Экспертное исследование параметров торможения городских рельсовых транспортных средств

Городской рельсовый транспорт наряду с другими общественными транспортными средствами пользуется большим спросом у жителей городов, является участником дорожного движения и дорожно-транспортных происшествий.

За последние пять лет на территории Российской Федерации произошло 747 ДТП с участием городского рельсового транспортного средства1, в результате которых погибло 24 человека2. В средстваx массовой информации широко освещено ДТП, происшедшее 28.11.2018 в г. Барнауле. Участниками ДТП стали 17 транспортных средств, которые получили повреждения различной степени тяжести и рельсовый транспорт, который направлялся по наклонному профилю дороги, по неочищенной от снега трамвайной линии и загруженном транспортными средствами потоке. К счастью, в данной массовой аварии никто из граждан не пострадал3.

Основными причинами ДТП являются нарушения правил дорожного движения водителями транспортных средств и пешеходами, а также в связи с отсутствием надлежащего технического осмотра трамвая перед выходом на городские трамвайные линии, что порой приводит к неисправности или отказу тормозной системы вагона. В ходе расследования причины ДТП прибегают к таким видам «процессуального» взаимодействия, как: привлечение сотрудников экспертно-криминалистических подразделений в качестве специалистов к подготовке и производству отдельных следственных действий, получение заключения специалиста, назначение и производство судебных экспертиз, допрос специалиста и эксперта (25 % случаев) [1, с. 138].

Вопросом установления параметров торможения трамвая посвящен ряд работ известных ученых в этом направлении, а именно Ю. Б. Суворова, А. А. Криницына, Э. А. Лисичкина, М. Д. Иванова, Л. Я. Когана и многих других, но в данных работах недостаточно рассматривается вопрос определения параметров торможения при различных метеорологических условиях и с использованием современных технических средств.

По статистике в 2019 году городские транспортные средства эксплуатируются в 62 городах Российской Федерации [2, с. 12]. В основном на территории России эксплуатируются трамваи отечественного производителя: Петербургского трамвайно-механического завода (ЛМ-99 71-134; ЛВС-2005 71-152); Усть-Катавского вагоностроительного завода имени С. М. Кирова (КТМ 71-605; КТМ 71-619; КТМ 71-623, а также незначительное количество трамвайных вагонов зарубежного производителя, например, завод Pesa г. Быдгощ, Польша (Pesa Twist) и завод-изготовитель ЧКД (Чешско-Колбен-Данек), г. Прага (TATRA T3SU).

На рис. 1 приведены города на территории Российской Федерации, где эксплуатируются трамваи.

Рисунок 1. Трамвайная сеть Российской Федерации

Проанализировав общие статистические данные по городам Российской Федерации, в которых эксплуатируются трамваи различного типа, обоснованно можно сделать вывод о том, что данные типы подвижных составов эксплуатируются в зависимости от экономических и климатических факторов, влияющих на развитие трамвайного транспорта как вида общественного транспорта. Например, в связи с резко-континентальным климатом в северных регионах страны трамваи эксплуатируются без пневматического оснащения в тормозной системе, из-за низких температурных, которые приводят к ее промерзанию и выходу из строя.

Проведенный анализ позволил выявить сезонную закономерность происходящих ДТП с участием городских рельсовых транспортных средств (рис. 2).

На графике отчетливо видно, что в осенне-зимний период времени происходит подавляющее количество ДТП, это связано с изменением климатических условий, вследствие которых снижается сцепление колёсных пар с рельсами, а также из-за возможного ненадлежащего технический надзора состояния трамвая и городских трамвайных линий.

Рисунок 2. Распределение количества ДТП по времени года с участием рельсового транспорта по г. Иркутску

В основном причастными к ДТП с участием трамвая в г. Иркутске являлись женщины — водители рельсового транспорта, возрастная категория которых составляет от 30—45 лет, а также пострадавшие несовершеннолетние (6—16 лет) и пожилые люди (55—79 лет), которые получили травмы различной степени тяжести.

Надежная и экономичная работа тормозных систем зависит от технического состояния тормозного оборудования, его безотказности и долговечности. Поэтому наряду с улучшением конструкций требуется хорошо организованное техническое обслуживание оборудования, своевременное обнаружение и устранение неисправностей, а также проведение высококачественного ремонта тормозных механизмов в трамвайном депо [3, с. 36].

Различают три режима торможения подвижного состава: экстренное (аварийное), служебное и торможение стоящего подвижного состава следует также выделить особые виды торможения: юзовое и безъюзовое.

Экстренное торможение применяют в аварийных ситуациях, когда необходимо обеспечить минимальный тормозной путь; для этих целей трамвайные вагоны оборудованы магниторельсовой тормозной системой. При экстренном торможении не должно быть потери устойчивости трамвайного вагона (заноса) или возникновения юза. Основными преимуществами магниторельсового тормоза является независимость тормозной силы от сцепления колеса с рельсом. Кроме того, башмаки рельсового тормоза при торможении очищают рельсы, что повышает коэффициент сцепления, а значит,

Криминалистика: вчера, сегодня, завтра. 2020. №4 (16) === и эффективность других видов тормозов, использующих сцепление колеса с рельсом [4, с. 37].

Из-за малой износостойкости башмаков этот тормоз используют только для экстренного торможения совместно с другими видами механических тормозов, что позволяет значительно уменьшить тормозные пути и тем самым повысить безопасность движения вагонов.

Например, в зависимости от времен года, на сцепление колёсных пар с рельсами могут повлиять такие факторы, как налипание снега, грязи непосредственно не рельсы. Необходимо отметить, что в летний период времени ухудшение сцепления может обусловливаться такими факторами, как налипание тополиного пуха и скос травы, т. к. они снижают коэффициент сцепления колёсных пар и рельс. В табл. 1 приведены значения коэффициентов сцепления колес с рельсами при различных состояниях поверхности рельсов [5, с. 43].

Таблица 1

Величина коэффициента сцепления для вагонов трамваев

Условия	Коэффициент сцепления
	Без песка	С песком
1	2	3
Наиболее благоприятные условия (чистые сухие рельсы)	0,30—0,35	0,40—0,45
Мокрые рельсы	0,20	0,30
Влажные замасленные рельсы	0,13	0,20
Рельсы, покрытые инеем	0,15	0,22
Рельсы, покрытые сухим снегом	0,10	0,15

В ходе экспериментальных исследований установлено, что коэффициент сцепления на влажных и замасленных рельсах идентичен коэффициенту сцепления на рельсах, покрытых тополиным пухом, осыпавшейся с деревьев листвой и скошенной (наклонённой) травой. Налипание тополиного пуха на трамвайных путях — часто встречающаяся ситуация в городах Сибири в летний период времени и в сухую погоду, на которую не обращают внимание водители трамваев [6, с. 11].

Пунктом 3.4.3 приказа Минобрнауки России от 26.12.2013 № 1408 (в ред. от 19.10.2017) «Об утверждении примерных программ профессионального обучения водителей транспортных средств соответствующих категорий и подкатегорий» установлены правила технической эксплуатации. Данным пунктом установлен конкретный перечень неисправностей узлов и деталей трамваев, при наличии хотя бы одной из которых вагон не может быть выпущен из трамвайного депо на рельсовую линию, а при обнаружении неисправности во время работы на линии вагон должен быть возвращен в депо.

Ряд неисправностей тормозной системы может возникнуть в процессе эксплуатации, т. е. во время движения трамвайного вагона. К ним следует отнести следующие: зазор между рельсовым тормозом и головкой рельса меньше 8 мм, это может возникнуть чаще всего в связи с ослаблением пружин.

Во время движения могут появиться трещины на поперечных и продольных деталях колеса, появление лысок на бандаже колеса. В связи с нерабочим режимом дверей, стеклоочистителей, песочниц, световой или звуковой сигнализацией; нерабочим режимом контрольно-измерительных приборов запрещается дальнейшая работа трамвайного вагона.

При производстве судебных автотехнических экспертиз, связанных с участием городского рельсового транспортного средства, возникает необходимость экспертного исследования параметров его торможения. При этом на разрешение судебной автотехнической экспертизы наиболее часто ставятся вопросы, которые требуют вычислить скорость трамвая перед началом торможения, остановочный путь, установившееся замедление и полное время торможения.

В методике Ю. Б. Суворова «Применение в экспертной практике параметров торможения электротранспортных средств» 1989 г. приведены значения для расчетного определения ситуаций служебного и экстренного торможения и их параметров, механизма ДТП, зависящих от установочного замедления, а также коэффициента сцепления с рельсами, коэффициента эффективности торможения [7, с. 4].

В виду того, что при экстренном торможении заводом-изготовителем, в зависимости от загруженности вагона, установлены значения установившегося замедления Jн =4 м/сек.2, гружённого Jнг=2,3 м/сек.2; при служебном торможении Jнс =1,8 м/сек.2, Jнсг=1,2 м/сек.2. Согласно правилам технической эксплуатации трамвая при экстренном торможении трамвая без нагрузки замедление Jн = 2,9 м/сек.2, с полной нагрузкой Jнг = 2,1 м/сек.2, при служебном торможении без нагрузки Jнс=1,3 м/сек.2, при полной нагрузкой Jнсг=1,2 м/с2 [8, c. 15].

Согласно п. 3.8.7.1 Правил технической эксплуатации трамвая, тормозной путь вагона без нагрузки на горизонтальном участке, на сухих и чистых рельсах, при однократном воздействии на орган управления тормозной системой со скорости начала торможения 40 км/ч должен быть: при служебном торможении — 45 м, при экстренном торможении — 21 м.

Важным фактором в расследовании обстоятельств ДТП с участием трамвая является всесторонний подход к данному вопросу. Необходимо уточнить уклон профиля дороги на котором произошло ДТП, какова была загруженность трамвайного вагона на момент ДТП.

При увеличении скорости трамвая прямопропорционально увеличивается остановочный путь. При экстренном торможении остановочный путь 22

значительно сокращается, и увеличивается установившееся замедление, по сравнению со служебным видом. Из этого следует, что экстренное торможение будет более эффективным при обнаружении препятствия на удаленном расстоянии от трамвая.

В основных нормативно-правовых актах в сфере транспорта законодатель не рассматривает городской рельсовый транспорт, и не даются рекомендации по определению параметров торможения. В ГОСТ Р 33997—2016 «Колесные транспортные средства. Требования к безопасности в эксплуатации и методы проверки» этому вопросу также внимание не уделяется.

В целях установления параметров торможения городских рельсовых транспортных средств на базе муниципального унитарного предприятия Ангарского городского округа «Ангарский трамвай» были проведены экспериментальные исследования с использованием прибора «Эффект-02».

Исследования проводились на трамвайном вагоне КТМ-71605 на участке пути горизонтального профиля и на чистых рельсах.

Водитель трамвая производил набор скорости до 40 км/ч и применял различные виды торможения, служебное торможение и экстренное торможение.

Ввиду конструктивных особенностей тормозных систем трамвайных вагонов при торможении рабочим тормозом воздействие на датчик усилия проводилось одновременно с применением торможения путем перевода органа управления в нулевое положение. При торможении экстренным тормозом осуществлялся одновременный перенос ноги с педали, удерживаемой в нажатом положении на датчик усилия прибора (рис. 3).

Рисунок 3. Положение ног на органах управления трамвайного вагона и измерительного прибора при проведении исследований

Путем многократных экспериментальных повторений были установлены средние значения параметров экстренного и служебного торможения с использованием прибора «Эффект-02». Результаты исследования приведены в табл. 2.

Таблица 2

Результаты экспериментальных исследований параметров торможения

Параметры торможения Служебное торможение Экстренное торможение t (с) 0,6 0,4 F (кгс) 023 020 j (м/с2) 2,4 3,1 V0 (км/ч) 35 37 Si (м) 16,2 15,6 Sn (м) 13,4 14,8 где, t (с) — время срабатывания тормозной системы;

F (кгс) — усилие нажатия на педаль;

j (м/с2) — установившееся замедление;

V 0 (км/ч) — начальная скорость торможения;

Si — измеренное значение длины тормозного пути;

Sn — пересчитанная норма тормозного пути.

По полученным в ходе экспериментальных исследований данным можно сделать вывод о том, что в ситуациях, когда необходимо установить параметры торможения городского рельсового транспорта, возможно применение прибора «Эффект-02», т. к. полученные экспериментальные данные хорошо коррелируют с параметрами, установленными заводом-изготовителем.