ВВЕДЕНИЕ
} За период с 1998 года по 2002 год в Российской Федерации произошло
1 911665 дорожно-транспортных происшествий, в которых погибло 150443 че-
ловека и 942978 человек получили травмы разной степени тяжести. Дорожно-транспортные происшествия наносят непоправимый моральный и материальный ущерб, исчисляемый сотнями млрд. рублей.
Ежедневно на автомобильных и внутрихозяйственных дорогах Российской Федерации, по данным официальной статистики, погибает от 80 до 100 человек и около 600 человек получают травмы различной степени тяжести, около 60% этого числа люди в возрасте от 17 до 40 лет.
По данным Федерального государственного научного учреждения Всероссийского научно-исследовательского института охраны труда Министерства сельского хозяйства Российской Федерации за 2001 год в организациях агропромышленного комплекса зарегистрировано 2823 несчастных случая, при которых пострадало 3032 человека в том числе 1183 человека погибло. Из общего числа травмированных более 20% составили операторы сельскохозяйственных транспортных средств (СТС). Одним из источников их травмирования являются дорожно-транспортные происшествия (ДТП).
В целях улучшения условий и охраны труда в Российской Федерации приняты законы, направленные на расширение законодательной базы и ее углубления в производственную деятельность. Так в 1999 году принят Федеральный закон №181 — ФЗ «Об основах охраны труда в Российской Федерации», в котором усилены государственные требования к машинам, оборудованию и другим средствам производства в части обеспечения безопасности труда. В 2001 году принят Федеральный закон №197 - ФЗ «Трудовой кодекс Российской Федерации», в котором рассмотрены вопросы охраны труда в более широком спектре производственной деятельности.
В целях регулирования вопросов охраны труда на транспортных работах введен в действие Федеральный закон №196 - ФЗ от 10. 12. 1995 года
«О безопасности дорожного движения», в котором указаны основные требования при изготовлении и использовании транспортных средств, а также указана система организационных, инженерно-технических мероприятий по предупреждению несчастных случаев на дорогах.
Значительная роль в вопросах снижения несчастных случаев отводится научным исследованиям. В интересах этого были приняты программы в системе Министерства внутренних дел Российской Федерации - Федеральная целевая программа «Повышение безопасности дорожного движения в России на 1996 - 1998 годы» и в системе Министерства сельского хозяйства Российской Федерации - Федеральная научно-техническая программа «Кадры и охрана труда в агропромышленном комплексе России на 1996 — 2000 годы».
Выполнение научно-технических программ способствовало снижению темпов роста несчастных случаев по сравнению с предшествующими периодами. Несмотря на это, абсолютные цифры и относительные показатели остаются высокими.
Настоящая диссертационная работа выполнена в Всероссийском научно-исследовательском институте охраны труда Министерства сельского хозяйства Российской Федерации и Брянской государственной сельскохозяйственной академии, в период с 1993 года по 2002 год.
Цель исследований - улучшение условий и охраны труда операторов сельскохозяйственных транспортных средств.
Объектом исследования являются сельскохозяйственные транспортные средства.
Научная новизна: теоретически обоснованы вероятностные показатели безопасности движения, методы их определения; теоретически обоснован вероятностный показатель устранения последствий неисправностей транспортных средств, методы определения показателя; методические подходы безопасного движения транспортных средств по внутрихозяйственным дорогам; обоснованы технические решения, позволяющие устранять опасности в источнике их возникновения.
Практическую значимость работы составляют результаты исследований математических моделей вероятностных показателей безопасности движения; результаты исследований математических моделей вероятностного показателя устранения последствий неисправностей; обоснованные и разработанные инженерно-технические средства безопасности операторов сель-\ скохозяйственных транспортных средств: тормозное устройство транспорт-
j ных средств; устройство, исключающее придавливание грузовыми само-
свальными платформами сельскохозяйственных транспортных средств; система герметизации кабины трактора; устройство безопасной накачки шин от источника повышенной опасности; рекомендации по организации мероприя-тий предотвращения транспортного травматизма.
К защите предъявляются следующие научные результаты:
1. Методика использования теории вероятностей в оценке транспортного травматизма.
2. Результаты исследования влияния неисправностей транспортных средств на травматизм. Методика оценки степени опасностей этих неисправностей.
3. Инженерно-технические решения для снижения числа несчастных случаев операторов сельскохозяйственных транспортных средств.
Основные положения диссертационной работы доложены и одобрены на научно-практических конференциях сотрудников в Ярославском сельскохозяйственном институте (1994 г.), Брянском институте транспортного машиностроения (1994 г.), Брянской государственной сельскохозяйственной академии (1995-2002 гг.), ВНИИОТ г. Орел (1995-1999 гг.), в информационных листах ЦНТИ г. Брянска (1993-1995 гг.). По результатам исследований опубликовано 22 научные работы, в том числе две заявки на патент.
Причины высокого уровня производственного травматизма среди операторов сельскохозяйственных транспортных средств носят сложный, комплексный характер и требуют проведения целенаправленных научных исследований. В ряду многих исследований особое место занимают те из них, которые посвящены разработке и внедрению инженерно-технических предложений и организационных мероприятий.
Глава 1. Состояние вопроса. Цель и задачи исследований 1.1. Анализ транспортного травматизма
Травматизм на транспортных работах изучали многие отечественные и зарубежные ученые [4,6,13,28,32,34,39,52,66,91]. В этих работах рассматриваются причины возникновения несчастных случаев, предлагаются методы учета, анализа, мероприятия и по их предупреждению. Наиболее часто несчастные случаи проявляются в виде дорожно-транспортных происшествий.
По данным Федерального государственного научного учреждения Всероссийского научно-исследовательского института охраны труда Министерства сельского хозяйства России до 40% дорожно-транспортных происшествий случаются на внутрихозяйственных дорогах сельскохозяйственных предприятий.
Значительное место в исследованиях занимают научные работы по совершенствованию методов анализа дорожно-транспортных происшествий с целью выявления объективных причин, при этом используют количественный, качественный и топографический методы анализа. Исходя из применяемых методов анализа используют абсолютные, относительные и удельные показатели аварийности. Применение этих показателей позволяет представить масштабы аварийности на предприятии, в регионе и стране в целом, а также сравнить аварийность между предприятиями, регионами страны, оценить материальный ущерб.
Применяемые в настоящее время статистические показатели не лишены недостатков, сужающих их использование в сельском хозяйстве. Недостатки статистических показателей аварийности принципиально устранимы или могут быть компенсированы использованием вероятностных показателей.
Вопросами применения теории вероятностей в обеспечении безопасности посвящены работы В.В. Амбарцумяна, И.В. Гальянова, В.Г. Галушко,
В.М. Кислякова, Г.И. Клинковштейна, Ю.Д. Олянича, В.П. Мартынова, А.Г. Романова, B.C. Шкрабака, B.C. Филимонова и других ученых России. В работах этих ученых считается, что основной причиной травмирования людей, в результате дорожно транспортных происшествий, является грубое нарушение водителями транспортных средств и пешеходами правил дорожного движения (ПДД). В качестве сопутствующих причин, - пренебрежение мерами безопасности, эксплуатационные характеристики и неудовлетворительное состояние транспортных средств (ТС) и дорожной сети. Характерной особенностью дорожно-транспортных происшествий в сельском хозяйстве является совпадение и накопление ряда отрицательных факторов определяющих функционирование многофункциональной системы «Водитель - транспортное средство - дорога - среда» (В-ТС-Д-С).
Из-за неудовлетворительного состояния транспортных средств в нашей стране происходит до 5% дорожно-транспортных происшествий от общего количества, в основном из-за неисправности рулевого управления, тормозной системы, внешних световых приборов и других, причем наибольшее количество неисправностей приходится на тормозную систему (от 30 до 45% общего количества дорожно-транспортных происшествий из-за технических неисправностей) хотя, как показывают исследования, для предотвращения дорожно-транспортных происшествий, водитель применяет тормозную систему от 75% до 80% случаев.
Большие массы транспортных средств, улучшение их эксплуатационных свойств, улучшение качества и пропускной способности автомобильных дорог приводят к росту скорости движения. Остановить такой автомобиль может только высокоэффективная тормозная система, обеспечивающая оптимальное протекание процесса торможения с точки зрения устойчивости и управляемости. В перспективе совершенствование тормозных систем связано с внедрением дисковых тормозов с противоблокировочной системой, которые обладают высоким быстродействием, стабильностью характеристик в широком диапазоне температур и давлений.
10
Большую долю в травматизм операторов сельскохозяйственных транспортных средств вносят травмы, полученные в результате самопроизвольного опускания грузовых самосвальных платформ автомобилей и прицепов.
Вопросу предотвращения самопроизвольного опускания платформ большое внимание уделяют B.C. Шкрабак, И.В. Гальянов, Д.И. Канашка, В.П. Махин, И.Я. Класмейя, В.В. Шкрабак, ими предложено большое число инженерно-технических решений этой проблемы [143].
Одним из негативных последствий автомобилизации России является высокая аварийность на дорогах. За последнее десятилетие в Российской Федерации совершено 1,8 млн. дорожно-транспортных происшествий в которых погибло 330 тысяч и ранено почти 2 млн. человек. Социально-экономические потери от дорожно-транспортных происшествий оцениваются специалистами в 5% валового национального продукта. Число погибших в расчете на 10 тысяч единиц транспорта составляет от 4 до 6 человек, а риск совершения дорожно-транспортного происшествия в России от 3 до 4 раз выше, чем в развитых зарубежных странах [55].
Тяжесть последствий дорожно-транспортных происшествий в нашей стране многократно превышает показатели в развитых странах мира. Количество жертв на 100 тысяч населения составляет в США-15,6, Германии-12,3, Италии-13,0, Японии-7,0, Франции-15,7, Великобритании-6,6, России-25,0.
Дорожная сеть в сельской местности не соответствуют техническим характеристикам применяемых транспортных средств. Техническое состояние местных автомобильных дорог оценивается как критическое.
На состояние транспортного травматизма значительное влияние оказывает несовершенство конструктивно-эксплуатационного состояния транспортных средств, большинство которых являются модификацией моделей, освоенных более 20 лет назад. Транспортные средства, выпускаемые в России, не отвечают современным требованиям конструктивной безопасности [8,9].
Учитывая высокую аварийность государственными органами были внесены изменения в административный кодекс Российской Федерации
11
«...ответственность за нарушение Правил дорожного движения...», Государственная автомобильная инспекция была преобразована в Государственную инспекцию безопасности дорожного движения (ГИБДД). Все это способствовало некоторому снижению аварийности, но не решило многих проблем транспортного травматизма. Социально-политическая и экономическая нестабильность усиливают комплекс нерешенных в сфере дорожного движения проблем. В настоящее время на 1000 россиян приходится более 100 автомобилей и, как показывает опыт развитых стран, Россия находится в стадии взрывного роста автомобилизации (сегодня рост автомобилей в стране составляет 10% в год или 1.3 млн. единиц). Поэтому, прогнозируя развитие ситуации, есть все основания полагать, что в ближайшие годы возможен рост количества дорожно-транспортных происшествий и числа пострадавших в них людей.
Для предупреждения дорожно-транспортных происшествий, важное значение имеет наличие всесторонних знаний у водителей и всех должностных лиц, ответственных за эксплуатацию транспортных средств. Однако получить такие знания во время перестройки хозяйства страны совсем не просто. Парк машин постепенно стареет, новые транспортные средства закупаются в малом количестве, не хватает средств обслуживания и ремонта, к тому же он находится в ведении многих министерств и ведомств, при этом растет число машин частных владельцев. В стране действуют как международные, государственные так и ведомственные нормативы, что придает некоторую разобщенность в вопросе обеспечения безопасности дорожного движения.
Для того, чтобы понять, что ожидает нас завтра, необходимо оценить развитие тенденций набирающих силу сейчас. Осмысление происходящих процессов должно способствовать выработке стратегии борьбы с аварийностью. Основой этого служит анализ статистики дорожно-транспортных происшествий.
Не решаемые на протяжении многих лет проблемы улучшения условий и охраны труда операторов сельскохозяйственных транспортных средств приводят к дальнейшему росту травматизма и заболеваемости этой категории
12
работников агропромышленного комплекса. Исследования проводимые учеными B.C. Шкрабак, И.В. Гальяновым, Ю.Д. Олянич, Н.М. Куплевацким, А.П. Лапиным показывают, что ежегодно от 20% до 40% несчастных случаев со смертельным исходом составляют водители и трактористы [34, 36, 37, 107, 141, 142, 143]. В период с 1992 года по 2001 год включительно пострадало 6607 трактористов и 2775 водителей.
1.2. Факторы и причины транспортного травматизма
Безопасность труда водителей определяется надёжным функционированием транспортного средства, служб обслуживания и ремонта, служб организации дорожного движения, а также условиями внешней среды. Сложность конструкции и оборудования транспортного средства, большое количество людей участвующих в организации и обеспечении дорожного движения, эксплуатация транспортного средства в различных погодных и климатических условиях порождают многообразие факторов, влияющих на конечный исход дорожного движения. Неблагоприятные факторы могут приводить к неблагоприятному исходу дорожного движения. Как правило, неблагоприятные факторы находятся во взаимосвязи друг с другом, по своему характеру случайные и неустойчивые. Поэтому неблагоприятный исход дорожного движения может быть следствием воздействия не только одного фактора, угрожающего безопасности движения, но и совокупности целого ряда факторов.
Интегральное влияние всех факторов на уровень безопасности определяется по результатам массовой эксплуатации транспортных средств Для оценки влияния на безопасность движения отдельных факторов или их сочетаний необходимо рассмотреть природу факторов как по их источникам (причинности) возникновения, так и по характеру отрицательных проявлений. Учитывая, что система «Водитель - транспортное средство - дорога -среда» является сложной эргатической системой, каждое звено которой
13
включает технические элементы и людей, по источникам возникновения все факторы, потенциально влияющие на безопасность дорожного движения, можно разделить на три группы: технические, личностные факторы и факторы внешней среды (в фактор внешней среды входят и фактор дорога). Как видно, первые две категории факторов порождаются внутренними свойствами системы «Водитель - транспортное средство - дорога - среда»
Для каждого из звеньев системы «Водитель - транспортное средство — дорога - среда» соотношение технических и личностных факторов и их конкретизация будут различными. Учитывая особую определяющую роль звена «Водитель - транспортное средство» в обеспечении безопасности дорожного движения, конкретизируем общие технические факторы для этого звена. Их можно представить следующими группами:
-проектно-конструктивное и технологическое совершенство транспортного средства;
-надёжность (безотказность) функциональных систем транспортного средства и его оборудования;
-эксплуатационная технологичность транспортного средства;
-контролеспособность и ремонтопригодность конструкции и оборудования транспортного средства;
-эргономическое совершенство транспортного средства. Надёжность, эксплуатационная технологичность, контролеспособность и ремонтопригодность в совокупности характеризуют эксплуатационное совершенство транспортного средства. Несовершенство транспортного средства по этой комплексной характеристике может приводить к ошибкам обслуживающего персонала в процессе его обслуживания и ремонта и, как следствие, к ее неисправностям.
Эргономическое совершенство транспортного средства определяет степень соответствия его характеристик возможностям водителя. К числу этих характеристик относятся характеристики устойчивости и управляемости транспортного средства, характеристики систем отображения информации, степень
14
автоматизации процессов управления, другие характеристики, которые определяются качеством контакта между водителем и транспортным средством. Недостаточное эргономическое совершенство транспортного средства может приводить к неправильным действиям водителя во время движения.
Вторую группу факторов — личностные факторы — можно определить как нарушение установленных правил, ошибочное действие или бездействие лиц связанных с организацией, обеспечением и выполнением дорожного движения. Эти факторы выступают как следствия вполне конкретных причин, заложенных в индивидуальных характеристиках людей, а именно: в их профессиональном уровне, психофизическом состоянии, дисциплинированности и личных особенностях.
Третью группу факторов - факторы внешней среды можно определить не только как факторы природной среды, но и как наличие в ней любых внешних предметов потенциально влияющих на безопасность движения. Отдельные природные явления могут непосредственно влиять на безопасность дорожного движения, другие вызывать неисправности транспортного средства, третьи вызывать ошибки водителя при дорожном движении.
Из выше изложенного следует, что одинаковые по характеру отрицательных последствий факторы могут иметь различную причину их возникновения.
Разделим неблагоприятные факторы (по характеру отрицательных последствий) на три группы: неисправности транспортного средства, ошибки обслуживающего персонала, неблагоприятные внешние условия дорожного движения. Взаимосвязь этих групп факторов с источниками их возникновения изобразим в виде схемы (рис. 1.1).
Значительное число факторов, влияющих на безопастность движения, требует научного анализа причин их появления, оценки степени их опасности для разработки профилактических мероприятий по обеспечению безопасности дорожного движения. По данным таких факторов 132 [9].
При организации работы по предупреждению транспортного
15
травматизма в первую очередь необходимо учитывать факторы, служащие причиной дорожно-транспортных происшествий.
Технические факторы
Неисправности
транспортных
средств
Личностные факторы
Ошибки
обслуживающего персонала
Факторы внешней среды
Неблагоприятные внешние условия
Рис. 1.1. Структурная схема взаимосвязи неблагоприятных факторов
Изменения факторов в худшую сторону способствовует образованию опасных ситуаций. Длительное существование опасных ситуаций и их одновременное проявление являются причиной несчастного случая. Несмотря на это, главной причиной несчасного случая является неадекватные действия водителя в сложившейся ситуации. Поэтому инженерно-технические и организационные мероприятия должны быть направлены на предупреждение появления опасных ситуаций.
1.2.1. Причины дорожно-транспортных происшествий, происшедших по вине водителя
Важным условием безопасной работы водителей (операторов) является их взаимодействие с другими участниками движения, основанное на их личной дисциплинированности, культуре управления транспортным
16
средством, строгом соблюдении правил дорожного движения и уважения к другим участникам движения. Многообразие психологических, социальных и профессиональных особенностей их труда требует больших физических усилий и нервного напряжения, обусловленных дефицитом времени, серьезностью последствий при неправильном решении возникающих ситуаций.
Важным фактором является соблюдение скоростного режима. Высокие скорости создают дефицит времени, необходимого для принятия решения. Е.В. Бочаровым установлена зависимость числа дорожно-транспортных происшествий и тяжести их последствий от скорости движения [121]. При скорости 80 км/ч и выше опасность движения резко возрастает, уже при скорости 110 км/ч погибших в пять раз больше, чем при скорости 80 км/ч. Установлено, что со скоростью более 70 км/ч движется 35% транспортных средств, и в этом диапазоне число смертельных исходов при дорожно-транспортном происшествии составляет почти 85%. Если дорожно-транспортное происшествие произошло с транспортным средством имевшим скорость до 70 км/ч, то количество пострадавших будет минимальным.
Выезд на полосу встречного движения служит причиной до 15% аварий по вине водителей. Главной причиной таких дорожно-транспортных происшествий является неправильная оценка складывающейся ситуации связанная с трудностью соизмерения скорости обгоняемого, своей скорости и приближающегося транспортного средства. Обычно такое случается при выполнении маневра «обгон».
Нарушение очередности проезда нерегулируемых перекрестков, в основном в сельской местности, является причиной 11% дорожно-транспортных происшествий. Сложность такой ситуации для водителей заключается в необходимости оценивать не только свои действия, но и действия других участников движения, что в условиях дефицита времени представляет определенную трудность по приему, переработке информации и принятию правильного решения.
Несоблюдение дистанции между движущимися транспортными средствами приводят к столкновению по вине водителей (до 5% дорожно-
17
транспортных происшествий ). Столкновение из-за неправильно выбранной дистанции - следствие ошибки водителя, который неправильно оценил (либо вообще не оценивал) такие факторы, как скорость, состояние дороги, видимость, интенсивность движения, тормозной и остановочный пути и другие.
1.2.2. Причины дорожно-транспортных происшествий вызываемых неисправностью транспортных средств
По данным статистики ежегодно из-за технических неисправностей в Российской Федерации происходят от 3% до 5% всех дорожно-транспортных происшествий и в большинстве случаев со смертельным исходом. Выборочные проверки результатов дорожно-транспортных происшествий проводимые судебной автотехнической экспертизой Всероссийского научно-исследовательского института безопасности дорожного движения Министерства внутренних дел Российской Федерации, Научно-исследовательского института автомобильного транспорта показывают, что из-за неисправностей происходят до 14% дорожно-транспортных происшествий [121]. Эти результаты подтверждаются работами ученых В.В. Амбарцумяна, Е.В. Бочарова, B.C. Волошина, И.В. Гальянова, Б.А. Ройтмана, Р.В. Ротенберга, В.И. Суко-вицина. В.С.Шкрабака. Кроме того, конструктивные и технологические несовершенства отечественных транспортных средств еще более повышают этот показатель.
Причины возникновения неисправностей носят конструкционный характер (от 3,5% до 5%), производственный (от 20% до 30%), эксплутацион-ный характер (от 60% до 80%).
Современные транспортные средства состоят из многих систем. В основном дорожно-транспортные происходят из-за неисправностей:
а) тормозной системы.
Среди типичных, характерных неисправностей тормозных систем выделяются следующие: уменьшение рабочего хода педали тормоза; блокиров- |
