Перспективы использования нормативно определяемого методического обеспечения при моделировании систем контроля условия транспортировки грузов. закрепляемых и размещаемых в соответствии с нормами безопасности на автотранспортных средствах

Введение

Повышение безопасности дорожного движения является важной составляющей в рамках достижения национальных целей развития Российской Федерации. Указом Президента от 14 ноября 2025 года № 841 утверждена стратегия, направленная на снижение смертности, тяжести последствий ДТП и создание целостной системы управления рисками на автомобильном транспорте. В документе отмечается необходимость совершенствования технического регулирования и гармонизации с международными требованиями подходов к контролю за безопасностью дорожного движения. Именно в рамках такой гармонизации, с 01.04.2023 г., в Российской Федерации были введены в действие шесть национальных стандартов ГОСТ Р, регламентирующих методы, способы, средства крепления грузов, а также содержащие требования к конструктивному исполнению грузовых отсеков и платформ автотранспортных средств, разработанные ОАО «НИИАТ» и ФГУП «НАМИ» в 2021-2022 г.г.

Теоретические основы механики груза в движущемся ТС

Необходимость разработки типовых схем крепления и размещения грузов является фундаментальным требованием обеспечения безопасности перевозок. Многолетняя практика создания и эффективного использования типовых схем размещения и крепления грузов на автотранспортном средстве (далее − АТС) позволяют заявлять об их значимости при обеспечении безопасных условий перевозки, направленных на безопасность участников дорожного движения, сохранность транспортного средства, груза, элементов дорожной инфраструктуры, проч.

Теоретической основой решения этой задачи служит понимание механики движущегося объекта, в частности, поведения груза на платформе полуприцепа под воздействием инерционных сил. Любое изменение режима движения − будь то ускорение, замедление или изменение направления – инициирует возникновение сил, способных привести к нарушению целостности упаковки, смещению или даже опрокидыванию груза.

Основой для понимания этих явлений служит первый закон Ньютона, который гласит, что тело сохраняет свое состояние покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор, пока действие на него других тел не заставит изменить это состояние. При прямолинейном движении с постоянной скоростью груз находится в состоянии относительного покоя по отношению к платформе полуприцепа, и единственной силой, действующей на него, является сила тяжести. Однако при изменении скорости транспортного средства возникают инерционные силы, которые необходимо компенсировать с помощью соответствующих средств крепления.

Второй закон Ньютона количественно определяет модуль этих сил: сила, действующая на тело, прямо пропорциональна произведению массы этого тела на его ускорение. Во время торможения возникает сила, направленная вперед, стремящаяся переместить груз в направлении движения АТС. Во время разгона возникает сила, обратная направлению движения, при повороте − центробежная сила, направленная радиально от центра кривизны, стремящаяся сместить груз в направлении внешнего радиуса кривой в плане. Таким образом, для обеспечения стабильного положения груза необходимо применение средств крепления, которые компенсируют эти инерционные воздействия.

Для теоретического анализа динамических систем, таких как АТС с грузом, используется принцип Д'Аламбера. Этот принцип позволяет преобразовать динамическую задачу в эквивалентную статическую.

Суть метода заключается во введении так называемой «силы инерции» равной произведению массы тела на его ускорение, но имеющее противоположное направление.

В пространственной модели, описывающей неравномерно движущиеся АТС, состояние груза определяется воздействием двух видов сил: реальных и «инерционных».

Применение сил инерции позволяет изложить условия равновесия для груза, как если бы он находился в покое, и использовать известные формулы суммы сил и моментов, равных нулю. Это не означает, что сила инерции существует реально; она является математическим инструментом, позволяющим анализировать динамические процессы с помощью статических методов. Этот подход является основой теории крепления грузов.

Предотвращение порчи или утраты груза сводится к контролю двух основных показателей потери устойчивости: скольжения и опрокидывания. Предотвращение скольжения достигается за счет силы трения между грузом и платформой полуприцепа. Эта сила должна быть достаточной для компенсации горизонтальных инерционных сил.

Предотвращение опрокидывания, в свою очередь, связано с моментом сил. Опрокидывание происходит, когда равнодействующая сила, действующая на груз (сила тяжести и инерционная сила), выходит за пределы опорной площади груза. В точке опрокидывания линия действия силы тяжести проходит через край опоры, и любой дальнейший наклон приводит к тому, что сила тяжести создает вращающий момент, который невозможно уравновесить силой реакции опоры. Условие устойчивости против опрокидывания зависит от геометрии груза и положения центра тяжести.

Европейский подход, основанный на принципе Д'Аламбера

Европейский стандарт EN 12195-1 представляет собой наиболее детализированную систему расчета требуемых средств крепления, полностью основанную на принципе Д'Аламбера. Его методология позволяет проводить последовательный расчет для предотвращения скольжения и опрокидывания груза, основываясь на фундаментальных законах статики. Стандарт оперирует нормированными коэффициентами ускорения для различных видов транспорта и направлений движения, которые служат исходными данными для многочисленных расчетных формул. При организации перевозок автомобильным транспортом эти коэффициенты составляют 0,8 g  при торможении  и 0,5 g  для ускорения (продольное ускорение cx ) 0,5 g  при поворотах (поперечное ускорение cy ). Вертикальное ускорение cz принимается равным 1,0 g , что учитывает ударные нагрузки от неровностей дороги.

Центральным элементом EN 12195-1 является использование поправочных коэффициентов для учета различных факторов, влияющих на эффективность крепления. К ним относятся:

Коэффициент трения (μ ) – является ключевым параметром, зависящим от материала груза и поверхности платформы. Стандарт рекомендует определять его экспериментально, используя метод наклона или тяговый метод. Для учета динамических эффектов, возникающих при начальном движении груза, стандарт вводит поправочный коэффициент fμ  = 0,75, который умножается на статическое значение μ .

Коэффициент безопасности (fs ) – вводится для учета неопределенности в расчетах и неравномерности распределения усилий. Он принимает разные значения в зависимости от направления инерционной силы: fs  = 1,25 для продольного торможения cx  = 0,8 g  и fs  = 1,1 для остальных направлений (cy  = 0,5 g , cz  = 1,0 g ).

K – фактор – введен для учета потери натяжения в ремне из-за трения об угол упаковки груза при использовании прижимных ремней с одним натяжным устройством.

Несмотря на свою математическую строгость, методология EN 12195-1 не лишена недостатков. Наиболее очевидным является применение k-фактора в формулах расчета предотвращения опрокидывания. Благодаря присутствию k-фактора в знаменателе формулы, результат может принимать малые значения или даже равняться нулю при определенных углах наклона, что приводит к расчету бесконечного или отрицательного числа ремней.

При актуализации стандарта разработчиками принято решение об отказе от k-фактора в пользу применения единого коэффициента безопасности fs  = 1,1 ко всем расчетам, что значительно упрощает методику.

Практико-ориентированный подход FMCSA

В отличие от строго аналитического подхода европейского стандарта EN 12195-1, регулирование крепления грузов на североамериканском континенте, в частности в США, утверждается правилами Агентства безопасности моторного транспорта США (FMCSA) в составе Министерства транспорта Соединённых Штатов Америки, которые характеризуются преимущественно эмпирической и практико-ориентированной идеологией. Основная цель − создание простых, легко проверяемых и надежных правил, которые снижают вероятность человеческой ошибки при расчетах и обеспечивают безопасность перевозок без необходимости инженерных знаний со стороны водителей и работников, ответственных за погрузо-разгрузочные работы. Хотя физические принципы остаются теми же, сам подход к их применению отличается. Вместо формул для расчета требуемых усилий, FMCSA устанавливает требования к прочности всей системы крепления груза.

Ключевым требованием Правил FMCSA является соблюдение Aggregate Working Load Limit (AWLL) − совокупной максимально допустимой рабочей нагрузки на систему крепления груза.

Расчет AWLL является нетривиальной задачей, поскольку компоненты применяемой системы крепления грузов испытывают различную нагрузку, обеспечивая при этом общую надежность системы. Стандарт FMCSA делает четкое различие между прямым (растяжка) и прижимным способами крепления груза.

Таблица 1 – Распределение совокупной максимально допустимой рабочей нагрузки в системе крепления груза (AWLL) согласно правилам FMCSA в зависимости от применяемых способов крепления.

Способ крепления	Схема	Вклад в AWLL(%)	Применение
Прямой (растяжка)	Груз → Полуприцеп	50% от WLL	Используется для прямого удержания
Прижимной (через груз)	Полуприцеп → Груз → Полуприцеп	100% от WLL	Создает большое усилие на груз
Прижимной (по грузу)	Полуприцеп → Груз → Полуприцеп	100% от WLL	Используется для удержания

Помимо требования к AWLL, Правилами FMCSA устанавливаются эмпирически обоснованные значения минимально допустимого количества используемых средств крепления в зависимости от габаритно-весовых характеристик конкретного груза. Выполнение этого условия гарантирует надежное крепление груза, даже при низком коэффициенте трения. Так, например:

− для груза длиной до 5 футов (1.52 м) требуется минимум один ремень, если его вес не превышает 1100 фунтов (500 кг). Если вес превышает 1100 фунтов, требуется, минимум два ремня.

− для груза длиной от 5 до 10 футов (1.52–3.04 м) требуется, минимум два ремня, независимо от веса.

− для груза длиной более 10 футов (3.04 м) требуется два ремня для первых 10 футов и еще один дополнительный ремень на каждые последующие 10 футов (или любую его часть).

− для груза длиной 24 фута потребуется 4 ремня (2 на первые 10 футов и 1 на каждый из двух последующих 10-футовых интервалов).

Такой подход, сочетающий требование к общей прочности (AWLL ≥ 50% от веса) и эмпирический подход к определению потребного количества ремней обеспечивает заданный уровень безопасности перевозок без необходимости выполнения дополнительных теоретических расчетов.

Также стандартом предусмотрено проведение водителем обязательных осмотров груза и крепежных устройств: в течение первых 50 миль пути, а затем каждые 3 часа или 150 миль (240 км).

 

Гармонизация российских стандартов крепления грузов

 

В Российской Федерации были введены в действие сразу 6 национальных стандартов ГОСТ Р, посвященных креплению грузов на АТС, объединенных общим названием «Автомобильные транспортные средства. Безопасность перевозки грузов». (Таблица 2).

Таблица 2 – Зарубежные аналоги серии отечественных ГОСТ Р «Автомобильные транспортные средства. Безопасность перевозки грузов»

 

 

Обозначение ГОСТ Р	Название стандарта после общей части «Автомобильные транспортные средства. Безопасность перевозки грузов»	Европейский аналог	Белорусский аналог
ГОСТ Р 70472-2023	Расчет сил крепления грузов.	EN 12195-1	СТБ EN 12195-1
ГОСТ Р 70473-2022	Прочность структуры кузова. Технические требования и методы испытаний.	EN 12642	-
ГОСТ Р 70474-2023	Крепежные ремни. Технические требования и методы испытаний.	EN 12195-2	СТБ EN 12195-2
ГОСТ Р 70475-2022	Крепежные цепи. Технические требования и методы испытаний.	EN 12195-3	СТБ EN 12195-3
ГОСТ Р 70476-2022	Крепежные тросы. Технические требования и методы испытаний.	EN 12195-3	СТБ EN 12195-4
ГОСТ Р 70477-2022	Точки крепления грузов. Технические требования и методы испытаний.	EN 12640	-

Указанные ГОСТ Р можно классифицировать по функциональному признаку (Таблица 3).

Таблица 3 – Классификация серии отечественных ГОСТ Р «Автомобильные транспортные средства. Безопасность перевозки грузов»

Группа	Стандарт	Содержание	Европейский аналог
Требования к АТС	ГОСТ Р 70473-2022	Прочность структуры кузова	EN 12642
	ГОСТ Р 70477-2022	Точки крепления грузов	EN 12640
Требования к средствам крепления	ГОСТ Р 70474–70476	Крепёжные ремни, цепи, тросы	EN 12195-2, -3, -4
Требования к квалификации персонала и методам расчёта	ГОСТ Р 70472-2023	Расчёт сил крепления	EN 12195-1

Несмотря проделанную работу, существует ряд нормативных пробелов правового и технического характера в отношении безопасной перевозки грузов автомобильным транспортом.

Так, например, постановлением Правительства РФ от 3.02.1994 г. № 76, Российская Федерация присоединилась к европейскому Соглашению «О дорожной перевозке опасных грузов» более 30 лет назад, приняв, наряду с прочими, обязанность по оценке качества крепления опасного груза на соответствие требованиям европейского стандарта EN 12195-1:2010, не имевшего на тот момент официального перевода на русский язык.

ГОСТ Р 70472-2023 «Автомобильные транспортные средства. Безопасность перевозки грузов. Расчет сил крепления грузов», в свою очередь является аналогом европейского стандарта EN 12195-1:2010, правда без надлежащего упоминания в действующих законодательных актах РФ, регламентирующих перевозку ОГ автомобильным транспортом.

Сравнительный анализ и оценка методологий стандартов

Сравнение рассматриваемых подходов демонстрирует фундаментальное различие в методологии крепления грузов, несмотря на кажущееся сходство в базовых параметрах. EN 12195-1 и ГОСТ Р 70472-2023 (как его гармонизированный аналог) представляют собой строгий аналитический подход, основанный на прямом применении принципа Д'Аламбера и предполагающий выполнение пользователем детальных инженерных расчетов. В то же время FMCSA предлагает практико-ориентированный подход, основанный на эмпирических правилах и требованиях.

Так, Стандарт EN 12195-1:2010 напрямую устанавливает минимальные значения коэффициента трения, принимая значения, например, 0,3 для сухого дерева/дерева или 0,6 для резины/дерева. Для учета динамических эффектов в европейской методологии используется поправочный коэффициент fμ  = 0,75, который применяется к статическому коэффициенту трения μ . Коэффициент трения также косвенно учитывается в американских стандартах и правилах, регулирующих крепление грузов.

Однако, в отличие от европейского стандарта EN 12195-1 (и его российского аналога ГОСТ Р 70472-2023), где коэффициент трения (μ ) является ключевым параметром в расчетных формулах, в американской системе он не используется напрямую для вычисления требуемого усилия крепления.

Характерным примером является использование в документах идентичных значений коэффициентов ускорения для расчетов, однако, как уже было отмечено, именно способ применения этих значений является ключевым отличием.

Сравнивая подходы к расчету прочности EN 12195-1 и ГОСТ Р 70472-2023 российский стандарт дополнительно вводит требования к документированию и испытаниям, при этом FMCSA не требует отдельного расчета. Вместо этого он устанавливает единое требование к общей прочности всей системы — Aggregate Working Load Limit (AWLL), который должен составлять не менее 50% от веса груза.

EN 12195-1 и ГОСТ Р 70472-2023 оперируют при учете динамических эффектов поправочным коэффициентом fμ =0,75, тогда как Правилами FMCSA трение учитывается косвенно, через требование к AWLL. Важность учета силы трения подчеркивается необходимостью использования противоскользящих ковриков, которые увеличивают коэффициент сцепления до значений, превышающих 0.5. Однако, в отличие от европейского подхода, Правилами FMCSA не предполагается выполнение соответствующих расчетов, основанных на конкретном значении μ .

Таблица 4 – Сравнение подходов к креплению грузов

Критерий сравнения	EN 12195-1 / ГОСТ Р 70472-2023 (Европа / Россия)	Правила FMCSA (США)
Методология	Аналитическая, основанная на расчетах	Эмпирическая, основанная на правилах и требованиях
Основной параметр	Минимальное усилие крепления (расчетное)	Aggregate Working Load Limit (AWLL) ≥ 50% от веса
Сложность расчетов	Высокая	Низкая, простые проверяемые правила
Учет действующих сил	Ключевой расчетный параметр (μ – сила трения)	Учитывается косвенно
Недостатки	Избыточность расчетов	Требования к креплению могут быть избыточными для однородных грузов

EN 12195-1 и ГОСТ Р 70472-2023 представляются более универсальным инструментарием, оперирующим широким спектром способов крепления грузов, что позволяет индивидуализировать подход к обеспечению безопасных условий перевозки по критериям «автотранспортное средство» и «характеристики груза» в отличие от Правил FMCSA, сфокусированных в основном на комбинаторике прижима (ремни) и блокировки (брус) груза.

Одним из выводов, полученных по результатам сравнительной оценки стандартов, является то, что стандартизованные значения инерционных ускорений могут быть неадекватны для некоторых категорий АТС. Исследование, проведенное в рамках применения стандарта UN/ECE Regulation № 13, показало, что реальные тормозные характеристики могут значительно превышать стандартизированные значения.

В частности, для автомобилей категории N1 (до 3,5 тонн), которые часто используются в городских условиях, максимальное декларированное замедление (a_max) во время резкого торможения может достигать 1,17 g , а среднее значение замедления (MFDD) — 1,02 g . Эти значения существенно превышают стандартный коэффициент ускорения в 0,8 g , предусмотренный для торможения в EN 12195-1 и Правилах FMCSA. Это означает, что схема крепления, спроектированная строго по стандартам для АТС категории N1, может оказаться недостаточно надежной, а следовательно – небезопасной в случае применения экстренного торможения. Для АТС категории N3, напротив, замедление обычно ниже (в среднем 0,5-0,8 g ), что характеризует стандартизированные значения, как более адекватные.

Несмотря на декларируемую идентичность ГОСТ Р 70472-2023 и EN 12195-1, российский стандарт содержит дополнительные требования, устанавливающие, что надёжность крепления должна подтверждаться расчётами и/или испытаниями, выполненными в рамках требований стандарта. Документ содержит 37 расчётных формул, корректное применение которых напрямую зависит от квалификации исполнителя. Следует отметить, что при издании стандарта в двух формулах были допущены ошибки, а также - ошибка, имевшаяся в оригинальном европейском стандарте EN 12195‑1 благополучно «перекочевала» в российский стандарт что, в совокупности, требует особой внимательности при его практическом использовании.

При этом ГОСТ Р 70472–2023 содержит важные уточнения по сравнению с европейским аналогом EN 12195-1:2010:

− расширяет понимание крепления, как не только расчётного, но и операционного процесса, включающего подготовку груза (по ГОСТ 26653), выбор подходящего АТС и применение вспомогательных приспособлений;

− формализует альтернативу расчётам — допускает проверку надёжности крепления путём испытаний для сложных или нестандартных грузов;

− вводит обязательное составление протокола крепления груза;

− учитывает вибрационные воздействия даже статически устойчивых грузов;

− распространяет требования прочности на все элементы системы крепления, включая упоры, клинья и стойки.

Таким образом, российский стандарт не только гармонизирован с международной физико-механической моделью, но и дополняет её практическими, организационными и юридическими аспектами, повышая общую надёжность и контролируемость процесса перевозки.

В отличие от европейского стандарта EN 12195-1:2010, ГОСТ Р 70472–2023 содержит дополнительный раздел 5 «Общие требования к обеспечению безопасной перевозки груза», который существенно расширяет как операционную, так и нормативно-документационную базу обеспечения безопасности крепления.

Эти требования делают российский подход более комплексным и системным:

− пункт 5.1 устанавливает иерархическую связь между этапами подготовки груза к перевозке: упаковка → размещение → крепление. Груз должен быть подготовлен в соответствии с ГОСТ 26653-2015, а его крепление выполнено строго по ГОСТ Р 70472–2023.

− пункт 5.2 распространяет требования по прочности на все элементы системы крепления, включая вспомогательные приспособления (упоры, клинья, стойки и др.), обязывая их выдерживать расчётные силы и моменты.

− пункт 5.3 обеспечивает методологическую гибкость: для грузов, не поддающихся аналитическому расчёту (например, мягких, эластичных или упакованных в нежёсткую тару), допускается замена расчётов физическими испытаниями (в т.ч. наклонным тестом), условия которых детализированы в приложении А.

− пункт 5.4 вводит обязательное составление протокола крепления груза согласно содержанию, указанному в приложении В, с размещением одного экземпляра на АТС.

− пункт 5.6 уточняет, что кратковременные ударные и вибрационные нагрузки в расчёт не включаются, поскольку их воздействие компенсируется эластичностью подвески АТС и гибких средств крепления, что упрощает расчёты.

− пункт 5.7 обязывает фиксировать (например, с помощью блокировки) груз, устойчивый к инерционным смещениям в расчётных условиях, что подтверждает принцип: статическая устойчивость ≠ динамическая надёжность.

Эти дополнения органично вписываются в общую математическую модель крепления груза, основанную на принципе Д’Аламбера.

Учитывая функциональное распределение ролей на стадиях подготовки к креплению и собственно − креплении груза, представляется необходимым предъявление дифференцированных требований:

− водителю, в достаточности знаний (представлений об общих принципах теории крепления грузов) и умении практически применять различные средства крепления;

− специалисту, ответственному за проектирование схем крепления − знаний математического формульно-табличного инструментария, алгоритмов расчетов с обоснованием минимально необходимых параметров фиксации груза и умений ими оперировать.

Основы построения математической модели

Формализации процессов размещения и крепления груза предшествует общая математическая постановка задачи, решение которой основывается на фундаментальных принципах статики, в частности, на условии равновесного состояния твердого тела, где динамическая система преобразовывается в статичную в соответствии с принципом Д'Аламбера.

В рассматриваемой системе отсчета груз считается находящимся в состоянии покоя, под действием совокупности реальных и инерционных сил, обеспечивающих сохранение состояния груза.

Моделью должно обеспечиваться условие равенства нулю суммы всех сил и суммы моментов этих сил, воздействующих на груз в любом из трех основных направлений (продольном, поперечном и вертикальном).

Согласно второму закону Ньютона и принципу Д'Аламбера, инерционные силы (Fx , Fy , Fz ) рассматриваются как статические силы, действующие на груз в направлении, противоположном ускорению АТС, перевозящего груз. Они рассчитываются по формулам: в журнале где m - масса груза, g  – ускорение свободного падения, а cx , cy , cz  – нормированные коэффициенты ускорения.

Для стандартов EN 12195-1 и FMCSA, эти коэффициенты составляют 0,8 g  для продольного торможения, 0,5 g  для продольного разгона и поперечного движения, и 1,0 g  для вертикальных ударных нагрузок. Эти значения представляются минимально требуемыми для обеспечения заданного уровня безопасности и служат основой для дальнейших расчетов.

Скольжение груза происходит если инерционная сила в каком-либо направлении превышает максимальную силу трения, действующую между грузом и поверхностью грузового отсека, платформы. Максимальная сила трения (F_тр) определяется как произведение коэффициента трения (μ ) на силу реакции опоры. Условие предотвращения скольжения в продольном и поперечном направлениях выражается неравенством:

где Fкр  – это суммарное усилие, которое должны развивать все элементы системы крепления (ремни, блокировки). Коэффициент трения μ является ключевым параметром и задается стандартом или определяется экспериментально (например, с помощью наклонного теста).

В европейской методологии для учета динамических эффектов используется поправочный коэффициент fμ = 0,75, который применяется к статическому значению μ . Таким образом, в формуле вместо μ  используется fμ× μ .

Опрокидывание происходит, когда момент инерционной силы относительно ребра опрокидывания становится больше момента силы тяжести, стремящейся удержать груз на месте. Рассмотрим опрокидывание в поперечном направлении (при повороте). Пусть b  - горизонтальное плечо от центра тяжести груза до ребра опрокидывания, а h  - высота центра тяжести над опорной поверхностью. Условие равновесия для предотвращения опрокидывания запишется как:

Таблица в журнале

Это простое геометрическое неравенство показывает, что риск опрокидывания возрастает с увеличением высоты центра тяжести и с уменьшением ширины груза. Для более сложных случаев, когда система крепления (например, прижимные ремни) продуцирует (за счет эластичности) дополнительный момент, базовая формула усложняется. Например, для предотвращения опрокидывания вперед посредством применения прижимных ремней, создающих вертикальное усилие F, формула будет иметь вид: в журнале

 

где n  - количество ремней,

α  – угол их наклона,

L и H  – длина и высота груза соответственно.

Эта формула наглядно демонстрирует, как система крепления может влиять на устойчивость, создавая момент, противодействующий опрокидывающему моменту инерции.

При резком торможении (cz=1.0g ) вертикальное давление груза на платформу уменьшается. Для предотвращения отрыва груза от поверхности, суммарная вертикальная компонента усилий, создаваемых средствами крепления, должна быть достаточной чтобы уравновесить эту потерю веса. Условие для предотвращения отрыва выражается:

FT,z≥×g×cz

где FT,z  – суммарное вертикальное усилие средств крепления. Для прижимных ремней, натянутых под углом α , это усилие равно ⋅n×FT×cos(α) . Это условие особенно важно для крепления хрупких или легких грузов, которые могут быть повреждены при малейшем отрыве от поверхности грузового отсека, платформы.

Таким образом, комбинированная модель позволяет оценить устойчивость груза путем проверки выполнения трех ключевых условий: достаточности удерживающего усилия для предотвращения скольжения, достаточности момента удержания для предотвращения опрокидывания и достаточности вертикального усилия для предотвращения отрыва. Эта модель служит основой для апробации различных подходов к креплению, используемых в международных стандартах.

Заключение

Научно-обоснованные стандарты крепления грузов играют важную роль в обеспечении безопасности перевозок. Однако их практическая эффективность зависит не только от их теоретической корректности, но и от достоверности исходных данных, на которых они основаны, а также от понимания их внутренних ограничений. Ни одна, даже самая совершенная, система крепления не будет эффективной, если используемые средства крепления повреждены или изношены.

Европейский стандарт предлагает расчетный метод для точного проектирования схем, тогда как американский стандарт обеспечивает применимость посредством использования эмпирических правил и требований, характеризующих практико-ориентированный подход.

В свою очередь, российские стандарты, требуют формального закрепления в качестве ссылочных в нормативных правовых актах или интегрированы по содержанию в технические регламенты для обеспечения их обязательного применения в соответствующих сферах регулирования.

Так, например, положения ГОСТ Р 70473-2023 и ГОСТ Р 70477-2023 могут быть применимы в техническом регламенте Таможенного союза ТР ТС 018/2011 «О безопасности колесных транспортных средств» в части требований к прочности структуры кузова и точкам крепления грузов.

Аналогично ГОСТ Р 70472-2023 целесообразно использовать в качестве ссылочного стандарта при регулировании деятельности по перевозкам опасных, крупногабаритных и тяжеловесных грузов, обеспечивая тем самым унификацию подходов к обеспечению безопасности грузовых перевозок.

Вместе с тем, их практическая ценность ограничивается реальными характеристиками транспортных средств, достоверностью исходных данных (особенно коэффициентов ускорения) и, что наиболее важно, требует глубокого понимания не только самих правил, но и физических принципов, лежащих в их основе. Будущее развитие, вероятно, будет направлено на создание интегрированных систем, которые будут сочетать аналитические расчеты с реальными данными с датчиков (например, о положении центра тяжести или степени натяжения крепежных ремней) и автоматизированными системами контроля за состоянием груза.

Безусловно, проектирование схемы крепления во многом зависит от положения центра тяжести груза. Опрокидывание груза становится более вероятным при увеличении высоты центра тяжести или при его смещении в сторону от центра опоры. Стандартами определено, что центр тяжести находится в геометрическом центре груза, однако в реальности это не всегда так. Точные методы определения центра тяжести, такие как подъем одной оси и измерение изменения веса на другой, существуют, но требуют специального оборудования. Современные алгоритмы, такие как фильтр Калмана, позволяют в реальном времени оценивать высоту центра тяжести на основе данных, полученных с датчиков, что делает возможным разработку адаптивных систем управления.

Наиболее безопасная перевозка достигается посредством комбинирования нескольких методов крепления. Вместо того чтобы полагаться исключительно на силу трения или ремни, эффективная система часто сочетает в себе несколько подходов: использование борта или бруса для предотвращения смещения вперед, крепление (ремни, создающие прямое усилие) и увеличение сцепления (использование противоскользящих ковриков, матов). Например, использование блока, который предотвращает смещение, может позволить значительно уменьшить количество ремней, необходимых для предотвращения скольжения. Таким образом, выбор оптимальной схемы крепления должен быть комплексным и учитывать уникальные свойства груза, его геометрию и условия перевозки.

Современные тенденции в области безопасности перевозок требуют перехода от статических методов регистрации состояний к динамическому контролю применяемой системы крепления транспортируемого груза.

Перспективными направлениями развития средств и способов крепления грузов считаются интегрированные решения, сочетающие расширенный математический инструментарий, содержащийся в стандартах, методы предиктивной аналитики, потоковую обработку реальных данных, поступающих с регистраторов в реальном режиме времени (например, о положении центра тяжести, уровне натяжения ремней, углах наклона, ускорениях).

Системы автоматического мониторинга состояния груза смогут не только непрерывно оценивать надежность крепления в реальном времени, но и направлять сигнал водителю о необходимости принятия мер или даже осуществлять управляющее воздействие на систему крепления (например, автоматическую подтяжку ремней) или систему управления АТС (например, ограничение скорости или изменение траектории движения) в случае выявления риска смещения груза, особенно в беспилотных транспортных средствах, что позволит сделать транспортировку грузов максимально безопасной и адаптивной к изменяющимся условиям движения.

 

Кудряшов М.А., Шмелев А.В., Титов А.Е., Асманов И.А.