Итого: 4,51 у.е./ч.

Стоимость остановки принята равной С₀ = 0, 04 у.е./ост. (город), С₀ = 0, 06 у.е./ост. (загород).

Стоимость перепробега существенно зависит от скорости движения при перепробеге. Принято

С, = 1, 4-1, 1^0Д(5ОЛу.е./км,

где V - скорость перепробега, км/ч.

Стоимость перерасхода топлива принята равной С/г — 0, 8 у.е./л.

Стоимость задержки пешехода и пассажира принята равной С^„ = Q = 0, 8 у.е./ч, при этом задержка пассажира учитывается при расчете задержек транспорта.

Стоимость задержек, остановок и перепробега других (кроме легковых) транспортных средств определяется умножением приведенной выше стоимости на соответствующий эко­номический коэффициент приведения ^_пэ (см. табл. 7). Стоимость перерасхода топлива дру­гих транспортных средств определяется несколько иначе, по кривым удельного расхода топ-

лива и здесь не приводится (в очень грубом приближении ее можно оценить как стоимость перерасхода топлива легкового автомобиля, умноженная на квадрат динамического коэффи­циента приведения К_т).

Стоимость перепрохода пешехода принята равной C_sn = 0, 32 у.е./км.

Справочные данные по стоимости удельных издержек должны быть результатом спе­циальных исследований и должны корректироваться по меньшей мере раз в пять лет. К со­жалению, на сегодняшний день таких справочных данных нет, поэтому приведенные значе­ния являются приблизительными и, очевидно, несколько заниженными.

Рассчитываются и сопоставляются, как правило, годовые потери в дорожном движении на исследуемом участке. Для этого необходимо иметь информацию об интенсивности дви­жения (0, составе транспортного потока (К_ПЭ), интенсивности движения пешеходов (0), ве­личине издержек (остановок, перепробега, задержек и т.д.), а также о годовом фонде времени (Ф_г) - количестве часов в году расчетной нагрузки: от 2500 ч/год для маЛонагруженных объ­ектов до 4200 ч/год для сильнонагруженных объектов. Все расчеты автоматизированы, а ос­новная трудность сегодня заключается в получении исходных данных, которые, чаще всего, определяются путем замеров.

4.3. Экологические потери

К экологическим потерям будем относить стоимость (от превышающих минималь­ные пределы) выбросов вредных веществ в атмосферу, загрязнения воды и почвы, а также шума и вибрации. Значимость экологических потерь усиливается тем обстоятельством, что мы не видим и не хотим видеть неотвратимо надвигающуюся экологическую угрозу и ситуа­ция становится все более угрожающей. Особенно в Республике Беларусь, столь жестоко страдающей от Чернобыльской катастрофы, экологически безобразного сельскохозяйствен­ного и промышленного производства, неразумного осушения болот, «импорта» загрязненно­го воздуха из более развитых промышленных стран, а также от собственной нищеты, не по­зволяющей цивилизованно противостоять экологической угрозе.

Экологические потери в дорожном движении почти во всех постсоветских государствах не рассчитываются и очень слабо учитываются при оценке или принятии решений. В послед­ние годы все больше ведутся разговоры о важности этой проблемы, о необходимости учета экологических потерь, однако дальше разговоров дело не доходит. Что же касается доли эко­логических потерь в общем объеме всех потерь в дорожном движении, не считая социальных, то по сегодняшним оценкам они стоят на втором месте, значительно уступая экономическим и не менее значительно превышая аварийные. Напомним, что это по сегодняшним оценкам -завтра, как представляется, значимость экологических потерь существенно возрастет.

Загрязнение окружающей среды происходит по трем основным направлениям:

- ингредиентное, связанное с производством н выбросом отходов в среду обитания -воздух, воду и почву;

- параметрическое, связанное с непроизводительными потерями энергии, преобразуе­мой в неиспользуемые и вредные ее разновидности - шумовое, вибрационное, тепловое, электромагнитное;

- экологическое, связанное с необратимыми изменениями естественных экологических систем - разделяющий эффект, сокращение мест обитания, гибель живых организмов, сни­жение продуктивности в сельскохозяйственном, лесном и других видах производства.

Все три направления приносят цивилизации огромный ущерб. Например, ежегодно под колесами автомобилей только в США гибнет около 350 млн позвоночных [10]. Или, напри­мер, КПД автомобильных двигателей не превышает 60 % - остальная энергия расходуется на параметрическое загрязнение. Но наибольший вред приносят выбрасываемые в окружаю­щую среду отходы, которые в конечном счете могут погубить цивилизацию.

Выбросы в атмосферу. Доля дорожного транспорта в объеме загрязнения атмосферы близка к 50 %, из которых ^ЪА приходится на дорожное движение.

Следует отметить, что одинаковые выбросы различных видов транспорта оказывают неодинаковое влияние на загрязнение окружающей среды. Так, выбросы дорожного транс­порта располагаются в приземном слое и оказывают особое влияние на здоровье человека и состояние растительности, а выбросы воздушного транспорта оказывают большее влияние на разрушение озонового слоя. Например, окислы азота NO_x, выброшенные самолетом, при­близительно, в 50 раз больше разрушают озоновый слой, чем то же количество этих окислов, выброшенное автомобилем.

Автомобиль загрязняет воздух веществами, которые выбрасываются с отработавшими и картерными газами, а также в результате испарения топлива. По некоторым данным [4] один автомобиль за год испаряет от 60 до 80 л топлива. Основная масса выбросов приходит­ся на отработавшие газы, включающие более 200 компонентов, из которых по меньшей мере 40 токсичны (ядовиты) [24, 30].

Сопоставление степени опасности различных веществ производится, как обычно, с по­мощью коэффициентов приведения. Наиболее популярным является коэффициент приведе­ния К_пг, который учитывает различные факторы и показывает, во сколько раз данное вещест­во опаснее окиси углерода (табл. 9).

Таблица 9

Распределение ущерба от загрязнения атмосферы [2]

Наиболее опасными являются т.н. канцерогены 1-го класса: бензпирен, который более миллиона раз опаснее СО, и соединения свинца, которые более двадцати тысяч раз опаснее СО. Несгоревшие твердые частицы, выбрасываемые двигателями, опасны не только тем, что в них содержатся собственные токсичные вещества, но еще и тем, что они абсорбируют дру­гие вредные вещества и служат их переносчиками в пространстве. Опасность практически безвредной для человека и растений двуокиси углерода СОг заключается в том, что она вы­зывает парниковый эффект и способствует глобальному потеплению климата. Учитывая масштабы выбросов СОг, - а они примерно в 15 раз превышают все остальные транспортные выбросы, вместе взятые и по некоторым оценкам достигают чуть ли не половины всех вы­бросов СОг на Земле - эти выбросы создают довольно серьезную экологическую угрозу.

Окись углерода СО опасна для человека тем, что вызывает торможение функций ак­тивных центров образования гемоглобина, вследствие чего в организме нарушаются окисли­тельные процессы, что может привести к смерти. Вначале появляются головные боли, серд­цебиение, удушье, боли в животе, рвота, а затем - сонливость и потеря сознания. Легко представить, насколько опасно для водителя отравление даже небольшими дозами окиси уг­лерода, как, впрочем, и другими токсичньми выбросами.

Окислы азота разрушают легочную ткань, слизистую оболочку глаз, вызывают патоло­гическое состояние беспокойства и, кроме того, они канцерогенны. Несгоревшие углеводо­роды вызывают разнообразные хронические заболевания крови, тканей мышц и центральной нервной системы. Кроме того, некоторые из них обладают явными наркотическими свойст­вами. Двуокись серы разлагает костный мозг и селезенку и вызывает нарушения в обмене веществ. Малые дозы двуокиси серы вызывают головные боли, раздражение слизистых обо-

лочек, конъюктивиты и бронхиты. Свинец и его соединения накапливаются (не выводятся) в организме и нарушают кровотворение и обмен веществ. К тому же, свинец и его соединения накапливаются не только в организме человека, но практически всюду - в растениях и их плодах, в мясе животных, в молоке и т.д., при этом для них (растений и животных) это не всегда вредно! На рис. 29 показано содержание свинца в почвах, прилегающих к автомо­бильным дорогам. Напомним, что по этой причине весьма нежелательно употреблять в пищу растительные продукты, выросшие на придорожной полосе шириной менее 150 м от оси до­роги с интенсивностью движения более 3000 авт./сут, а также мясомолочные продукты, если животные питались растениями с этой полосы.

т, мг/кг

160 120 80 40

О 20 40 60 ^w' '"

Рис. 29. Зависимость содержания свинца в почве от расстояния до кромки проезжей части дороги

с интенсивностью 8000 авт./сут [7]

Выбросы в атмосферу наносят ущерб не только здоровью человека - от них страдают целые отрасли народного хозяйства (табл. 9). Например, коммунальное хозяйство терпит убытки от коррозии металлических крыш из-за кислотных дождей, от болезней и гибели зе­леных насаждений, от проблемы очистки воды, уборки территорий... Лесное хозяйство несет потери из-за слабого прироста древесной массы, болезней и гибели деревьев. Сельское хо­зяйство несет потери из-за снижения урожайности, поскольку, например, на каждый гектар угодий ежегодно выпадает, в среднем, до тонны токсичных веществ.

Оценка уровня загрязнения атмосферы производится сопоставлением измеренной и предельно допустимой концентрации (ПДК). Значения ПДК устанавливаются для различных токсичных веществ при постоянном, среднесуточном и разовом действиях. В табл. 10 приве­дены среднесуточные значения ПДК для некоторых токсичных веществ.

Таблица 10

Допустимые концентрации токсичных веществ [10]

Необходимо отметить, что без применения новейших технологий измерение концен­трации вредных веществ и определение вклада каждого источника, например, транспортного потока, промышленного предприятия и т.д., является весьма сложной, трудоемкой и дорого­стоящей процедурой. Необходимо также отметить, что борьба с загрязнением атмосферы транспортом ведется не очень эффективно, больше на словах и, к примеру, на некоторых го­родских улицах уровень загрязнения превышает ПДК в несколько раз, или даже в десятки раз в течение целых десятилетий.

Тем не менее эта борьба все же ведется по следующим направлениям:

- технический уровень и состояние транспортных средств. Общеизвестно, что совре­менные автомобили значительно чище своих предшественников, причем объем вредных вы­бросов уменьшается в разы (рис. 30). Здесь значительную роль играет совершенствование процесса сгорания, применение высококачественных топлив, масел и присадок, снижение расхода топлива, установка нейтрализаторов и дожигателей;

- улучшение качества улично-дорожной сети - дороги и улицы должны быть высокого качества, а покрытие должно быть всегда ровным;

- улучшение качества управления дорожным движением, особенно, в городах - следует исключать перепробеги, повышать среднюю скорость и улучшать режимы движения, делая их более «спокойными» с минимальным количеством маневров. На рис. 31 показана зависи­мость объема выбросов вредных веществ от средней скорости движения. Видно, что мини­мум выбросов имеет место при скорости 60-70 км/ч, а с уменьшением скорости выбросы резко увеличиваются: при скорости 40 км/ч - в 3, 5 раза, при скорости 30 км/ч - в 6 раз! Более того, при неравномерном движении выбросы увеличиваются до 1, 5 раза при любой скорости. При увеличении скорости объем выбросов также увеличивается.

Рис. 31. Ориентировочная зависимость удельных приведенных (по СО) выбросов

легковых автомобилей от скорости движения потока [8]:

о - по данным [10]; -к - но данным [22]; А - но данным [24] (только СО); K_mV- коэффициент изменения

величины выбросов от скорости

Эти и другие направления касаются снижения объема выбросов в атмосферу, т.е. объе­ма производимого вреда. Для того чтобы уменьшить потребление экологического вреда людьми, используются следующие направления:

- архитектурно-планировочные, при которых проезжая часть относится от основных «потребителей» - тротуаров с пешеходами, жилых зданий, детских и лечебно-оздоровительных учреждений и т.д.; создаются условия для проветривания нагруженных территорий; улицы преимущественно грузового движения размещают, по возможности, вне пределов селитеб­ных и торгово-деловых районов или мест массового отдыха;

- озеленение и уборка. Посадки деревьев, особенно специальных пород, например, топо­ля, служат не только экраном, защищающим от выбросов и шума, но и являются активным по­глотителем вредных веществ. Своевременная уборка и мойка проезжей части позволяет уда­лить очень «грязную» пыль, до предела насыщенную токсичными выбросами. Мойка тротуаров водой со специальными добавками (шампунями), оказывается, вовсе не является прихотью бо­гатеев, а действенным способом защиты людей от ядовитой пыли в густонаселенных районах.

Шум и вибрация. Значительный ущерб здоровью людей наносит шум, сопровождаю­щий движение транспортных потоков. Особенно в районе перекрестков, где движение харак­теризуется переменными режимами с бесконечными торможениями, остановками, трогания-ми с места и разгонами. Или в районе улиц с неровным покрытием проезжей части, где и так повышенный уровень шума из-за переменного режима движения дополняется всевозможным грохотом, скрежетом, стуками, стрельбой из глушителей и т.д. Если добавить сюда вибра­цию зданий, ночное мелькание света, постоянную грязь и сажу на окнах, не позволяющую открывать форточки, постоянную загазованность воздуха - и так изо дня в день, из года в год, - то можно легко представить все прелести проживания в непосредственной близости от нагруженного перекрестка городских улиц иди загородных дорог. Причем, заметим, безо всякой компенсации, как это делается, например, для работающих в цехах с вредным произ­водством или для проживающих на зараженной территории.

Вредное воздействие шума на человека проявляется в потере слуха и многочисленных видах психических расстройств, которые имеют свойство накапливаться. Возникают изме­нения в циркуляции крови, работе сердца и желез внутренней секреции, снижается мышеч­ная выносливость. Реакция на шум часто выражается в повышенной возбудимости и затруд­нениях в общении. Шум оказывает вредное влияние на зрительный и вестибулярный анали­заторы, снижает устойчивость ясного видения и рефлекторную деятельность. Чувствитель­ность сумеречного зрения ослабляется и снижается чувствительность дневного зрения к оранжево-красным лучам. Если сказанное отнести к водителям транспортных средств, то легко увидеть, что шум не только отнимает у них здоровье и сокращает им жизнь, но и са­мым непосредственным образом влияет на безопасность дорожного движения. По некото­рым данным [22], до 70 % городского населения (а это около половины населения страны) проживает в зоне акустического дискомфорта.

Источником шума в дорожном движении является движущийся автомобиль, который излучает звуковую энергию через двигатель с системами впуска и выпуска, трансмиссию, подвеску, кузов и шины. Звуковая волна (в диапазоне 20-20000 Гц), создающая перепад дав­ления, несет звуковую энергию, которая воздействует на человека. Уровень шума нормиру­ется и оговаривается во многих нормативах. Для легковых автомобилей он находится в пре­делах 75-77 дБА, для грузовых и автобусов - в пределах 78-83 дБА. Уровень шума в поме­щениях нормируется в зависимости от типа (жилое, нежилое), времени суток (день, ночь) и продожительности пребывания людей. Например, для жилых помещений нормируемый уро­вень шума днем равен - 40 дБА, ночью - 30 дБА. Следует отметить, что в жилых помещени­ях, расположенных в непосредственной близости от нагруженных перекрестков или магист­ральных улиц, уровень шума очень часто превышает допустимые нормы.

Уровень транспортного шума зависит от многих факторов, среди которых можно выде­лить: интенсивность движения, состав транспортного потока и скорость движения; техниче-

ский уровень, состояние и возраст транспортных средств; технический уровень и состояние улично-дорожной сети; качество управления дорожным движением. Ясно, что наибольший уровень шума, равно как и выбросов в атмосферу, наблюдается при переменных режимах движения. Поэтому движение должно происходить равномерно, без торможений и разгонов. В некоторых случаях для снижения уровня шума приходится ограничивать или запрещать грузовое движение [28].

При движении автомобиля, кроме шума, возникают вибрации, представляющие собой низкочастотные колебания в диапазоне 2-63 Гц. Вибрации обусловлены работой силового агрегата, подвески, кузова и взаимодействием колес с неровностями дороги. В отличие от шума, вибрация передается только через жесткую среду - кузов и некоторые агрегаты авто­мобиля, а также через дорожное покрытие и грунт. Вредное воздействие вибрации испыты­вает водитель и пассажиры автомобиля, пешеходы, находящиеся на удалении до 10 м, а так­же здания (сооружения), расположенные ближе 30 м от проезжей части.

Воздействие вибрации на человека проявляется в заболеваниях опорно-двигательного аппарата, психических и сердечно-сосудистых заболеваниях, смещении внутренних органов, например, опущении желудка и т.д. Воздействие вибрации на здания и сооружения проявля­ется в появлении и разрастании трещин, приводящих к серьезным разрушениям. Особенно страдают старинные здания, представляющие собой историческую ценность и часто распо­ложенные в кварталах средневековой застройки с очень узкими улицами.

Уже упоминалось, что экологические потери в дорожном движении, к сожалению, не рассчитываются. В результате многие решения, принимаемые с благими экологическими намерениями, часто приводят к прямо противоположным результатам, сопровождаемым весьма значительными и совершенно неоправданными потерями. Например, запрещение стоянок транспорта вне проезжей части, якобы направленное на защиту окружающей среды (снижение на 1-2 %), вынуждает водителей, правдами или неправдами, парковаться исклю­чительно на проезжей части. Это приводит не только к снижению скорости, увеличению ма­неврирования, загрузки полос, повышению опасности, увеличению экономических, аварий­ных и социальных (масса нарушений) потерь, но и к увеличению, в несколько раз (см. рис. 31) тех самых экологических потерь, ради которых так стараются наши благодетели.

Подобные примеры можно приводить сотнями. Вывод может быть только один - эко­логические потери обязательно нужно считать и учитывать при принятии решений в до­рожном движении,

Экономическая оценка экологических потерь. Напомним, что под термином «эколо­гические потери в дорожном движении» понимается разность между фактической стоимо­стью экологического ущерба, наносимого заданным транспортным потоком в реальных ус­ловиях, и стоимостью минимально возможного экологического ущерба, наносимого транс­портным потоком аналогичной интенсивности и состава в эталонных условиях. При этом понятие «эталонные условия» имеют расширительное толкование - для различных задач оно может меняться. При решении обычных, стандартных задач управления дорожным движени­ем такие условия, как средний возраст транспортных средств, ширина улицы, тип и высота застройки, продольный уклон и т.д. могут быть приняты в качестве заданных (эталонных). При решении специальных задач практически любое из этих (и других) условий может быть принято уже в качестве исследуемого.

Экономическая оценка потерь от выбросов в атмосферу производится по стоимости ущерба для народного хозяйства (промышленность, сельское, лесное и коммунальное хозяйст­во) и для здоровья людей [8]. Вначале, в зависимости от интенсивности движения, состава транспортного потока, скорости движения и ее неравномерности, возраста ТС и доли электро­транспорта определяется объем производимых выбросов. Определяется стоимость ущерба от этих выбросов для народного хозяйства, принимая цену одного кг приведенных (по СО) вы­бросов, равную С_т = 0, 04 у.е./кг - город и С_т = 0, 015 у.е./кг - загород.

Затем, с учетом расстояния, зеленых насаждений, экранирования и т.д. определяется объем приведенных к потребителям (1 - водители + пассажиры; 2 - пешеходы; 3 -жители прилегающих зданий) выбросов и концентрация вредных веществ, превышающая допусти­мые нормы. Стоимость ущерба для здоровья человека выражается через процентное сниже­ние его производительности, т.е. снижение стоимости 1 человеко-часа. Зная число людей, подвергающихся воздействию выбросов на данном участке, и процент снижения производи­тельности каждой из трех категорий «потребителей», легко определить стоимость ущерба для здоровья людей.

Перед проведением расчетов обязательно задаются эталонные условия (для данной за­дачи), при которых экологический ущерб считается неизбежным, «минимально возможным». Разность между стоимостью ущерба в исследуемых и эталонных условиях и есть искомая величина экологических потерь.

Потери от шума рассчитываются аналогично, но здесь определяется только стоимость ущерба для здоровья людей. При этом, поскольку реальная скорость движения часто бывает намного ниже эталонной, то потери от шума, в принципе, могут иметь знак «минус». Однако суммарные экологические потери (выбросы + шум) при значительном отклонении от скоро­сти 60-70 км/ч (см. рис. 31) всегда будут «положительными» и весьма существенными, осо­бенно в городе (см. пример расчета, 4.6).