światła i ciemności, o znaczeniu której świadczy fakt, że ryzyko wypadku w nocy wzrasta dwukrotnie; pełna adaptacja wzroku do ciemności trwa około 1 godziny; występujące u niektórych osób zaburzenia widzenia w mroku (tzw. "kurza ślepota") stanowią jedno z poważnych zagrożeń bezpieczeństwa ruchu,

— wrażliwość na olśnienie, która wiąże się z adaptacją; "olśnienie" kierowcy światłami samochodu(ów) jadącego z przeciwka,

— stereoskopowe widzenie, które umożliwia prawidłową ocenę odległości,

— rozpoznawanie barw; kierowca powinien bezbłędnie rozpoznawać kolory stosowane do sterowania ruchem za pomocą sygnalizacji świetlnej z odległości 150—200 m.

Słuch i zmysł równowagi:

-Słuch nie odgrywa tak istotnej roli jak wzrok, jednak jego upośledzenie może być przyczyną wypadków. Dotyczy to zwłaszcza pieszych, którzy pozbawieni są wówczas dodatkowej możliwości odnotowania zbliżania się

pojazdu. Pewne znaczenie dla kierowców ma zmysł równowagi, który pozwala na wyczucie zaburzeń równowagi pojazdu, spowodowanych na przykład: nierównościami jezdni, nagłymi zmianami spadku poprzecznego jezdni itp.

Uwaga: Uwaga, definiowana jako chwilowa zdolność do spostrzeżeń, albo zdolność do skierowania myśli na przedmiot lub zjawisko, jest szczególnie ważną cechą każdego użytkownika dróg, a zwłaszcza kierowcy. Najważniejsze cechy uwagi to: podzielność, zakres (pojemność), trwałość (koncentracja) oraz przerzutność (ruchliwość)

Czas reakcji:

Czas reakcji określa potencjalne możliwości kierowcy zareagowania na sytuację. Mierzy się go upływem czasu od momentu wystąpienia bodźca do momentu wykonania czynności, która jest reakcją na ten bodziec. Dla oceny danego kierowcy istotny jest nie tylko przeciętny czas reakcji (średnia szybkość reakcji wyznaczona na podstawie serii pomiarów czasów reakcji na określony bodziec), ale także stałość reakcji, mierzona różnicą między najdłuższym a najkrótszym czasem reakcji. Kierowca o dużej dyspersji czasów reakcji stwarza więcej zagrożeń w ruchu.

Czynnikiem wpływającym na czas reakcji jest również doświadczenie. Wcześniejsze częste przypadki typowych sytuacji w ruchu drogowym uczą kierowcę właściwego sposobu reagowania. W konsekwencji czas reakcji doświadczonego kierowcy jest krótszy, niż u kierowcy niedoświadczonego.

Wpływ zmęczenia na sprawność kierowcy:

- im dłuższy czas prowadzenia pojazdu tym pogarsza się szybkość spostrzegania, czasy reakcji i stałość uwagi.

Wpływ mikroklimatu

Sprawność kierowcy może być zmniejszona przez:

— zbyt wysoką lub zbyt niską temperaturę w pojeździe; za optymalną uważa się temperaturę w granicach 19—22°C,

— zmniejszoną zawartość tlenu w pojeździe oraz obecność szkodliwych składników powietrza (np. tlenek węgla

pow. 0,4%); niedobór tlenu powoduje: osłabienie wzroku, pogorszenie koordynacji ruchów, osłabienie uwagi,

— długotrwałe działanie hałasu o wysokim poziomie; największy jest wpływ hałasu na progi wrażliwości słuchowej, uwagę i koordynację wzrokowo—ruchową, hałas przyspiesza zmęczenie.

3. Na fizyczne i psychiczne zmęczenie kierowcy wywierają wpływ również czynniki związane z drogą i ruchem, takie jak:

— nawierzchnia; zły stan nawierzchni powoduje wstrząsy i wibracje pojazdu zmniejszające komfort jazdy, zmuszające do zwiększonej uwagi i przyspieszające zmęczenie; niekorzystne świetlne właściwości powierzchni jezdni, powodujące olśnienia kierowców, wywołują zmęczenie wzroku itp.,

— jakość rozwiązań geometrycznych drogi, zła widoczność, niewłaściwa organizacja ruchu,

— duże natężenie ruchu, wymagające zwiększonej uwagi,

— ruch mieszany.

Na zachowania użytkowników dróg znaczny wpływ mają:

a) intensywność i metody nadzoru nad ruchem,

b) formy i nasilenie represji,

c) formy i zakres działań prewencyjnych.

4. Cechy pojazdów i zalezniości:

— wymiary pojazdu wywierają wpływ na:

• szerokość pasów ruchu,

• wymiary stanowisk postojowych,

• odległości widoczności,

— kolor pojazdu — na widzialność,

— masa pojazdu — na:

• konstrukcję nawierzchni i jej trwałość,

• prędkość jazdy (w powiązaniu z mocą silnika),

• zużycie paliwa,

— położenie środka ciężkości — na

stateczność pojazdu podczas ruchu,

— rozstaw osi — na minimalny promień skrętu,

— rozstaw osi i zwis przedni — na:

• minimalny promień zawracania,

• poszerzenie jezdni na łuku,

— rozstaw kół — na stateczność pojazdu na

łuku,

— kąt skrętu kół przednich — na minimalny

promień skrętu pojazdu. Kąt skrętu kół

samochodów małolitrażowych dochodzi do 36°,

a samochodów ciężarowych do 32°,

— moc silnika lub wskaźnik mocy — na prędkość

jazdy i ładowność,

— prędkość — na:

• elementy geometryczne dróg,

• przepustowość dróg na danym poziomie swobody

ruchu,

• czas podróży lub transportu,

• bezpieczeństwo ruchu,

— charakterystyka dynamiczna — na:

• zdolność pokonywania wzniesień,

• zdolność do przyspieszeń,

— opływowość pojazdów — na:

• prędkość jazdy,

• zużycie paliwa,

— resorowanie — na komfort jazdy,

— hamulce — na bezpieczeństwo ruchu,

— kształt bieżnika — na:

• przyczepność opon do nawierzchni,

• długość drogi hamowania,

— zużycie paliwa — na ekonomikę transportu.

5. Przyczyny wypadków:

- czynnik ludzki: prowadzenie pod wpływem alkoholu lub narkotyków, zmęczenie i zaśnięcie kierowcy, NADMIERNA PRĘDKOŚĆ, AGRESJA (przeskakiwanie z pasa na pas, wyprzedzanie na siłe), WYSOKA SAMOOCENA (zbyt duża wiara w swoje umiejętności), lekceważenie przepisów, wymuszanie pierwszeństwa, OMIJANIE I WYPRZEDZANIE NA PRZEJŚCIU, JAZDA BEZ KIERUNKOWSKAZÓW,  NIEDOZWOLONE ZAWRACANIE,

6. Przyspieszanie: czynniki: Moc pojazdu, opływowość pojazdu, jego masa, przyczepność opon, rodzaj nawierzchni, pagórek lub spadek,

7. Hamowanie:

W okolicznościach pojawienia się na jezdni niespodziewanych przeszkód, grożących niebezpieczeństwem, zachodzi konieczność hamowania awaryjnego przy znacznych wartościach opóźnień, z wykorzystaniem dysponowanego tarcia opon o nawierzchnię.

Masa pojazdu, przyczepność opon, rodzaj nawierzchni.

8. I warunek ruchu: Aby ruch pojazdów mógł się odbywać, to siła napędowa nie
może być mniejsza od sumy oporów ruchu, czyli:

9. Zjawiska zachodz. na styku opony z nawierzchnią:

Na powierzchniach suchych tarcie jest duże, na oblodzonych bardzo małe. Przy mokrej nawierzchni obecność wody zmniejsza siłę tarcia i różnicuje ją, uzależniając ponadto od prędkości. Bezsprzecznie czynnikiem decydującym o wartości siły tarcia na mokrej nawierzchni jest szorstkość powierzchni jezdni, pomimo istnienia między nawierzchnią a bieżnikiem opony oddzielającej warstewki wody —będącej pośrednim medium. Powierzchnię jezdni, która zapewnia pojazdowi (poprzez opony) wystarczająco duże tarcie, nawet w zawilgoconym stanie, określa się jako przyczepną. Przez pojęcie przyczepności rozumie się oddziaływanie szorstkości na powstawanie tarcia między oponą a nawierzchnią.

W czasie ruchu pojazdu między oponą a jezdnią nie zachodzi tarcie w klasycznym pojęciu. Przesuwanie się bieżnika po jezdni wywołuje pewne zjawiska, których działania są komponentami przyczepności opony do nawierzchni. Są to adhezja i histereza gumy.

Adhezja, tj. przyleganie opony do powierzchni jezdni,

jako jeden ze składników tarcia powoduje zużycie

energii przez to, że między molekułami jezdni a

molekułami gumy (będącymi ze sobą w ścisłym

kontakcie) powstają wiązania między cząsteczkowe,

które przy przesuwaniu się opony ulegają zerwaniu. Po

ich zerwaniu, wytwarzają się nowe wiązania w innych

miejscach. Częstotliwość powtarzania się tych zjawisk

jest uzależniona od prędkości przemieszczania się gumy

opon po nawierzchni, przy czym wpływy te się sumują.

Wywołują one reakcję pod postacią siły, działającej na

powierzchni jezdni przeciwnie skierowanej do kierunku

przemieszczania się opony, będącej adhezyjnym

składnikiem tarcia.

Histereza gumy

(drugi składnik tarcia opony o

nawierzchnię) jest tłumaczona stratą energii, która

powstaje w wyniku odkształcania się gumy. Dotyczy

to zarówno pierwotnego jak i wtórnego odkształcenia, które powstaje przy powrocie do poprzedniego stanu i jest wywołane wystającymi z powierzchni elementami szorstkości. Odkształcenia te wymagają — w zależności od ciśnienia w oponie i zagłębienia elementu w gumie — określonego czasu.

Czas ten podczas jazdy z małą prędkością może być

wystarczający, aby guma prawie całkowicie otuliła

występujący element, wywołane wtedy naprężenia

ściskające rozkładają się niemal symetrycznie (rys.

6a). Udział histerezy w całości tarcia jest tu niewielki.

Akwaplanacja

Pod pojęciem akwaplanacji (aquaplaning) rozumie

się oddzielenie przez wodę powierzchni styku opony

od nawierzchni. Przyczepność opony do jezdni ulega

wtedy wyraźnemu zmniejszeniu. Tak się dzieje w

czasie intensywnych opadów deszczu, gdy jezdnia

jest całkowicie zmoczona i gdy na skutek zbyt

małych pochyleń poprzecznych odpływ wody jest

powolny. Obecność milimetrowej warstewki wody

może — nie tylko przy blokowanym kole, ale także

hamowanym — obniżyć, a nawet zniweczyć tarcie.

10. Drugi warunek ruchu pojazdów.

Aby pojazd mógł się poruszać na drodze, siła przyczepności
podłużnej musi być większa od siły napędowej, czyli musi być
spełniony warunek:

m – masa pojazdu

g - przyspieszenie ziemskie

μ – współczynnik przyczepności poprzecznej

11. Rejestracja parametrów pojazdów:

Gromadzenie oraz przechowywanie istotnych wyników pomiarów, mogą być wykorzystywane w

różnorodnych celach, takich jak:

1. optymalizacja wykorzystania środka transportu (bieżąca analiza kosztów, planowanie zadań transportowych i czynności

obsługowych, wykonywanie analiz statystycznych i prognostycznych);

2. kontrola pracy kierowcy (czas jazdy, przerwy, odpoczynek,

prędkość jazdy, technika jazdy wpływająca na zużycie paliwa);

3. ochrona środka transportu i ładunku (lokalizacja, automatyczna łączność z centrum dyspozytorskim);

4. potwierdzenie zachowania warunków transportu w zakresie np. temperatury, wilgotności, ciśnienia (ułatwia załatwianie

reklamacji);

5. analiza sytuacji przedwypadkowej, rekonstrukcja wypadku

drogowego.

Osiągnięcie wyżej wymienionych celów wymaga rejestracji

wielu parametrów i wielkości, takich jak np.:

1. prędkość jazdy i przebieg pojazdu;

2. czas pracy, przerwy, postoje i zmiany kierowców;

3. czas pracy silnika, prędkość obrotowa i jego obciążenie;

4. zużycie paliwa (jednostkowe, eksploatacyjne);

5. przyspieszenia środka masy nadwozia w kierunku wzdłużnym i poprzecznym;

6. włączenie hamulców, kierunkowskazów;

7. temperatura w nadwoziu izotermicznym, wilgotność, czas

otwarcia drzwi ładowni;

8. nacisk na osie jezdne;

9. położenie (lokalizacja) pojazdu i kierunek jazdy

12. ograniczenia czasu pracy kierowcy:

Odporność człowieka na oddziaływanie wibracji, drgań i hałasu jest bardzo ograniczona. Skutkiem oddziaływania tych niekorzystnych czynników jest szybko narastający proces zmęczenia. Następuje wydłużenie czasu reakcji, pojawiają się zaburzenia procesów pamięciowych, szybko maleje zdolność koncentracji, a poważnemu pogorszeniu ulega ostrość widzenia. Przy znacznym stopniu zmęczenia występuje zmniejszenie sprawności ruchowej, zaburzenia koncentracji ruchu rąk i nóg, pole widzenia ulega zawężeniu, pojawia się oraz narasta senność i apatia.

Ustalenia:

1. czas pracy kierowcy między dwoma dziennymi odpoczynkami nie może przekraczać 9 godzin;

2. po prowadzeniu pojazdu przez cztery i pół godziny, kierowca musiprzestrzegać przerwy trwającej nie mniej niż czterdzieści pięć minut;

3. całkowity czas prowadzenia w każdym dwutygodniowym okresie nie może przekroczyć 90 godzin.

13. Ograniczenie prędkości:

W Unii Europejskiej od 1996 roku obowiązują ograniczenia maksymalnej prędkości jazdy niektórych samochodów ciężarowych (transport materiałów niebezpiecznych) i autobusów. W Polsce wyposażenie samochodów w ograniczniki prędkości

jazdy obowiązuje od 1.01.2004 r. Dotyczy to samochodów ciężarowych o dopuszczalnej masie całkowitej powyżej 12 ton (ograniczenie do 85 km/h) i autobusów o masie powyżej 10 t (ograniczenie do 100 km/h).

Ogranicznik prędkości jazdy, dostosowany do silników ZS, oddziałuje na układ zasilania paliwem. Jego konstrukcja pozwala także na inne ograniczenie prędkości niż to wynika z zadanych wartości maksymalnych. Nastawy ogranicznika prędkości podlegają corocznym sprawdzeniom przez uprawnione jednostki kontrolne. Działanie

urządzenia ograniczającego maksymalną prędkość jazdy, poprzez oddziaływanie na pompę wtryskową paliwa, pokazano na rys. 7.Urządzenie ma następujące główne elementy:

●regulator elektroniczny;

● urządzenie nastawcze (nastawnik);

● dźwignięnożycową;

● mechaniczne i elektryczne elementy połączeniowe.

Regulator elektroniczny jest sterownikiem, który na podstawie informacji o prędkości jazdy i aktualnej wartości prędkości obrotowej silnika oraz nastawie dawki paliwa w pompie wtryskowej generuje odpowiedni sygnał do

urządzenia nastawczego.Na rysunku 7a pokazano oddziaływanie kierowcy na pompę wtryskową

silnika, który pracuje na biegu jałowym. Regulator elektroniczny, na podstawie otrzymywanych informacji, utrzymuje nastawnik w pozycji neutralnej, czyli nie oddziałuje na dźwignię nożycową. Taka sytuacja trwa

także, gdy kierowca naciska na pedał przyspieszenia i zwiększa prędkośćjazdy. Po osiągnięciu maksymalnej prędkości jazdy, ustawionej na ograniczniku, jego regulator rozpoczyna oddziaływanie na urządzenie

nastawcze. W tym momencie sprzęgło urządzenia nastawczego zostaje włączone i dźwignia nastawnika rozpoczyna ruch z pozycji neutralnej, którą

zajmowała przy prędkości jazdy mniejszej niż maksymalna, do pozycji ograniczenia dawki paliwa. Ruch dźwigni urządzenia nastawczego w kierunku

zaznaczonym strzałką na rys. 7 b wywołuje, poprzez linkę, ruch ramienia dźwigni nożycowej do pozycji ograniczającej dawkę paliwa do wartości dawki

paliwa na biegu jałowym.