Wpływ czasu i warunków eksploatacyjnych na trwałość i funkcjonalność elementów bezpieczeństwa ruchu drogowego

Transkrypt

1 Zakres prac projektu RID 3B OT3-3B/ IBDM ITS IMP UG Wpływ czasu i warunków eksploatacyjnych na trwałość i funkcjonalność elementów bezpieczeństwa ruchu drogowego Politechnika Gdańska, Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska, Katedra Inżynierii Drogowej Dr hab. Kazimierz Jamroz, prof., Dr inż. Marcin Budzyński Mgr inż. Łukasz Jeliński Krakowskie Dni Drogowe Bariery Drogowe, Kraków r.

2 Wpływ czasu i warunków eksploatacyjnych na trwałość i funkcjonalność elementów bezpieczeństwa ruchu drogowego wykonawca: Politechnika Gdańska w konsorcjum z: Instytutem Badawczym Dróg i Mostów, Instytutem Transportu Samochodowego, Instytutem Mechaniki Precyzyjnej i Uniwersytetem Gdańskim Kierownik projektu: prof. Kazimierz Jamroz czas trwania: 30 miesięcy ( ) 2

3 Cel pracy i oczekiwane efekty (określone przez GDDKiA) Cel pracy badawczej: Określenie czasu żywotności (amortyzacji) elementów wyposażenia drogi. Opracowanie powinno dotyczyć wszystkich typów elementów BRD, w szczególności barier ochronnych betonowych, stalowych, linowych itd. stosowanych na drogach zarządzanych przez GDDKIA. 3

4 Cel pracy i oczekiwane efekty (określone przez Zamawiającego - GDDKiA) Oczekiwane efekty: zalecenia dotyczące oceny stanu degradacji elementów BRD w czasie; zalecenia dotyczące przedłużenia użytkowania elementów BRD w wyniku działań utrzymaniowych; wytyczne doboru elementów BRD optymalnych pod względem czasu ich funkcjonowania, na potrzeby planowania zadań remontowych i budowlanych, zalecenia w zakresie optymalnego zarządzania infrastrukturą BRD, z uwzględnieniem warunków ubezpieczenia. 4

5 Głównym celem praktycznym przygotowywanego projektu jest opracowanie innowacyjnej i kompleksowej metodyki zarządzania drogowymi środkami brd (urządzenia brd i środki organizacji ruchu) z uwzględnieniem wpływu czasu i warunków eksploatacyjnych. W szczególności zaś przewiduje się opracowanie dwóch grup narzędzi usprawniających zarządzanie drogowymi środkami brd: metody oraz zasady i zalecenia usprawniające zarządzanie infrastrukturą drogową z uwzględnieniem cyklu życia obiektu. 5

6 Propozycja uporządkowania Było: Elementy bezpieczeństwa ruchu drogowego Zaproponowalismy: Środki bezpieczeństwa ruchu drogowego: Urządzenia bezpieczeństwa ruchu drogowego Środki organizacji ruchu drogowego 6

7 1. Opracowanie grupy metod usprawniających zarządzanie drogowymi środkami brd, między innymi: metody oceny degradacji elementów brd, metody szacowania wpływu zmian trwałości i warunków eksploatacyjnych wybranych elementów brd na zmiany funkcjonalności ze szczególnym uwzględnieniem bezpieczeństwa ruchu drogowego i kosztów życia tych elementów. 7

8 2. Opracowanie zasad (rekomendacji) i zaleceń usprawniających planowanie, projektowanie i utrzymanie drogowych środków brd (jako merytorycznego wkładu do sformułowania odpowiednich wytycznych i instrukcji), w tym: zasad planowania zadań remontowych i modernizacyjnych ze względu na czas funkcjonowania urządzeń brd i warunków eksploatacyjnych; zaleceń dotyczących przedłużenia czasu użytkowania drogowych środków brd; zaleceń w zakresie optymalnego zarządzania infrastrukturą brd, z uwzględnieniem warunków ubezpieczenia oraz zasad dochodzenia odszkodowań od użytkowników drogi uwikłanych w zderzenie z urządzeniami brd. 8

9 Schemat ogólny procedury realizacji projektu 9

10 Schemat procesu opracowania metody wyboru urządzeń brd Rodzaj urządzenia brd Warunki funkcjonowania Materiał Trwałość Funkcjonalność BRD Koszty funkcjonowania urządzeń brd w cyklu życia obiektu Klasyfikacja urządzeń wg przyjętych kryteriów Wybór urządzenia brd 10

11 Cele cząstkowe: 1. Kwantyfikacja wpływu typu urządzenia, zastosowanych materiałów, struktury i natężenia ruchu drogowego, zróżnicowania klimatycznego, klasy utrzymania zimowego na pogorszenie trwałości i funkcjonalności urządzeń brd i organizacji ruchu na podstawie poligonowych badań terenowych. 2. Określenie wpływu cech materiałowych i warunków eksploatacyjnych na trwałość materiałów użytych do konstrukcji drogowych środków brd. 3. Określenie wpływu trwałości materiałów i warunków eksploatacyjnych na żywotność i zmiany funkcjonalności poszczególnych drogowych środków brd. Drogowe środki brd konstruowane są z trzech rodzajów materiałów (metalu, betonu i tworzyw sztucznych) o różnych własnościach i podatności na warunki atmosferyczne i eksploatacyjne. 11

12 Cele cząstkowe: OT3-3B 4. Określenie wpływu zmian trwałości i funkcjonalności drogowych środków brd na bezpieczeństwo ruchu i koszty funkcjonowania obiektów drogowych. Umożliwi to opracowanie modeli i metod szacowania: prawdopodobieństwa i konsekwencji występowania zdarzeń drogowych związanych z funkcjonowaniem drogowych środków brd; strat ponoszonych przez użytkowników drogi w wyniku ich złego funkcjonowania oraz kosztów ich funkcjonowania w okresie życia poszczególnych środków. To wszytko pozwoli na opracowanie metody wyboru drogowych środków brd. 5. Opis i analiza skuteczności metod zarządzania odpowiedzialnością za szkody związane z urządzeniami brd. Umożliwi to na opracowanie metody ubezpieczeń infrastruktury drogowej oraz metody dochodzenia odszkodowań 12

13 Podstawy teoretyczne Teorie i koncepcje: o Teoria systemów o Analiza wartości o Koncepcja zrównoważonego rozwoju Metody analizy: o Metoda analizy kosztów w cyklu życia obiektu LCC o Metoda analizy wpływu obiektu na środowisko w cyklu jego życia LCA Suma kosztów: o Koszty budowy i funkcjonowania obiektu o Koszty użytkowników drogi o Koszty społeczne 13

14 Schemat szczegółowy realizacji projektu Badania wstępne Badania i doświadczenia krajowe i zagraniczne Zbiory bazy danych drogowych o ruchu, Badania terenowe (inspekcje) Identyfikacja problemu Wyznaczenie poligonów Zakres badań Badania laboratoryjne, terenowe i symulacyjne Sformułowanie szczegółowych zakresów badań Badania wpływu wybranych czynników na trwałość i Badania wpływu wybranych czynników na funkcjonalność środków trwałość i funkcjonalność betonowych i organizacji ruchu i tworzyw stalowych urządzeń brd sztucznych Badania laboratoryjne Badania terenowe Badania laboratoryjne Badania terenowe Badania symulacyjne Badanie zasad oodpowiedzialności za szkody spowodowane zderzeniami pojazdów z urządzeniami brd Badania wpływu zmian trwałości i funkcjonalności na koszty i brd Badania wpływu zmian trwałości i funkcjonalności drogowych środków brd na poziom bezpieczeństwa na drogach Określenie wpływu rodzaju cech eksploatacyjnych i trwałości na zmianę wielkości kosztów Klasyfikacja drogowych środków brd wg kryterium skuteczności i efektywności ekonomicznej Narzędzia ułatwiające zarządzanie drogowymi środkami brd Metoda oceny degradacji urządzeń bezpieczeństwa ruchu drogowego Wytyczne szacowania wpływu wybranych urządzeń brd na bezpieczeństwo ruchu drogowego Zasady planowania zadań remontowych i modernizacyjnych ze względu na czas funkcjonowania urządzeń brd Zalecenia dotyczących przedłużenia czasu użytkowania urządzeń brd Zalecenia w zakresie optymalnego zarządzania infrastrukturą brd, z uwzględnieniem warunków ubezpieczenia oraz zasad dochodzenia odszkodowań 14

15 Zadania badawcze: 1. Badania wstępne drogowych środków brd 2. Badania żywotności i funkcjonalności środków organizacji ruchu i urządzeń brd wykonanych z tworzyw sztucznych. 3. Badania żywotności i funkcjonalności metalowych i betonowych urządzeń brd. 4. Badania wpływu żywotności i funkcjonalności na bezpieczeństwo i koszty cyklu życia drogowych środków brd. 5. Badania metod zarządzania odpowiedzialnością za szkody związane z urządzeniami brd. 6. Opracowanie narzędzi usprawniających zarządzanie drogowymi środkami brd. 15

16 KM12 KM13 KM10 KM11 KM8 KM9 KM5 KM6 KM7 KM3 KM4 KM1 KM2 Styczeń Luty Marzec Kwiecień Maj Czerwiec Lipiec Sierpień Wrzesień Październik Listopad Grudzień Styczeń Luty Marzec Kwiecień Maj Czerwiec Lipiec Sierpień Wrzesień Październik Listopad Grudzień Styczeń Luty Marzec Kwiecień Maj Czerwiec OT3-3B Harmonogram ogólny realizacji projektu I II III IV V VI VIIVIII IX X XI XII I II III IV V VI VIIVIII IX X XI XII I II III IV V VI Zadanie Partner ITS UG 6 16

17 Harmonogram ogólny Numer zadania/kamienia milowego/ raportu częściowego Skrócona nazwa podmiotu realizującego i odpowiedzialne go za raport Tytuł raportu Data rozpoczęcia zadania Data przekazana raportu do Lidera Projektu Z1 1. Badania wstępne drogowych środków brd Z2 ITS 2. Badania żywotności i funkcjonalności środków organizacji ruchu i urządzeń brd wykonanych z tworzyw sztucznych Z3 3. Badania żywotności i funkcjonalności metalowych i betonowych urządzeń brd Z4 4. Badania wpływu żywotności i funkcjonalności na bezpieczeństwo i koszty cyklu życia drogowych środków brd Z5 UG 5. Badania metod zarządzania odpowiedzialnością za szkody związane z urządzeniami brd Z6 6. O pracowanie narzędzi usprawniających zarządzanie drogowymi środkami brd

18 Zadanie 1 Badania wstępne 1.1 Analiza publikacji i raportów z badań, ITS, IBDiM, IMP, UG 1.1.1Analiza publikacji i raportów z badań i doświadczeń krajowych i zagranicznych 1.1.2Analiza raportów z inspekcji brd, audytów brd, wywiadów z projektantami i służbami utrzymaniowymi, ITS, IBDiM, IMP, UG 1.1.3Analiza raportów z dotychczas wykonanych badań poligonowych i badań numerycznych 1.2 Opracowanie kryteriów trwałości i funkcjonalności urządzeń brd i środków organizacji ruchu (normy, wytyczne, literatura) 1.3 Przyjęcie metod i udoskonalenie narzędzi badawczych, ITS, IBDiM, IMP, UG, ITS, IBDiM, IMP, ITS, IBDiM, IMP, UG 18

19 Zadanie 1 Badania wstępne 1.4 Określenie głównych, szczegółowych problemów, ITS, IBDiM, IMP, UG 1.4.1Identyfikacja głównych problemów 1.4.2Identyfikacja scenariuszy i zakresu badań 1.4.3Identyfikacja i wybór poligonów badawczych (do prowadzenia badań i obserwacji terenowych) odcinki testowe (obserwacyjne) 1.5 Przeprowadzenie badań i obserwacji funkcjonowania drogowych środków brd i warunków eksploatacyjnych na wybranych poligonach badawczych, ITS, IBDiM, IMP, UG, ITS, IBDiM, IMP, UG, ITS, IBDiM, IMP, UG, ITS, IBDiM, IMP, UG 19

20 Zakres prac w zadaniu 2 Badania żywotności i funkcjonalności środków organizacji ruchu i urządzeń brd wykonanych z tworzyw sztucznych 2.1 Badanie wpływu temperatury, promieniowania UV na trwałość urządzeń plastikowych 2.2 Badania wpływu zmian trwałości oraz wybranych czynników drogowych, eksploatacyjnych i technicznych na zmiany funkcjonalności oznakowania pionowego dróg 2.3 Badania wpływu zmian trwałości oraz wybranych czynników drogowych, eksploatacyjnych i technicznych na zmiany funkcjonalności plastikowych urządzeń brd 2.4 Badania wpływu zmian trwałości oraz wybranych czynników drogowych, eksploatacyjnych i technicznych na zmiany funkcjonalności oznakowania poziomego dróg 2.5 Opracowanie podstaw merytorycznych do metody oceny degradacji środków Projekt realizowany organizacji w ramach wspólnego ruchu przedsięwzięcia RID, i urządzeń finansowany ze środków brd z tworzyw sztucznych ITS ITS ITS IBDiM, ITS, IBDiM 20

21 Zakres prac w zadaniu 3 - Badania żywotności i funkcjonalności metalowych i betonowych urządzeń brd 3.1 Określenie rocznych ubytków korozyjnych wybranych metali i korozyjności atmosfery i metody prognozowania tych parametrów z uwzględnieniem podziału regionalnego. 3.2 Badania wpływu wybranych czynników na zmiany trwałości i funkcjonalności metalowych urządzeń brd. 3.3 Badania wpływu wybranych czynników na zmiany trwałości i funkcjonalności betonowych urządzeń brd. 3.4 Badania poligonowe wybranych, metalowych i betonowych urządzeń brd IMP ITS IBDIM, IBDIM 21

22 Zakres prac w zadaniu 3 - Badania żywotności i funkcjonalności metalowych i betonowych urządzeń brd 3.5 Badania numeryczne i symulacyjne 3.5.1Badanie wpływu istotnych zmian trwałości urządzeń metalowych i betonowych oraz wybranych czynników drogowych, eksploatacyjnych i technicznych na zmiany ich funkcjonalności Badanie wpływu rodzaju uderzenia pojazdu w urządzenie brd na rodzaj i wielkość uszkodzeń tych urządzeń Badania wpływu rodzaju zdarzenia niebezpiecznego związanego z funkcjonowaniem urządzenia brd i czasu usuwania szkód z tym związanych, na straty ponoszone przez uczestników ruchu drogowego 22

23 Zakres prac w zadaniu 3 - Badania żywotności i funkcjonalności metalowych i betonowych urządzeń brd 3.6 Analiza i klasyfikacja metalowych i betonowych urządzeń brd wg kryterium trwałości i funkcjonalności 3.7 Opracowanie podstaw merytorycznych do metody oceny degradacji metalowych i betonowych urządzeń brd, ITS, IBDiM, IMP 23

24 Zakres prac w zadaniu 4 - Badania wpływu żywotności i funkcjonalności na bezpieczeństwo i koszty cyklu życia drogowych środków brd 4.1 Badania intensywności niebezpiecznych zdarzeń drogowych związanych z funkcjonowaniem drogowych środków brd na wyznaczonych poligonach badawczych w zależności od warunków eksploatacyjnych 4.1.1Badania częstości występowania zdarzeń niebezpiecznych 4.1.2Badania wielkości szkód w wyniku zdarzeń niebezpiecznych 4.2 Badania wpływu rodzaju, zmian trwałości i funkcjonalności badanych drogowych środków brd oraz warunków eksploatacyjnych na bezpieczeństwo ruchu drogowego 4.2.1Opracowanie modeli zależności miar bezpieczeństwa ruchu od rodzaju, trwałości i funkcjonalności drogowych środków brd i warunków eksploatacyjnych 4.2.2Przygotowanie zbioru Narodowego Centrum danych, Badań i Rozwoju scenariuszy oraz Generalnej Dyrekcji Dróg i wariantów Krajowych i Autostrad badawczych 24

25 Zakres prac w zadaniu 4 - Badania wpływu żywotności i funkcjonalności na bezpieczeństwo i koszty cyklu życia drogowych środków brd 4.2.3Przeprowadzenie badań analitycznych i numerycznych wpływu drogowych środków brd na poziom brd z uwzględnieniem ich rodzaju, trwałości i funkcjonalności oraz warunków eksploatacyjnych 4.2.4Klasyfikacja drogowych środków brd wg kryterium bezpieczeństwa ruchu drogowego 4.3 Badania wpływu rodzaju zdarzenia i czasu usuwania szkód na straty ponoszone przez użytkowników drogi 4.3.1Badania terenowe na poligonach badawczych 4.3.2Badania symulacyjne 4.4 Opracowanie metody oceny skuteczności, efektywności i wykonalności urządzeń brd 4.4.1Opracowanie metody analizy i szacowania kosztów drogowych środków brd (z uwzględnieniem metody LCC) 4.4.2Określenie składowych Narodowego Centrum kosztów Badań i Rozwoju oraz dla Generalnej poszczególnych Dyrekcji Dróg Krajowych i Autostrad rodzajów 25

26 Zakres prac w zadaniu 4 - Badania wpływu żywotności i funkcjonalności na bezpieczeństwo i koszty cyklu życia drogowych środków brd 4.5 Opracowanie klasyfikacji urządzeń brd wg kryterium skuteczności (bezpieczeństwa i strat użytkowników drogi) i efektywności ekonomicznej 4.6 Opracowanie podstaw merytorycznych metody oceny skuteczności i efektywności drogowych środków brd 4.6.1Wybór kryteriów optymalizacji uwzględniających cechy procesu inwestycyjnego (skuteczność i efektywność ekonomiczną) 4.6.2Opracowanie podstaw merytorycznych do wielokryterialnej metody wyboru urządzeń brd 26

27 Zakres prac w zadaniu 5 - Badania metod zarządzania odpowiedzialnością za szkody związane z urządzeniami brd 5.1 Identyfikacja rodzajów i procedur ubezpieczeń infrastruktury drogowej z uwzględnieniem urządzeń BRD oraz procesu egzekucji odszkodowań 5.2 Badania orzecznictwa sądowego i praktyki ubezpieczeniowej w zakresie odpowiedzialności odszkodowawczej i ubezpieczeniowej w sprawach związanych ze zniszczeniem lub uszkodzeniem oraz utrzymaniem urządzeń brd 5.3 Opracowanie modelu ubezpieczeń infrastruktury drogowej z uwzględnieniem urządzeń BRD 5.4 Opracowanie optymalnej metody dochodzenia odszkodowań za zniszczenie urządzeń brd UG UG UG UG 27

28 Zakres prac w zadaniu 6 - Opracowanie narzędzi usprawniających zarządzanie drogowymi środkami brd 6.1 Opracowanie metody oceny degradacji urządzeń bezpieczeństwa ruchu drogowego 6.1.1Metoda oceny degradacji drogowych środków brd 6.1.2Metoda szacowania wpływu wybranych urządzeń brd na bezpieczeństwo ruchu drogowego 6.1.3Metoda szacowani kosztów drogowych środków brd z uwzględnieniem cyklu życia obiektu 6.1.4Opracowanie podstaw merytorycznych metody oceny skuteczności i efektywności drogowych środków brd ITS, IBDiM 28

29 Zakres prac w zadaniu 6 - Opracowanie narzędzi usprawniających zarządzanie drogowymi środkami brd 6.2 Opracowanie zasad i zaleceń usprawniających zarządzanie drogowymi środkami brd jako podstaw merytorycznych do opracowania wytycznych i instrukcji 6.2.1Opracowanie zasad planowania zadań remontowych i modernizacyjnych ze względu na czas funkcjonowania drogowych środków brd 6.2.2Opracowanie zaleceń dotyczących przedłużenia czasu użytkowania drogowych środków brd 6.2.3Opracowanie zaleceń w zakresie optymalnego zarządzania infrastrukturą brd, z uwzględnieniem warunków ubezpieczenia oraz zasad dochodzenia odszkodowań, ITS, IBDiM, IMP UG 29

30 Aktualne prace A. Wybór odcinków do badań poligonowych. Jesteśmy na etapie selekcji odcinków dróg do badań poligonowych. Szczegółowe dane będziemy kolekcjonować dla wybranych odcinków, ale będziemy dążyć do stworzenia znacznie większej bazy danych z terenu całego kraju dla zwiększenia obiektywizmu oraz uwzględnienia sytuacji specyficznych. B. Przygotowanie ankiet do: centrali i oddziałów GDDKiA, firm produkujących urządzenia brd, biur projektujących urządzenia brd, firm utrzymujących urządzenia brd, audytorów brd itp. C. Pozyskiwanie zbiorów danych D. Studia literatury E. Identyfikacja problemów F. Opracowywanie szczegółowych programów badań 30

31 Oczekiwane kierunki współpracy: GDDKiA Badania i obserwacje terenowe OT3-3B Zgoda na lokalizacje próbek materiałów przy drogach - stojaki z próbkami przy drogach krajowych (okres 1 roku i dłużej) Dostęp do próbek materiałów istniejących urządzeń brd i środków organizacji ruchu do badań laboratoryjnych dla różnych warunków drogowo-ruchowych, czas użytkowania (np. 1 rok, 6, 12, 20 lat). Dostęp do danych o warunkach środowiskowych zbieranych w krajowym systemie zarządzania ruchem. Modele utrzymania drogi Natężenie i struktura rodzajowa ruchu na sieci dróg krajowych. Dostęp do Banku danych drogowych, aktualne zdjęcia z systemu VLS 31

32 Kierunki współpracy: Producenci urządzeń brd OT3-3B Próbki materiałów używanych do produkcji urządzeń brd i środków organizacji ruchu niezbędnych do badań terenowych Charakterystyka eksploatowanych urządzeń brd Dane dotyczące zasad budowy i eksploatacji urządzeń brd Informacje o kosztach produkcji urządzeń Informacja o przeprowadzonych testach zderzeniowych Dostęp do raportów z wybranych testów zderzeniowych (na zasadach poufności), 32

33 Kierunki współpracy: Firmy zajmujące się utrzymaniem drogi: Informacje o lokalizacji urządzeń brd i środków organizacji ruchu Dane eksploatacyjne na odcinkach testowych: częstość napraw, przeglądów, uszkodzeń (rodzaje uszkodzeń, długość uszkodzeń), Koszty utrzymania: przeglądów, napraw, modernizacji, koszty usunięcia uszkodzeń. Problemy wynikające z serwisowania i wymiany urządzeń. Realny czas naprawy uszkodzeń urządzeń brd (np. czas reakcji od odnotowania zdarzenia/otrzymania zawiadomienia do podjęcia akcji). 33

34 Dziękujemy za uwagę