Bezpieczeństwo pojazdów specjalnych służb ratowniczych w ruchu drogowym

Transkrypt

1 KOZIOŁ Stanisław 1 ZBROWSKI Andrzej 2 Bezpieczeństwo pojazdów specjalnych służb ratowniczych w ruchu drogowym 1. WYPADKI DROGOWE Z UDZIAŁEM POJAZDÓW STRAŻY POŻARNEJ Pojazdy specjalne straży pożarnej są wykorzystywane w czasie różnorodnych zdarzeń, sytuacji niebezpiecznych, klęsk żywiołowych, którym bardzo często towarzyszą trudne warunki atmosferyczne i drogowe. Dużym utrudnieniem bywają też warunki terenowe utrudniające dojazd do miejsca zdarzenia. Warunkiem powodzenia akcji ratowniczej jest najczęściej szybkie i bezpieczne dotarcie ratowników i sprzętu na miejsce zdarzenia. Sprzyjają temu wysokie kwalifikacje kierowcy oraz dobre właściwości jezdne pojazdu interwencyjnego. W związku z tym pojazdy służb ratowniczych powinny charakteryzować dobre właściwości ruchowe nie tylko na drogach dobrej jakości, ale także drogach zniszczonych, zalanych wodą lub na terenie nieutwardzonym, nierównym o znacznym nachyleniu. Do najważniejszych wymagań jakie powinny spełniać pojazdy strażackie należy zaliczyć [15, 17]: możliwość osiągania dużych przyspieszeń i prędkości jazdy, wyższe niż przeciętne wartości prześwitu, dopuszczalnego przechyłu, zwrotności w warunkach dynamicznych, mniejsze niż przeciętnie minimalny promień skrętu oraz szerokość korytarza w ruchu krzywoliniowym. Klasyfikacja samochodów pożarniczych przewiduje dziewięć grup pojazdów charakteryzujących się odmiennym wyposażeniem i przeznaczeniem, masą całkowitą i przystosowaniem do jazdy terenowej [14]. Ze względu na specyfikę zdarzeń wymagających interwencji służb ratowniczych, pojazdy są wykorzystywane z różną intensywnością. Na podstawie danych statystycznych Komendy Głównej Państwowej Straży Pożarnej [18] najczęściej używanymi pojazdami pożarniczymi są średnie samochody ratowniczo-gaśnicze wyposażone w zbiornik i pompę wodną, sprzęt używany podczas akcji oraz specjalne środki gaśnicze. Rzadziej znajdują zastosowanie samochody z drabiną mechaniczną lub podnośnikiem hydraulicznym, ratownictwa technicznego, ratownictwa chemicznego, cysterny, pojazdy operacyjne. Wiele z tych pojazdów charakteryzuje się wysoko położonym środkiem masy ze względu na zabudowane na stałe wyposażenie i przewożony sprzęt. Wynika to między innymi ze sposobu ich wytwarzania polegającego najczęściej na zainstalowaniu na podwoziu samochodu ciężarowego specjalnej zabudowy pożarniczej składającej się z nadwozia, urządzeń wysokościowych, gaśniczych, sprzętu ratowniczego, zbiornika na wodę itp. Pojazdy takie posiadają specyficzne właściwości jezdne utrudniające prowadzenie w szczególności na krzywoliniowych odcinkach drogi. Wiąże się to ze zwiększonym niebezpieczeństwem w ruchu, a szczególnie podczas dynamicznej jazdy w trudnych warunkach. Komenda Główna Straży Pożarnej prowadzi ewidencję wypadków drogowych z udziałem pojazdów pożarniczych. Zestawienie liczby wypadków drogowych z udziałem pojazdów straży pożarnej w Polsce w latach przedstawiono na rys. 1. Podobne zestawienie ogólnej liczby wypadków drogowych w Polsce przedstawia rys. 2. Zacytowane dane pochodzą ze statystyk prowadzonych przez KG PSP [18] oraz KG Policji [8]. Wynika z nich, że liczba wypadków samochodów straży pożarnej w latach wzrastała i prawie się podwoiła. Przy czym w przybliżeniu liczba pojazdów pożarniczych i ich przebieg w kilometrach w każdym roku były takie 1 Instytut Technologii Eksploatacji PIB, Radom; ul. Pułaskiego 6/10. Tel wew. 290, stanislaw.koziol@itee.radom.pl 2 Instytut Technologii Eksploatacji PIB, Radom; ul. Pułaskiego 6/10. Tel wew. 304, andrzej.zbrowski@itee.radom.pl 551

2 same. Nie pokrywa się to z malejącą tendencją dotyczącą liczby wszystkich wypadków drogowych w Polsce. Rys. 1. Liczba wypadków samochodów straży pożarnej w Polsce w latach r. [18] Rys. 2. Tendencja występowania wypadków drogowych i liczby osób rannych w wypadkach w Polsce w latach r. [8] Należy zwrócić uwagę na fakt, że winę za zaistniałe wypadki samochodów pożarniczych w większości przypadków ponoszą ich kierowcy. Świadczy to o braku wyszkolenia i doświadczenia kierowców lub niedostosowaniu właściwości jezdnych samochodów do umiejętności przeciętnego kierowcy pracującego w straży pożarnej. Z innych danych statystycznych KGSP wynika, że największa liczba wypadków miała miejsce w województwach małopolskim, śląskim i dolnośląskim. Przyczyny takiego stanu rzeczy należy upatrywać w ukształtowaniu terenu i słabej jakości dróg w terenach górskich drogi wąskie, kręte, zaśnieżone i oblodzone w sezonie zimowym oraz duże zagęszczenie przestarzałej infrastruktury miejskiej i przemysłowej. Wypadki pojazdów pożarniczych w drodze na miejsce akcji mają szczególne negatywne konsekwencje wynikające z jednej strony z narażenia życia i zdrowia ratowników i innych uczestników wypadku drogowego oraz zniszczenia mienia o znacznej wartości jakim jest nowoczesny pojazd pożarniczy, z drugiej zaś z nieudzielenia pomocy poszkodowanym w zdarzeniu wymagającym interwencji. Na podstawie zamieszczonych danych można sformułować następujące wnioski: w latach liczba wypadków z udziałem samochodów pożarniczych rosła pomimo spadku ogólnej liczby wypadków drogowych w Polsce, średnio za ponad połowę wypadków winę ponoszą kierowcy straży pożarnej [18], średni dzienny przebieg pojazdu pożarniczego wynosi poniżej 14 km, a biorąc pod uwagę niewielką intensywność użycia niektórych pojazdów ich udział w ruchu drogowym jest sporadyczny [18]. Przytoczone wnioski skłaniają do stwierdzenia, że bezpieczeństwo ruchu samochodów pożarniczych w Polsce wymaga podjęcia działań zmierzających do odwrócenia tendencji wzrostowej liczby wypadków z ich udziałem. 552

3 2. WPŁYW WŁAŚCIWOŚCI JEZDNYCH POJAZDU NA BEZPIECZEŃSTWO W RUCHU Wypadki drogowe są konsekwencją nieprawidłowego funkcjonowania specyficznego układu sterowania KIEROWCA-POJAZD-OTOCZENIE. Statystyki wypadków dowodzą, że najbardziej zawodnym elementem tego układu jest człowiek [16]. Należy przyjąć, że większość nieprawidłowych zachowań kierowców powodujących powstawanie krytycznych sytuacji drogowych, wynika z następujących przyczyn: niedostosowanie własności jezdnych pojazdu do umiejętności i zdolności psychofizycznych przeciętnego kierowcy, niewystarczające umiejętności i brak doświadczenia kierowcy w prowadzeniu określonego pojazdu specjalnego. Pod terminem własności jezdne pojazdu należy rozumieć zbiór charakterystyk samochodu opisujących jego reakcje na różnorodne wymuszenia wejściowe [1, 15]: wewnętrzne, pochodzące od układów sterowania pojazdem, czyli działania kierowcy i układów automatycznych wspomagających jego pracę, zewnętrzne, czyli zakłócenia pochodzące od otoczenia pojazdu takie jak ukształtowanie i współczynnik przyczepności nawierzchni, działanie wiatru, pojawiające się na drodze przeszkody. Samochód posiadający pożądane własności jezdne szybko i precyzyjnie reaguje na ruchy elementów sterujących uruchamianych przez kierowcę, ale jednocześnie słabo lub wcale nie reaguje na zakłócenia zewnętrzne. Ponadto wytrącony z położenia równowagi szybko i samoczynnie powraca do położenia pierwotnego zadanego przez kierowcę. Dobre własności jezdne samochodu ułatwiają pracę kierowcy w czasie normalnej jazdy, ale przede wszystkim pomagają w unikaniu i wychodzeniu z krytycznych sytuacji drogowych [2, 20]. Właściwości jezdne pojazdów są przedmiotem standardowych badań, a wielkości opisujące reakcje pojazdu są tak dobierane, aby pozwalały przewidywać zachowania układu KIEROWCA- POJAZD w czasie wykonywania określonych manewrów jezdnych. Badania dynamiczne pozwalają na identyfikację właściwości jezdnych, jak również na rozpoznanie wpływu różnych danych masowych i geometrycznych oraz wykorzystanych rozwiązań konstrukcyjnych zespołów pojazdu na jego zachowanie w ruchu. Badania własności jezdnych samochodów obejmują, większość manewrów, jakie wykonuje pojazd podczas normalnej eksploatacji [13]. Złożoność takich badań zmusza do wyodrębnienia kilku głównych manewrów [3, 16]: jazda po łuku o stałym promieniu, jazda podczas stanów przejściowych (przejście od jazdy po prostej do jazdy po łuku i odwrotnie), jazda po łuku o zmiennym promieniu, jazda po prostej. Wyniki badań właściwości jezdnych pojazdu mogą być podstawą do oceny jego bezpieczeństwa w ruchu, a w szczególności podczas wykonywania manewrów, w których występują znaczne przyspieszenia, głównie boczne. Możliwa jest również ocena przystosowania pojazdu do umiejętności przeciętnego kierowcy. 3. OPIS WYKONANYCH BADAŃ POJAZDÓW POŻARNICZYCH W Instytucie Technologii Eksploatacji PIB w Radomiu przeprowadzono wybrane testy dynamiczne dwóch samochodów pożarniczych. Średni samochód ratowniczo-gaśniczy zbudowany na podwoziu MAN TGM (rys. 3A) z typową zabudową samochodu strażackiego z dwoma zbiornikami. Jeden zbiornik na wodę o pojemności 2500 litrów, drugi zbiornik na środek pianotwórczy o pojemności 250 litrów. Rozstaw osi samochodu wynosił 3,65 m, zewnętrzny rozstaw kół osi przedniej wynosił 2,18 metra, a tylnej 2,35 m. 553

4 Ciężki samochód ratowniczo-gaśniczy zbudowany na podwoziu MAN TGM (rys. 3B) z zabudową samochodu strażackiego i zbiornikiem na wodę o pojemności 5000 litrów oraz na środek pianotwórczy o pojemności 500 litrów. Rozstaw osi samochodu wynosił 4,45 m, zewnętrzny rozstaw kół osi przedniej wynosił 2,33 m, a tylnej 2,40 m. Badania przeprowadzono dla pojazdów w pełni obciążonych oraz dla pojazdów z opróżnionym zbiornikiem wody. W czasie badań rejestrowano: prędkość wzdłużną vx i poprzeczną vy dwóch punktów ramy samochodu, za pomocą czujnika optycznego S-350 firmy Datron oraz czujnika optycznego firmy Correvit, przymocowanych do ramy pojazdu symetrycznie po lewej i po prawej stronie samochodu, w połowie rozstawu osi; prędkości kątowe nadwozia samochodu względem trzech osi oraz przyspieszenia wzdłużne, poprzeczne i pionowe wybranego punktu nadwozia, za pomocą dwóch identycznych zintegrowanych czujników prędkości obrotowych i przyspieszeń VG440CA-200 firmy Crossbow, umocowanych w tym samym miejscu znajdującym się na wzdłużnej osi symetrii; prędkości obrotowe każdego z kół, za pomocą impulsowych czujników prędkości obrotowych kół (enkoderów); siłę nacisku na pedał hamulca, za pomocą czujnika tensometrycznego ADC-FL02 umocowanego na pedale hamulca; kąt obrotu koła kierownicy i moment przykładany do koła kierownicy, za pomocą głowicy pomiarowej MSW/S firmy Datron (rys. 4B). Na samochodzie był również zamocowany centralny układ pomiarowo-sterujący, współpracujący bezprzewodowo z komputerem zewnętrznym (rys. 4A) [10, 11, 12, 19]. A B Rys. 3. Badane samochody pożarnicze: A samochód MAN TGM podczas montażu aparatury pomiarowej, B - samochód MAN TGM podczas jazdy testowej [kolekcja autorów] A B Rys. 4. Kabina samochodu pożarniczego podczas badań: A - centralny układ pomiarowo sterujący z komputerem pokładowym, B - głowica pomiarowa obrotu koła kierownicy i przykładany do niej momentu siły [kolekcja autorów] 554

5 Badania drogowe wykonano dla trzech testów jezdnych wykorzystywanych do oceny stateczności i kierowalności pojazdów [7]: jazda po okręgu w warunkach ustalonych (stały kąt obrotu koła kierownicy) [4], skokowy obrót kołem kierownicy w czasie jazdy na wprost [5], hamowanie w czasie jazdy po okręgu [6]. Badania przeprowadzono na torze badawczym firmy ITS Michalczewski w gminie Jastrząb koło Radomia, przeznaczonym do doskonalenia umiejętności kierowców zawodowych, na suchym asfalcie, w dobrych warunkach atmosferycznych, przy temperaturze otoczenia ok. 20ºC. 4. WYNIKI BADAŃ UZYSKANE W TEŚCIE JAZDY PO OKRĘGU W WARUNKACH USTALONYCH Testy jazdy po okręgu w warunkach ustalonych przeprowadzano metodą stałego kąta obrotu koła kierownicy. Metoda polega na obróceniu koła kierownicy o zadany kąt i utrzymywaniu w tej pozycji przez kierowcę przez cały czas trwania próby. Kierowca ruszał samochodem z miejsca i rozpoczynał bardzo powolne przyspieszanie, aż do uzyskania maksymalnej prędkości możliwej do osiągnięcia w warunkach próby. Zrealizowano próby jazdy w lewo i jazdy w prawo. Rys. 5. Porównanie parametrów ruchu samochodu MAN TGM z pełnym i pustym zbiornikiem wody podczas jazdy po okręgu w warunkach ustalonych 555

6 Badania prowadzono na części toru o kształcie koła, którego zewnętrzny promień wynosił 40 m. Wartość zadanego kąta obrotu koła kierownicy dobierano w taki sposób, aby samochód w początkowej fazie ruchu poruszał się po okręgu o promieniu wynoszącym ok. 20 m. Dla obciążonego samochodu MAN TGM w czasie jazdy w lewo i w prawo maksymalne uzyskane przyspieszenie dośrodkowe wynosiło ok. 4m/s 2 (rys. 5). Samochód wykazywał własności podsterowne, przy czym podsterowność samochodu była stosunkowo niewielka i malała wraz ze wzrostem przyspieszenia dośrodkowego. Wzrost wartości promienia okręgu wraz ze wzrostem wartości przyspieszenia dośrodkowego, był degresywny, przy czym w czasie jazdy w prawo promień okręgu po którym poruszał się samochód zwiększał się wolniej niż podczas jazdy w lewo (rys. 5b). Zmiany kąta znoszenia środka masy samochodu w czasie jazdy w prawo i w lewo miały podobny, w przybliżeniu liniowy przebieg (rys. 5c). Kąt przechyłu poprzecznego masy resorowanej zwiększał się degresywnie wraz ze wzrostem wartości przyspieszenia dośrodkowego i osiągał maksymalną wartość ok. 4,5º (rys. 5d). Moment na kole kierownicy wzrastał degresywnie wraz ze wzrostem przyspieszenia dośrodkowego (rys. 5e). Rys. 6. Porównanie parametrów ruchu samochodu MAN TGM z pełnym i pustym zbiornikiem wody podczas jazdy po okręgu w warunkach ustalonych 556

7 Dla samochodu MAN TGM nieobciążonego w czasie jazdy w lewo i w prawo uzyskane maksymalne przyspieszenie dośrodkowe wynosiło prawie 5m/s 2 (rys. 5). Samochód wykazywał własności podsterowne, przy czym podsterowność samochodu, dla małych przyspieszeń niewielka, szybko zwiększała się wraz ze wzrostem przyspieszenia dośrodkowego. Wzrost wartości promienia okręgu wraz ze wzrostem wartości przyspieszenia dośrodkowego był progresywny, przy czym w czasie jazdy w prawo promień okręgu po którym poruszał się samochód zwiększał się wolniej niż podczas jazdy w lewo (rys. 5b). Zmiany kąta znoszenia środka masy samochodu w czasie jazdy w prawo i w lewo miały podobny nieznacznie nieliniowy progresywny przebieg (rys. 5c). Kąt przechyłu poprzecznego masy resorowanej zwiększał się w przybliżeniu liniowo wraz ze wzrostem wartości przyspieszenia dośrodkowego i osiągał maksymalną wartość równą ok. 6º (rys. 5d). Moment na kole kierownicy początkowo wzrastał degresywnie wraz ze wzrostem przyspieszenia dośrodkowego, następnie uzyskiwał maksymalną wartość po czym wartość momentu na kole kierowniczym zmniejszała się (rys. 5e). W przypadku samochodu MAN TGM w pełni obciążonego maksymalne uzyskane przyspieszenie dośrodkowe wynosiło ok. 3m/s 2. Samochód w zakresie mniejszych przyspieszeń dośrodkowych, zarówno w czasie jazdy w lewo jak i w prawo wykazywał własności podsterowne, jednak dla przyspieszeń większych od 2m/s 2 samochód zaczął wykazywać własności neutralne, a nawet nadsterowne (rys. 6b). W czasie jazdy w lewo podsterowność samochodu, przy mniejszych przyspieszeniach dośrodkowych, była większa niż w czasie jazdy w prawo, jednak zmniejszała się szybciej wraz ze wzrostem przyspieszenia. Zmiany kąta znoszenia środka masy samochodu w czasie jazdy w prawo miały przebieg progresywny, a w czasie jazdy w lewo miały w przybliżeniu liniowy przebieg (rys. 6c). Kąt przechyłu poprzecznego masy resorowanej zwiększał się progresywnie wraz ze wzrostem wartości przyspieszenia dośrodkowego i osiągał maksymalną wartość ok. 5º (rys. 6c). Moment na kole kierownicy wzrastał degresywnie wraz ze wzrostem przyspieszenia dośrodkowego. Dla samochodu MAN TGM nieobciążonego maksymalne uzyskane przyspieszenie dośrodkowe wynosiło ok. 3.5m/s 2, a w czasie jazdy w prawo ok. 4m/s 2. Samochód w zakresie przyspieszeń dośrodkowych do 3m/s 2, zarówno w czasie jazdy w lewo jak i w prawo wykazywał własności podsterowne, podsterowność jednak zmniejszała się (rys. 6b). Dla przyspieszeń większych od 3m/s 2 samochód zaczął wykazywać własności neutralne a nawet nadsterowne. Zmiany kąta znoszenia środka masy samochodu w czasie jazdy w prawo i w lewo miały w przybliżeniu liniowy przebieg (rys. 6c). Kąt przechyłu poprzecznego masy resorowanej zwiększał się w przybliżeniu liniowo wraz ze wzrostem wartości przyspieszenia dośrodkowego do maksymalnej wartości ok. 4º w czasie jazdy w lewo oraz ok. 3º w czasie jazdy w prawo (rys. 6d). Moment na kole kierownicy wzrastał degresywnie wraz ze wzrostem przyspieszenia dośrodkowego (rys. 6e). 5. WYNIKI BADAŃ UZYSKANE W TEŚCIE SKOKOWEGO OBROTU KOŁEM KIEROWNICY W CZASIE JAZDY NA WPROST Test skokowego obrotu koła kierownicy w czasie jazdy na wprost polegał na szybkim obrocie kołem kierownicy o zadany kąt i przytrzymaniu go w tym położeniu przez czas ok. 3s. Samochód bezpośrednio przed obrotem koła kierownicy poruszał się na wprost z ustaloną prędkością ok. 50 km/h. Zadanie kierującego samochodem, po uzyskaniu prędkości wzdłużnej, polegało na możliwie szybkim obrocie koła kierownicy o zadany kąt i utrzymaniu ustalonej prędkości w czasie trwania próby. Prędkość kątowa obrotu koła kierownicy powinna być w przybliżeniu stała, większa niż 150º/s. Wartość zadanego kąta obrotu koła kierownicy dobierano w taki sposób, że samochód po skokowym skręcie koła kierownicy i po ustaleniu się warunków ruchu poruszał się z przyspieszeniem poprzecznym wynoszącym ok. 4m/s 2. Badania przeprowadzono dla skrętu w lewo i dla skrętu w prawo. W wyniku przeprowadzonych badań zarejestrowano wszystkie wymagane w normie ISO 14793:2011 przebiegi, na podstawie których wyznaczono wartości wielkości charakterystycznych opisujących własności jezdne samochodu w realizowanym teście. Na rysunku nr 7 przedstawiono przykładowe wyniki badań całkowicie obciążonego samochodu MAN TGM przy skręcie 557

8 w lewo i w prawo, a w tabeli 1 wybrane wielkości charakterystyczne wyliczone na podstawie zarejestrowanych przebiegów. Rys. 7. Zarejestrowane wyniki badań samochodu MAN TGM w teście szybkiego obrotu koła kierownicy w lewo i w prawo w czasie jazdy na wprost Tab. 1. Wielkości charakterystyczne opisujące własności jezdne samochodu w teście skokowego obrotu kołem kierownicy w czasie jazdy na wprost [16] H MAN TGM MAN TGM obciążony nieobciążony obciążony nieobciążony w lewo w prawo w lewo w prawo w lewo w prawo w lewo w prawo 0,257 0,250 0,253 0,266-0,239 0,232 0,222 ss [1/s] b T max [s] 0,8 0,9 0,8 0, ,4 1,35 U 0,167 0,105 0,045 0,049-0,024 0,105 0,200 U a y 0,060 0,125 0,067 0,032-0,011 0,039 0,178 Test pokazuje zachowanie pojazdu w stanach przejściowych. Na początku testu samochód porusza się ruchem prostoliniowym, na końcu ruchem krzywoliniowym po łuku o stałym promieniu. W praktyce jako korzystne ocenia się następujące wyniki: duże wartości współczynnika wzmocnienia prędkości odchylania, krótki czas uzyskiwania pierwszego maksimum prędkości odchylania Za niekorzystne uważa się zbyt duże wartości współczynników: H ss b T max, 558

9 przewyższenia prędkości odchylania U, przewyższenia przyspieszenia poprzecznego. Odnosząc się do zaprezentowanych wyników należy wziąć pod uwagę,że kierowcy prowadzący pojazdy podczas badań nie posiadali wystarczającego doświadczenia w ich realizacji, co spowodowało, że manewry jezdne nie były wykonywane w sposób powtarzalny i całkowicie zgodny z wymaganiami normy. Wyniki ilustrują metodę badania i sposób przedstawiania wartości parametrów charakteryzujących pojazd. W celu uzyskania precyzyjnych danych dotyczących właściwości jezdnych samochodu stosuje się często automatyczne manipulatory zastępujące kierowcę przy wykonywaniu niektórych czynności np. do obracania kołem kierownicy. 6. WYNIKI BADAŃ UZYSKANE W TEŚCIE HAMOWANIE W CZASIE JAZDY PO OKRĘGU U a y Badanie polegało na gwałtownym, bardzo intensywnym hamowaniu samochodu przy wykorzystaniu hamulca zasadniczego, w chwili gdy samochód poruszał się po okręgu ze stałą prędkością w zakresie km/h. W chwili rozpoczęcia gwałtownego hamowania przyspieszenie poprzeczne samochodu zawierało się w zakresie od 3 do 5 m/s 2, w zależności od próby. Próby były prowadzone dla jazdy w lewo i dla jazdy w prawo. Zadanie kierującego samochodem polegało na poruszaniu się ruchem jednostajnym po okręgu z zadaną prędkością i ze stałym kątem obrotu koła kierownicy oraz na rozpoczęciu gwałtownego hamowania trwającego aż do zatrzymania samochodu. W czasie hamowania kierujący pojazdem zobowiązany był do utrzymywania stałej siły nacisku na pedał hamulca oraz do utrzymywania stałego kąta obrotu koła kierownicy. W trakcie prób pojawiły się trudności z precyzyjnym spełnieniem powyższych wymagań. Kierujący pojazdami w trakcie procesu hamowania nie potrafili utrzymać stałej siły nacisku na pedał hamulca oraz stałego kąta obrotu koła kierownicy. Na rysunku nr 8 przedstawiono wybrane wyniki badań samochodu MAN TGM W czasie hamowania przy jeździe w lewo kierowca nie utrzymywał stałej wartości siły nacisku na pedał hamulca, co ilustruje wykres na rysunkach 8a. Jak wynika z wykresów zamieszczonych na rysunku 8c, w obydwu próbach hamowanie było intensywne, gdyż średnie opóźnienie hamowania wynosiło około 7 m/s 2, natomiast przyspieszenie poprzeczne w obydwu próbach przekraczało wartość 3,5 m/s 2. W obydwu próbach samochód zareagował na gwałtowne hamowanie wyraźną zmianą promienia toru ruchu, co przedstawiają wykresy na rysunku 8e. W czasie hamowania w obydwu przypadkach widoczne jest niedoskonałe działanie układu ABS (rys. 8d). Przy jeździe w lewo widoczne są chwilowe zmniejszenia prędkości kół wewnętrznych, a podczas jazdy w prawo całkowite ich zablokowanie. W omawianym teście w wyniku hamowania w czasie ruchu po okręgu następuje zmiana zadanego toru ruchu samochodu, zwykle charakteryzująca się zmniejszeniem wartości promienia okręgu, po którym się porusza. Samochód ma tym lepsze własności jezdne im mniejsze są odstępstwa rzeczywistego toru ruchu wywołanego hamowaniem od referencyjnego toru zadanego (tzn. toru, po którym poruszałby się gdyby hamowanie nie wystąpiło) [3]. Najbardziej charakterystycznymi wielkościami opisującymi własności jezdne samochodu w tym teście są: maksymalna bezwzględna wartość różnicy kąta odchylania i referencyjnego kąta odchylania, różnica kąta odchylania i referencyjnego kąta odchylania po zatrzymaniu pojazdu. 559

10 Rys. 8. Zarejestrowane wyniki badań samochodu MAN TGM w teście hamowania podczas jazdy na łuku drogi w lewo i w prawo 7. WNIOSKI Analiza przebiegu oraz uzyskanych wyników przeprowadzonych testów jezdnych samochodów pożarniczych pozwalają sformułować wnioski dotyczące przydatności opracowanego w ITeE-PIB w Radomiu systemu pomiarowego oraz jego wykorzystania w badaniach pojazdów. Pozytywnie zweryfikowany w trakcie badań system pozwala mierzyć i rejestrować przebiegi wielkości wskazanych w normach [4, 5, 6, 7] oraz wyznaczać wartości wielkości charakterystycznych wykorzystywanych do oceny kierowalności i stateczności ruchu samochodów. Wyniki przeprowadzonych testów potwierdzają zdolność systemu do badania samochodów z wysoko położonym środkiem ciężkości, w szczególności samochodów pożarniczych. Przegląd danych dotyczących wypadków drogowych z udziałem pojazdów Straży Pożarnej w latach wskazuje na rosnącą liczbę wypadków w rozpatrywanym okresie, przy stałej 560

11 liczbie eksploatowanych pojazdów i stałej intensywności ich wykorzystania. Analizy przyczyn wypadków, wyniki badań ankietowych kierowców ratowników oraz doświadczenia ośrodków naukowych i szkoleniowych zajmujących się techniką samochodową i bezpieczeństwem ruchu wskazują na dwa następujące kierunki działań, które mogą przynieść poprawę tej sytuacji: podjęcie badań właściwości jezdnych wytwarzanych pojazdów pożarniczych oraz uwzględnienie ich wyników w konstrukcji samochodów, wdrożenie szkoleń doskonalących umiejętności kierowców z zastosowaniem nowoczesnych środków i metod dydaktycznych. Aktualny stan wyposażenia technicznego, wiedzy i doświadczenia wielu krajowych ośrodków naukowych i badawczo-rozwojowych pozwala na wdrożenie wymienionych działań we współpracy z producentami pojazdów specjalnych przeznaczonych dla służb ratowniczych i ośrodków szkoleniowych straży pożarnej. Praca naukowa wykonana w ramach realizacji Programu Strategicznego pn. Innowacyjne systemy wspomagania technicznego zrównoważonego rozwoju gospodarki w Programie Operacyjnym Innowacyjna Gospodarka. Streszczenie W artykule przedstawiono wybrane dane statystyczne Komendy Głównej Państwowej Straży Pożarnej i Komendy Głównej Policji dotyczące wypadków drogowych, w tym z udziałem pojazdów straży pożarnej. Wynika z nich, że w okresie od 2000 do 2010 roku liczba wypadków z udziałem samochodów pożarniczych rosła pomimo wyraźnego spadku ogólnej liczby wypadków drogowych w Polsce. Przyczyną ponad połowy wypadków samochodów strażackich są błędy kierowców, a prawie połowa z nich miała miejsce podczas korzystania przez pojazd z uprzywilejowania w ruchu. Statystycznie pojazd pożarniczy pokonuje dziennie niespełna 14 km, a niektóre z nich są wykorzystywane sporadycznie. Powoduje to, że samochody strażackie o specjalnej konstrukcji, w wielu przypadkach charakteryzujące się wysoko położonym środkiem masy i niekorzystnymi właściwościami jezdnymi, bywają prowadzone przez mało doświadczonych kierowców. Przedstawiono również wyniki badań dynamicznych wybranych samochodów ratowniczo-gaśniczych, które wykonano podczas wybranych standardowych testów drogowych przeznaczonych do określania właściwości jezdnych pojazdów. Badania wykonano w trzech testach drogowych wykorzystywanych do oceny stateczności i kierowalności pojazdów: jazda po okręgu w warunkach ustalonych, skokowy obrót kierownicy w czasie jazdy na wprost i hamowanie w czasie jazdy po okręgu. Otrzymane wyniki badań pozwalają na wyznaczenie wartości charakterystycznych parametrów opisujących zachowanie pojazdu w poszczególnych testach oraz ocenę ich bezpieczeństwa w ruchu. Zdaniem autorów poprawa bezpieczeństwa użytkowania pojazdów specjalnych w służbach ratowniczych wymaga podjęcia badań ich właściwości jezdnych oraz wykorzystania wyników badań w procesie ich projektowania i wytwarzania. Innym sposobem poprawy bezpieczeństwa jest wdrożenie szkoleń kierowców z wykorzystaniem nowoczesnych metod i środków technicznych. Road traffic safety of emergency vehicles Abstract Article presents selected statistical data of the National Fire Service Headquarters and Police Headquarter concerning road accidents involving fire engines. The analysed data shows that in the period between 2000 to 2010 the number of accidents involving fire engines increased despite a significant decrease in the total number of car accident in Poland. The reason of more than a half of accident of fire engines was driver mistake and almost half of them occurred when theese vehicles had the right of way. The average daily mileage of a fire engine is less than 14 km, and some types of vehicles are even used sporadically. Such a situation results in the fire engines with a special structure and a high-lying centre of mass and therefore disadvantageous driveability, being driven by inexperienced drivers. The article presents the results of selected fire engines dynamic tests performed during selected standard road tests dedicated for determination of vehicles driveability. The tests were carried out for three road tests, which are used for the determination and the assessment of the stability and steerability of a vehicle. i.e. steady-state circular driving behaviour, step steering wheel rotation during driving along a straight line, and braking in a turn. The obtained results enabled the determination of the values of the characteristic parameters describing the behaviour of the vehicle in individual tests and validation of the vehicle traffic safety. 561

12 BIBLIOGRAFIA 1. Andrzejewski R., Stabilność ruchu pojazdów kołowych, WNT, Warszawa, Gidlewski M.: Wpływ położenia środka masy na zachowanie się samochodu ciężarowego w ruchu krzywoliniowym. Zeszyty Naukowe Instytutu Pojazdów 4(16)/95. PW SiMR, Warszawa Gidlewski M., Kozioł S., Zbrowski A.: Metody badań własności jezdnych samochodów z wysoko położonym środkiem masy. Logistyka 6/2011, s ISO 14792:2011 Road vehicles - Heavy commercial vehicles and buses - Steady-state circular tests. 5. ISO 14793:2011 Road vehicles - Heavy commercial vehicles and buses - Lateral transient response test methods. 6. ISO 14794:2011 Heavy commercial vehicles and buses - Braking in a turn - Open-loop test methods. 7. ISO :2002 Road vehicles - Vehicle dynamics test methods - Part 2: General conditions for heavy vehicles and buses. 8. Komenda Główna Policji Biuro Ruchu Drogowego, Zespół Profilaktyki i Analiz: Wypadki drogowe w Polsce w 2010 roku. Warszawa, Kozioł S., Pokorski J., Zbrowski A., Koncepcja systemu technicznego do badań właściwości jezdnych pojazdów pożarniczych, Logistyka 3/2012, s Kozioł S., Zbrowski A., Matras E.: System pomiarowy do rejestracji parametrów ruchu pojazdu bezzałogowego. Autobusy-Technika, Eksploatacja, Systemy Transportowe. 3/2013, s Kozioł S, Zbrowski A.: System pomiarowy do badań właściwości jezdnych samochodów ciężarowych. TTS Technika Transportu Szynowego 9/2012, s Kozioł S., Matras E., Zbrowski A.: Modular system for testing the stability and safety of specialised height rescue vehicles. Solid State Phenomena Vol. 199, Mechatronic Systems and Materials V, (2013), s Litwinow A., Kierowalność i stateczność samochodu, WKŁ, Warszawa PN-EN :2011 Samochody pożarnicze - Podział i oznaczenie. 15. Prochowski L., Pojazdy samochodowe, Mechanika ruchu, wydanie 2, WKiŁ, Warszawa Prochowski L., Gidlewski M., Jemioł L., Pokorski J.: Analiza zagrożeń związanych z eksploatacją sprzętu gaśniczego i ratownictwa technicznego stosowanego w czasie akcji ratowniczych i metody badań samochodów pożarniczych. PIMOT, Warszawa Prochowski L., Kozioł S.: Zagrożenia w ruchu pojazdów z wysoko położonym środkiem masy, Problemy Eksploatacji 2011 nr 2, s Rogulski J., Wantoch-Rekowski R., Koszela J., Majka A.: Koncepcja symulatora do szkolenia kierowców pojazdów pożarniczych PSP w zakresie zadań realizowanych w ramach Krajowego Systemu Ratowniczo-Gaśniczego. Bezpieczeństwo i Technika Pożarnicza, 2012/4, s Zbrowski A., Jóźwik W.: Determination of the speed of an unmanned rescue vehicle. 9th International Conference Mechatronic Systems and Materials MSM July 2013 Vilnius, Lithuania. Abstract book, s Zomotor A., Fahrwerktechnik: Fahrverhalten. VOGEL Buchverlag Würzburg,