Кодекс и Законы Роль математики при расследовании ДТП
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-29Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
от 25%
договор
СОДЕРЖАНИЕ
Введение .…………………………………………………………...……..…3
I. Немного истории. ОРУД-ГАИ-ГИБДД ……………………………..…..4
II.Математика при расследовании дорожно-транспортных происшествий:
1. Законы транспортного потока ………………………………..………….9
2. Первичные материалы, собираемые для расследования ДТП ……….10
3. Доказательство уравнений, относящихся к скорости и их использование…….………...……………………………………………..……..10
4. Практические примеры……… ..………………….………………..…..13
Заключение …………………………………………………..…………….20
Литература ………..…..…………………………………………………....21
Введение
Был солнечный сентябрьский день. Закончились занятия в школе. Мы с одноклассниками шли домой, обсуждая последний урок математики. Переходя дорогу, мы вдруг увидели две столкнувшиеся машины. Люди в голубой форме делали какие-то измерения, чертя мелом на асфальте и записывая цифры в блокнот. Это заинтересовало меня. На последнем уроке математики мы как раз решали задачу о пешеходе, переходящем улицу и движущейся машине. Значит знание математики необходимо и инспекторам ГИБДД.
После этого случая мне захотелось подробнее узнать, когда и как возникли правила дорожного движения, что должны соблюдать водители и пешеходы, как можно применить математические знания в этой области. В своей работе я и попыталась ответить на эти вопросы.
I
. Немного истории. ОРУД-ГАИ-ГИБДД
Проблемы безопасности движения появились задолго до изобретения машин. Гужевые повозки и пешие часто не могли разобраться, где кому ехать и идти, и как разъехаться встречным повозкам. Возчики лихо мчались по дорогам, нередко опрокидывая свои экипажи. А мешавших их движению пешеходов разгоняли кнутами.
Задолго до появления ОРУДа (отделы регулирования уличного движения) и ГАИ (государственная автомобильная инспекция) ещё в XVIII-XIX веках в царской России за движением конных экипажей осуществлялся полицейский надзор. Царь Петр I, императрицы Анна Иоанновна и Елизавета Петровна издали немало указов на этот счет.
Так в 1683г в России был издан именной указ, «сказанный разных чинов людям» царей Иоанна и Петра Алексеевичей: «Великим государям ведомо учинилось, - писалось в нем, - что многие начали ездить в санях на вожжах с бичами большими и, едучи по улице, небрежно людей побивают». Указ категорически запрещал управление лошадьми с помощью вожжей. Тогда считали, что, для того чтобы кучер лучше видел дорогу, он должен управлять лошадью сидя на ней верхом.
В
Некоторые из них у нас сейчас могут вызвать лишь улыбку. Так, например, в Англии впереди парового экипажа должен был идти человек с красным флагом и предупреждать встречных о приближении паровика, а заодно усмирять перепуганных извозчичьих лошадей. Во Франции скорость движения бензиновых автомобилей в населенных пунктах не должна была превышать скорости пешехода. В Германии владелец машины должен был накануне заявить полиции, по какой дороге поедет «бензиновая тележка». В ночное же время езда на автомобиле вообще запрещалась. Если водителя в пути заставала ночь, он должен был остановиться и ждать утра.
Первое официально зарегистрированное дорожно-транспортное происшествие произошло в Великобритании 17 августа 1896 года. Автомобиль, который двигался со скоростью
В те времена в России автомобилей было очень мало, поэтому вопросы безопасности ещё стояли не очень остро. Но шли годы, увеличивалось количество автомобилей, мотоциклов, велосипедов, трамваев и других транспортных средств. Вопросы создания условий безопасности движения властно просились на повестку дня.
После Октябрьской революции 1917 года охрана общественного порядка была отнесена в ведение Народного Комиссариата по внутренним делам (НКВД), вошедшего в состав Советского правительства – Совета Народных Комиссаров (СНК). 10 июля 1920 года Совет Народных Комиссаров принял декрет «Об автодвижении по городу Москве и её окрестностям». Это были первые систематизированные правила движения. Они устанавливали предельные скорости движения: для легковых автомобилей – 25 верст в час, для грузовых – 15 верст в час. Не ограничивалась скорость для пожарных автомобилей. Запрещалась езда по левой стороне дороги и улиц, обгон на узких местах, срезание углов. Это был документ большого государственного значения. Он положил начало организации автомобильного движения в стране.
Регулирование транспортных и пешеходных потоков, надзор за соблюдением соответствующих правил стали во многих городах основными обязанностями постовых милиционеров. В их руках снова появился жезл, который имел красный цвет и желтую ручку.
Правила уличного движения носили местный характер. Тогда в каждой области и городе России были свои Правила, применимые к местным условиям. В начале 1950 года были изданы типографским способом "Правила уличного движения по городам, населенным пунктам и дорогам Чувашской АССР". Единые правила дорожного движения в нашей стране были разработаны и утверждены Постановлением Правительства в 1964 году. А тогда, в 40-х и 50-х годах каждый автоинспектор города или района практически сам занимался организацией движения транспорта и пешеходов. Всего госавтоинспекторов в нашей республике было несколько человек, а обслуживали они все города и 30 районов республики. Так в 1951 году работники ГАИ сами на перекрестках улиц устанавливали столбики (из трубы) высотой 2,2 метра, на которых устанавливалась изготовленная из жести стрелка с надписью "Переход". Такие указатели пешеходных переходов устанавливались на перекрестках улиц Розы Люксембург, Союзной, Кадыкова, Ленина и на других улицах, примыкавших к центральной Красной Площади. На этих же местах, прямо на проезжей части улиц, переход обозначался "кнопками ГАИ". Это были металлические диски диаметром 15 - 18 см со стержнем или, точнее, штырем в центре диска. этот штырь забивался в мостовую проезжей части дороги. По шнуру в два ряда располагались такие кнопки.
Расход кнопок исчислялся тысячами, т.к. на каждый перекресток расходовалось примерно 70 кнопок.
Кустарным способом, в мастерских автохозяйств, изготавливались также и первые дорожные знаки, а их тогда было только около двух десятков. Да крепились они к деревянным столбам городского электрического освящения. Денежных средств на эту элементарную организацию движения не выделялось. Использовались местные ресурсы автохозяйств и дорожных органов.
В Москве 10 сентября 1931г., в составе управлений милиции были образованы отделы регулирования уличного движения (ОРУДы). Им в подчинение придавались строевые подразделения милиционеров – регулировщиков (отряды, дивизионы, взводы). Помимо надзора за соблюдением правил уличного движения милиции вменялась в обязанность их пропаганда среди населения, совершенствование организации дорожного движения, учет ДТП.
В декабре 1934 года в составе народного комиссариата Центрального управления шоссейных и грунтовых дорог и автомобильного транспорта была образована Государственная автомобильная инспекция (ГАИ).
Если ОРУДы в городах создавались и финансировались местными властями, то ГАИ представляла собой систему органов, содержащихся за счет средств госбюджета. Началась работа по созданию нормативной правовой основы деятельности ГАИ. В числе первых приказов были утверждены Правила по выдаче шоферских документов и учету шоферских кадров. Правила по учету автомобильного парка, инструкции о порядке производства ГАИ технических осмотров автомашин и прицепов. В 1939 году, после 10-летнего перерыва, регулировщики уличного движения вновь стали пользоваться жезлом, окрашенным в черно-белый цвет. Несмотря на образование специальной службы (ГАИ), единых Правил движения по улицам и дорогам в стране по-прежнему не существовало.
С каждым годом увеличивался автомобильный парк, росла интенсивность движения на дорогах. Принимались все новые законы для регулирования движения транспортных средств. С развитием технического прогресса, возник вопрос: «Может ли ЭВМ помочь регулировать движение транспортных и пешеходных потоков?» Оказывается, может. Первая ЭВМ была использована для регулирования движения, а точнее работы светофоров, в 1959 году в канадском городе Торонто. С 1974 года и в России действует система координированного управления движения. Система чутко реагирует на изменения интенсивности движения по всей магистрали и изменяет время горения зеленых сигналов светофоров, отдавая преимущество наиболее загруженному направлению. Но человек также не остается сторонним наблюдателем. Он через мониторы следит за складывающейся ситуацией на перекрестках и всегда готов взять управление в свои руки. За электронно-вычислительной техникой большое будущее в регулировании дорожного движения.
С расширением функций ГАИ, название Госавтоинспекции не в полном объеме отражала все задачи и обязанности, возложенные на эту организацию и 15 июля 1998 года указом президента РФ Госавтоинспекция (ГАИ) была переименована в Государственную инспекцию безопасности дорожного движения МВД Российской Федерации (ГИББД).
II
. Математика при расследовании дорожно-транспортных происшествий
1. Законы транспортного потока.
С каждым годом увеличивается количество транспорта на дорогах. Мы настолько привыкли к машинам, что порой забываем, что это источник повышенной опасности. Движутся в тротуарных руслах автомобили разных марок, автобусы, мотоциклы, велосипеды. Всё это называется транспортным потоком.
Почему в городах с плотными транспортными потоками ограничена скорость движения? Причина в том, что сначала с увеличением скорости интенсивность движения растет. Но так происходит до значений скорости 50-
Вычислить эту оптимальную скорость движения помогают законы математики (пропорции). Средняя скорость движения потока прямо пропорциональна интенсивности движения (количество транспортных средств, проходящих через сечение дороги за единицу времени) и обратно пропорциональна плотности потока (количество транспортных средств на единицу длины дороги, обычно
Наверное, у каждого из нас когда-то возникал вопрос – почему дорога сделана именно такой ширины, а не другой? Этот параметр один из самых важных, так как именно он несет ответственность за пропускную способность дороги. И здесь математика помогает нам решить этот вопрос. Ширина проезжей части принимается такой, чтобы обеспечить пропуск максимального транспортного потока, который следует в часы пик по данному маршруту.
2. Первичные материалы, собираемые для расследования ДТП
Превышение скорости – это самое частое нарушение, которое приводит к дорожно-транспортным происшествиям. Каждое ДТП имеет свои особенности и для их дальнейшего расследования требуется четко установить конкретные первичные исходные данные, большая часть которых собирается бригадой ГИБДД, выезжающей на место ДТП непосредственно по факту и времени совершения событий, и фиксируется в документах. Инспектора, проводящие расследование, используют эти данные из протоколов проверки и осмотра технического состояния транспорта, протокола осмотра и схемы места ДТП, справки о ДТП.
Характеристика места ДТП включает в себя следующие данные.
Характеристика проезжей части: тип, состояние покрытия, план и профиль дороги на участке ДТП, ширина проезжей части, характеристика видимости дороги и объекта, создавшего опасность.
Например, асфальтобетон мелкошероховатый, мокрый; дорога прямая, уклон – 10% на подъем; видимость дороги с рабочего места водителя более 300м. Ширина проезжей части –
Работники ГИБДД опрашивают свидетелей происшествия, проводят замеры необходимые для дальнейших математических вычислений и выяснения виновника ДТП. Именно за этими действиями инспекторов ГИБДД мы с одноклассниками наблюдали в тот роковой сентябрьский день.
3. Доказательство уравнений, относящихся к скорости и их использование.
С такими понятиями как перемещение, путь, скорость перемещения, скорость движения, постоянная скорость мы уже познакомились на уроках математики. Эти понятия нужны и инспекторам ГИБДД при расследовании дорожно-транспортных происшествий. Давайте вспомним эти термины и посмотрим, как применяются они при расследовании аварий.
Перемещение. Положим, транспортное средство переместилось из точки А в точку В. Перемещение транспортного средства измеряется отрезком прямой, соединяющим указанные точки. Оно является вектором, так как характеризуется величиной и направлением, и всегда должно рассматриваться в направлении от начальной точки А до конечной точки В.
Путь. В отличие от перемещения пройденный путь измеряется вдоль фактической траектории движения транспортного средства и является скалярной величиной. Перемещение и пройденный путь совпадают только при движении по прямой.
Скорость движения. Она определяется как величина приращения пройденного пути за единицу времени. Она не зависит от направления движения и, следовательно, является скалярной величиной, имеющей только числовое значение.
Средняя скорость равна отношению пройденного пути S к затраченному времени t: u=S/t.
Скорость перемещения. Скорость перемещения определяется как величина приращения перемещения (в определённом направлении) за единицу времени и является, следовательно, векторной величиной, характеризующейся величиной и направлением.
Пример. Если водитель проехал 13,3м в южном направлении за 1с, скорость перемещения составит 13,3м/c, или 48км/ч на юг.
Скорость перемещения и скорость движения численно равны, если движение осуществляется по прямой.
Постоянная скорость. Постоянная скорость перемещения имеет место в том случае, когда транспортное средство проходит равные отрезки пути за равные промежутки времени независимо от того, насколько малы эти промежутки.
Если транспортное средство движется в данном направлении с постоянной скоростью 3м/c, то пройденный путь составит 3м в конце первой секунды, 6м в конце второй, 9м – третьей. Из этого следует, что объект, движущийся с постоянной скоростью u, за время t пройдет путь S=ut.
Использование формулы
S
=
ut
.
Наиболее часто эта формула используется для определения расстояния, пройденного за время реакции водителя. До того как водитель транспортного средства применит тормоза, он должен прореагировать на возникшую ситуацию. Если нет свидетельства в пользу иного, то в расчетах используется принятое в стране среднее общенациональное значение времени реакции 0,68с.
Пример. Водитель едет со скоростью 45км/ч и замечает пешехода, сошедшего с пешеходной дорожки на проезжую часть. Какое расстояние автомобиль пройдет до принятия мер водителем по выходу из аварийной ситуации, если предположить, что его время реакции равно средней величине 0,68с?
45км/ч=12,5м/с. S=ut=12,5х0,68=8,5м
Пример. Если пешеход переходит дорогу со скоростью
6,5 км/ч=1,8м/с. S=ut=1,8х2=3,6м
Использование формулы
t
=
S
/
u
.
Пример. Если оценочное значение скорости велосипедиста, находящегося на дороге в 50м от перекрестка, равно
25км/ч=6,9м/с t=S/u=50:6,9=7,2с.
Пример. Легковой автомобиль, движущийся со скоростью
20км/ч=5,5м/с t=S/u=30:5,5=5,4с.
Использование формулы
u
=
S
/
t
.
Пример. Если транспортное средство преодолело 20м за 0,68с, то какова была скорость его перемещения?
u=S/t=20:0,68=29,4м/c.
4. Практические примеры.
Пример 1. ДТП произошло в дневное время и заключалось в том, что на одну из двух женщин-пешеходов, переходящих дорогу со скоростным движением. Был совершен наезд транспортного средства слева. Оставшаяся невредимой спутница была способна исходя из особенностей планировки дороги, указать точное местонахождение приближающегося транспортного средства в момент начала их перехода через проезжую часть. После того, как свидетельница закончила переход дороги, она услышала удар от наезда транспортного средства на человека (рис.1).
Анализ. Средняя скорость пострадавшей составляла, как выяснено, 5,5км/ч. Её в дальнейшем попросили пройти определенное расстояние в таком же темпе, как и при ДТП.
Пройденное при эксперименте расстояние S=6м. Время ходьбы t=3,9c.
Использована формула u=S/t. u =6:3,9=1,54м/с.
Проезжая часть дороги имела ширину 7,3м, время перехода вычислено по формуле t=S/u, t=7,3:1,54=4,7с.
Поскольку расстояние, пройденное автомобилем, и время проезда известны, можно определить и скорость.
Расстояние S=173,1м; u=173,1:4,7=36,83м/с=132,6км/ч.
Средняя скорость приближающегося транспортного средства может служить полезным ориентиром в расследовании ДТП, а в отсутствие других доказательств её роль ещё более возрастает. Если появится какое-либо новое свидетельство о скорости транспортного средства, то вычисление, пободное приведенному в данном примере, поможет подтвердить правильность или убедиться в ложности этого свидетельства. С другой стороны такое вычисление может показать, что пешеходы не проявили невнимательности при переходе проезжей части перед приближающимся транспортным средством.
Пример 2. Совершен наезд легкового автомобиля на 14-летнего велосипедиста. Велосипедист выехал на главную дорогу с поворотом направо, автомобиль приближался к пересечению по главной дороге справа. Пострадавший ехал вслед за другим велосипедистом, также 14-летним, который остался невредимым. Водитель легкового автомобиля утверждала, что она увидела второго велосипедиста, выезжавшего на дорогу, когда она находилась на расстоянии 60м от точки наезда, и пока осознала происходящее, время на торможение не осталось. Скорость её автомобиля была 70 до
Однако велосипедист, выехавший на дорогу первым, заявил, что, как он полагает, легковой автомобиль находился в 18м от точки наезда, когда второй велосипедист начал выезжать на главную дорогу. Расстояние, отсчитываемое по траектории движения велосипедиста от края дорого до точки наезда – 2,4м (рис.2).
Анализ. Время проезда автомобилем расстояния 60м на скорости 80км/ч=22,2м/c t=S/u t=60:22,2=2,7с.
Велосипедист не останавливался у края главной дороги, а выехал на неё с постоянной скоростью: u=S/t u=2,4:2,7=0,88м/с=3км/ч.
Ясно, что скорость велосипедиста 3км/ч нереальна. Более вероятное значение скорости от 11 до
Время, требуемое для проезда 2,4м при скорости 11км/ч (3м/с), t=S/u; t=2,4:3=0,8с. Расстояние, пройденное автомобилем за это время при скорости 80км/ч (22,2м/с), S=ut; S=22,2х0,8=17,76м.
Дальнейший опрос первого велосипедиста позволил определить, что в момент наезда он находился на расстоянии 8-9м от точки, где он выехал на главную дорогу.
Отсюда следует, что велосипедист, которого водитель автомобиля видела въезжающим на главную дорогу, был первый велосипедист. Расстояние от точки наезда, соответствующее промежутку времени 0,8с, полностью согласуется с показаниями не пострадавшего велосипедиста и может в какой-то степени пояснить, почему водитель автомобиля не имела времени прореагировать на возникшую ситуацию.
Рис.1. Схема к примеру 1
1 – линия видимости пешеходом приближающегося легкового автомобиля; 2 – точка наезда.
Рис.2. Схема к примеру 2
1 – траектория движения велосипедистов; 2 – точка наезда автомобиля на второго велосипедиста; 3 – положение первого велосипедиста; 4 – направление движения легкового автомобиля.
Пример 3. Ситуация. После футбольного матча группа юношей шла с площадки к дороге. При переходе дороги один из них был сбит легковым автомобилем. Точка удара пришлась на центр облицовки радиатора и находилась на расстоянии 2м от края тротуара. С которого юноша начал переход. Следы торможения длиной 3м заканчивались около точки наезда – водитель автомобиля, очевидно, освободил педаль тормоза непосредственно перед наездом (рис3).
Объяснения. Водитель автомобиля: «Я видел ребят на переходе. Вдруг один из них вышел на проезжую часть и оказался прямо передо мной. Я не имел никаких шансов избежать наезда. Ехал я со скоростью лишь 40км/ч из-за интенсивного движения».
Пешеход: «Я переходил дорогу и почувствовал удар. Я не могу вспомнить что-либо ещё».
Расследование. Можно считать, что пешеход шел со скоростью от 4,8 до
Заключение. Представляется, что водитель легкового автомобиля реагировал на возникшую аварийную ситуацию так быстро, как это возможно, и его объяснение заслуживает доверия.
Пример 4. Ситуация. Пешеход переходил дорогу на регулируемом переходе и был сбит автофургоном. Пешеход прошел 5,5м от края тротуара до точки удара, которая пришлась на переднюю боковую часть автомобиля (рис4).
Объяснения. Пешеход: «Я начал переход, когда в светофоре появился зеленый силуэт пешехода».
Водитель: «Светофор переключился на желтый, когда я был в 9м от перехода, поэтому я не думал, что имею достаточно времени для остановки. Я ехал со скоростью около 48км/ч».
Расследование. Выяснено, что режим работы перехода предусматривал включение в направлении дороги желтого сигнала на 2с и красного сигнала ещё на 3с, до того как в направлении перехода включился зелёный сигнал в виде силуэта пешехода. Пешеход прошел 5,5м до точки наезда. Известно, что средняя скорость пешехода 4,8км/ч. Это значит, что пешеходу потребовалось бы примерно 4,1с, чтобы дойти до точки наезда. Прибавив к этому времени ещё 3с красного и 2с желтого сигналов для водителя, получаем, что автофургон должен был находиться на расстоянии 122м от точки наезда, когда включился желтый, если принять скорость автофургона 48км/ч. Если автофургон был в 9м от светофора в момент переключения сигналов, то его скорость должна была быть 3,6км/ч.
Заключение. Расследование в данном случае не может дать достоверного результата. Однако возможны три варианта интерпретации происшедшего:
1) автофургон находился на расстоянии 122м от перехода в момент включения желтого сигнала;
2) скорость автофургона была 3,6км/ч;
3) пешеход переходил дорогу не на зелёный сигнал.
Пример 5. Ситуация. Два транспортных средства столкнулись на середине моста. Столкновение было мгновенным и заключалось в касании боковыми сторонами (рис.5).
Объяснение. Водитель транспортного средства А: «На подхлже к мосту я ехал со скоростью 65км/ч. Поравнявшись с телефонной будкой, заметил транспортное средство В, движущееся навстречу. Не тормозил вообще, так как считал, что имеется достаточно места для разъезда».
Водитель транспортного средства В: «Я выехал на мост со скоростью
Свидетель 1: «Я ехал за транспортным средством А со скоростью 65 км/ч».
Свидетель 2: «Я был позади транспортного средства В. Ехал со скоростью
Расследование. Расстояние видимости на мосту было определено следующим образом. Два следователя отмерили от точки столкновения 18м назад по траектории движения транспортного средства А и 9м назад по траектории движения транспортного средства В. Из полученных точек, в которых транспортные средства находились за 1с до столкновения, проверили видимость с учетом высоты расположения глаз соответствующих водителей. Оба следователя ясно были видны друг другу. Затем ещё отошли назад соответственно на 18 и 9м в точки, где транспортные средства находились за 2с до столкновения. Было обнаружено. Что это расстояние является пределом видимости.
Телефонная будка, о которой говорил водитель транспортного средства А, находилась в 61м от точки столкновения.
Заключение. Скорость движения, о которых сообщили оба водителя, подтверждаются показаниями свидетелей. Проверка видимости показывает, что водитель А не мог бы увидеть транспортное средство В, находясь в створе телефонной будки.
Рис.3. Схема к примеру 3
1 – направление движения пешехода; 2 – направление движения грузового автомобиля.
Рис.4. Схема к примеру 4
1 – направление движения пешехода; 2 – пешеходное ограждение; 3 – направление движения автомобиля; 4 – светофор; 5 – точка наезда.
Рис.5. Схема к примеру 5
1 – направление движения транспортного средства А и свидетеля №1; 2 – направление движения транспортного средства В и свидетеля №2; 3 – точка столкновения; 4 – телефонная будка.
Заключение
Начиная работу над темой «Математика в правилах дорожного движения», я думала, что правила дорожного движения и математика вообще несовместимые вещи. Углубляясь в изучение этой темы, я обнаружила, что всё движение транспорта в городе основано на математических законах. Это и организация движения транспортных и пешеходных потоков, определение ширины дорог, полос и улиц (это в целом планировка города), работа светофоров.
О таких величинах как скорость, пройденный путь и как их найти, я узнала на уроках математики ещё в начальной школе. На этих уроках нас научили, как проводить измерения и пользоваться формулами. Это помогает инспекторам ГИБДД правильно вычислить тормозной путь автомобиля при аварии и справедливо наказать виновника дорожно-транспортного происшествия.
Проводя своё исследование, я ещё раз убедилась, что математика прочно вошла в нашу повседневную жизнь, и мы уже не замечаем, что живём по её законам.
Литература
1. В.Э.Рублях. Правила дорожного движения, Москва, Просвещение, 1982г
2. В.И.Ваганов, А.А.Пинт. Самоучитель безопасной езды, Москва, Знание, 1991г.
3. В.А.Фёдоров. Комментарий к Правилам дорожного движения российской Федерации, Москва, За рулём, 1996г.
4. Суворов Ю.Б. Судебная дорожно-транспортная экспертиза, Москва, Экзамен, 2003г.
5. Байэтт Р., Уоттс Р. Расследование дорожно-транспортных происшествий, Москва, Транспорт, 1983г.