Выпуск 3 - Issue 3

Цель: Представить результаты анализа предпосылок, причин, способов и результатов организационных изменений в пассажирском комплексе железных дорог Российской Федерации. Методы: Анализ базируется на выявлении закономерностей изменения системы управления пассажирским комплексом железных дорог под влиянием организационных изменений. Применены методы системного и сравнительного анализа, обобщения, а также диалектические методы изучения проблем управления и экономики на железнодорожном транспорте. Для сравнения задействован международный опыт управления организационными изменениями и формирования систем управления пассажирским комплексом железных дорог. Результаты: Выявлена специфика функционирования отрасли железнодорожного транспорта в Российской Федерации. Определены ее естественно- монопольный и конкурентные сегменты деятельности. Оценены пути организационных изменений для отрасли в целом и пассажирского комплекса железных дорог в частности. Выявлены и описаны факторы, определяющие оптимальный порядок функционирования пассажирского комплекса железных дорог в Российской Федерации, учитывающие специфические условия внешней и внутренней среды, систему экономических отношений, а также социальную функцию пассажирского железнодорожного транспорта в стране. Практическая значимость: Материалы статьи позволят оценить перспективы функционирования пассажирского комплекса железных дорог Российской Федерации на основе выбранного направления организационных изменений, целесообразность преобразований на железнодорожном транспорте различных государств, определить направления организационных изменений. Статья обобщает опыт формирования системы управления пассажирским комплексом железных дорог с целью создания эффективно функционирующей отрасли в условиях организационных изменений.

Ключевые слова: Организационные изменения, система управления, пассажирский комплекс железных дорог, естественно-монопольный сегмент отрасли, конкурентный сегмент отрасли, государственное регулирование.

Контакты: officenoz@mail.ru

Influence of organizational changes on the management system of the railway passenger service system. M. P. Akulov

Objective: To present results of analysis into conditions, causes, methods and results of organizational changes in the passenger system of Russian Federation's railways. Methods: The analysis is based on identification of regularities in changes to the management system of railway passenger service system under influence of organizational changes. Systemic and comparative analysis methods were deployed, as were generalization methods, and dialectic methods for study of problems of railway transport management and economy. International experience in managing organizational changes and forming management systems for railway passenger service systems was used for comparison. Results: Specific features of functioning of the railway transport industry in the Russian Federation were ascertained, and its activity's natural-monopoly and competitive segments were established. Ways for organizational changes for the industry as a whole and its passenger service system were evaluated. Factors that determine best possible order of functioning of passenger service system in the Russian Federation are established and described, taking into account specific conditions of external and internal environment, system of economic relations, as well as social function of the country's passenger railway transport. Practical importance: The paper's materials will allow to evaluate the perspectives of functioning of Russian Federation's railway passenger service system on the basis of chosen direction of organizational changes, practicability of reforms in various countries' railway transport, and to determine the directions of organizational changes. The paper sums up the experience of forming a system for managing railway passenger service system with the objective of creating an efficiently functioning industry in the conditions of organizational changes.

Keywords: Organizational changes, management system, railway passenger service system, natural-monopoly segment of the industry, competitive segment of the industry, government regulation.

Contacts: officenoz@mail.ru

Цель: Раскрыть возможности современных механизмов государственно-частного партнерства в развитии транспорта и привлечения инвестиций в транспортную инфраструктуру. Методы: Использованы общеэкономические и статистические методы анализа ситуации в стране и стратегии реализации государственно-частного партнерства как инструмента привлечения инвестиций в транспортную сферу. Результаты: Выявлены основные проблемы и направления развития механизмов государственно-частного партнерства путем использования концессионных соглашений в практике транспортных предприятий и организаций.

Ключевые слова: Транспорт, государственно-частное партнерство, концессии, инвестиции, инфраструктура.

Контакты: kis1347@mail.ru

On using public-private partnership in the transport sector. M. Yu. Sokolov

Objective: To reveal insights into opportunities of contemporary mechanisms of public-private partnership in developing transport and attracting investment to the transport infrastructure. Methods: General economic and statistical methods were used for analysis of the situation in Russia and of the strategy for realization of public-private partnerships as a method for attracting investment to the transport sector. Results: Main problems and development directions of mechanisms of public-private partnership by using concession agreements in the practice of transport enterprises and organizations were pointed out.

Keywords: Transport, public-private partnership, concessions, investments, infrastructure.

Contacts: kis1347@mail.ru

Цель: Развитие теории экономической безопасности железнодорожного транспорта с позиции оперативного управления дочерними и зависимыми обществами ОАО «РЖД». Методы исследования: Анализ (экспресс-анализ деятельности дочерних обществ, анализ мультифакторной производительности, регрессионный анализ, факторный анализ аддитивных моделей), синтез полученных данных и элементов теории оперативного управления. Результаты: 1) проведен анализ эффективности структурных преобразований на железнодорожном транспорте методом мультифакторной производительности. Выявлено, что рост добавленной стоимости большинства ключевых дочерних обществ ОАО «РЖД» обусловлен, главным образом, экстенсивными факторами, тогда как эффект от комбинаций факторов производства зачастую отрицателен; 2) выявлено существенное влияние политики управления оборотным капиталом на возможность приращения чистых активов дочерних обществ; 3) выявлены существенные дисбалансы в обеспеченных (по критерию устойчивости роста, по критерию Харрода) и реальных темпах роста дочерних обществ ОАО «РЖД»; 4) выявлена зависимость между динамикой оборотного капитала и экономической безопасностью транспортного железнодорожного холдинга. Практическая значимость: Исследования состоит в возможности применения предложенных методов анализа к оценке экономической безопасности отношений, возникающих в процессе управления холдингом ОАО «РЖД», а также в возможности устранения негативного влияния динамики оборотного капитала на реальные и обеспеченные темпы роста путем внедрения динамического процессного бюджетирования. Применение данного метода позволит сократить постоянную часть оборотного капитала, что приведет к росту интенсивности использования факторов производства дочерних структур, следовательно, к росту мультифакторной производительности, а значит, и к сокращению трансформационных издержек.

Ключевые слова: Бюджетирование, оперативное управление, экономическая безопасность.

Контакты: lfif1113@mail.ru

Feasibility of on-board DC circuit application for modern multiple unit rolling stock. D. A. Dinets, A. G. Dzhavrshyan

Objective: Development of railway transport economic security theory from the position of operative management of subsidiaries and affiliates of Russian Railways JSC. Methods: Analysis (express analysis of affiliates' activities, multifactor productivity analysis, regression analysis, factor analysis of additive models), synthesis of the obtained data and elements of operative management theory. Results: 1) An analysis of efficiency of structural reforms on railway transport was conducted by multifactor productivity methods. It was established that the growth in added value of most key Russian Railways JSC affiliates was caused primarily by inorganic factors, whereas the effect from combination of production factors is often negative; 2) significant influence of circulating capital management policies on possibility of increasing net assets of affiliates; 3) significant disbalances between warranted (by growth stability criterion, on Harrod model) and actual growth tempos of Russian Railways JSC affiliates were discovered; 4) a correlation between the dynamics of circulating capital and economic security of a transport holding company was discovered. Practical importance: Analysis methods proposed may be used to evaluate economic security of relations that occur in the process of managing the Russian Railways JSC holding company, and negative influence of circulating capital dynamics on actual and warranted growth tempos can be removed by introduction of dynamic process budgeting. Applying this method may allow to reduce permanent part of circulating capital, which will lead to an increase in intensity of use of affiliates' production factors, resulting in growth of multifactor productivity and leading to cutting transformational expenses.

Keywords: Budgeting, operational management, economic security.

Contacts: lfif1113@mail.ru

Цель: Показать возможности дальнейшего совершенствования транспортных кондиционеров для пассажирских вагонов. Рассмотреть возможности расширения диапазона низких температур наружного воздуха, при которых допустимо использовать режим «тепловой насос» для отопления пассажирских вагонов, с помощью замены рабочего вещества транспортного кондиционера на более эффективные хладагенты R404a, R407c, R410a и технологию двухступенчатого сжатия рабочего вещества. Метод: Использовалось последовательное рассмотрение отдельных наиболее эффективных технических решений, основанных на теоретических выводах и последнем опыте отечественных научных школ. Результаты: Выявлены предварительные параметры оборудования транспортного кондиционера, использующего двухступенчатое сжатие, который сможет обеспечивать теплом пассажирские вагоны при температуре наружного воздуха –25 °C с коэффициентом преобразования около 3. Практическая значимость: Доказана реальная возможность создания подобных кондиционеров. Результаты исследования можно использовать в качестве ориентировочных при проектных расчетах транспортных кондиционеров, использующих технологию двухступенчатого сжатия рабочего вещества.

Ключевые слова: Реверсивный кондиционер, тепловой насос, пассажирский вагон, система кондиционирования, расширение диапазона режима «тепловой насос».

Контакты: magistral116.vp@gmail.com

Perspectives of improving heat pump regime of railway air conditioners. A. L. Yemelyanov, I. G. Kiselev, M. Yu. Kudrin, V. P. Priymin

Objective: To show possibilities for further improvements of vehicle air conditioners for passenger carriages. To consider possibilities of expanding the range of low temperatures of outer air under which it is permitted to use the heat pump regime for heating passenger carriages by replacing the working fluid of a vehicle air conditioner with more efficient cooling agents R404a, R407c, R410a and by deploying the compound compression of working fluid technology. Methods: Sequential examination of some of the most efficient technical solutions based on theoretical conclusions and most recent experience of Russia's research schools was used. Results: Preliminary equipment parameters of a vehicle air conditioner deploying compound compression that can provide heating to passenger carriages with outer air temperatures of -25 degrees Celsius with transformation ratio of about 3. Practical importance: Actual possibility of creating such air conditioners is proven. Study results can be used as guide values in design calculations for vehicle air conditioners deploying the technology of compound compression of working fluid.

Keywords: Reversible air conditioner, heat pump, passenger carriage, air conditioning system, expanding the range of heat pump regime.

Contacts: magistral116.vp@gmail.com

Цель: Определить резерв пропускной способности элементов станции примыкания для выделения оптимальных временны´х интервалов маневрового обслуживания путей необщего пользования (ПНП). Методы: Применен математический аппарат динамической транспортной задачи минимизации транспортных расходов для определения оптимального периода обслуживания ПНП. Результаты: На основании методики определения резерва пропускной способности графически отображены результаты расчета суточного резерва пропускной способности элемента «четный парк» станции Новокуйбышевская. Выявлено, что обслуживание ПНП не только снижает резерв пропускной способности элементов, но и увеличивает суммарные затраты. Графически отображены результаты расчетов влияния маневрового обслуживания ПНП на суммарные затраты расчетного элемента «четный парк» станции Новокуйбышевская за сутки в часовой период, когда расчетный элемент занят не только выполнением технологических операции с вагонами и составами, но и обслуживанием ПНП. Установлено, что целесообразно обслуживать ПНП в часы, когда резерв пропускной способности составляет более 15 %, при этом выполняется условие минимизации транспортных расходов. Практическая значимость: Определение резерва пропускной способности элементов станции примыкания позволит выделить временны´е интервалы обслуживания ПНП в периоды, когда у станции есть техническая и технологическая возможность свести приведенные затраты к минимуму.

Ключевые слова: Станция примыкания, взаимодействие, пути необщего пользования, резерв пропускной способности, интервалы, время, обслуживание, минимизация затрат.

Контакты: ermakovanyut@mail.ru

Determination of the throughput capacity of station elements with provision of time for maintenance of house tracks. A. V. Ermakova, N. A. Mukovnina

Objective: To determine the throughput capacity of joining station elements to allocate the best possible time intervals for shunt servicing of house tracks. Methods: Mathematical apparatus of dynamic transport task for minimising transport expences was used to determine the best possible period for servicing house tracks. Results: Results of calculation of daily reserve of throughput capacity of downyard shunting element at Novokuybyshevskaya station were displayed in graphic form on the basis of a method for calculating the reserve of throughput capacity. It was established that servicing house tracks decreases the reserve values of elements' throughput capacity as well as increases combined costs. Results of calculations of influence of house track shunt servicing on combined costs of calculation element "downyard shunting" at Novokuybyshevskaya station in a 24 hours period, when the calculation element is tasked with servicing house tracks alongside technological operations with carriages and trains, were displayed in graphic form. It was established that servicing the house tracks is worthwhile in the hours when reserve value of throughput capacity exceeds 15 per cent, which allows to minimise transport expenses. Practical importance: Determining the reserve values of throughput capacity of joining station elements would allow to allocate time intervals for house track servicing in periods when a station has technical and technological capacity of minimising such expenses.

Keywords: Joining station, co-operation, house tracks, throughput capacity, time interval, maintenance, minimal expenses.

Contacts: ermakovanyut@mail.ru

Цель: Предложить методологию исследования по повышению практического применения врезного профильного высокоскоростного шлифования (ВПВШ) профиля железнодорожных колес и на первом этапе выполнить моделирование и анализ возникающих сил резания на основе принятой модели кинематики формообразования и параметров срезаемого слоя. Методы: Проанализированы способы механической обработки профиля поверхности катания колесных пар подвижного состава. Показаны наиболее предпочтительные из них: токарная обработка, фасонное фрезерование и ВПВШ. Названы их особенности, а также преимущества ВПВШ. Инструмент для выполнения ВПВШ (фасонный шлифовальный круг) предложено интерпретировать как фрезу, работающую по генераторной схеме резания. Моделирование процесса формообразования номинальной поверхности профиля колесных пар предложено выполнить с помощью математического отображения кинематических схем резания, включающих параметры процесса шлифования. Результаты: Выполнено моделирование и предложены алгоритмы, описывающие случайный характер возникновения составляющих сил резания при восстановлении профиля поверхности катания колесных пар с неоднородной структурой материала. Для выявления статистических особенностей случайным образом сформированной в процессе эксплуатации структуры металла поверхности катания использованы фрактальные размерности и метод случайных сложений. При этом выделен монофрактал, который несет в себе основные статистические свойства мультифрактала с однозначноопределенной размерностью. Сформированный далее мультифрактал раскладывается на спектр монофракталов путем вейвлет-преобразования. При реализации способа ВПВШ имеет место переход в диапазон высокоскоростной обработки, при котором возможно возникновение процесса сверхрезания. Этот процесс характеризуется снижением сил резания за счет образования в зоне резанья материи в сверхтекучем состоянии под действием мощного энергетического воздействия. Практическая значимость: Предложенная методика позволяет сформировать предпосылки для управления параметрами процесса ВПВШ и перейти к практическому исследованию условий возникновения процесса сверхрезания.

Ключевые слова: Восстановление колёсных пар, шлифование, фрактал, скоростное резание.

Контакты: ivanov_1_7@mail.ru

Simulation of cutting forces during the grinding of wheel sets profile. I. A. Ivanov, D. D. Yevseev, I. V. Ovsyanikova, A. S. Tarapanov

Objective: To propose a methodology for study of increasing practical use of cut-in profile high-speed grinding of wheel sets profile, and, as the initial stage, to carry out simulation and analysis of emerging cutting forces on the basis of an assumed model of forming kinematics and parameters of a layer being cut. Methods: Methods of mechanical treatment of tread surface profile of wheels sets of rolling stock were analyzed. Most preferable of these were identified as lathe turning, form mining and cut-in profile high-speed grinding. Their specific features were named, as were advantages offered by cut-in profile high-speed grinding. It was proposed to interpret an instrument for cut-in profile high-speed grinding (shaped grinding wheel) as a milling cutter operating on oscillating circuit of cutting. It is proposed to simulate the process of forming the nominal surface of wheel sets profile by mathematical mapping of kinematic cutting schemes which include grinding process parameters. Results: Simulation was conducted, and algorithms were proposed, describing random character of occurrence of cutting force components in restoring the profile of tread surface of wheel pairs with heterogeneous structure of material. Fractal dimensions and random additions method were used to determine statistical peculiarities of tread surface's metal structure, formed randomly in the process of operation. In the process, a monofractal which holds main statistical properties of a multifractal system with uniquely identified dimensionality was isolated. A multifractal system is then decomposed into a spectrum of monofractals by wavelet decomposition. During realization of cut-in profile high-speed grinding method a transition into the high-speed machining range occurs, under which super-cutting process may appear. This process is characterized by decreasing cutting forces due to forming of substance in a superfluid state in the cutting zone under the influence of powerful energy deposition. Practical importance: The proposed method allows to form prerequisites for managing parameters of cut-in profile high-speed grinding process and to proceed with practical study of conditions of super-cutting process occurring.

Keywords: Wheel set restoration, grinding, fractal, high-speed cutting.

Contacts: ivanov_1_7@mail.ru

Цель: Определить оптимальные значения параметров погрузочно-разгрузочного участка тарно-штучных грузов. Методы исследования: Использованы методы теории вероятностей и математической статистики, а также метод направленного перебора. Результаты: Выявлено, что в первую очередь на эффективность перегрузочных работ влияют условия перевозок тарно-штучных грузов. Уставлено, что продолжительность обслуживания крытых вагонов подчиняется экспоненциальному закону распределения. Практическая значимость: Для конкретного участка использованы фактические данные, проведен их статистический анализ. Определение оптимальных значений параметров железнодорожного погрузочно-разгрузочного участка с помощью математических методов позволит улучшить эксплуатационную работу.

Ключевые слова: Тарно-штучные грузы, пакетные перевозки, поддон, транспортный пакет, погрузка, выгрузка, погрузочно-разгрузочный участок.

Контакты: ilesaliev@mail.ru

Determining best possible values of parameters of handling area for unit loads. D. I. Ilesaliyev

Objective: To determine best possible values of parameters of handling area for unit loads. Methods: Probability theory, mathematical statistics and vectored direct search methods were used. Results: The study established that the efficiency of material handling is primarily influenced by the conditions of unit loads transportation. It was established that the length of servicing covered wagons is subject to exponential law. Practical importance: Actual data on a concrete spot was used and statistically analyzed. Determining best possible values of parameters of railway handling area using mathematical methods will allow to improve operational work.

Keywords: Unit loads, unitized loads transportation, shipping skid, unitized load, loading, unloading, handling area.

Contacts: ilesaliev@mail.ru

Цель: Доказать, что можно повысить точность диагностирования степени ржавости железной арматуры опор с помощью электрических дефектоскопов в различных сферах деятельности: в технике, промышленности, на транспорте и т. д. Методы: Применялись расчёты плоскопараллельного электростатического поля в специализированной программе ELCUT, проводились экспериментальные исследования. Результаты: Описана экспериментальная установка, а также принцип действия дефектоскопа, основанного на различии в значениях диэлектрической проницаемости ржавого и чистого «здорового» железа. Установлено, что добавление дополнительных пластин приводит к «выпрямлению» эквипотенциальных линий на краях рабочих электродов на ~ 7,8 %. Практическая значимость: Установлено, что данный дефектоскоп может быть использован для неразрушающего контроля состояния степени ржавости железной арматуры железобетонных шпал, железобетонных конструкций стрелочных переводов, железобетонных опор и др.

Ключевые слова: Арматура, ржавчина, контактная сеть, электрокоррозия, неразрушающая диагностика, силовые линии, электростатическое поле, дефектоскоп.

Контакты: polunin.ig@gmail.com

Non-destructive rust grade diagnostics of reinforcement metal in contact-line structures. K. K. Kim, Y. S. Mushkov, I. A. Nestertsov, I. S. Polunin, D. A. Sayenko

Objective: To prove that it is possible to increase accuracy of rust grade diagnostics of reinforcement metal in structures using electric-powered fault detectors in various spheres of activity, engineering, industry, transport and so forth. Methods: Calculations of plane-parallel electrostatic field were conducted in the specialized ELCUT program, and experimental studies were conducted. Results: An experimental unit was described, as was the functional principle of a fault detector based on differences in dielectric conductivity of rusty and pure iron. It was established that adding extra wafers leads to straightening out equipotential lines on the edges of working electrodes by 7.8 per cent. Practical importance: The study established that this fault detector can be used for non- destructive control of rust grade of reinforcement metal of ferro-concrete sleepers, ferro-concrete elements of railroad switches, reinforced concrete support structures etc.

Keywords: Reinforcement metal, rust, contact line, electrocorrosion, non-destructive diagnostics, lines of flux, electrostatic field, fault detector.

Contacts: polunin.ig@gmail.com

Цель: Найти параметры динамического взаимодействия колеса с рельсом более доступным методом, чем при использовании расчётных комплексов. Методы: Создание расчетной модели, в которой предполагается, что колесо движется по упругой весомой балке, лежащей на винклеровском основании с линейной диссипацией, при этом рассматривается движение одного колеса. Изучение совместных колебаний дискретной линейной динамической системы (экипажа), состоящей из двух подрессоренных масс и двигающихся по балке (пути), лежащей на упругом основании и имеющей детерминированные геометрические неровности. Результаты: Приведены особенности методики определения параметров взаимодействия при динамическом контакте. Рассмотрены основные положения известной теории, позволяющие без значительных расчетных усилий перейти к определению прогибов и усилий в контакте колеса и рельса, а также приведены основные этапы решения. Приведён алгоритм расчёта, который позволяет оценить влияние неровностей – дефектов колеса и рельса – на путь и экипаж, а также результаты динамического расчета вертикального взаимодействия колеса и рельса. Некоторые результаты расчетов оформлены в виде графиков. Практическая значимость: Изложенный метод расчета позволяет оценить влияние неровностей – дефектов колеса и рельса – на путь и экипаж. Так как данный метод реализован на ЭВМ, динамический расчет параметров взаимодействия, из которых наибольший интерес вызывают вертикальные силы, будет представлять формальную операцию по вводу исходных данных для расчета. Пользуясь полученными графиками для заданных параметров, можно выполнять расчеты для разных частот и амплитуд возмущения.

Ключевые слова: Динамическое взаимодействие, частотная характеристика, прогиб рельса, перемещение колеса,вертикальная сила.

Контакты: d_kononov@mail.ru

Objective: To discover parameters of dynamic interaction between a wheel and a rail by a more accessible method than using calculation systems. Methods: Creating a calculation model in which it is assumed that a wheel is moving on an elastic beam possessing weight lying on a Winkler foundation with line dissipation, with movement of a single wheel considered. Study of coupled vibrations of a discrete linear dynamic system (vehicle) which consists of two spring weights and moves along a beam (track), lying on elastic base and possessing determined geometrical uneven surfaces. Results: The paper lists specific features of a method for determining interaction parameters in case of dynamic contact. It looks at basic premises of a known theory which allow to determine deflection and strain in contact between a wheel and a rail without significant calculation efforts, and provides main stages of a solution. A calculation algorithm which allows to evaluate the influence of uneven surfaces (wheel and rail defects) on track and vehicle, as well as results of dynamic calculation of vertical interaction between a wheel and a rail. Some calculation results are presented in chart form. Practical importance: The calculation method described in the paper allows to evaluate the influence of uneven surfaces - wheel and rail defects - on track and vehicle. As this method is computer-based, dynamic calculation of interaction parameters, of which vertical forces are most interesting, is to be a formal operation of input of basic data for calculation. Using resulting charts for set parameters allows to conduct calculations for various frequencies and ranges of disturbance.

Keywords: Dynamic interaction, frequency response, rail deflection, wheel movement, vertical force.

Contacts: d_kononov@mail.ru

Цель: Определить целесообразность применения компенсирующего устройства в однофазных сетях переменного тока с резкопеременной нагрузкой. Особенностью компенсирующего устройства является наличие управляемого реактора, в котором изменение индуктивности осуществляется с помощью перемещения сердечника магнитопровода. Реактор подключен последовательно с батареей конденсаторов. Емкость конденсаторной батареи компенсирующего устройства при этом постоянна. Методы: Аналитическими методами рассчитаны требуемые электротехнические характеристики устройства. В качестве исходных данных использовались измерения с фидеров контактной сети железной дороги переменного тока. Определена конструкция реактора, массогабаритные показатели. Для расчета максимальной индукции в магнитопроводе произведено моделирование в программе ELCUT. Построены зависимости индуктивности реактора в зависимости от текущего положения подвижной части сердечника. Произведено сравнение электроприводов, подходящих для данного устройства по техническим и стоимостным показателям. Результаты: Рассчитаны основные массогабаритные показатели реактора. Выбран тип электропривода для механического изменения положения сердечника магнитопровода. Выбран рабочий ход подвижной части сердечника реактора. Определены минимальная и максимальная индуктивности реактора. Оценены потери энергии при его работе, основные преимущества и недостатки рассматриваемого устройства. Сформулирован вывод о целесообразности использования устройства компенсации реактивной мощности в однофазных сетях переменного тока с резкопеременной нагрузкой. Практическая значимость: Устройство поперечной компенсации на основе механического регулятора реактивности может рассматриваться как способ эффективной компенсации реактивной мощности на железных дорогах переменного тока.

Ключевые слова: Поперечная компенсация, реактивная мощность, однофазная сеть, переменный ток, управляемый реактор.

Контакты: marikin_s@mail.ru

Reactive power shunt compensation device with variable inductance. A. N. Marikin, V. A. Miroshchenko, S. V. Kuzmin

Objective: To determine practicability of using compensation device in single-phase alternating current networks with abruptly variable load. Specific feature of the compensation device is the presence of a controlled reactor in which altering inductance is achieved by relocating the core. The reactor is looped with a series bank. Capacity of the compensation device's condenser bank is constant. Methods: The necessary electrotechnical characteristics of the device are calculated by analytical methods. Measurements of alternating-current railway contact network were used as basic data. Design and weight-size parameters for a reactor are determined. Simulation in ELCUT program was conducted to calculate maximum induction in magnetic core. Correlations between reactor inductance and current position of the movable part of the core are calculated. Comparison between electrical drivers that suit the device by technical and cost parameters was conducted. Results: Reactor's main weight-size parameters are calculated. A type of electrical driver for mechanical alteration of the magnetic core location is chosen. Working stroke of the movable part of the reactor's core is chosen. Reactor's minimum and maximum inductance are determined. Power losses during the device's operation, chief advantages and shortcomings are estimated. The conclusion on practicability of using a device for compensation of reactive power in single-phase alternating current networks with abruptly variable load is reached. Practical importance: Shunt compensation device based on a mechanical reactable regulator can be viewed as a method for efficient compensation of reactive power in alternating current railways.

Keywords: Reactive shunt compensation, reactive power, single-phase A.C. network, alternating current, controlled reactor.

Contacts: marikin_s@mail.ru

Цель: Изучить кластерный подход к формированию региональных логистических систем, а также особенности работы некоторых транспортно-логистических кластеров. Метод: Использован аналитический метод исследования. Результаты: Рассмотрена роль Новосибирского транспортного узла в транспортно-логистической системе России, в том числе в привязке к транспортным коридорам с учетом пространственно-количественного размещения мультимодальных транспортно-логистических центров страны. Уделено внимание административно-финансовому механизму создания транспортно-логистических кластеров (ТЛК) Новосибирской области, в частности, государственно-частному партнерству, характеристике инвесторов и участников ТЛК. Изучен современный уровень кластерного развития в мире на основе анализа зарубежного опыта формирования кластеров в транспортной логистике. Проанализирована транспортно-логистическая инфраструктура Новосибирской области, а также актуальность и перспективы ее развития. Практическая значимость: Сформулированы выводы и даны рекомендации по формированию транспортно- логистического кластера и перспективы транспортно-логистического развития Новосибирского транспортно-логистического узла.

Ключевые слова: Транспортно-логистический кластер, мультимодальный транспортно-логистический центр, логистическая инфраструктура, транспортный узел.

Контакты: insight1986@inbox.ru

Role of the Novosibirsk multimodal transport hub in Russia's transport and logistics cluster. O. D. Pokrovskaya, M. A. Zacheshigriva

Objective: To study cluster approach to forming regional logistical systems, as well as specific features of some transport and logistics clusters. Methods: Analytical research method was used. Results: The role of Novosibirsk transport hub in Russia's transport and logistics system was considered, including in connection to transport corridors, taking into account spatial and numerical distribution of multimodal transport and logistics centres of the country. Attention paid to the administrative and financial mechanism for setting up transport and logistics clusters of the Novosibirsk Oblast, including public-private partnership, and to characterisation of investors and participants in transport and logistics clusters. Modern level of cluster development across the world is studied on the basis of analysis of international experience of forming clusters in transport logistics. Novosibirsk Oblast transport and logistics infrastructure, its up-to-dateness and development perspectives are analysed. Practical importance: The study formulates conclusions and provides recommendations for forming a transport and logistics cluster, and sums up perspectives for transport and logistical development of the Novosibirsk transport and logistics hub.

Keywords: Transport and logistics cluster, multimodal transport and logistics centre, logistical infrastructure, transport hub.

Contacts: insight1986@inbox.ru

Цель: Провести обзор существующих моделей и методов анализа транспортных потоков, выявить их достоинства и недостатки, разработать метод анализа структуры смешанного транспортного потока в городских улично-дорожных сетях, пригодный для использования в системах городского транспортного мониторинга. Методы: Использованы графо-аналитический способ представления модели городской улично-дорожной сети; теоретико-множественный и алгебраический способ разбиения смешанного транспортного потока на классы; реляционный способ разметки графа модели улично-дорожной сети. Результаты: Разработан метод анализа структуры смешанного транспортного потока в городских улично-дорожных сетях, проверена его адекватность на практическом примере. Практическая значимость: Разработанный метод позволяет автоматизировать анализ структуры смешанного транспортного потока путем выявления и группировки однородных по классам и свойствам транспортных объектов на улично-дорожной сети города, стимулировать совершенствование систем городского транспортного мониторинга и расширение функциональных возможностей элементов интеллектуальных транспортных систем в части автоматической классификации и учета подвижных транспортных объектов.

Ключевые слова: Метод анализа, транспортный поток, классификация, матрица корреспонденций, интеллектуальные транспортные системы, модели управления, городская транспортная система, городской транспортный мониторинг.

Контакты: maxwell_8-8@mail.ru

Method of analysis of combined traffic stream structure in urban street and road network. Y. A. Seliverstov

Objective: To provide an overview of existing models and methods of analysis of transport streams, to point out their benefits and drawbacks, to develop a method of analysing the combined traffic stream structure in urban street and road networks that can be used in urban transport monitoring systems. Methods: The study deployed graphic-analytical method for representing the model of urban street and road network, set-theoretical and algebraical method for breaking up the combined traffic stream into classes, and relational method for graph labelling of the street and road network model. Results: A method for analysing the combined traffic stream structure in urban street and road networks was developed, and its applicability was tested on a practical example. Practical importance: The method allows to computerise analysis of combined traffic stream structure through determining and grouping transport objects, homogenous in their classes and qualities, on the urban street and road network, to stimulate improvements to the urban transport monitoring systems and increasing functional capabilities of elements of intelligent transport systems in automated classification and registration of mobile transport objects.

Keywords: Analysis method, transport stream, classification, mobility plan, intelligent transport systems, management models, urban transport system, urban transport monitoring.

Contacts: maxwell_8-8@mail.ru

Цель: Обеспечить сейсмостойкость зданий с различными конструктивными решениями в системе городской застройки. Методы: Использовался расчетный аппарат теории колебаний. Рассматривалась группа пространственных моделей зданий, различающихся конструктивными решениями. Учитывался волновой характер взаимодействия зданий с основанием. В исследовании варьировались жесткостные характеристики зданий, расстояние между зданиями, различные грунтовые условия. Результаты: Установлено, что при определенных расстояниях между зданиями во время землетрясений становится существенным влияние одного типа здания на другое, это влияние зависит от динамических характеристик зданий и их взаимного расположения. Если между зданиями меньше 10 м, то сейсмическая нагрузка увеличивается. Это влияние особенно заметно на песчаных грунтах. Установлено, что наиболее уязвимы здания условно «гибкой» конструкции, находящиеся в системе городской застройки, состоящей из условно «жестких» зданий, если при этом расстояние между объектами менее 9 м. По мере увеличения расстояния между зданиями независимо от конструктивных решений взаимное влияние уменьшается. Практическая значимость: На основании расчетно-теоретических исследований разработаны практические рекомендации по обеспечению сейсмостойкости зданий, находящихся в системе городской застройки. Предлагается повышать сейсмостойкость с помощью специальных демпфирующих элементов, например, в виде демпферов сухого трения. Эти устройства устанавливают между зданиями относительно «гибких» конструктивных решений и относительно «жестких» либо между «гибким» зданием и жестким склоном. На предложенные конструктивные решения получены патенты. Введение демпфирующих элементов между зданиями повысит их надежность при сейсмических воздействиях.

Ключевые слова: Сейсмостойкость, городская застройка, стоящие рядом друг с другом здания, демпферы сухоготрения.

Контакты: belashta@mail.ru

Study of influence of several buildings with different structural schemes standing side by side on their seismic stability. T. A. Belash

Objective: To ensure seismic stability of buildings with different structure schemes in the urban development system. Methods: The study deployed calculation mechanism of vibration theory. A group of spatial models of buildings with varying structural schemes was considered. Wave-like properties of buildings' interaction with foundations was taken into account. The study varied buildings' spring characteristics, distances between buildings, different soil conditions. Results: It was established that at certain distances between buildings influence of one type of a building on another becomes significant during earthquakes. This influence depends on buildings' dynamic properties and their relative positions. If the distance between buildings is less than 10 metres, seismic load increases. This influence is particularly noticeable on sandy soils. It was established that most vulnerable are buildings of conditionally "flexible" structure located in the urban development system that consists of conditionally "stiff" buildings, if distances between separate objects is less than nine metres. Mutual influence decreases as distances between buildings increase, without regard for structural schemes. Practical importance: Practical recommendations for ensuring seismic stability of buildings that form a part of urban developments are developed on the basis of calculations and theoretical studies. The study proposes to increase seismic stability by using specialised damping elements, such as dry friction dampers. These devices are installed between buildings of relatively "flexible" and relatively "stiff" structural schemes, or between a "flexible" building and a stiff slope. Patents were issued for construction solutions proposed. Introducing damping elements between buildings would increase their indestructibility in cases of seismic impact.

Keywords: Seismic stability, urban development, buildings located in close proximity, dry friction dampers.

Contacts: belashta@mail.ru

Цель: Исследовать свойства WT-кода при двух вариантах взвешивания: весами в виде натуральной последовательности чисел и в виде степеней двойки. В качестве критериев для сравнения выбраны сложность контрольного оборудования и обнаруживающая способность кода. Методы: Для изучения свойств обнаружения ошибок в WT-кодах при двух вариантах взвешивания моделировали одиночные константные неисправности комбинационных логических устройств с помощью специально разработанного программного обеспечения. Анализ сложности контрольного оборудования производили с помощью программы SIS (A System for Sequential Circuit Synthesis), разработанной в калифорнийском университете Berkeley. В качестве контрольных выбраны шесть тестовых схем из базы LGSynth’89. Результаты: Получены формулы зависимости количества контрольных разрядов от количества информационных WT-кодов при двух вариантах взвешивания. Установлена связь между рефлексивным кодом Грея и WT-кодом с весами в виде степеней двойки. Для двух рассматриваемых взвешенных кодов с параметрами (4,3) приводятся структуры генераторов. На основании моделирования получены сравнительный результат свойств WT-кодов по обнаружению неисправностей, а также сравнение сложности контрольного оборудования. Практическая значимость: Очевидна возможность применения данных способов кодирования в системах функционального контроля. Но эффективность применения того или иного способа кодирования определяется исключительно топологией и элементами логической схемы.

Ключевые слова: Техническая диагностика, функциональный контроль, взвешенный код с суммированием, информационный вектор, необнаруживаемая ошибка.

Контакты: webus@pisem.net

On the two weighing methods and their influence on properties of sum codes of weighted transitions in functional logical scheme control systems. V. V. Dmitriyev

Objective: To study properties of WT-code in two weighing methods: by scales as a true sequence of numbers and as powers of two. Complexity of control equipment and detection capacity of code were chosen as comparison criteria. Methods: Single-stuck faults of combination logical units were simulated by custom-designed software to study the qualities of error detection in WT-codes under the two weighing methods. SIS (A System for Sequential Circuit Synthesis) program, developed at University of California Berkeley, was deployed for analysis of complexity of control equipment. Six test sets from LGSynth’89 database were chosen as control materials. Results: Formulae for dependency between the number of control digits and the number of information WT-codes under two weighing options were produced. Correlation between refl exive Gray code and WT-code with scales of powers of two was established. Allocator structures are provided for two of the weighted codes with parameters (4.3). Comparative result of qualities of WT-codes in fault detection and comparison of complexity of control equipment is obtained through simulation. Practical importance: These coding methods can obviously be used in functional control systems, however, efficiency of deploying either of the two coding methods is determined exclusively by topology and logical scheme elements.

Keywords: Technical diagnostics, functional control, weighted code with addition, data vector, undetectable error.

Contacts: webus@pisem.net

Цель: Продемонстрировать возможности применения винтового исчисления при статических и динамических расчетах пространственных механизмов, содержащих замкнутые кинематические цепи и часто называемых. Отмечена значительная роль отечественных ученых в создании, раз- витии и применении винтового исчисления в различных задачах теории машин и механизмов. Методы: Решение некоторых задач механики механизмов параллельной структуры основано на использовании принципа возможных скоростей и свойств силовых и кинематических винтов, характеризующих нагруженное состояние механизма. Применение математической среды Mathcad позволяет значительно облегчить численные расчеты. Результаты: Продемонстрированы способы определения положения мгновенной оси вращения выходного звена (платформы) механизмов параллельной структуры. Показан простой способ построения матрицы жесткости системы, позволяющей определить не только матрицу инерции, но и основные характеристики малых свободных колебаний платформы механизмов параллельной структуры (собственные частоты и формы колебаний) с учетом упругости опорных звеньев. Практическая значимость: Продемонстрированы способы определения положения мгновенной оси вращения выходного звена механизма при наличии различных комбинаций связей, наложенных на систему. Предложенная методика позволяет существенно уменьшить трудоемкость расчетов, связанных с определением основных параметров, характеризующих свободные колебания механизмов параллельной структуры.

Ключевые слова: Винтовое исчисление, силовой винт, кинематический винт, механизм параллельной структуры, мгновенная винтовая ось, относительный момент, плюккеровы координаты.

Контакты: doroninfa@hotbox.ru

Application of the theory of screws in the statics and dynamics of spatial mechanisms of parallel structure F. A. Doronin

Objective: To demonstrate possibilities of using screw calculus in static and dynamic calculations for spatial mechanisms that contain closed kinematic chains and are frequently designated. The significant role of Russia’s researchers in creating, development and application of screw calculus to different tasks of theory of machines and mechanisms is noted. Methods: Solution of some tasks of mechanics of parallel structure mechanisms is based on deployment of the principle of virtual velocities and qualities of screws of forces and kinematic screws that characterize a mechanism’s loaded condition. Using Mathcad mathematical environment allows for significant easing of numerical calculations. Results: Methods for determination of position of instantaneous axis of rotation of output component (platform) of parallel structure mechanisms are shown. A simple method for construction of matrix of system rigidity which allows to establish not only inertia matrix but also primary characteristics of small-size autonomous oscillations of parallel structure mechanisms’ structure (proper frequencies and oscillation modes) that takes into account elasticity of support links. Practical importance: The study demonstrated methods of determination of position of instantaneous axis of rotation of a mechanism’s output component when different combinations of connections applied to the system are provided. The method proposed allows for significant decrease in complexity of calculations related to determining primary parameters that characterize autonomous oscillations of parallel structure mechanisms.

Keywords: Screw calculus, screws of forces, kinematic screw, mechanisms of parallel structure, instantaneous screw axis, relative moments, Pluckers coordinates.

Contacts: doroninfa@hotbox.ru

Цель: Получить надежные и доступные для проектных организаций значения интенсивности малых дождей на территории РФ, используемых при расчете систем ливневой канализации без сложной и трудоемкой обработки многолетних данных метеостанции и обоснованного определения объемов дождевого стока, направляемого на очистку. Методы: Используются методы экстраполяционной аппроксимации имеющихся данных по дождям средней и большой интенсивности в диапазоне изменения периода однократного превышения расчетной интенсивности дождя 0,5–5 лет и математического моделирования процесса выпадения дождей с графической интерпретацией полученных результатов в виде карт изолиний. Результаты: Впервые составлены аппроксимирующие зависимости по расчетным дождям малой интенсивности более чем для 70 городов РФ. На основании анализа имеющихся данных из пяти возможных трендов, предлагаемых системой Microsoft Excel, выбраны наиболее точно описывающие характер распределения экстраполируемых значений интенсивности средних дождей, степенная и полиномиальная линии тренда. Выполнены расчеты и проведена оценка достоверности аппроксимации. Отклонения не превышают 1 %. Рассчитаны осредненные значения интенсивности малых дождей при p = 0,05 и 0,1 года, рекомендуемых строительными правилами для определения объемов дождевого стока, направляемого на очистку. По расчетным данным составлены карты изолиний для Европейской части территории РФ. Практическая значимость: Уточняются объемы дождевого стока, направляемого на очистку, с учетом географического положения объекта проектирования. Анализ полученных результатов показывает, что для территории Европейской части РФ интенсивность расчетных дождей составляет от 2,5 до 31 мм в зависимости от местоположения объекта, а в сложившейся практике принимается произвольно в диапазоне 5–10 мм, что приводит к значительным погрешностям. Составленные карты изолиний позволяют с минимальными затратами времени и средств получить надежные данные по интенсивности расчетных дождей и обоснованно определить расчетные расходы и объемы дождевого стока при проектировании ливневой канализации населенных мест, промышленных предприятий и транспорта без обработки данных метеостанций. Более точное определение объема дождевого стока, подлежащего очистке, дает истинную картину соотношения производственных и ливневых стоков предприятий, что может существенно повлиять на выбор метода и схемы очистки сточных вод, а также позволит более рационально использовать имеющиеся финансовые ресурсы, обеспечивая гарантированное выполнение экологических требований.

Ключевые слова: Расчетная интенсивность дождя, объем дождевого стока, математическая экстраполяционная модель, карты изолиний.

Контакты:

Synthesis of streaming structure of transportation communication network, using simulation modeling. V. G. Ivanov, A. A. Kalachko

Objective: To obtain reliable and accessible for design organisations values of intensity of lesser rains in the territory of the Russian Federation, which can be used to calculate the drain systems without complicated and labour-intensive processing of many years of weather station data, and proved determination of volumes of stormwater drainage that is forwarded for sewage treatment. Methods: Extrapolational approximation method is used for the existing data on mid- and higher-intensity rains in variation range of period of non-recurrent excessing of predicted rain intensity of between six months and five years, as is mathematical simulation of process of rainfall with graphical interpretation of obtained results as isoline maps. Results: Approximating dependencies for predicted low-intensity rain rates were compiled for the first time for over 70 cities in the Russian Federation. After analysis of available data, out of five possible trends proposed by Microsoft Excel system the ones that describe distribution character of extrapolated values of mid-intensity rain most precisely are chosen, as well as power and polynomial lines of trend. Calculations are conducted, and approximation dependability is evaluated. Deviations do not exceed 1 per cent. Averaged values of intensity of lesser rains at p = 0.05 and 0.1 of year, recommended by construction rules for estimation of volumes of stormwater drainage that is forwarded for sewage treatment, are calculated. Calculation data is used to compile isoline maps for European part of Russian Federation's territory. Practical importance: Volumes of stormwater drainage that is forwarded for sewage treatment are estimated more precisely depending on geographical location of a design object. Analysis of obtained results shows that intensity of predicted rains in the territory of European part of the Russian Federation is between 2.5 and 31 mm depending on the location, whereas in common practice it is set randomly at between 5 and 10 mm, which leads to significant errors. Compiled isoline maps allow to obtain reliable data on intensity of predicted rains with minimum time and monetary expenditure, and to reasonably estimate design consumption and volumes of stormwater drainage in designing drain systems in populated locations, factories and transport without processing weather stations' data. More precise estimation of the volume of stormwater drainage that is to be sewage treated provides a true picture of balance between enterprises' industrial and stormwater drainage, which can have significant influence on the choice of a method and a scheme for sewage treatment, and allow to use available financial resources more rationally, permitting guaranteed fulfillment of environmental demands.

Keywords: Predicted rain intensity, rainfall volume, mathematical extrapolational simulation, isoline maps.

Contacts:

Цель: Обеспечить технологичность и надёжность фрикционных соединений. Методы: Совершенствование способов контроля усилия при натяжении высокопрочных болтов. В отечественной практике применялись два способа контроля натяжения: закручиванием гайки с обеспечением требуемого крутящего момента (натяжение по крутящему моменту) и поворотом гайки на заданный угол от фиксированного начального положения гайки (натяжение по углу поворота). Второй способ обладает очень низкой точностью и в настоящее время не применяется. Контроль по первому способу предполагает использование динамометрических ключей, требующих регулярной тарировки и работы специально обученного персонала, а использование динамометрических ключей типа ММК, КТР и КМШ с индикатором часового типа ИЧ10 весьма трудоёмко, при этом оценка результата применения субъективна. Трудоемкость работ по устройству фрикционных соединений в значительной мере снижается при использовании гидравлических динамометрических ключей. Однако при их использовании сохраняется проблема прокручивания болтов при вращении гайки. Результаты: Недостатки применяемых в настоящее время технологий устройства фрикционных соединений полностью устраняются при использовании высокопрочных болтов с контролем натяжения по срезу торцевого элемента. Практическая значимость: Применение таких болтов стабилизирует усилия в болтовых соединениях, упрощает монтажные операции, делает их более производительными и сокращает сроки монтажа.

Ключевые слова: Фрикционное соединение, высокопрочный метиз, шероховатость контактной поверхности, профилометр, усилие натяжения высокопрочного болта, динамометрический ключ, динамометрическая установка, коэффициент закручивания, высокопрочный болт с контролируемым напряжением.

Контакты: kaps1962@yandex.ru

Improving technologies for friction joint devices. S. Yu. Kaptelin, G.N. Rostovykh

Objective: To ensure ease of manufacture and reliability of friction joints. Methods: Improving methods for force control in stretch of high-strength bolts. In common domestic practice, two stretch control methods were used, by tightening the screw with ensuring required rotational moment (rotational moment stretch) and by turning the screw at a set angle from a specified starting position (turning angle stretch). The latter method is very inaccurate and is no longer in use. The former method requires the use of tension-indicating wrenches that need regular calibration tests and work of specially trained personnel, and using tension-indicating wrenches of MMK, KTR and KMSh types with ICh-10 dial indicator is quite labour-intensive, and evaluation of use result is subjective. Labour intensity of works in friction joint devices is significantly reduced if hydraulic torque wrenches are used but the problem of bolt spinning when screw is being rotated remains. Results: Shortcomings of friction joint devices that are in use now are quite eliminated if high-strength bolts with stretch control by end-wall truncation are used. Practical importance: The use of such bolts stabilises strain in bolted connections, simplifies assembly operations, makes them more productive, and cuts amount of time required for assembly.

Keywords: Frictional connection, high-strength hardware, roughness of a contact surface, roughness-measuring instrument, effort of tension of a high-strength bolt, force measurement wrench, force measurement installation, factor of twisting, high-strength bolt with controllable pressure.

Contacts: kaps1962@yandex.ru

Цель: Рассмотреть процесс проектирования и расчета основных параметров терминальной сети с позиций терминалистики – логистики терминальных сетей и инфраструктуры – как выделенного из логистики научно-методологического направления. Метод: Использован аналитический метод исследования. Результаты: Охарактеризовано многонаправленное проектирование терминальной сети с позиций терминалистики как нового научно-методологического направления. Определены основные направления проектирования и эксплуатации терминальной сети, решаемые терминалистикой. Охарактеризована терминалистика как логистика инфраструктуры – логистика терминальных сетей. Отмечено, что интегрированное методологическое направление, в рамках которого может проводиться комплексный расчет параметров терминальной сети (включая параллельный выбор количества и дислокации логистических центров (ЛЦ), вида транспорта; определение экономического эффекта при использовании прямой и терминальной перевозки, одновидовой и многовидовой доставки), отсутствует, поэтому назрела объективная необходимость выделения самостоятельного направления логистики, а именно – логистики инфраструктуры. Предложена методика комплексного расчета параметров терминальной сети, отличительной чертой которой является комплексность определения пространственно-количественных параметров по числу и дислокации в ней ЛЦ и выбора рационального вида (сочетания видов) транспорта. Представлены группы научно-практических задач, решаемых терминалистикой. Приведены графические представления методики расчета параметров и формирования терминальной сети. Практическая значимость: Обоснована актуальность и дана характеристика терминалистики как нового научно-методологического направления. Указаны научно-практические задачи, которые способна решить терминалистика. В первую очередь, для транспортной отрасли терминалистика может предложить комплексное решение задачи снижения затрат на перевозку за счет организации рациональной работы терминальных сетей регионов.

Ключевые слова: Терминалистика, терминальная сеть, логистический центр, оптимальный вариант терминальной сети, пространственно-количественные и транспортные параметры, многоцелевое формирование терминальной сети.

Контакты: insight1986@inbox.ru

Terminal logistics: promising direction for logistics. O. D. Pokrovskaya, Y. K. Korovyakovskiy

Objective: To consider the process of designing and calculating basic parameters of a terminal network from the positions of terminalistics (logistics of terminal networks and infrastructure) as a scientific and methodological research area separated from logistics. Methods: Analytical research method was used. Results: The study characterizes multi-directional designing of a terminal network from positions of terminalistics as a new scientific and methodological research area. Chief directions for designing and operating terminal network that are solved by terminalistics are determined. Terminalistics is described as infrastructure logistics, logistics of terminal networks. It is to be noted that an integrated methodological approach, which can be used for comprehensive calculation of parameters of a terminal network (including parallel selection of the number and location of logistical centres, transport types, evaluation of economic effect of direct and terminal transportation, single- or multimodal delivery), does not exist, thus there is an objective need to separate an independent logistical approach, namely infrastructure logistics. A method for comprehensive calculation of parameters of a terminal network is proposed, with its specific feature being comprehensiveness of allocation of spatial and numerical parameters by number and location of logistical centres in it, and of choice of the rational type (combination of types) of transport. Groups of research and practice tasks that can be solved by terminalistics are presented. Graphical presentations of parameter calculation methods and forming a terminal network are provided. Practical importance: The paper provides a justification of current character and provides a characteristic for terminalistics as a new scientific and methodological approach. Research and practice tasks that terminalistics can solve are pointed out. Primarily, for the transport industry terminalistics can offer comprehensive solution of cutting transportation expenses by organizing rational operation of regional terminal networks.

Keywords: Terminalistics, terminal network, logistical centre, best possible terminal network solution, spatial and numerical and transport parameters, multi-purpose forming of a terminal network..

Contacts: insight1986@inbox.ru

Цель: Разработать подход и определить вероятность вскрытия пространственно-временной и информационной структуры СПД-ОТН ОАО «РЖД» в ходе реализации APT нарушителем. Методы: Для решения задачи использованы методы теории графов, метод топологического преобразования стохастических сетей и метод математического моделирования систем и процессов связи. Результаты: Разработана вербальная модель целевой атаки нарушителя, методика оценки структурной скрытности сети передачи данных, включающая алгоритм расчета накопленной вероятности вскрытия автоматизированного рабочего места, распознавания структуры сети передачи данных для графов-эталонов и графов-реализаций, а также обобщенный алгоритм оценки структурной скрытности. Практическая значимость: Данный алгоритм ориентирован на включение в состав специального математического программного обеспечения системы управления информационной безопасности для оценки возможности нарушителя при реализации таргетированных атак. Этот подход соответствует этапу сбора информации, наблюдению и выбору нарушителем более успешного момента для осуществления целевой атаки. Разработанные алгоритмы позволяют определить место и время реализации нарушителем типовых угроз, с помощью которых он выявляет вид технологического процесса и определяет наиболее подходящий момент для деструктивного воздействия. Проведенная работа показывает необходимость включения алгоритмов в перечень информационно расчетных задач системы поддержки принятия решения, что позволит проводить более глубокий анализ возможностей нарушителя и осуществления целевых атак. Алгоритм соответствует логике действий нарушителя при вскрытии сети и системы в целом и может быть использован не только для оценки защищенности, но и для прогнозирования действий нарушителя по вскрытию сети.

Ключевые слова: Сеть передачи данных, структурная скрытность, нарушитель, таргетированная атака, телекоммуникационная сеть.

Контакты: aprivalov@inbox.ru

Approach to the assessment probabilities of breaking into space-time and information structure of data transmission’s network of operational and technological use. A. A. Privalov, A. A. Privalov, Y. V. Skudneva, I. V. Chalov

Objective: To develop an approach and to assess the probability of breaking into space-time and information structure of Russian Railways JSC's data transmission network of operational and technological use by a violator carrying out advanced persistent threats. Methods: Graph theory methods, method of topological transformation of stochastic networks, and method of mathematical simulation of systems of communication processes were used to solve the problem. Results: A verbal model of a targeted attack by a violator was developed, as were a method for assessing structural reserve of a data transmission network that includes an algorithm for calculation of cumulative probability of breaking into a computer work station, pattern recognition for data transmission network for master graphs and realisation graphs, and a generalised algorithm for assessment of structural reserve. Practical importance: The algorithm is orientated for inclusion in specialised mathematical software for information security management system to assess a violator's opportunities during targeted attacks. This approach corresponds to the stage of data collection, observation and choice of a suitable moment for carrying out a targeted attack by a violator. Algorithms developed allow to identify the location and time of a violator carrying out typical threats during which the type of technological process is being determined and the most suitable moment for destructive influence is chosen. The paper shows the need for inclusion of algorithms in the list of information-computing tasks of the decision support system to allow for deeper analysis of a violator's possibilities and of targeted attacks. The algorithm corresponds to the logic of the violator's actions when breaking into a network and into a system as a whole, and can be used not only in assessing protection degree but also for forecasting a violator's actions in breaking into a network.

Keywords: Data transmission network, structural reserve, violator, advanced persistent threats, telecommunication network.

Contacts: aprivalov@inbox.ru

Цель: Уменьшить сложность технической реализации систем функционального контроля комбинационных логических схем, организованных по кодам с суммированием единичных информационных разрядов, за счет модификации правил построения. Методы: Используются методы теории информации и кодирования, теории дискретных устройств и технической диагностики дискретных систем. Результаты: Экспериментально показано, что за счет применения модификации правил построения кодов с суммированием можно уменьшить сложность технической реализации системы функционального контроля (уменьшится сложность блока контрольной логики и генератора тестера в составе контрольного оборудования). В статье впервые анализируются свойства модифицированных кодов с суммированием единичных информационных разрядов при раздельной и совместной реализации блоков основной и контрольной логики в системах функционального контроля. В обоих случаях модифицированные коды с суммированием единичных информационных разрядов имеют преимущества перед кодами Бергера. Кроме того, модифицированные коды почти вдвое эффективнее классических кодов Бергера обнаруживают ошибки на выходах контролируемых устройств. Таким образом, в работе установлены преимущества модифицированных кодов с суммированием единичных информационных разрядов перед кодами Бергера в системах функционального контроля. Практическая значимость: Результаты работы позволяют на практике более эффективно выбирать код, на основе которого организуется система функционального контроля логической схемы, с учетом особенностей контролируемой схемы и свойств самих кодов. Уменьшение сложности технической реализации ведет к уменьшению экономических затрат на реализацию контролепригодной системы и на ее энергопотребление в процессе функционирования.

Ключевые слова: Система функционального контроля, раздельная реализация, совместная реализация, комбинационная схема, код Бергера, модифицированный код Бергера, необнаруживаемая ошибка, площадь на кристалле.

Контакты: tres-4b@yandex.ru

Comparison of structures of functional control systems organized by classic and modified Berger codes. V. V. Sapozhnikov, Vl.V. Sapozhnikov, D.V. Yefanov, M. R. Cherepanova

Objective: To decrease complexity of technical realization of functional control systems in combination logic circuits organized by codes with addition of singular information bits by modifying formation rules. Methods: Information and encoding theory, discrete device theory and technical diagnostics of discrete systems methods were used. Results: The study showed by experiment that it is possible to reduce complexity of technical realization of functional control system by applying modification of formation rules for codes with addition (control logic block and tester generator in control equipment will be reduced). The article analyses qualities of modified codes with addition of singular information bits in cases of separate and joint realization of blocks of main and control logic in functional control systems for the first time. In both instances, modified codes with addition of singular information bits have an advantage over Berger codes. Besides, the modified codes discern control devices' output errors nearly twice as efficiently as classic Berger codes do. Thus the study establishes advantages that modified codes with addition of singular information bits have over Berger codes in functional control systems. Practical importance: Study results permit to have a more efficient choice of code that the system of logical scheme's functional control is organized on, taking into account the scheme being controlled and the codes' own qualities. Decreasing complexity of technical realization leads to cutting economic expenses on realization of a testable system and its power consumption during functioning.

Keywords: Functional control system, separate realization, joint realization, combination scheme, Berger code, modified Berger code, undetectable error, chip surface.

Contacts: tres-4b@yandex.ru

Цель: Описать надежность зданий, возводимых в сейсмически опасных районах строительства, в которых распространена вечная мерзлота. Методы: Произведено расчетно-теоретическое исследование для установления возможности применения свайного фундамента в виде сейсмоизоляции в районах высокой балльности с сохранением несущей способности свай. Расчет производился по спектральной методике. При расчетах варьировались длина свободной части сваи, масса, приходящаяся на одну сваю, различные конструкции свай. Расчет производился без введения и с вве дением дополнительного демпфирования в систему сейсмоизоляции. Результаты: Предложено решение по введению систем сейсмоизоляции в виде свайного фундамента с высоким ростверком, что позволяет сохранять основание в мерзлом состоянии. Полученные данные выведены в виде изолиний. Показано, при каких условиях свайный фундамент с высоким ростверком становится эффективным способом сейсмозащиты. Приведены рекомендации по выбору демпфирующего устройства. Предложены конструктивные решения демпфирующих устройств сухого трения. Практическая значимость: Полученные результаты могут быть использованы в проектировании зданий в сейсмически опасных районах с распространением вечной мерзлоты. Внедрение предложенных конструкций значительно повысит надежность зданий, возводимых в сейсмоопасных районах распространения вечной мерзлоты. Помимо этого, рассмотренные конструкции значительно облегчат технологию возведения и стоимость строительства таких домов.

Ключевые слова: Вечная мерзлота, сейсмозащита, сейсмоизоляция, свайный фундамент, демпфирование.

Контакты: iamfrookt@gmail.com

Ensuring seismic stability of buildings in permafrost regions with the use of pile base with high foundation frame as seismoisolation. D. A. Sergeyev

Objective: To describe safety of buildings being erected in seismically dangerous regions of construction where permafrost is present. Methods: Calculation and theoretical study was conducted to check whether it is possible to use pile base as seismoisolation in areas with high seismic magnitude with preservation of piles' carrying capacity. Calculations were conducted by spectral method. During calculations, value variations were introduced for the length of a loose part of a pile, mass per pile, various pile designs. Calculations were conducted both with and without introduction of additional damping into the seismoisolation system. Results: The study proposes a solution for introducing seismoisolation systems as pile bases with high foundation frame, which allows to preserve the foundation in frozen state. The data obtained is presented as isolines. The study shows under which conditions can pile base with high foundation frame serve as efficient seismoprotection. Recommendations for choice of damping device are provided. Dry friction damper design solutions are offered. Practical importance: Study results can be used for designing buildings in seismically dangerous regions where permafrost is present. Introduction of proposed designs will significantly increase safety of buildings constructed in seismically dangerous regions where permafrost is present. Additionally, proposed designs will significantly simplify construction technology and cut costs for building such houses.

Keywords: Permafrost, seismoprotection, seismoisolation, pile base, damping.

Contacts: iamfrookt@gmail.com

Цель: Раскрыть вероятность изменения расхода и состава поступающих на очистку сточных вод. Описать особенности состава, массы и концентрации загрязнений сточных вод, формирующихся из бытового и поверхностного стоков, в условиях общесплавной канализации. Методы: Вероятность поступления суточных расходов сточных вод описывается распределением их в генеральной выборке данных за срок не менее трех лет. Результаты: Рассмотрены изменения поступления по растворенной части загрязнений (азот аммонийный) и ХПК по концентрации и массе. Предложен вариант раздельного рассмотрения поступления бытового стока и смеси бытового и дождевого стоков. Показаны зависимости поступления расхода сточных вод, концентрации и массы загрязнений в зависимости от обеспеченности притока сточных вод на очистные сооружения. Практическая значимость: Отображение суточного расхода смеси дождевых и бытовых сточных вод в виде математической зависимости позволяет составить расчётные показатели работы очистных сооружений г. Санкт-Петербурга. На основе ожидаемой погоды по данным метеослужбы можно составить прогноз поступления массы сточных вод и разработать план мероприятий по очистке стоков.

Ключевые слова: Сточные воды, дождевые сточные воды, общесплавная канализация, состав стоков, очистные сооружения канализации, ХПК, азот аммонийный.

Контакты: el-sol@yandex.ru

A method for estimation of calculated rates of wastewater flow and composition. Y. A. Solovyeva, B. G. Mishukov

Objective: To discern probability of changing the flow and composition of wastewater that is to be treated. To describe specific features of composition, mass and pollution concentration of wastewater formed by land and drainage flow in combined sewage system. Methods: Probability of daily volumes of wastewater flow is described by their distribution in general data sample over the period of three years or more. Results: The study looks at changes in dissolved part of contaminants (Ammonia Nitrogen) and COD by concentration and mass. An option for separate consideration of household flow and mixture of household and rain flow is proposed. Dependencies between wastewater flow, concentration and mass of contaminants are shown in relation to the flow of wastewater to wastewater treatment plants. Practical importance: Showing daily volumes of mixture of rain and household wastewater as a mathematical formula allows to compile calculated rates for the operation of St Petersburg municipal wastewater treatment plants. On the basis of weather expected from weather station forecasts, a forecast of the mass of wastewater can be compiled, and measures to treat wastewater can be planned.

Keywords: Wastewater, storm water, combined sewer, contaminants, wastewater treatment plants, COD, Ammonia Nitrogen.

Contacts: el-sol@yandex.ru

Цель: Исследовать возможность применения спектрального анализа, лишенного недостатков численного интегрирования, в расчетах на прогрессирующее обрушение на этапе линейного деформирования систем. Предложить алгоритм, сочетающий в себе достоинства аналитического и численного решений дифференциального уравнения движения. Методы: Применялось решение задачи на собственные значения, использовались нормальные координаты при снижении размерности задачи, явное численное интегрирование по методу Адамса. Результаты: Предложен комбинированный динамический метод расчета стержневых систем с выключающимися элементами, основанный на разложении по формам колебаний до момента достижения пластических деформаций и численном решении при переходе в физическую нелинейность. В первой (теоретической) части изложены общая методика расчета и принятые в рамках задачи допущения. Описан потенциал линейного динамического расчета в форме задачи на собственные значения при анализе поведения реальных металлических структур, подверженных внезапному выключению элементов. Изложена основная идея и допущения предложенного подхода. Описаны расчетные предпосылки при анализе живучести покрытия павильона № 5 а ОАО «ЛЕНЭКСПО». Практическая значимость: Описанный метод служит альтернативой и верификацией широко применяемым численным методам, используемым при проектировании особо ответственных зданий, позволяя сократить объем необходимых вычислений и получить аналитическое решение на этапе линейного деформирования.

Ключевые слова: Динамика сооружений, прогрессирующее обрушение, спектральный анализ, численное интегрирование, живучесть металлоконструкций.

Контакты: i.talantov@yandex.ru

Multimodal spectrum-numerical approach to problem of sudden element deletion on the example of steel space grid structures. Part 1. I. S. Talantov

Objective: To study the possibility of applying spectrum analysis, devoid of drawbacks of numerical integration, in progressive collapse calculations during linear deformations stage. To suggest an algorithm combining advantages of analytical and numerical calculations of differential equation of motion. Methods: Free vibrations problem, usage of generalised co-ordinates for reducing system degree of freedom amount, explicit numerical integration by the Adams method. Results: A combined dynamic design method for bar system with failing elements, based on mode decomposition until plastic deformations appear, and numerical integration after reaching physical nonlinearity is considered in the article. In the first theoretical part base calculations method and assumptions are described. Potential of linear dynamic calculation in form of free vibrations problem in analysis of real steel space grid structures affected by sudden element failure is described. Basic idea and assumptions of suggested approach are described. Calculation factors in robustness analysis of steel space grid coating of Len Expo 5a pavilion are described. Practical importance: Described method is an alternative and a verification for the widely used numerical methods in unique and particularly important structures design. It reduces the amount of necessary calculations, and permits getting analytical solution during linear deformation stage.

Keywords: Structure dynamics, progressive collapse, spectrum analysis, numerical integration, robustness of steel structures.

Contacts: i.talantov@yandex.ru

Цель: Теоретически и практически обосновать комплексный показатель для оценки исчерпания ресурса конструкцией верхнего строения пути. Методы: Статистический метод обработки данных автоматизированных систем управления; факторный анализ влияния неисправностей верхнего строения пути на затраты, включаемые в стоимость жизненного цикла железнодорожного пути; системный подход при обосновании исчерпания ресурса железнодорожного пути. Результаты: Предложен метод комплексной интегральной технико-экономической оценки исчерпания ресурса пути и оценки потребности в капитальном ремонте на основании прогнозирования значений параметров состояния элементов верхнего строения пути (критериев назначения технического обслуживания). Произведены практические расчеты по прогнозированию интенсивности дефектности элементов конструкции пути и неисправностей геометрических параметров рельсовой колеи. По статистическим данным Октябрьской железной дороги о состоянии участков выполнена комплексная технико-экономическая оценка исчерпания их ресурса в соответствии с описанным в статье методом. Выполнено сравнение результатов расчета потребности в капитальном ремонте между предлагаемым комплексным показателем и показателями, используемыми в настоящее время (коэффициентом назначения капитального ремонта пути, индексом потребности ремонта пути). Приведено аналитическое сравнение результатов расчета потребности в ремонте по трем показателям. Практическая значимость: Разработанный метод позволяет оценивать исчерпание ресурса верхнего строения железнодорожного пути единым показателем по широкому спектру технических параметров и фактическим понесенным затратам в текущем содержании пути. При этом приоритетная задача состоит в численном анализе экономической эффективности его эксплуатации из условия обеспечения минимальной стоимости жизненного цикла. Численные значения комплексного показателя характеризуют приоритет проведения технического обслуживания пути и его вид согласно разработанной системе критериальной оценки.

Ключевые слова: Железнодорожный путь, комплексная оценка, комплексный индекс состояния пути, интенсивность инцидентов, капитальный ремонт.

Контакты: eskalran@mail.ru

The use of integrated index of track condition in determining the need for full repairs. A. A. Tretyakov

Objective: To provide theoretical and practical justification for an integrated index to evaluate the resource depletion of track superstructures. Methods: Statistical method for processing automated control systems; factor analysis of the influence of faults in track superstructures on the expenses included in the costs of a life cycle of railway track; systemic approach in justification of resource depletion of railway track. Results: The paper proposes a method of complex integrated technical and economic evaluation of track resource depletion and evaluation of a need for the need for full repairs on the basis of forecasted values of parameters of the state of track superstructures (criteria for ordering technical maintenance). Practical calculations on forecasting the intensity of faults of tracks construction elements and faults in geometrical parameters of track were conducted. Integrated technical and economic evaluation of resource depletion was conducted in accordance with the method described in the paper on the basis of Oktyabrskaya Railway statistical data regarding the condition of track sections. Calculation results of the need for full repairs obtained from the proposed integrated index and from indices used at the moment (coefficient for designation of full track repairs, index of track repair need) were compared. Analytical comparison between calculation results was conducted by three factors. Practical importance: The method developed allows to evaluate the resource depletion of track superstructure by a single factor across a wide spectrum of technical parameters and actual spending on routine track maintenance. Priority task is the numerical analysis of economic efficiency of operation, presuming the need for ensuring minimum life cycle cost. Numerical values of the integrated index characterize the priority of conducting track maintenance and its type in accordance with the developed criterial assessment system.

Keywords: Railway track, integrated assessment, integrated index of track condition, incident intensity, full repairs.

Contacts: eskalran@mail.ru

Цель: Осветить историю строительства одной из железнодорожных линий Петербургского узла, так называемого Южного полукольца (другое название – Вторая Портовая ветвь) Рыбацкое – Автово. Методы: Применены теоретический анализ и обобщение архивных источников (главным образом, периода 1916–1919 и 1929–1932 гг.), а также научно-исторической литературы. Результаты: Выявлены причины, которые в разное время (в период Первой мировой войны, в годы индустриализации и позже, в послевоенное время) обусловливали начало работ по проектированию и строительству Южного полукольца и его отдельных участков, а также обстоятельства, из-за которых они прекращались. Практическая значимость: Данное исследование способствует расширению и углублению знаний о характере и особенностях процесса формирования и развития Петербургского (Ленинградского) железнодорожного узла, история которого, на взгляд автора, в настоящее время описана совершенно недостаточно.

Ключевые слова: Петербург, Петроград, Ленинград, железная дорога, железнодорожный узел, морской порт.

Контакты: coleopterous@yandex.ru

History of the construction of southern semiring of the St Petersburg railway junction. S. V. Kritskiy

Objective: To cover the history of construction of one of the railway lines of the St Petersburg junction, the so-called Southern semiring (also known as the Second Port line) from Rybatskoye to Avtovo station. Methods: Theoretical analysis and synthesis of archive materials (primarily for the periods of 1916—1919 and 1929—1932) and historical literature were carried out. Results: The study uncovered reasons which caused the start of works for designing and construction of the Southern semiring and its separate sections in different periods (during World War I, during industrialization period and in post-World War II years), and circumstances due to which they stopped. Practical importance: The study contributes to widening and deepening the knowledge of the character and specific features of the process of formation and development of the St Petersburg (Petrograd, Leningrad) railway hub, the history of which, in the author's opinion, is described to quite an insufficient degree.

Keywords: St Petersburg, Petrograd, Leningrad, railway, railway junction, sea port.

Contacts: coleopterous@yandex.ru

Цель: Обосновать инновационную роль отраслевого вуза в экономике страны, наметить пути и механизмы его поступательного развития. Рассмотреть задачи отраслевого вуза, обеспечивающие инновационное развитие железнодорожной отрасли и региона дислокации. Методы: В качестве исходной модельной конструкции негативного развития рассматривается порочный круг Кналла, превращаемый посредством управления в «круг развития». Математические модели развития основываются на аналитическом описании спирали Архимеда в полярной системе координат и итерационной временнóй модели параметров вузовской деятельности. Использованы методы идентификации искомых зависимостей – методы статистического анализа. Результаты: Введены понятия спиралей деградации и развития вуза. Предложены формализованные описания процессов деградации и развития системы, позволяющие прогнозировать исследуемые процессы и управлять ими. Обоснована необходимость создания отраслевого вузовского комплекса как точки инновационного роста отрасли и региона. Сформулирована роль отраслевых вузов как центров инновационного развития. Предложены механизм поступательного развития вуза и описывающие его модели. Практическая значимость: Предложенный подход позволит повысить статус отраслевого вуза, представить его не только как образовательное учреждение, но и как организатора и инициатора инновационного развития отрасли и региона, увеличить его конкурентоспособность и эффективность за счет применения новых форм и методов управления вузовской деятельностью.

Ключевые слова: Инновационное развитие, железнодорожная отрасль, отраслевой вузовский комплекс, порочный круг Кналла, спираль деградации, спираль развития системы, спираль Архимеда, итерационная модель развития.

Контакты: she@rgups.ru

Innovative development of industry specific university complexes. Y. G. Shepilova

Objective: To justify an innovative role of an industry specific university in the country's economy, to designate ways and mechanisms for its progressive development. To look at tasks of an industry-specific university that ensure innovative development of railway industry and the location region. Methods: Knall's vicious circle is considered as an initial model construction for negative development, which is then transformed into a development circle by management. Mathematical development models are based on an analytical description of Archimedean spiral in polar co-ordinate system and iterative time model for parameters of university activities. Statistical analysis methods were used to identify the desired dependencies. Results: The paper introduces terms of university degradation and development spirals. Formalized descriptions of processes of system degradation and development are proposed which allow to forecast and to manage the studied processes. The need for creating industry-specific university complexes as a point of innovative growth of both industry and region is justified. The role of industry specific universities as innovative development centres is formulated. A mechanism for progressive university development and models that describe it are proposed. Practical importance: The approach proposed will allow to improve the status of an industry specific university, presenting it not just as an educational institution but also as an organizer and initiator and innovative development of industry and region, improving its competitiveness and efficiency by using new forms and methods of managing university activities.

Keywords: Innovative development, railway industry, industry specific university complex, Knall's vicious circle, degradation spiral, development spiral, Archimedean spiral, innovative development model.

Contacts: she@rgups.ru