KRETANJE POJEDIN. VOZILA

7/29/2019 KRETANJE POJEDIN. VOZILA

1/51

TEORIJA SAOBRAAJNIH TOKOVATEORIJA SAOBRAAJNIH TOKOVA

Kretanje pojedinanog vozila kaoKretanje pojedinanog vozila kaoelementarnog inioca saobraajnogelementarnog inioca saobraajnog

tokatoka

FSK sarajevo, Februar 2013 Prof.dr F. KisoFSK sarajevo, Februar 2013 Prof.dr F. Kiso


2/51

UvodUvod

Sinonim za kretanje pojedinanogvozila je slobodno kretanje vozila.Pod pojmom kretanje pojedinanog

vozila u teoriji saobraajnog tokapodrazumijevamo kretanje vozila naputu najveom bezbjednom brzinomkoja iskljuivo zavisi od karakteristika

puta, karakteristika sistema voza-vozilo i opih karakteristika ambijenta(klimatsko-vremenskih prilika).


3/51

UvodUvod

Maksimalno bezbjedna brzina putnikogautomobila (VPAmax.bez.) predstavljanajveu brzinu slobodnog toka (VSLmax)koja ima znaenje ishodine veliine uanalizi brzina saobraajnog toka ufunkciji gustine toka.

Ovim se iskazuje znaaj izuavanjakretanja pojedinanog vozila sa aspektateorije saobraajnog toka.


4/51

UvodUvod

S obzirom da raunska brzina (Vra)pripada familiji slobodnih brzina (VSL),

time se ispoljava znaaj izuavanjakretanja pojedinanog vozila sa aspektainenjerske prakse.


5/51

ASPEKTI IZUAVANJA KRETANJAASPEKTI IZUAVANJA KRETANJAPOJEDINANOG VOZILAPOJEDINANOG VOZILA

Za teoriju saobraajnog toka znaajnisu sljedei aspekti izuavanja kretanjapojedinanih vozila:

1. KINEMATSKI,2. STOHASTIKI,

3. DINAMIKI,4. EKOLOKI,5. KIBERNETSKI.


6/51

Vei neposredni znaaj za teorijusaobraajnog toka imaju:

KINEMATSKI aspekt:koji se odnosi na analizu relacija izmeuosnovnih pokazatelja (vremena-t, puta-s,

brzine-V, ubrzanja-b i impulsa-u);

STOHASTIKI aspekt:koji se odnosi na utvrivanje mjerodavneveliine maksimalno bezbijedne brzine

pojedinanog vozila;


7/51

DINAMIKI aspekt:

koji se odnosi na analizu brzinamjerodavnog vozila na uzdunim

nagibima.

EKOLOKI i KIBERNETSKI aspektiizuavanja imaju POSREDAN ZNAAJ za

teoriju saobraajnog toka.


8/51

KINEMATSKI ASPEKT IZUAVANJAKINEMATSKI ASPEKT IZUAVANJAZAKONITOSTI KRETANJAZAKONITOSTI KRETANJAPOJEDINANIH VOZILAPOJEDINANIH VOZILA

Sa ovog aspekta vozilo se posmatra kaomaterijalna taka pa se i njegovokretanje posmatra kao kretanje

materijalne take (poloaj centra vozila)na njegovoj putanji (trajektoriji) u

ravni. Radi toga za opisivanje kretanja

vozila u ravni vae svi opi zakoni iobrasci koji se odnose na kinematikutake u ravni.


9/51

Opisivanje kretanja pojedinanogvozila ostvaruje se definisanjem

odgovarajuih analitikih vezaizmeu parametara kretanja:

VRIJEME (t),

PUT (s),

BRZINA (V),

UBRZANJE (b) iIMPULS (u).


10/51

Kretanje pojedinanih vozila uKretanje pojedinanih vozila ufunkciji vremenafunkciji vremena

Parametri (pokazatelji) za opisivanjekretanja pojedinanog vozila sakinematskog aspekta su:

t vrijeme kao nezavisna promjenljiva;[s = sekunda], s(t) put; [m = metar],

V(t) brzina; [m/s], b(t) ubrzanje; [m/s2], u(t) impuls (ili trzaj); [m/s3].


11/51

(1) Opi oblik trajektorije kretanja vozila u funkciji vremena


12/51

dt

)t(ds

t

s

tt

ss)t(v

oi

oii

ii tg)t(v

2

2

idt

)t(sd

dt

)t(dV)t(b

3

3

2

2

idt

)t(sd

dt

)t(Vd

dt

)t(db)t(u


13/51

(2) Oblik trajektorije za jednoliko kretanje vozila u funkcijivremena

.const)t(V

0)t(b

)tt(Vs)t(s oo


14/51

2ooo )tt(

2

b)tt(Vs)t(s

)tt(bV)t(V oo

.const)t(b

(3) Oblik trajektorije za jednoliko ubrzano kretanje vozila ufunkciji vremena


15/51

Kretanje pojedinanih vozila uKretanje pojedinanih vozila ufunkciji putafunkciji puta

U veini razmatranja u teorijisaobraajnog toka vrijeme predstavljanezavisnu, a put, brzina i ubrzanje

zavisnu promjenljivu. Meutim, uodreenim sluajevima, osnovniparametri za opisivanje kretanja

pojedinanog vozila mogu se izraavatii u funkciji puta ili brzine.


16/51

Ako posmatramo kretanje u funkciji puta onda suvrijeme, brzina i ubrzanje zavisno promjenljive.

Tada u jednainama koje definiu osnovne parametre

kretanja pojedinanog vozila, u kojima je nezavisnapromjenljiva bila vrijeme, nastaju sljedeetransformacije:

ds/dt

1

Vs

Iz slike 1-1 vidi se da je:

ii tgtV )(

i

iitg

1ctg)s(V


17/51

Relacija V(s) moe se napisati i uobliku:

dt

1

ds

)s(V

odakle proizilazi da je:

)s(Vdsdt


18/51

Polazei od stava da je t=t(s), odnosno dt=dt(s)integracijom izraza dt(s) dolazi se do zavisnostivremena u funkciji puta, koji glasi:

s

s

o

o

)s(V

dst)s(t

slino se i ubrzanje moe iskazati u funkcijiputa kao nezavisna promjenljiva veliina.

ds

)s(V2

1d

)s(Vds

)s(Vd

dt

ds

ds

)s(Vd

ds

ds

dt

)s(Vd

dt

)s(Vd)s(b

2

2)s(V

2

1dds)s(b


19/51

Poto je2)s(V

2

1dds)s(b

time je

s

s

2o

2

o

ds)s(b2V)s(V

pa slijedi relacija

s

s

2

o

0

ds)s(b2V)s(V


20/51

ds

)s(dV)t(b

ii tg)s(w

ds

)s(db)t(u

gdje je:t(s) nezavisnapromjenljiva,w(s) sporost

vozila.

(1) Opi oblik trajektorije kretanja vozila u funkciji puta


21/51

0)s(b

.const)s(V

V

ss

t)s(to

o

(2) Oblik trajektorije za jednoliko kretanje vozila u funkciji puta

(3) Oblik t j kt ij j d lik b k t j il


22/51

.const)s(b

)ss(b2V)s(V 02

0

)ss(b2Vb

1

b

V

t)s(t o2

o

o

o

(3) Oblik trajektorije za jednoliko ubrzano kretanje vozila ufunkciji puta

K t j j di ilK t j j di il


23/51

Kretanje pojedinanog vozila uKretanje pojedinanog vozila ufunkciji brzinefunkciji brzine

Parametri (pokazatelji) za opisivanje kretanja

pojedinanih vozila sa kinematskog aspekta, ufunkciji brzine, su:

V brzina kao nezavisna promjenljiva;

V

V

o

o

)V(b

dVttT(V) vrijeme;

s(V) put;

b(V) ubrzanje;

dV)V(b

Vss

V

Vo

o

dt

dVb


24/51

Karakteristini sluajevi zavisnostiubrzanja od brzine za, b(V)= const.,

b= aV , b=u/V dati su na narednoj slici

S obzirom na granine uslove:

so= 0(m), to= 0(sec), Vo= 1(m/s),b= 2(m/s2), a= 2(sec-1), u= 2(m/s3)na slici su predstavljene krive

zavisnosti ubrzanja od brzine nadijagramu s = s(t).


25/51

I i j i b i b j iI i j i b i b j i


26/51

Inverzni pojmovi brzine, ubrzanja iInverzni pojmovi brzine, ubrzanja iimpulsaimpulsa

Na bazi opisivanja brzine, ubrzanja iimpulsa u funkciji puta dolazi se do

inverznih pojmova za brzinu, ubrzanjei impuls.


27/51


28/51

Inverzni pojmovi su:(1) Relaciji za brzinu, koja zavisna od

vremena glasi:

dt

)t(ds)t(V

Uvoenjem pojma sporost u zavisnosti odputa:

ds)s(dt)s(W


29/51

odgovara inverzna relacija c(s), koja

glasi:

2

2

ds

)s(td

ds

)s(dw)s(c

Na analogan nain mogu se napisati

inverzne relacije za ubrzanje i impuls.


30/51

(2) Relaciji za ubrzanje, koja zavisna

od vremena glasi:

2

2

dt

)t(sd

dt

)t(dV)t(b

odgovara inverzna relacija zavisna od puta:

3

3

2

2

ds)s(td

ds)s(wd

ds)s(dc)s(l


31/51

(3) Relaciji za impuls, koja zavisna odvremena glasi:

3

3

2

2

dt

)t(sd

dt

)t(Vd

dt

)t(db)t(u

odgovara inverzna relacija zavisna odputa:

4

4

3

3

2

2

)()()()(ds

stdds

swdds

scddssdl

Grafiko opisivanje meuzavisnostiGrafiko opisivanje meuzavisnosti


32/51

Grafiko opisivanje meuzavisnostiGrafiko opisivanje meuzavisnostiosnovih pokazatelja kretanjaosnovih pokazatelja kretanja

pojedinanih vozilapojedinanih vozila

Veoma je jednostavno grafikim putemdobiti zavisnosti brzine i ubrzanja od puta

ukoliko su poznate zavisnosti brzine iubrzanja od vremena. Ovo je prikazano na

narednoj slici.

Uz pomo simetrale i kvadranta lako sevri prebacivanje odgovarajuih veliina izjednog koordinatnog sistema u drugi.


33/51

STOHASTIKI ASPEKT IZUAVANJASTOHASTIKI ASPEKT IZUAVANJA


34/51

STOHASTIKI ASPEKT IZUAVANJASTOHASTIKI ASPEKT IZUAVANJAZAKONITOSTI KRETANJAZAKONITOSTI KRETANJAPOJEDINANIH VOZILAPOJEDINANIH VOZILA

Na brzinu kretanja pojedinanih vozilautie istovremeno veliki broj faktora. Utakvim uslovima vrijednost brzine [V] i

ubrzanja (usporenja) [b] esto imajukarakter STOHASTIKI PROMJENLJIVEVELIINE. Posmatrajui trajektoriju vozilau dijagramu t-s redovno emo uoiti

odreen stepen njenog pulsiranja okoneke prosjene, zamiljene pravolinijskeputanje.

Ovako pulsiranje brzine moglo bi se


35/51

Ovako pulsiranje brzine moglo bi seopisati pomou:

ARITMETIKE SREDINE

0

1

VtfN

dV i

N

i

i

STANDARDNOG ODSTUPANJA

N

1iiii

N

1ii

2

v tfN

1

tfN

d

S


36/51

KOEFICIJENTA VARIJACIJE

V

SK Vv

gdje je:ti = (Vi Vo)/d,

Vo - tzv. radna nula,d - irina (raspon) u klasi brzina,N - broj pojedinanih vozila ije su brzinena posmatranom odsjeku puta izmjerene,

fi - frekvencije ponavljanja pojedinih klasabrzina.


37/51

Primjer:

Izraunati aritmetiku sredinu i standardnoodstupanje brzina pojedinanih vozilaprikazanih u tabeli 1-1.

Poslije izvrenih mjerenja ili izvrenih

prorauna brzina pojedinanih voziladobijeni podaci su grupisani, sreeni iizvrena je odgovarajua obrada. Znai, priprouavanju osnovnih parametaraznaajnih za opisivanje zakonitosti kretanjapojedinanih vozila, neophodno je izvritiodgovarajuu statistiku analizu kako bi semogli izvesti odreeni zakljuci.

Klase

b iSredina Frekve t f t f t 2


38/51

brzina

(km/h)klasa Vi ncije

fi

ti fiti fiti

35-40 37,5 2 -8 -16 128

40-45 42,5 5 -7 -35 245

45-50 47,5 13 -6 -78 468

50-55 52,2 18 -5 -90 450

55-60 57,5 24 -4 -96 384

60-65 62,5 38 -3 -114 342

65-70 67,5 42 -2 -84 168

70-75 72,5 48 -1 -48 48

75-80 77,5 51 0 0 0

80-85 82,5 53 1 53 53

85-90 87,5 45 2 90 180

90-95 92,5 38 3 114 342

95-100 97,5 24 4 96 384

100-105 102,5 19 5 95 475

105-110 107,5 14 6 84 504

110-115 112,5 9 7 63 441

115-120 117,5 3 8 24 192

446 58 4804

P i j d ih b d bij


39/51

Primjenom navedenih obrasca dobijene susljedee veliine:

-Aritmetika sredina

-Standardno odstupanje

- Koeficijent varijacije

;480458446

5V )km(15,73V

480444611390

4465S

2

v

)h/km(17,16Sv

15,73

17,16Kv 22,0Kv

N j j b i 446 j di ih


40/51

Na osnovu mjerenja brzine 446 pojedinanihvozila, utvreno je da se vozila kroz posmatranipresjek puta kreu prosjenom brzinom od

73,15 (km/h), pri emu je standardnoodstupanje 16,17 (km/h) i koeficijent varijacije0,22.

Analiza zakonitosti kretanja pojedinanog

vozila, pored znaaja za problematiku kojom sebavi predmet Teorija saobraajnog toka ikapacitet drumskih saobraajnica, ima znaajaza problematiku kojom se bave predmeti

Projektovanje puteva, Bezbjednost saobraaja,Saobraajno projektovanje, Regulisanjesaobraaja, Upravljanje saobraajnimtokovima, Organizacija drumskog saobraaja itransporta i dr.

DINAMIKI ASPEKT IZUAVANJADINAMIKI ASPEKT IZUAVANJA


41/51

DINAMIKI ASPEKT IZUAVANJADINAMIKI ASPEKT IZUAVANJAZAKONITOSTI KRETANJAZAKONITOSTI KRETANJAPOJEDINANIH VOZILAPOJEDINANIH VOZILA

Odnosi se na utvrivanjeVmax = F[dinamikog faktora].

Dinamiki aspekt izuavanja zakonitosti

kretanja pojedinanih vozila svodi se naanalizu ravnotee sila AKCIJE (T) iREAKCIJE ( R) koje djeluju na vozilo ukretanju. Uslov ravnomjernog kretanja je:

SILA AKCIJE (T) = SUMA SILA REAKCIJE (R)


42/51


43/51

SILA AKCIJE (VUNA SILA):

V

PT

SILA REAKCIJE:

R = Ri

+ Rf+ R

w

Ri = G sinR

f= G F cos

Rw

= A K V2


44/51

gdje je:T - sila akcije na obodu pogonskog toka [N],

P - pogonska snaga na zamajcu motora [W], - gubici pogonske snage u mjenjau, - gubici pogonske snage u transmisiji,V - brzina kretanja vozila,Ri - otpor uzdunog nagiba [N],Rf - otpor kotrljanja [N],Rw - otpor vazduha [N], - ugao koji zaklapa odsjek u uzdunom nagibu u

odnosu na horizontalu [ ],

f - koeficijent otpora kotrljanju;G teina vozila [N],A eona povrina vozila [m2],K - koeficijent oblika eone povrine vozila.


45/51

Polazei od injenice da se na usponima ostvarujurelativno manje brzine i da za V< 50 km/h. Rw0,to iz jednaine [ 1- 38 ] i [ 1-39 ] slijedi:

)s/m()sincosf(G

PV maxmax

Odnos izmeu (Pmax) i ukupne teine vozila

(G) naziva se dinamika karakteristika vozila:

)N/W(G

Pd maxk

znai

)s/m()sincosf(

dV kmax

EKOLOKI ASPEKT IZUAVANJAEKOLOKI ASPEKT IZUAVANJA


46/51

EKOLOKI ASPEKT IZUAVANJAEKOLOKI ASPEKT IZUAVANJAZAKONITOSTI KRETANJA POJEDINANIHZAKONITOSTI KRETANJA POJEDINANIH

VOZILAVOZILA

Ekoloki aspekt izuavanja bavi sepitanjem utvrivanja maksimalnobezbjedne brzine vozila u zavisnosti

od prilagoenosti vozaa na razneuticaje

Vmax = F [prilagoenje ovjeka-

vozaa na razne uticaje]. Ekoloki aspekt u centar

posmatranja stavlja vozaa.


47/51

Predmet izuavanja je UTICAJ OKRUENJA NA OPESTANJE VOZAA tokom upravljanja vozilom, kao tosu:

Prilagoenost vozila (kabine, tj. radnog prostora)vozau;

Prilagoenost komandi fizikoj konstituciji vozaa; Uticaj mikro klime na zamor vozaa i njegovo

zdravlje; Prilagoenost znakova i oznaka na putu vidnim

sposobnostima vozaa; Uticaj kvaliteta puta na opi zamor vozaa; Uticaj bonih smetnji na ponaanje vozaa; Uticaj vremenskih nepogoda (magla, kia, snijeg i

dr.) na zamor vozaa; Uticaj reljefa i dr.

KIBERNETSKI ASPEKT IZUAVANJAKIBERNETSKI ASPEKT IZUAVANJA


48/51

KIBERNETSKI ASPEKT IZUAVANJAKIBERNETSKI ASPEKT IZUAVANJAZAKONITOSTI KRETANJAZAKONITOSTI KRETANJAPOJEDINANIH VOZILAPOJEDINANIH VOZILA

Kibernetski aspekt izuavanja bavi sepitanjem utvrivanja maksimalnobezbjedne brzine u zavisnosti od

kibernetsko-sistemskih faktora ikibernetsko-informatikih faktora.

Vmax = F [ kibernetsko-sistemskih

faktora; kibernetsko-informatikihfaktora]

O k d


49/51

Ovaj aspekt posmatranja zasniva se na dvapodaspekta:

1.KIBERNETSKO-SISTEMSKIPODASPEKT bavi semeuzavisnostima sistema VOZA-VOZILO V-V i okruenja u kretanju

vozila. Sa ovog aspekta razlikuju se dva podsistema, i to: Upravljaki podsistem ( VOZA- MOZAK VOZAA); Upravljaki podsistem ( EKSTREMITETI VOZAA

KOMANDE VOZILA VOZILO). Izuavanje sa ovog podaspekta odnosi se na

funkcionalne veze izmeu navedenih podsistema,odnosno na utvrivanje:

Vmax = F [ upravljakog podsistema ]

2 KIBERNETSKO INFORMATIKI


50/51

2. KIBERNETSKO-INFORMATIKIPODASPEKT bavi se izuavanjemmogunosti vozaa da u odreenomvremenu, zavisno od koliineprispjelih podataka, obradiinformaciju.

Opi zakljuak sa ovog podaspekta je da je

vrijeme potrebno za donoenje odluke srazmjernosa poetnom neizvjesnou upravljakog sistema,koje se moe izraziti obrascem

tr = K H (sek) gdje je:

tr - vrijeme potrebno za donoenje odluke,K - koeficijent sposobnosti vozaa kao upravljakog

sistema,

H - opa poetna neizvjesnost upravljakog sistemaizraena u bitima.

PRAKTI NI POSTUPCI UTVRIVANJAPRAKTI NI POSTUPCI UTVRIVANJA


51/51

PRAKTI NI POSTUPCI UTVRIVANJAPRAKTI NI POSTUPCI UTVRIVANJAMAKSIMALNE BRZINE POJEDINANIHMAKSIMALNE BRZINE POJEDINANIH

VOZILAVOZILA

NA POSTOJEOJ MREI mjerenjem na posmatranom putu opitnim vozilom, koritenjem uopenih tablinih vrijednosti brzina

osnovnih vrsta vozila u funkciji karakteristika puta, koritenjem odgovarajuih analitikih obrazaca o

zavisnostima maksimalne bezbjedne brzineosnovnih vrsta vozila od tehniko-ekspoloatacionihkarakteristika puta.

NA PROJEKTOVANOJ MREI na bazi simulacionih modela na raunaru, koritenjem uopenih tablinih vrijednosti kao na

postojeoj mrei, koritenjem odgovarajuih analitikih obrazaca kao

Documents

KRETANJE POJEDIN. VOZILA