Влияние погодно-климатических факторов на принятие решений при проектировании автомобильных дорог

Комиссия действует  как форум по обмену информацией, касающейся дорожной метеорологии, управления содержанием дорог, безопасности движения, охраны окружающей среды и любых  других областей знания, относящихся  к ним. Комиссия собирает информацию и поддерживает все исследования, которые могут способствовать усовершенствованию систем погодного мониторинга, технологий содержания дорог, методологий прогнозирования  состояния дорожного покрытия и  т.д. Официальным средством связи  между членами комиссии, национальными  и международными организациями, техническими изданиями является Интернет. Комиссия поддерживает контакты с членами  международных организаций (COST, OECD, PIARC, WMO), проводящих работы и исследования в дорожном хозяйстве и метеорологии.

Один раз в  два года проводятся Международные  конференции, на которых рассматриваются  и обсуждаются проблемы, направления  совершенствования, практический опыт и результаты проводимых исследований в области дорожного погодного  мониторинга.

В 2006 г. Комиссия SIRWEC провела свою 13-ю конференцию. 
 
 
 

4. ПУТИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ  ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ЗИМНИМ  СОДЕРЖАНИЕМ ДОРОГ В РОССИИ  НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА ЗАРУБЕЖНОГО  ОПЫТА

Практический  опыт работ систем погодного мониторинга  за рубежом должен быть использован  при развитии такой системы в  России. Однако необходимо учитывать  тенденции и перспективы совершенствования дорожной метеорологии, которые

в настоящее  время имеются в мировой практике. Важность этой проблемы подтверждается тем, что на последней из конференций  Комиссии SIRWEC появилось новое направление обсуждения актуальных проблем - «Перспективы развития дорожных погодных информационных систем».

В качестве перспективного направления развития было рассмотрено  обучение персонала работе с погодной информационной системой. В США разрабатываются  основы интерактивного компьютерного  обучения персонала. Предложены учебный  план и темы для изучения. Большое  внимание уделяется обучению принятия решений по борьбе с гололедом  на основе погодной информации и прогнозов. Очень важной проблему обучения персонала  считают и в Республике Беларусь, где накоплен многолетний опыт работы информационной системы для управления автомобильными дорогами .

Большое внимание в Финляндии уделяется управлению качеством содержания дорог с  использованием международных стандартов ISO 9001:2000. В системе управления качеством существенная роль отводится дорожной погодной информационной системе (RWIS) [152]. Опыт внедрения системы управления качеством зимнего содержания имеется в Белоруссии .

Системы погодного  мониторинга в Европе ориентированы  на прогнозы гололедных отложений на дорогах. В Японии большое внимание уделяется исследованию снегопадов и метелей, разработке специальных  датчиков для оценки параметров снегового  покрова, прогнозу этих опасных метеоявлений .

По-прежнему актуальной является проблема унификации и международного обмена информацией. Начато создание Транснациональной  Европейской дорожной погодной информационной системы, которая объединяет Чехию, Германию, Австрию, Словакию и Польшу .

Как было отмечено выше, одно из приоритетных направлений  развития систем погодного мониторинга  для дорог связано с использованием геоинформационных технологий, как  основы для объединения всех информационных ресурсов, используемых в системе [164].

Расширение сети АДМС связано со значительными затратами  на установку и эксплуатацию таких  систем. Несколько лет назад фирма  Boschung Mecatronic запатентовала новую методику метеонаблюдений для дорог, которую назвала «виртуальная станция». Эти станции не имеют реальных датчиков и в компьютере «закреплены» 

за определенным местом на дороге. Фактически они представляют некую математическую модель, которая  имитирует работу реальной автоматической метеостанции. Для настройки модели она может быть помещена в том  же месте, что и реальная АДМС. В  математическую модель входят дорожные параметры, описывающие теплофизические  параметры дорожной конструкции, на основе которых вычисляется температура  дорожного покрытия в виртуальной  метеостанции. В качестве входных  метеорологических параметров используются данные ближайшей, реально действующей  дорожной метеостанции, температура  замерзания раствора ПГМ принимается  также по данным активного реального  дорожного датчика или определяется расчетом на основе известного количества распределенного противогололедного реагента и уравнения водного  баланса. Такую методологию специализированного  метеообеспечения специалисты фирмы  Boschung Mecatronic считают технологией XXI века [178].

Вопросы совершенствования  зимнего содержания автомобильных  дорог на основе специализированного  метеорологического обеспечения являются очень важными для России. Концептуальный подход к их решению был изложен  в «Концепции метеорологического обеспечения  дорожного хозяйства Российской Федерации», разработкой которой  занимался творческий коллектив [122, 123]. В Концепции отмечается, что  высокоэффективной системы содержания дорог не будет до тех пор, пока не будет создана информационная система метеорологического обеспечения, предупреждающая с необходимой  заблаговременностью о наступлении  неблагоприятных погодных явлений. И наибольшего эффекта эта  система достигнет в том случае, если она позволит производить необходимую  подготовку или организацию профилактических работ до начала изменения погодных условий. Таким образом, создание информационной дорожно-метеорологической системы  является необходимым элементом  совершенствования не только специализированного  метеорологического обеспечения, но и  технологий содержания дорог, позволит снизить затраты на дорожные работы.

Наряду с этим система позволит решать задачи стратегического  управления - финансирование работ  по зимнему содержанию дорог, которое  происходит пока без должного обоснования  и учета погодно-климатических  условий различных регионов и  сложности дорожных условий отдельных  дорог. Решение этой задачи возможно на основе накопления статистической информации о погодных условиях и соответствующих им состояниях дорожных покрытий. Обработка такой информации за ряд лет приведет к более обоснованному выделению ресурсов (финансы, техника, материалы) на содержание дорог, исходя из региональных метеорологических условий. Анализ этой информации позволит проводить исследования по поиску оптимальных технологий содержания дорог в зависимости от ожидаемых погодных условий.

Сложность задачи метеорологического обеспечения дорожного  хозяйства в России обусловлена  существенными различиями в погодных и климатических условиях различных  регионов страны, в уровне технического оснащения средствами связи и  вычислительной техники, а также  тем, что отдельные автомагистрали пересекают несколько климатических  зон. Задача обеспечения службы содержания дорог надежной специализированной метеорологической информацией  требует комплексного решения на основе использования зарубежного  опыта, а также проведения отечественных  научных исследований, практической их апробации и внедрения результатов. 

На основе анализа  зарубежного опыта зимнего содержания дорог можно сделать вывод  о том, что там разработана  система взаимодействия с Национальной службой погоды, которая специально занимается вопросами метеообеспечения дорожных организаций. В связи с  этим одним из направлений развития специализированного дорожного  метеообеспечения можно считать  повышение существующих возможностей Росгидромета, адаптацию имеющейся  погодной информации к решению задач  содержания автомобильных дорог, ее детализацию, перевод в термины  и понятия более близкие специалистам-дорожникам. Эти процедуры, пусть даже и не очень сложные на первых этапах, можно автоматизировать.

С переходом  на платное метеорологическое обеспечение  дорожная служба стала предъявлять  все более жесткие требования к детальности, достоверности и  заблаговременности прогнозов. Но, с  другой стороны, та информация Росгидромета, которая сейчас доступна или может  быть доступна дорожным организациям, используется ими неэффективно, неправильно  или вовсе не используется при  зимнем содержании дорог.

В качестве одного из направлений совершенствования  систем погодного мониторинга в  России можно считать развитие технических  средств для дорожных метеосистем. Возможна разработка отечественных  АДМС, их сертификация и серийный выпуск, технических средств для проведения термокартирования.

Необходима разработка специализированных прогнозов образования  различных видов зимней скользкости  на дорогах на основе обработки всей поступающей информации и учета  особенностей дорожных условий. Такие  прогнозы должны стать неотъемлемой частью информационных дорожно-метеорологических  систем.

Специализированное  дорожное метеорологическое обеспечение  должно быть включено в систему управления зимним содержанием дорог. Для этих целей каждая дорожная организация должна иметь регламент проведения работ по зимнему содержанию дорог. Рекомендации по разработке регламента приведены в книге [60].

Особое внимание должно быть уделено подготовке кадров, которые смогут использовать возможности  систем погодного мониторинга в  практической работе по зимнему содержанию дорог. Их подготовка возможна в системе  центров передачи технологий, в программу  работы которых должны быть включены семинары по специализированному дорожному  метеообеспечению.

Развитие системы  дорожного погодного мониторинга  в России должно сопровождаться проведением  комплекса научно-исследовательских  и опытно-конструкторских работ. Это могут быть исследования по следующим направлениям:

- исследование  климатических особенностей зимнего  содержания отдельных регионов  России и обоснование состава  датчиков для дорожных метеосистем; 

- проведение  исследований и разработка методики  термокартирования автомобильных  дорог и использование его  результатов в работе дорожных метеосистем;

- исследование  особенностей образования зимней  скользкости на участках дорог  с различными дорожными условиями  и разработка методики ее прогнозирования  по дорожным и метеорологическим  данным;

- проведение  исследований и подготовка рекомендаций  по разработке регламента проведения  работ на основе специализированной  дорожной и метеорологической информации;

- проведение  исследований по оценке адаптивности  технологий зимнего содержания  дорог к погодным воздействиям;

- разработка  теоретических основ оперативного  и стратегического управления  содержанием дорог на основе  метеорологических и дорожных информационных ресурсов;

- проведение  исследований по технико-экономическому  обоснованию опасных для дорог  погодных условий, для разработки  штормовых предупреждений;

- проведение  исследований по оценке эффективности  различных технологий борьбы  с зимней скользкостью с целью  оптимизации выбора стратегий  работ в сложных погодных условиях.

                                                      ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проблеме развития систем погодного мониторинга и  использования информации для предупреждения образования зимней скользкости  на дорогах в настоящее время  уделяется приоритетное внимание во всех развитых странах. Переход на профилактические работы при зимнем содержании дорог  требует наличия специализированных прогнозов образования скользкости, т.е. развития системы специализированного  дорожного метеорологического обеспечения.

Необходимо отметить, что система погодного мониторинга  является только одной из подсистем  оперативного управления зимним содержанием  дорог. Параллельно с этим должны решаться вопросы совершенствования  и переработки нормативной базы, развития дорожной техники, систем связи, внедрения информационных систем в  процессы содержания дорог, подготовки и переподготовки кадров.

Только комплексное  решение всех этих задач позволит коренным образом улучшить систему  зимнего содержания дорог и получить экономический эффект за счет:

• снижения количества противогололедных материалов при  переходе на профилактику зимней скользкости;

• снижения расходов на зимнее содержание дорог благодаря  более четкой организации работ;

• повышения  скорости движения транспортных потоков  в сложных погодных условиях; 

• повышения  безопасности движения транспортных средств  при улучшении сцепных качеств  покрытий в зимний период и своевременного информирования водителей о состоянии проезда по дороге;

• улучшения  экологической ситуации в зоне прохождения  дорог в результате снижения расхода  противогололедных солей, повышения  скорости движения автомобилей.

Использование большого практического опыта, накопленного в зарубежных странах при организации  зимнего содержания дорог, и более  полный учет особенностей погоды, климата  и технического оснащения дорожных организаций в России позволят усовершенствовать  систему оперативного управления работами по содержанию дорог в сложных  погодных условиях, развивать системы  погодного мониторинга на российских автомобильных дорогах с максимальной эффективностью.