Диссертация (1024753), страница 12
Текст из файла (страница 12)
Рукавишникова и его учеников [117]снег исключительно рассматривается как полотно пути для транспортнотехнологических машин. В основу классификации положена способность снегак различным видам деформации движителями. Определяющий вклад вописание данных характеристик снега внесли исследователи Нижегородского97государственного технического университета Малыгин В.А. [138] и Панов В.И.[138]Зарубежная научная школа объединяет исследователей из Лабораторииисследования полярных районов (CRREL) США [140-142]. Необходимоотметитьисторическоесходствохарактерапроведенияисследованийлаборатории CRREL и ОНИЛВМ.
Однако у отечественных разработок акцентсделан на фундаментальность математических моделей и проектированиеконечной продукции. Зарубежный подход отличает использование болеепростых математических зависимостей при оперативной оценке свойств снега ичрезмерная склонность к созданию сложных виртуальных моделей при оценкепроезжаемости конкретных территорий местности.Несмотрянаимеющиесярасхождениямеждуметодологиямитранспортного снеговедения, исследователями разных стран в качествеосновных параметров снега как полотна пути используются его высота иплотность.
Зная статистические характеристики снега: плотность и высоту втечение года, а также продолжительность и сроки начала сезона в разныхрайонах рассматриваемой территории, можно получить все необходимыепараметры для оценки эффективности функционирования транспортнотехнологических машин.Необходимо особенно подчеркнуть, что конкретные рекомендацииисследователей из разных стран необходимые данные для моделированияснежного покрова как полотна пути для транспортных средств являются вомногом закрытой информацией и практически не публикуются в открытойпечати. Так же во многих работах при формировании моделей снежногопокроваиспользуютсянедостаточнообоснованныелибоустаревшиерезультаты статистических исследований.Составление адекватных математических моделей физико-механическиххарактеристикснежногопокрованеобходимоподвижности транспортно-технологических машин.дляпрогнозирования98Рассматривая вопрос оценки возможности передвижения машины поснегу, а именно подвижность, проходимость и эффективность необходимоучитывать степень ее соответствия условиям той местности, в которых будетэксплуатироваться транспортное средство.
Если одной из задач являетсяобеспечения проходимости машины по снежной целине, например для решениятранспортно-технологических задач в отдаленной местности, то выбортранспортного средства должен быть сопоставлен с меняющимися в течениегода погодными условиями. Также выбор ТС должен быть сопоставлен сцелесообразностью его применения. Так, например, если машина не сможетработать достаточно небольшой промежуток времени, а приобретение иэксплуатация ТС с более высокими показателями проходимости будетнесоизмеримо больше чем выгода от нее, то и выбор должен быть сделан впользу первого варианта.Проходимость транспортных средств определяется как конструкциейсамой машины, так и характеристиками опорного основания.
Необходимымифакторами достаточными для оценки проходимости и подвижности по снегуявляются его высотавнутреннего трения, плотность, жесткость, связностьи угол[52, 143].3.2. Особенности формирования снежного покрова территории РоссииНа основании данных Федеральной службы по гидрометеорологии имониторингу окружающей среды (РОСГИДРОМЕТ) [144-152] проанализируемтенденции и особенности формирования снежного покрова в России запоследние несколько лет. Рассмотрим более подробно те факторы, которыевлияют на подвижность транспортно-технологических машин (ТТМ), в томчисле всякой автотракторной техники [153, 154].99Рисунок 3.6.Метеорологические станции с данными маршрутных снегосъемок.Слева – в поле (665 станций), справа – в лесу (425 станций)Для описания состояния снежного покрова принято выделять следующиехарактеристики:- число дней с покрытием снегом более 50 % территории вокругметеостанцииподаннымежедневныхнаблюдений(дляоценкипродолжительности залегания снежного покрова);- дата появления первого снега;- максимальная за зимний сезон высота снежного покрова;- запас воды в снеге по данным маршрутных снегосъемок.Для анализа подвижности ТТМ важными факторами являются не толькомаксимальная высота снега за период, а также изменение высоты в течениеснежного периода.
Также необходимым является то, как меняется плотность.Запас воды в снеге более важен для оценки паводка и его сроков, что можетбыть использовано при оценке потери подвижности по территориямподверженным затоплению.Анализ изменений характеристик снежного покрова проводился поданным в точке и по рядам средних характеристик для 9 квазиоднородыхклиматических регионов. Региональный анализ проводился по регионам,выбранным на основании классификации Алисова [155] (Рисунок 3.7).100Рисунок 3.7.Квазиоднородные климатические регионы: I - Север ЕТР и Западной Сибири,II - Северная часть Восточной Сибири и Якутии, III - Чукотка и северКамчатки, IV - Центр ЕТР, V - Центр и юг Западной Сибири, VI - Центр и югВосточной Сибири, VII - Дальний Восток, VIII- Алтай и Саяны, IX- Юг ЕТРМетодиканаблюденийзахарактеристикамиснежногопокрованеоднократно изменялась.
После 1965 года нарушений однородности,вызванныхизменениемпроцедурынаблюдений,небыло,поэтомуисследование многолетних характеристик снежного покрова необходимопроизводить по данным за период с 1966 г.Проанализируем какие тенденции и отклонения от нормы наблюдаютсяза последние года для каждого из 9 квазиоднородных климатических регионов.Первый снег. Появление снега колеблется по разным годам и где-томало отличается от средних по многолетним наблюдениям. Рассмотрим пример(Рисунок 3.8).101а)б)Рисунок 3.8а) Даты появления первого снега на территории России в зимний период2009-2010 гг.
б) Аномалии в датах появления первого снега на территорииРоссии в зимний период 2009-2010 гг. (от норм 1961-1990 гг.)Как видно из приведенных Рисунков и анализа данных [144-152], то датыпоявления первого снега на территории России колеблются в пределах 2-4декад для всех регионов102Продолжительность залегания снежного покрова. Рассмотрим пример(Рисунки 3.9 и 3.10).Рисунок 3.9.Число дней с покрытием снегом более 50 % территории вокруг метеостанции.Средние многолетние значения за период 1961-1990 гг.Рисунок 3.10.Аномалии числа дней с покрытием снегом более 50 % территории вокругметеостанции зимой 2011-2012 гг.
(отклонения от средних значений запериод 1961-1990 гг.). На врезках среднесуточные значения температурывоздуха, степени покрытия снегом окрестности метеостанции, высотыснежного покрова и сумма осадков за сутки на метеостанциях Тайга иПетропавловск-Камчатский.103Максимальная высота снежного покрова. Рассмотрим примеры (Рисунок3.11)а)б)Рисунок 3.11.Максимальная высота снежного покрова зимойа) Средние многолетние значения за период 1961-1990 гг., б) зимой 20062007 гг.104Тенденция по отклонению максимальной высоты снежного покрова для 9регионов и России в целом показана на Рисунке 3.12.Рисунок 3.12.Аномалии максимальной за зимний период высоты снежного покрова,осредненные по территории квазиоднородных климатических районовРоссийской Федерации, 1966-2012гг. Рассчитаны как отклонения от среднегоза 1961-1990 гг.105Таким образом, для анализа подвижности ТТМ важными факторамиявляются не только максимальная высота снега за период, а также изменениевысоты в течение снежного периода.
Также необходимым является то, какменяется плотность. Запас воды в снеге более важен для оценки паводка и егосроков, что может быть использовано при оценке потери подвижности потерриториям подверженным затоплению.Для более конкретного прогнозирования подвижности ТММ важнымипараметрами являются изменение высоты и плотности (интегральной) снега, атакже срок появления и залегания.При анализе изменений характеристик снежного покрова принятопроизводить для 9 квазиоднородых климатических регионов России (I - СеверЕТР и Западной Сибири, II - Северная часть Восточной Сибири и Якутии, III Чукотка и север Камчатки, IV - Центр ЕТР, V - Центр и юг Западной Сибири,VI - Центр и юг Восточной Сибири, VII - Дальний Восток, VIII- Алтай и Саяны,IX- Юг ЕТР).Появление снега колеблется по разным годам и где-то мало отличается отсредних по многолетним наблюдениям, хотя в отдельных регионах могутнаблюдаться некоторые тенденции к смещению сроков.
При этом уменьшениевыборки по годам приводит только к уменьшению разброса. Также можносделать вывод, что за последние десятилетия даты появления первого снега натерритории России колеблются в пределах 2-4 декад для всех регионовПродолжительность залегания снежного покрова. В период с 1976 по2012гг.натерриторииРФпреобладаеттенденциякуменьшениюпродолжительности залегания снежного покрова (в северной половине ЕЧР, вЗападной Сибири, на Таймыре, на большей части Восточной Сибири и Якутии).В то же время на крайнем юге Восточной Сибири, в Забайкалье, Приморье и навосточномпобережьеКамчаткитенденцияпротивоположная(продолжительность залегания снежного покрова увеличивается).Максимальная высота снежного покрова.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
