Диссертация (1024753), страница 11
Текст из файла (страница 11)
Анализ геометрических характеристик береговых зон позволил выделитьтри характерных зоны, это: подводная часть берега; надводная часть впоперечном направлении; микропрофиль пути вдоль берега и на прилегающихтерриториях. Для данных поверхностей были проведены экспериментальныеисследования.4. Выявлено, что для большинства пологих берегов средние углы наклонаего подводной части составляют 5–10 градусов. И для моделирования движенияПКМ данному типу поверхностей достаточно задаваться углом наклона.При моделировании движения по поверхностям, сформированных изобломочных пород, необходимо учитывать характер распределения неровностей.Поэтому при моделировании на общий тренд подводного уклона необходимо88наложить характер зависимость распределения камней и выступов.
Описыватьданные поверхности целесообразно применяя существующим математическийаппарат для описания микропрофиля пути.5.Полученыновыеаналитическиезависимостидляопределенияпродольных углов наклона береговых зон. Закон распределения уклоновподчиняется логарифмически нормальному закону распределения. Произведенучет влияния участков с растительностью в характер поперечных уклонов дляпесчано-гравийных участков пляжей. Получены числовые значения для участковпесчаного и песчано-гравийного пляжей.6. Показано, что для описания микропрофиля берега в продольномнаправлении можно использовать существующий математический аппарат, аименно корреляционную функцию и спектральную плотность.
Также показано,что для моделирования поверхности берега и прилегающих территорий симеющимися дискретными препятствиями (камнями, валунами и пр.) удобнеевоспользоватьсядругоймоделью,аименноэкспоненциальнымзакономраспределения неровностей. Приведены примеры.7. Для учета характера макропрофиля приведен математический аппаратучитывающий реальный рельеф местности, а именно сочетание в рельеферавнинныхихолмистыхучастковдорог.Приведеназависимостьмногопараметрическая (четырех параметрическая) зависимость позволяющаяучитывать реальный макропрофиль на участке движения.
Приведены данныеобработкиэкспериментовдляследующихучастковдорог:равнинный,среднехолмистый, холмистый, сложный.Рассмотренные характеристики характерны для передвижения в теплоевремя года, однако для нашей страны особую важность в силу особенностейклимата имеет возможность передвижения в зимний период по снегу. Поэтомупроанализируем и рассмотрим, как изменяются условия движения по снежномуполотну пути.89ГЛАВА3.ИССЛЕДОВАНИЕИАНАЛИЗСТАТИСТИЧЕСКОГОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК СНЕГА В БЕРЕГОВОЙ ЗОНЕ И НАПРИЛЕГАЮЩИХТЕРРИТОРИЯХКАКТРАНСПОРТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХПОЛОТНАМАШИНИПУТИДЛЯПОДВИЖНЫХКОМПЛЕКСОВ МОНИТОРИНГА3.1. Обзор исследований по снегу как полотну пути для транспортных средствРешение вопросов подвижности в условиях заснеженной местности снаучной и технической точек зрения, главным образом, лежит в областиисследования взаимодействия движителя с поверхностью движения.
Поэтомуважным является знание о распределении снежного покрова. Работы,посвященные исследованию снежного покрова, в том числе как полотна путидля транспортных средств ведутся с конца 19 века. Одними из первых поисследованию свойств снега являются работы А.И.
Воейкова [120], П.П.Кузьмина [121] и Г.Д. Рихтера [122]. В них рассмотрены особенностиформирования снега, а также районирование территории стран бывшего СССРпо характеру снежного покрова. В основу районирования положены двапоказателя: максимальная высота снежного покрова и продолжительностьмногоснежного периода. За максимальную высоту принята наибольшаясреднедекадная высота снежного покрова, взятая из выборки многолетнихсредних величин по каждой из метеостанций.
Также в этой работе приводятсяразличные классификации снега, причем превалирует качественное описаниевидов снега, в основном, по внешним признакам (структуре) и плотности.Исследованиемпередвиженияисследователипоснежногонемупокроватранспортных«Нижегородскойшколысточкисредствзрениявозможностизанималисьтранспортногоученыеиснеговедения»:Веселовский М.В., Рукавишников С.В. [117], Николаев А.Ф., Куляшов А.П.90[117], Барахтанов Л.В. [28, 117], Беляков В.В. [51], Шапкин В.А. [124], АникинА.А.
[28] и их ученики [125].Необходимо отметить, что во многой литературе имеется некотораянесогласованность в определениях. Так в одной части работ говорится о«высоте», а в другой о «глубине» снега. Данная неточность имеется и внекоторых иностранных работах. С точки зрения авторов, более уместноговорить о высоте снежного покрова, а в случае его деформации о глубинеобразуемой колеи.Так как снежный покров распространен по поверхности не равномерно,но рассмотрим, как влияет местность на его высоту и плотность, как основныехарактеристики определяющие проходимость и подвижность транспортныхсредств. Остальные характеристики необходимые для оценки движения могутбыть определены из этих двух параметров [52].Рассмотрим некоторые из работ по исследованию снежного покрова.Исследованию водного эквивалента (SWE), плотности и высоты снега вшвейцарских Альпах посвящена одна из многих работ [126] из Швейцарскогофедерального института леса, снега и ландшафтных исследований WSL.
Данастатистика распределения этих параметров по совокупности измеренных точек(в разных местах местности).В работе произведен анализ этих трех параметров и их взаимосвязьмежду собой. А именно выразить плотность и SWE через известную плотность.Моделирование параметров снежного покрова в работе [127] основано наанализе микроволнового излучения на частотах 10 ГГц , 18 ГГц и 36 ГГц. Врезультате чего могут быть получены характеристики снежного покрова наосновании микроволнового дистанционного зондирования. Работа проведена напримере характеристик снега в Синьцзяне, Китай.Встатьеизменчивость[128]сезоннойрассматриваетсяплотностипространственнаяснега.Исследованиеивременнаяопираетсяназначительное набора данных плотности снега и климатических наблюдений из91США, Австралии и странах бывшего Советского Союза и использует методырегрессии.Рисунок 3.1.Распределение SWE, высоты и плотности снега выборочных раз в две недели с37 метеостанций по всем швейцарским Альпам более чем за пять десятилетий(n = 11147).
[126]Многие работы посвящены исследованию снежного покрова, а такжеизменению его основных характеристик (высоты, плотности и водногоэквивалента), например [129, 130]. В работах приводятся модели снежногопокрова, позволяющие прогнозировать изменение его характеристик поконечному числу известных данных. Приводятся разные математическиемодели, отличающиеся разной достоверностью.Как и многие другие модели из [129] основаны на многолетнихнаблюдениях. В работе [131] проведены, также значительные выборки и данабольшая статистика.
В результате чего предложены оригинальные модели.Работа [132] относится более к метеорологии и гляциологии, и посвященамоделированию характеристик снежного покрова по имеющимся дискретнымзначениям. Зная водный эквивалент снега, который легко доступен соспутников дистанционного зондирования, можно получить другие переменныехарактеристики снежного покрова (то есть, высоту и температуру).92Исследованию распределения параметров снежного покрова посвященаработа [133].
Исследуется распределение высоты и плотности по мернымучасткам. Также исследуется структура снега.абРисунок 3.2.Типичные профили высоты снега на озере (а) и участках тундры (б). Среднеезначение показано жирной черной линией; пунктирные линии указывают ± 1стандартное отклонение. [133]Также исследованию распределения характеристик снежного покровапосвящена работа [134]. В ней проанализировано местность вокруг озера (LakeSuperior) в зимний период с 1979 по 2003 годы.Висследовании[135]разработанметодраспределенияснега(определяются высота, плотность и водный эквивалент) в зависимости отландшафта местности.
Учитываются такие параметры как угол наклонанаправления склона (азимут), тип леса (открытая местность, редкий лес,93лиственный, смешанный и хвойный леса). Предложены оригинальные моделитипа «сплюснутого конуса» распределения высоты и плотности снега.Отметим, что в работе говорится о влиянии солнечной активности,альбедо поверхности, теплопередачи, испарении и конденсации воды в снеге ипрочих факторах. Все это в той или иной степени влияет на снегообразование.В результате приводятся уравнения, полученные по результатам снегомерныхсъемок,которыеописываютсяаналитическимиаппроксимационнымизависимостями с двумя эмпирическими коэффициентамиабРисунок 3.3.Изменения высоты снежного покрова: а - наземные участки, б - озеро / река[133]94абРисунок 3.4.Изменения плотности: а - наземные участки, б - озеро / река [133]95Рисунок 3.5.Экспериментальные данные об изменении высоты снежного покрова (ось абсцисс)в зависимости от угла склона (ось ординат).
Кружками показаны замеры. Толстымилиниями описываются восточные склоны по соответствующим азимутам (198O, 234O,270 O,306 O, 342 O), пунктирными западные (18 O, 54 O, 90 O,126 O, 162 O). Склон поазимуту 18 ° - является наиболее южным, 198 ° - наиболее северным. Данныеприведены для 60, 82 и 110 дней замеров. [135]Рисунок 3.6.Высота снега на 900-метровой высоте над уровнем моря на 110 день измерений.Значения приведены для разных типов лесов: открытая местность, редкий лес,лиственный, смешанный и хвойный леса. [135]96Аналогичным исследованиям посвящена работа [136]. Также строятся«сплюснутые конуса», учитывающие ландшафт местности.
Однако основнаянаправленность на прогнозирование подвижности, а именно, определениесредней скорости движения на пересеченной местности. Отметим, чтоисследование проведено для наземных транспортных средств, которыеиспользуются армией США и в перспективе прогнозируются для поддержкипроведения специальных операций на заснеженной местности.Основная идея основана на том, чтобы по имеющимся данным о склонахместности, азимутах, и высотах, а также характеру растительности (открытаяместность, редкие деревья, лиственные, смешанные и хвойные леса)представить распределение высоты и плотности снежного покрова.В продолжение данной тематики рассмотрим работу [137].
На основаниипроведенных исследований по моделированию снежного покрова проведенаимитация движения в заданных условиях так необходимых армии США дляобучения персонала и модификациитранспортных средств под снежныеусловия движения. В дополнение ко снегу учтены типы почвы и ихраспределение. Исследование проводилось для трех машин: CIV (CRRELInstrumented автомобиля), HMMWV (High Mobility Multipurpose WheeledVehicle) , и Stryker.Ведущее место в области транспортного снеговедения и исследованийхарактеристик снежного покрова в России занимает Отраслевая научноисследовательскаялабораториявездеходныхмашин(ОНИЛВМ)[125].Актуальное название лаборатории ОНИЛВМ – НИЛ Транспортных машин итранспортно-технологическихкомплексов(НИЛТМТТК).Вработахоснователя лаборатории ОНИЛВМ С.В.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
