Использование систем глобального позиционирования и геоинформационных систем для анализа ДТП.

Реферат

Данный  дипломный проект посвящен использованию систем глобального позиционирования и геоинформационных систем для анализа ДТП.

В основной части в первой главе предоставлены основные понятия о дорожном движении и ДТП. Во второй главе кратко описаны геоинформационные системы, их возможности и сферы применения. В третьей главе описаны цели и задачи анализа и рассмотрена методика анализа ДТП на дорогах общего пользования. В четвертой главе представлен статистический анализ ДТП в Алтайском крае. Описано распределение пострадавших в ДТП, а также причины этих ДТП в г.Барнауле и Алтайском крае. В пятой главе на конкретных примерах продемонстрирована возможность применения ГИС для анализа ДТП в органах ГИБДД.

В разделе  безопасность жизнедеятельности рассматривается охрана труда при работе с ПЭВМ. Приведены основные требования к рабочему месту оператора и к производственным помещениям.

В экономической  части приводится расчет эффективности мероприятий по организации дорожного движения.

В конструкторской  части рассматривается конструкция  кронштейна для установки ноутбука в транспортное средство.

Дипломный проект содержит 104 листа пояснительной записки,  26 

рисунков, 16 таблиц, 6 листов графической части. Использовано 29 источников.

 

Содержание

Введение 5

1 Основные понятия о дорожном  движении 7

1.1 Классификация  ДТП 9

1.2 Регистрация  ДТП 12

1.3 Порядок информирования заинтересованных лиц о ДТП 14

2 Геоинформационные системы в  дорожной отрасли 16

2.1 Функциональные  возможности ГИС 17

2.2 Организация  данных в ГИС 17

2.3 Сферы  применения ГИС 23

2.4 Базовые  компоненты ГИС 24

2.5 Решение  аналитических задач  в ГИС 26

2.6 Российский  рынок ГИС 29

2.7 Геоинформационная  система MapInfo Professional  30

3 Задачи и цели анализа ДТП 34

3.1 Количественный  анализ 36

3.1.1 Абсолютный показатель аварийности  в России 36

3.1.2 Абсолютный показатель аварийности  в Алтайском крае 37

3.2 Качественный  анализ ДТП 39

3.3 Топографический  анализ ДТП 41

3.4 Методика анализа дорожно-транспортных  происшествий на дорогах общего  пользования 42

4 Статистический анализ ДТП в  Алтайском крае 51

4.1 Распределение ДТП 51

4.2 Распределение пострадавших в ДТП 52

4.3 Причины ДТП 55

5 Использование аналитических  возможностей ГИС MapInfo в органах  ГИБДД 59

5.1 Задачи решаемые ГИС MapInfo 59

5.2 Практическое применение MapInfo в  отделе организации дорожного  движения 61

6 Безопасность жизнедеятельности 68

6.1 Охрана  труда при работе  с ПЭВМ 68

6.1.1 Требования  к рабочему месту оператора 68

6.1.2 Эргономические  требования к рабочему месту 69

6.1.3 Требования  к производственным помещениям 72

6.1.4 Расчёт  энергетической экспозиции в  диапазоне частот 

10 кГц  - 300МГц 76

6.1.5 Режим  труда 76

7 Экономика 79

7.1 Расчёт эффективности мероприятий  по организации дорожного движения 79

7.1.1 Определение числа случаев  гибели и ранения в ДТП, которых  можно избежать при внедрении ГИС 79

7.1.2 Определение ежегодной экономии  ущерба в случае предотвращения ДТП 81

7.1.3 Определение затрат на реализацию  мероприятий по повышению БДД и их срока окупаемости 86

8 Конструкторская часть 88

8.1 Обзор некоторых моделей автомобильных  креплений для ноутбука 88

8.2 Разработка мобильного кронштейна  для установки ноутбука в транспортное  средство 90

8.3 Расчёт  болта крепления на срез  94

Заключение 96

Список  используемой литературы 98

Приложения 101

Приложение  А 101

Приложение  Б  102

Введение

 

Современное состояние автомобильного парка  страны и увеличение загрузки городов  автомобильным транспортом привели  к изменению всего характера  уличного движения. Наблюдаемая интенсивность  движения на отдельных магистралях  городов достигает в часы пик  предельных значений, а пропускная способность отдельных элементов  улично-дорожной сети максимально снижается. С целью повышения качества функционирования городских транспортных магистралей  в настоящее время проводиться  реконструкция улично-дорожной сети, разрабатываются и внедряются новые  технические средства изучения и  регулирования движения транспорта и пешеходов, создаются современные  АСУДД.

Сложившаяся в стране и мире ситуация выдвигает  на первый план два фактора: времени  и экономии природных ресурсов. Обоснованное внедрение новых схем организации  дорожного движения и корректировка  существующих позволит решить многие проблемы стоящие перед обществом.

Автомобильный транспорт является самым небезопасным из всех доступных человеку.

Дорожно-транспортные происшествия являются основной причиной гибели людей. Они происходят по многим причинам, среди которых есть как  технологические, так и человеческие факторы. Авария может случиться  по вине уставшего водителя, из-за обледенения  дорожного покрытия или неисправности  тормозной системы. Однако на риск попасть  в ДТП часто влияют сторонние  факторы - такие как день недели, погодные условия и качество асфальтового покрытия.

В дорожно-транспорных  происшествиях по всему миру ежегодно погибают сотни тысяч человек. Только в Российской Федерации это число  порой доходит до 30-35 тыс. По всем данным именно ДТП ставят на первое место по числу погибших и пострадавших. По этим параметрам автомобили значительно обгоняют железнодорожный, авиационный и водный транспорт.

Выявление факторов, значимо влияющих на риск дорожно-транспортного происшествия при решении задачи повышения  безопасности на дорогах должно рассматриваться  как приоритетная задача. Это позволит принимать решения, которые действительно  смогут устранить сторонние причины  аварий. Анализу и выявлению подобных причин и посвящена данная работа.

Результаты  и выводы, сделанные в работе, могут быть полезны для повышения безопасности на дорогах или для страховых компаний, планирующих введение программ страхования жизни и здоровья водителей и пассажиров.

Для проведения анализа с целью выявления  значимо влияющих на размер ДТП факторов необходим большой объем информации. В самом деле, стоящая задача очень  объемна и требует большого числа наблюдений для построения серьезных выводов. В качестве источника информации использовалась база данных по пострадавшим в результате происшествий за несколько лет.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Основные понятия о дорожном движении

 

Как известно, организация дорожного движения на уровне инженерных служб представляет комплекс инженерных и организационных  мероприятий на существующей улично-дорожной сети, обеспечивающих безопасность и  удовлетворительные режимы движения транспорта и пешеходов.

В общем  случае можно дать следующее определение  термину дорожное движение. Дорожное движение - совокупность общественных отношений, возникающих в процессе перемещения людей и грузов с  помощью транспортных средств или  без таковых в пределах дорог (Постановление Правительства РФ от 24 января 2001 г. № 67).

Термин  дорожное движение впервые был широко введен в международную практику Конвенцией о дорожном движении, принятой в рамках ООН в 1949 году.

Дорожное движение – это сложная динамическая система, представляющая собой совокупность движущихся и неподвижных пешеходов и различных типов механических и немеханических транспортных средств, управляемых людьми. [2]

По сложившейся  терминологии под организацией дорожного  движения понимают весь комплекс деятельности, направленной на обеспечение оптимальной  скорости и безопасности дорожного.

Под организацией дорожного движения в более узком  смысле на уровне инженерных служб  дорожного движения следует понимать комплекс инженерных и организационных  мероприятий на существующей улично-дорожной сети, обеспечивающих безопасность и  достаточную скорость движения транспортных и пешеходных потоков.

Интенсивность движения - это количество транспортных средств, проходящих через сечение  дороги за единицу времени. В качестве расчетного периода времени для определения интенсивности движения принимают год, месяц, сутки, час и более короткие промежутки времени (минуты, секунды) в зависимости от поставленной задачи наблюдения.

Объем движения - фактическое суммарное количество транспортных единиц, прошедших по дороге за единицу времени (час, сутки).

Плотность транспортного потока - это пространственная характеристика, определяющая степень  стесненности движения (загрузки полосы дороги). Ее измеряют количеством транспортных средств, приходящихся на 1 километр протяженности  полосы дороги.

Состав  транспортного потока - процентное отношение различных типов транспортных средств в потоке. Обычно определяют долю легковых автомобилей в потоке. Состав транспортного потока играет большую роль при проектировании схем организации дорожного движения.

Скорость  транспортного средства есть отношение  величины его перемещения к интервалу  времени, за которое это перемещение  произошло. В практике используют понятия  мгновенной, средней, средней технической, средней эксплуатационной скоростей.

Регулирование является частным случаем как  управления, так и организации  движения, а целью применения технических  средств является реализация ее схемы.

Управление  транспортными потоками зачастую осуществляется с помощью различного автоматического  оборудования. В этом случае употребляют  термин "автоматическое управление".

В свою очередь  автоматическое управление может осуществляться как при участии человека-оператора, так и без него. В первом случае системы управления носят названия - автоматизированных, во втором - автоматических.

В первом и во втором случае в процессе управления участвуют ЭВМ. В случае применения автоматизированных систем управления человек-оператор может корректировать поведение системы, основываясь  на собственном опыте и интуиции.

Для получения  информации об объекте управления (транспортном потоке) используют специальные устройства - детекторы транспорта. При использовании  детекторов транспорта система управления, основываясь на получаемой информации, автоматически выбирает наиболее оптимальные  режимы работы светофорной сигнализации и (или) дорожных знаков.  В этом случае мы имеем дело с системой гибкого  или адаптивного управления.

В случае отсутствия обратной связи, управляющие  светофорными объектами устройства - дорожные контроллеры переключают  сигналы по заранее заданной программе. В этом случае принято говорить о  жестком программном управлении.

В зависимости  от степени централизации системы  управления можно выделить два вида: локальное и системное.

При локальном  управлении сбор информации и переключение сигналов обеспечивает контроллер, работающий непосредственно на данном перекрестке. При системном управлении контроллеры  выполняют роль трансляторов команд, поступающих из центра управления.

На практике применяют термины - локальные контроллеры  и системные контроллеры. Первые не имеют связи с центром управления и работают самостоятельно, вторые имеют такую связь. Локальное  управление применяют обычно на отдельном  или изолированном перекрестке, который не имеет связи с соседними.

Организация согласованной работы светофорных  объектов на группе связанных перекрестков называется координированным управлением.

 

1.1 Классификация ДТП

 

Непременным условием эффективного управления безопасностью  дорожного движения является выявление  закономерностей, определяющих влияние  различных факторов на возникновение  дорожно-транспортных происшествий, и  тяжесть их последствий.

Закономерности  общие для групп ДТП, но случайные  для отдельных ДТП выявляются на основе анализа статистических данных, для чего и создается в масштабах  государства система сбора и  обработки информации о ДТП.

Порядок учета и регистрации ДТП определяется специальными правилами учета дорожно-транспортных происшествий, утвержденных МВД Российской Федерации. В правилах предусмотрено, что к числу погибших относятся  люди, не только умершие на месте  ДТП, но и скончавшиеся от полученных травм в течение 30 суток с момента  ДТП. К числу раненых относят  каждого пострадавшего в ДТП, который был госпитализирован или  которому назначено амбулаторное лечение.

В государственную  статистическую отчетность, осуществляемую МВД Российской Федерации, включаются все ДТП, при которых были зарегистрированы погибшие или раненые люди.

Остальные ДТП регистрируются и анализируются  на местном (региональном) уровне, а  так же отдельными министерствами и  ведомствами-владельцами транспортных средств. Правилами учета все  ДТП подразделяются на 7 основных видов:

а) столкновение - происшествие, при котором движущиеся транспортные средства столкнулись  между собой или с подвижным  составом железных дорог.

К этому  виду относятся также столкновения с внезапно остановившимся транспортным средством (перед светофором, при  заторе движения или из-за технической  неисправности), и столкновение подвижного состава железных дорог с остановившимся (оставленным) на путях транспортным средством.

б) опрокидывание - происшествие, при котором движущееся транспортное средство опрокинулось.

К этому  виду происшествий не относятся опрокидывания, которым предшествовали другие виды происшествий.

в) наезд  на стоящее транспортное средство - происшествие, при котором движущееся транспортное средство, а также прицеп или полуприцеп, наехало на транспортное средство.

г) наезд  на препятствие - происшествие, при  котором транспортное средство наехало  или ударилось о неподвижный  предмет (опора моста, столб, дерево, мачта освещения и т.д.)

д) наезд  на пешехода - происшествие, при котором  транспортное средство наехало на человека или он сам натолкнулся на движущееся транспортное средство.

К этому  виду относятся так же происшествия, при которых пешеходы пострадали от перевозимого груза или предмета (доски, бревна, канат и т.п.).

е) наезд  на велосипедиста - происшествие, при  котором транспортное средство наехало  на велосипедиста или он сам натолкнулся  на движущееся транспортное средство.

ж) прочие происшествия, не относящиеся к перечисленным  видам.

К этим видам  происшествий относятся: сходы трамваев с рельсов (не вызвавшие столкновения или опрокидывания); падение перевозимого груза или отброшенного колесами транспортного средства предмета на человека, на животное или другое транспортное средство; наезд на лиц, не являющихся участниками движения; наезд на внезапно появившееся препятствие (упавший  груз, отделившееся колесо); падение  пассажиров с движущегося транспортного  средства или в салоне транспортного  средства в результате резкого изменения  скорости или траектории движения и  д.р.

Классификация ДТП по степени тяжести последствий:

-  материальный  ущерб;

-  легкие  телесные повреждения;

-  телесные  повреждения средней степени  тяжести и тяжкие;

-  смерть  потерпевшего;

-  особо  тяжкие последствия (погибло 4 и более или ранено 15 и более  человек). [12]

Для установления тяжести вреда здоровью достаточно наличия одного из квалифицирующих  признаков. При наличии нескольких квалифицирующих признаков тяжесть  вреда здоровью устанавливается  по тому признаку, который соответствует  большей тяжести вреда здоровью.

В государственную  статистическую отчетность не включаются сведения о ДТП, возникших:

а) во время  проведения мероприятий по автомобильному и мотоциклетному спорту (соревнования, тренировки и т. п.), когда пострадали зрители, участники и персонал, обслуживающий  спортивные мероприятия;

б) при  выполнении транспортными средствами технологических, производственных операций, не связанных с перевозкой людей  или грузов (прокладка траншей, производство сельскохозяйственных работ, лесозаготовка, установка мачт и т.д.);

в) в результате стихийных бедствий;

г) вследствие нарушения правил техники безопасности и эксплуатации транспортных средств (запуск двигателя при включенной передачи, при сцепке-расцепке транспортных средств, механизмов, приспособлений и  т.п.);

д) вследствие попытки покончить жизнь самоубийством, или действиями, совершенными в состоянии невменяемости;

е) в результате умышленных посягательств на жизнь  и здоровье граждан или действий, направленных на причинение имущественного ущерба.

 

1.2 Регистрация ДТП

 

Для регистрации  события дорожно-транспортного происшествия, на место выезжает оперативная группа под руководством следователя, в  состав группы входит сотрудник Государственной  инспекции безопасности дорожного  движения (ГИБДД), который заполняет  карточку учета ДТП. Информация о дорожно-транспортном происшествии немедленно поступает в областное управление ГИБДД, где она регистрируется.

Карточка  учета ДТП составляется на основании  первичных документов, оформляемых  оперативной группой на месте  ДТП. Карточка учета ДТП является основным документом для осуществления  государственной статистической отчетности.

Карточка  состоит из 7 разделов, содержащих 66 позиций:

а) общие  сведения;

б) место  совершения ДТП;

в) вид  и схема ДТП;

г) дорожные условия;

д) сведения о транспортных средствах, участвовавших  в ДТП;

е) участники  ДТП;

ж) дополнительные сведения.

 Каждая  позиция графически выделена  в отдельную область. В ней  отведено место для написания  непосредственно текстовых значений (регион, дорога и пр.) или приведены  перечни цифровых значений показателей.  При отсутствии данных перечней  необходимо использовать соответствующие  кодификаторы. Под каждой позицией  карточки расположены графоклетки,  в которые заносятся соответствующие  цифровые значения показателей.

Кодирование карточки (проставление кодов из соответствующих  кодификаторов для текстовых  позиций карточки, перенос из перечней цифровых значений в соответствующие  графоклетки) осуществляется сотрудником  подразделения ГАИ, отвечающим за учет ДТП.

Заполненная Карточка (в двух экземплярах) подписывается  главным государственным автомобильным  инспектором города или района (района в городе) или командиром строевого  подразделения дорожно-патрульной службы ГИБДД. Первый экземпляр Карточки в срок не свыше 3-х суток направляется в ГИБДД МВД, ГУВД, УВД субъекта Российской Федерации, а дубликат Карточки хранится в подразделении ГИБДД  в течение двух лет

Карточки  учета ДТП хранятся в управлении ГИБДД в течение 3-х лет. Учитывая, что для составления первичных  материалов ДТП требуется выезд  на место происшествия сотрудников  ГИБДД и что регистрация и  анализ ДТП имеют значительную трудоемкость, полная документация и отчетность в  ГИБДД ведется не по всем ДТП, а  только по тем, в которых имеются  раненые или погибшие.

 

1.3 Порядок информирования заинтересованных  лиц о ДТП

 

В целях  оказания помощи гражданам и юридическим  лицам подразделения ГИБДД осуществляют их информирование о ДТП. При этом подразделения ГИБДД передают:

- сведения о пострадавших в ДТП (погибших и получивших телесные повреждения, повлекшие госпитализацию пострадавшего) - в горрайорганы внутренних дел по месту их жительства в срок не более одних суток с момента совершения ДТП, либо в срок не более одних суток после установления личности пострадавшего;

- сведения  о принадлежащих гражданам и  юридическим лицам транспортных  средствах (месте нахождения, хранения  и др.), водители которых погибли  в ДТП или получили телесные  повреждения, повлекшие госпитализацию, - в ГАИ горрайорганов внутренних  дел по месту их регистрации  в срок не более одних суток  с момента совершения ДТП.

На основании  поступивших сообщений о пострадавших в ДТП, либо транспортных средствах, водители которых пострадали в ДТП, органы внутренних дел (подразделения  ГИБДД) информируют о случившемся  родственников пострадавших (а при  их отсутствии администрацию предприятия, организации по месту работы, учебы  пострадавших), или владельцев транспортных средств в срок не более одних  суток с момента получения  такого сообщения.

Порядок передачи сообщений, а также объём  передаваемой информации определяются главными государственными автомобильными инспекторами субъектов Российской Федерации. О передаче сообщений  делается отметка в журнале учета  ДТП.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Геоинформационные системы в  дорожной отрасли

 

Дорожная  отрасль является одной из важнейших  отраслей экономики любой промышленно  развитой страны. Недаром, автомобильные  дороги называются «кровеносной системой»  любого государства. Они играют огромную социально-экономическую роль в  жизни современного общества.

Одной из особенностей дорожной отрасли по сравнению  с другими отраслями экономики  является то, что её основные сооружения (автомобильные и городские дороги) являются сложными инженерными линейно-протяженными сооружениями с ярко выраженной географической природой. В связи с этим основная техническая документация по автомобильным  дорогам должна представляться графически на картографической основе или в  виде условных схем и чертежей.

Среди множества  различных видов программных  технологий, работающих с графической  информацией, в дорожной отрасли  наиболее востребованы программные  технологии геоинформационных систем. Кроме того, для работы с атрибутивной информацией используются технологии баз данных (БД). На разных этапах жизненного цикла дороги применяются отдельные  информационные системы, но чаще всего  в сочетании с другими.

Геоинформационные системы (ГИС) предназначены для управления большим количеством разномасштабной картографической информации, анализа взаимосвязей объектов в пространстве, управления атрибутными характеристиками объектов. На этапах проектирования и планирования развития сети дорог, ГИС помогают проанализировать различные варианты прохождения трасс автомобильных дорог, выступая, в первую очередь, как средство отображения тематических карт и как инструмент пространственного анализа. [7]

При эксплуатации автомобильных дорог на первый план выходит возможность ГИС тесно  работать с атрибутивной информацией, хранящейся в базах данных. Именно эти качества наиболее интересны для органов ГИБДД, они позволяют привязывать базы данных по дорожно-транспортным происшествиям к местам их совершения. ГИС позволяет быстро находить интересующие объекты на карте и получать детальную информацию по ним. С другой стороны, выполнив некоторый запрос к БД, результат можно очень наглядно представить на карте.

2.1 Функциональные  возможности ГИС

 

Классическая  схема функций ГИС, предложенная одним из основателей геоинформатики канадцем Робертом Томлинсом, приведена на рисунке 2.1. Соответственно этим обобщенным функциям ГИС выделяют и подсистемы ГИС: подсистемы сбора, обработки, анализа и т.д.

 

Рисунок 2.1 - Функции геоинформационной системы [10]

 

Эта схема  отражает функции ГИС с точки  зрения общих целей ГИС и технологического процесса обработки и анализа  пространственных данных, однако, с  точки зрения обычного пользователя, работа в ГИС выглядят несколько  иначе.

2.2 Организация данных  в ГИС

 

В основе геоинформационных систем лежит  концепция послойной организации пространственных данных, когда однотипные данные на земной поверхности группируются в слои. Совокупность всех слоёв в ГИС образует карту. Деление объектов на слои производится так, чтобы в одном слое:

 

 

а) объекты  были одной природы происхождения (дороги, реки, здания);

б) объекты  желательно имели одинаковую топологическую структуру и размерность (т.е. когда  их можно описать точками, линиями  или полигонами).

В тоже время, чрезмерно большое количество слоёв  создавать нежелательно. Например, нет смысла создавать отдельные  слои для автомобилей разных марок, лучше сделать один слой с автомобилями, при этом каждому объекту, описывающему автомобиль, следует сопоставить  код марки автомобиля.

В верхней  части рисунка 2.2 приведен пример городской застройки, на которой изображены жилые дома, фабрики, заправка, склады, различные автомобили, лесопарковая зона, река, улицы, мост, тоннель. Для геоинформационной системы можно было создать 5 основных слоёв:

1. Слой автомобилей. Каждый автомобиль должен представляться в виде точки и дополнительно описываться параметрами цвета и марки.

2. Слой автомобильных дорог. В зависимости от решаемых задач автомобильные дороги могут быть представлены в виде осевых линий, либо в виде многоугольников, точно описывающих проезжую часть. В некоторых случаях имеет смысл иметь два отдельных слоя для осевых линий дорог и для проезжих частей.

3. Слой деревьев. Деревья можно представить в ГИС в виде точечных объектов, для каждого из которых заданы атрибуты типа дерева, высоты, диаметра. Альтернативно крупные лесопарковые массивы могут быть описаны в виде многоугольников, окаймляющих сплошные зоны насаждений. Для каждого такого массива деревьев в атрибутах следует указать плотность посадки, среднюю высоту деревьев.