Выпуск 3 - Issue 3

ПРОБЛЕМАТИКА ТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМ

PROBLEMATIC OF TRANSPORT SYSTEM

  • Формирование множества возможных стратегий этапного изменения облика и мощности объектов мультимодальной транспортной сети Н. С. Нестерова, Вл. А. Анисимов
    DOI: 10.20295/1815-588Х-2019-3-329-338
  • Аннотация
  • Abstract

Цель: Предложить методику формирования множества возможных стратегий этапного изменения облика и мощности объектов мультимодальной транспортной сети для методологии проектирования ее развития. Мультимодальная транспортная сеть в данном исследовании рассматривается как совокупность мультимодальных транспортных коридоров, состоящих из мультимодальных транспортных узлов и транспортных звеньев различных видов транспорта и решающих стратегические задачи перевозки грузов и пассажиров. Методы: Применены методы системного анализа, математической логики, математического моделирования процессов и систем. Результаты: Разработана методика формирования множества возможных стратегий по изменению облика и мощности объектов мультимодальной транспортной сети. Для сокращения размерности задачи использованы: декомпозиция облика мультимодальной транспортной сети; принцип задания начальных условий; технологические отношения, которые определяют последовательность выполнения мероприятий во времени, их обусловленность по отношению друг к другу и совместимость, зависящие от вида и местоположения мероприятий, а также возможных технических состояний других объектов, принадлежащих одному и тому же мультимодальному транспортному коридору. Практическая значимость: В рамках методологии проектирования развития мультимодальной транспортной сети предлагаемая методика позволит сформировать исходное множество возможных стратегий изменения облика и мощности объектов сети, необходимое для поиска области эффективных стратегий и принятия оптимального проектного решения.

Ключевые слова: Мультимодальная транспортная сеть, сбалансированная система показателей, стратегия развития, транспортная сеть, транспортный коридор, мультимодальный транспортный коридор, транспортный узел, мультимодальный транспортный узел.

Контакты: mer-maid2@yandex.ru, anisvl@mail.ru

Building up a set of feasible strategies for gradual imageand power change of multimodal transportation network facilities N. S. Nesterova, Vl. A. Anisimov
DOI: 10.20295/1815-588Х-2019-3-329-338

Summary Objective: To introduce a technique for building up a set of feasible strategies for gradual image and power change of multimodal transportation network (MTN) facilities for design techniques of MTN improvement. In the given study MTN is considered as an aggregate of multimodal transport corridors (MTC), consisting of multimodal transport nodal points (MTNP) and transport links (TL) of different types of transport solving strategic tasks of cargo and passenger transport. Methods: The methods of systems analysis, mathematical logic, as well as mathematical simulation of processes and systems were applied. Results: A technique for building up a set of feasible strategies for gradual design and power change of MTN facilities was developed. The following actions were used in order to reduce the dimensions of tasks: decomposition of MTN image; the concept of initialization; technological relations which determine the sequence of implementation of actions, as well as conditionality and compatibility, depending on the type and location of activities including any technical states of other objects, being a part of one and the same MTC. Practical importance: Within the framework of the design techniques of MTN improvement the introduced technique will make it possible to build up an assumed set of feasible strategies for image and power change of MTN facilities, required for the effective strategy domain detection and an effective project decision-making.

Keywords: Multimodal transport network, balanced score card, development strategy, transport network, transport corridor, multimodal transport network, transport nodal point, multimodal transport nodal point.

Contacts: mer-maid2@yandex.ru, anisvl@mail.ru

  • Взаимодействие железнодорожного и морского транспорта в логистической цепи доставки внешнеторгового грузопотока Г. И. Никифорова
    DOI: 10.20295/1815-588Х-2019-3-339-346
  • Аннотация
  • Abstract

Цель: Совершенствовать параметры взаимодействия железнодорожного и морского транспорта в современных условиях в логистической цепи доставки внешнеторговых грузов. Среди них составление целевой функции затрат логистической цепи; изучение параметров функционирования операторской компании; исследование звена логистической цепи - железнодорожная станция/морской порт; определение параметра звена логистической цепи - количество вагонов в подаче с путей припортовой железнодорожной станции на пути необщего пользования терминала морского порта; расчет оптимального количества вагонов в подаче с технологической и экономической сторон. Методы: Составление целевой функции затрат, включающей этапы продвижения грузопотока по железнодорожной сети, на стыке взаимодействия железнодорожного и морского транспорта, перемещения морским транспортом. Используются метод Парето для классификации вагонного парка, а также теория управления запасами, где вагоны представляют собой запас. Результаты: Указана необходимость совершенствования параметров логистической цепи. Выведена расчетная формула целевой функции затрат. Исследована составляющая целевой функции затрат в части взаимодействия припортовой железнодорожной станции и терминала морского порта относительно количества вагонов в подаче. Практическая значимость: Представлена методика определения оптимального количества вагонов в подаче с путей железнодорожной припортовой станции на пути терминала морского порта, исходя из запаса вагонов на станции, интервала времени между подачами и стоимостью подачи. Рассматривается парк вагонов в управлении операторской компании с выделением синтетического критерия классификации для дифференциации наиболее значимых групп.

Ключевые слова: Взаимодействие железнодорожного и морского транспорта, звено логистической цепи, внешнеторговый грузопоток, оптимальное число вагонов в подаче, теория управления запасами, целевая функция затрат, метод Парето, АВС-классификация.

Контакты: guzel.spb@mail.ru

Interaction of rail and maritime transport in the delivery supply chain of overseas trade cargo traffic G. I. Nikiforova
DOI: 10.20295/1815-588Х-2019-3-339-346

Objective: Objective: Perfecting the parameters of interaction of rail and maritime transport under modern conditions in the delivery supply chain of overseas trade cargo traffic, including drafting efficiency function of supply chain expenditure; research into the railway station/sea port link in the supply chain; definition of the number of the wagons in an order from the tracks of a railway station adjacent to the port to private tracks of a sea port terminal as a link in the supply chain; calculation of the optimum number of wagons per order from the technological and economic side. Methods: Drafting efficiency function of expenditure including the stages of transportation of cargo flow though the railway network, at the junction point of the interaction of rail and maritime transport, of transportation by maritime transport. The Pareto method is used for classification of wagon fleet. Inventory theory is used, wherein wagons constitute inventory. Results: The need for perfecting the supply chain parameters is outlined. Calculation formula for the expenditure efficiency function is deduced. An element of the expenditure efficiency function, pertaining to the interaction of a railway station and sea port terminal regarding the number of wagons per order, is studied. Practical importance: The paper presents a method for defining the optimum number of wagons per order from the tracks of a railway station adjacent to a port to the tracks of a sea port terminal, depending on the station’s wagon inventory, duration of time between orders and the expenses per order. Wagon fleet is regarded in the context of management of an operator company, with a synthetic criterion of classification for differentiation between the most significant groups identified.

Keywords: Interaction of rail and maritime transport, supply chin link, overseas trade cargo flow, optimum number of wagons per order, inventory theory, expenditure efficiency function, Pareto method, ABC-classification.

Contacts: guzel.spb@mail.ru

  • Категория «идеальный терминал» как способ комплексной оценки логистического объекта О. Д. Покровская, Т. С. Титова
    DOI: 10.20295/1815-588Х-2019-3-347-360
  • Аннотация
  • Abstract

Цель: Разработать концептуально-теоретическую категорию «идеальный терминал», определяющую параметры состояния и функциональный режим работы логистического объекта. Методы: Применяются методы системного анализа, логистики, синергетики, кластерного анализа, теории множеств, теории складских систем, теория терминалистики. Результаты: Предложена категория «идеальный терминал», дано параметрическое и теоретическое описания наилучшего режима работы логистического объекта как «идеального терминала». Математически описан режим «идеальный терминал». Практическая значимость: Приведенная методика позволяет учесть целый комплекс различных параметров и факторов, влияющих на режим работы и состояние типичного логистического объекта. Категория «идеальный терминал» может использоваться при решении управленческих задач стратегического и тактического ракурсов, например, в вопросах планирования развития, проектирования, модернизации и эксплуатации, а также при планировании и оценке деятельности логистических объектов, работающих на железнодорожном транспорте. Применение в терминально-логистическом бизнесе ОАО «РЖД» такой категории как «идеальный терминал» повысит инвестиционную привлекательность работающей терминальной сети путем адаптивного управления режимом работы логистических объектов с «наилучшими» параметрами состояния. Методика позволяет проводить комплексную оценку операционной терминально-складской деятельности грузового терминала как логистического объекта для установления граничных стадий развития и выбора рационального режима его дальнейшего функционирования. Предлагаемая методика может быть полезна компании ОАО «РЖД» при контроле и оценке деятельности терминально-складской инфраструктуры, доля которой в современном портфеле бизнеса ОАО «РЖД» составляет не менее 20 %.

Ключевые слова: Логистический объект, идеальный терминал, суперкритерий, комплексная оценка, эволюционно-функциональное развитие, режим работы, терминально-складская инфраструктура.

Контакты: insight1986@inbox.ru, titova@pgups.ru

Category of “ideal terminal” as a method for integrated assessment of a logistical object O. D. Pokrovskaya, T. S. Titova
DOI: 10.20295/1815-588Х-2019-3-347-360

Objective: To propose the conceptual and theoretical category of “ideal terminal” which defines status parameters and performance profile of a logistical object. Methods: Methods of general systems theory, logistics, synergetics, cluster analysis, theory of sets, warehousing systems theory, terminalistics theory are applied. Results: The category of “ideal terminal” is proposed. Parametrical and theoretical description of the optimum operating mode of a logistical object is provided. Mathematical description of the “ideal terminal” regime is developed. Practical importance: The proposed method provides integrated accounting of a whole number of parameters and factors which determine and influence the operation of a logistical object. The category of “ideal terminal” can be applied for solving managerial tasks of strategic and tactical dimensions, for example, in planning of development, designing, modernization, operation and evaluation of logistical objects working on railway transport. Application of the category of “ideal terminal” in the terminals and logistics business of the Russian Railways JSC would increase investment attractiveness of the existing terminal network by way of adaptive management of the regime of operation of logistical objects with the optimum status parameters. The method allows conducting integrated assessment of the operational terminal and warehousing operation of a cargo terminal as a logistical object for determination of boundary stages of development and selection of rational regime of further operation. The method proposed can be useful for the Russian Railways JSC in control and evaluation of operation of the terminal and logistics infrastructure, the share of which in today’s business portfolio of the Russian Railways JSC is at least 20 per cent.

Keywords: Logistical object, ideal terminal, super-criterion, integrated assessment, evolutionary and functional development, operating regime, terminal and warehousing infrastructure.

Contacts: insight1986@inbox.ru, titova@pgups.ru

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ – ТРАНСПОРТУ

HIGH TECHNOLOGIES FOR TRANSPORT

  • Особенности определения пропускной способности двухпутных участков Ж. Я. Абдуллаев
    DOI: 10.20295/1815-588Х-2019-3-361-371
  • Аннотация
  • Abstract

Цель: Представить проблемы применения для узбекских железных дорог российской методики расчета наличной пропускной способности и дать предложения по ее адаптации к условиям Узбекистана. Методы: Использован метод сравнительного анализа. Результаты: Приведены основные факторы, влияющие на пропускную способность линий, преимущества и недостатки по каждому существующему методу определения пропускной способности железнодорожных линий. Показано, что использование графоаналитических методов позволяет учитывать многие факторы, влияющие на пропускную способность железнодорожных линий, а также предложены новые формулы для расчета наличной пропускной способности на двухпутных участках. Практическая значимость: Применение предлагаемой методики дает возможность определить максимальное число поездов при непараллельном графике движения, а также оценить результаты организации смешанного движения.

Ключевые слова: Смешанное движение, пропускная и провозная способности, межпоездной интервал, коэффициент съема, масса и длина поезда.

Контакты: zafarchik0901@mail.ru

Reculiarity of definition of train-handling capacity at double-track railroad sections Zh. Ya. Abdullaev
DOI: 10.20295/1815-588Х-2019-3-361-371

Objective: To improve calculation procedure for the available train-handling capacity at double-track railroad sections in Uzbekistan with mixed train traffic. Methods: The method of comparative analysis was used. Results: The key factors influencing train-carrying capacity of sections were given. The advantages and drawbacks of each method for determining train-carrying capacity at double-track railway sections were demonstrated. Application of graphical analytic methods makes it possible to take into account most factors of train-handling capacity at railroad sections. New formulas for calculation of the available train-handling capacity at double-track railroad sections were introduced in the study. Practical importance: Application of the method in question allows for determining the maximum number of trains handled in case of non-parallel train schedule, as well as estimating top results of mixed train traffic management.

Keywords: Mixed traffic, train-handling and carrying capacity, train-to-train interval, group of trains coefficient, train load and length.

Contacts: zafarchik0901@mail.ru

  • Моделирование планируемой погрузки по различным сценариям И. Г. Белозерова
    DOI: 10.20295/1815-588Х-2019-3-372-379
  • Аннотация
  • Abstract

Цель: Разработка математических моделей для оценки влияния изменения таких временных показателей как период планирования перевозок грузов, период от регистрации до начала действия заявки формы ГУ-12, календарный день месяца (на который рассчитывается и планируется погрузка) - на планируемую погрузку вагонов (что и показывают различные сценарии). Оценка зависимости фактически погруженного количества вагонов от планируемого. Методы: При разработке математических моделей использовались статистические методы технологии Data Mining (метод наименьших квадратов, регрессионный анализ). Результаты: Представлены диаграммы рассеивания по разработанным моделям, графики наблюдаемых и расчетных значений, прогнозные модели зависимостей планируемой погрузки по дополнительным и плановым заявкам: от периода планирования перевозок грузов; периода от регистрации до начала действия заявки формы ГУ-12; календарного дня месяца, на который рассчитывается и планируется погрузка, и модель зависимости фактического числа погруженных вагонов от планируемого. Модели рассматриваются на примере портов и припортовых станций Дальневосточной железной дороги. Практическая значимость: По полученным прогнозным моделям можно оценить период планирования перевозок грузов при задании различных сценариев выполнения планирования перевозок грузов, при котором планируемая погрузка вагонов будет наиболее точно выполнена (что можно будет рассчитать в дальнейшем), тем самым повысив качество перевозочного процесса. Специалистам подразделений и предприятий, осуществляющих организацию перевозочного процесса, данные модели позволят прогнозировать планируемую и фактическую погрузки грузов на станции в зависимости от различных периодов планирования перевозок грузов, с учетом различных условий и ограничений, которые необходимо учитывать при планировании перевозочного процесса.

Ключевые слова: Планирование, математическая модель, планируемая погрузка, период планирования, система планирования, метод наименьших квадратов, план перевозок.

Контакты: belozerova.khv@mail.ru

Simulation of the planned loading for various scenarios I. G. Belozerova
DOI: 10.20295/1815-588Х-2019-3-372-379

Objective: To develop mathematical models for impact assessment of change of such temporary indicators as the period of transport planning of goods, the period starting from registration prior to GU-12 requisition form action, the calendar day (on which loading is settled and planned), on the planned loading of cars (thus demonstrating different scenarios). To assess the dependence of actually submerged number of cars on the planned one. Methods: Statistical methods of Data Mining technology (least squares method, regression analysis) were used in the development of mathematical models. Results: Charts of dispersion based on the developed models, diagrams of observed and calculated values, forecast models of dependences of the planned loading according to additional and planned requests from the period of transport planning of goods, the period from registration prior to GU-12 requisition form action, the calendar day for which the loading is calculated and planned as well as the model of dependence of the actual number of the submerged cars from the planned one were presented in the given study. The models are considered by the example of ports and port stations of the Far East railroad. Practical importance: According to the received forecast models it is possible to evaluate the period of transport planning of goods with different assigned scenarios of execution of transport planning of goods by means of which the planned loading of cars will be most precisely executed (which can be calculated further on). Thus, the quality of transportation process can be improved. The models in question will allow engineers of the divisions and enterprises, carrying out the organization of transportation process, to predict the planned and actual freight handling at the station depending on the different periods of transport planning of goods, taking into account different conditions and restrictions which need to be considered during the implementation of planning of transportation process.

Keywords: Planning, mathematical model, planned loading, planning period, planning system, least square method, transportation plan.

Contacts: belozerova.khv@mail.ru

  • Показатели эксплуатационной надежности системы тягового электроснабжения постоянного тока с продольной питающей линией высокого напряжения А. Т. Бурков, В. Г. Жемчугов
    DOI: 10.20295/1815-588Х-2019-3-380-390
  • Аннотация
  • Abstract

Цель: Выполнить сравнительную оценку по показателям эксплуатационной надежности централизованной системы тягового электроснабжения постоянного тока напряжением 3,3 кВ и перспективной системы распределенного электроснабжения с продольной линией высокого напряжения постоянного тока и импульсными преобразователями для согласования уровней напряжения в контактной сети. Методы: Для решения научной задачи применен структурно-логический метод математического моделирования и расчета показателей надежности структурно-сложных систем с помощью специализированного программного комплекса АРБИТР. Результаты: Получены оценочные данные показателей надежности для использования при проектировании перспективной системы распределенного тягового электроснабжения постоянного тока с продольной линией высокого напряжения в работах по реконструкции и усилению действующих линий, а также новой электрификации железнодорожных линий постоянного тока. Практическая значимость: Разработана структурно-логическая схема имитационной математической модели для оценки эксплуатационной надежности системы тягового электроснабжения. Модель включает новые функции преобразования электрической энергии посредством преобразовательных пунктов согласования уровней напряжения в питающей линии 24 кВ и в контактной сети 3,3 кВ. Предложенная модель позволяет определить влияние существующих ограничений электротяговой инфраструктуры на показатели эксплуатационной надежности системы тягового электроснабжения.

Ключевые слова: Электротяговая сеть, централизованное и распределенное питание, эксплуатационная надежность, безотказность, питающая линия высокого напряжения постоянного тока, преобразовательные пункты согласования напряжения, многоквадрантные импульсные преобразователи.

Контакты: atburkov@gmail.com, zhem@mail.ru

Operating reliability indices for the direct current traction energy system with longitudinal high-voltage line A. T. Burkov, V. G. Zhemchugov
DOI: 10.20295/1815-588Х-2019-3-380-390

Objective: To perform a comparative assessment of the operational reliability of a centralized traction power supply system with a voltage of 3,3 kV and a promising distributed power supply system with a longitudinal direct current high-voltage line and pulse converters for matching voltage levels in the contact network. Methods: In order to solve the scientific problem in question, a structurally logical method of mathematical modeling and calculation of reliability indicators in structurally complex systems was applied with the special-purpose ARBITR software system. Results: The estimated data of reliability indices (reliability, readiness and maintainability) was obtained for the design of a promising system of distributed DC power supply with a longitudinal high voltage line in the reconstruction and strengthening of existing lines, as well as the new electrification of railway DC lines. Practical importance: A structurally logical scheme of a simulation mathematical model was developed in order to assess operational reliability of the traction power supply system. The model includes new functions of electrical energy conversion by means of converting points for voltage level matching in the 24 kV supply line and in the 3,3 kV contact network. The introduced model makes it possible to determine the influence of the existing constraints of the electric traction infrastructure on operational reliability indices of the traction power supply system.

Keywords: Electric traction network, centralized and distributed power supply, operational reliability, reliability, availability, high-voltage supply line of direct current, voltage converting points, multiquadrant pulse converters.

Contacts: atburkov@gmail.com, zhem@mail.ru

  • Применение композиционных материалов в тормозных системах высокоэнергетичных составов железнодорожного транспорта А. А. Воробьев, Д. А. Жуков, К. Л. Лукьяненко, В. И. Кулик, А. С. Нилов
    DOI: 10.20295/1815-588Х-2019-3-391-400
  • Аннотация
  • Abstract

Цель: Оценка перспектив использования современных фрикционных композиционных материалов, включающих керамические компоненты, для изготовления тормозных дисков систем торможения высокоскоростного железнодорожного транспорта. Методы: Проведен анализ современного состояния и тенденций развития дисперсно-наполненных и волокнисто-армированных композиционных материалов с металлической, углеродной и керамической матрицами для тормозных дисков высокоскоростного железнодорожного транспорта. Результаты: Описаны возможности внедрения изученных фрикционных композиционных материалов. Рассмотрены наиболее оптимальные составы этих типов композитов и технологические методы формования на их основе тормозных дисков. Практическая значимость: Показана перспективность использования алюмоматричных композиционных материалов с дисперсными керамическими наполнителями и углеволокнистых керамоматричных композитов с карбидокремниевой матрицей в качестве фрикционных материалов для энергонагруженных тормозных систем железнодорожного транспорта. Выделены их достоинства и недостатки, а также области наиболее эффективного применения по сравнению с традиционными фрикционными материалами (сталь и чугун): для алюмоматричных композитов - это снижение неподрессоренных масс, а для керамоматричных - уменьшение массы и повышение тормозной мощности.

Ключевые слова: Тормозная система поезда, композиционный материал, дисковый тормоз, фрикционный материал, металлокерамика, углерод-углеродный композит, керамоматричный композит, триботехнические характеристики.

Контакты: vorobev_alex@mail.ru, dmitr_zhukov@mail.ru, kir_luk@mail.ru, i.kulik@gmail.com, s.nilov@gmail.com

Application of composite materials in brake systems of high-power railway trains А. А. Vorobyev, D. А. Zhukov, К. L. Lukyanenko, V. I. Kulik, А. S. Nilov
DOI: 10.20295/1815-588Х-2019-3-391-400

Objective: To assess the prospects of using modern friction composite materials, including ceramic components, for the production of brake discs used in brake systems of high-speed railway transport. Methods: The analysis of the current state and development trends of dispersion-filled and fiber armored composite materials with metal, carbon and ceramic matrices for brake discs of high-speed railway transport was carried out. Results: The possibilities of introducing the studied friction composite materials were described. Optimum compositions of the composites in question were considered as well as the methods of processing brake discs from such types of composites. Practical importance: Application availability of aluminum matrix composite materials with disperse ceramic fillers was demonstrated as well as carbon-fiber ceramic matrix composites with silicon carbide matrix acting as friction materials for power loaded railway brake systems. The advantages and disadvantages of such materials as well as the spheres of most effective application compared to traditional friction materials (steel and cast iron) were singled out. Thus, it is the reduction of unsprung mass for aluminum matrix composites and the reduction of mass and brake power ascension for ceramic matrix composites.

Keywords: Train braking system, composite material, disc brake, friction material, ceramic metal, carbon-carbon composite, ceramic matrix composite, tribotechnical characteristics.

Contacts: vorobev_alex@mail.ru, dmitr_zhukov@mail.ru, kir_luk@mail.ru, i.kulik@gmail.com, s.nilov@gmail.com

  • Анализ теплового состояния тяговых электродвигателей по данным микропроцессорной системы управления тепловоза П. В. Дворкин, Д. Н. Курилкин
    DOI: 10.20295/1815-588Х-2019-3-401-409
  • Аннотация
  • Abstract

Цель: Проанализировать возможность контроля теплового состояния тяговых электродвигателей с использованием микропроцессорной системы управления тепловозом. Описать алгоритм расчета температуры нагрева обмоток тяговых электродвигателей на основе этой системы управления. Определить зависимость температуры тяговых электродвигателей от профиля движения и веса подвижного состава. Методы: Проводились анализ неисправностей тяговых электродвигателей за определенный промежуток времени, анализ регистрируемых параметров микропроцессорной системой управления тепловозом, анализ методов расчета температуры нагрева обмоток тяговых электродвигателей, а также сравнение значений температуры тяговых электродвигателей в поездке и рассчитанных с помощью предложенного алгоритма. Результаты: Получен действующий алгоритм расчета температуры нагрева обмоток тягового электродвигателя, на базе которого появляется возможность вывода на дисплейный модуль машинисту информации о тепловом состоянии электрической машины, предупреждения об опасном режиме работы и даны рекомендации по возвращению его в нормальное состояние. Практическая значимость: Показаны возможность контроля теплового состояния тягового электродвигателя на базе показаний микропроцессорной системы управления, что позволит в дальнейшем разработать автоматическую систему защиты тяговых электродвигателей, а также изменение способа управления охлаждением по реальной температуре тягового электродвигателя. .

Ключевые слова: Тяговый электродвигатель, микропроцессорная система управления тепловозом, нагрев тягового электродвигателя, тяговый расчет, диагностика тягового электродвигателя.

Контакты: pvdvorkin@yandex.ru, kurilkin_d@mail.ru

The analysis of traction motor thermal condition according to the data of the microprocessor-based locomotive control system P. V. Dvorkin, D. N. Kurilkin
DOI: 10.20295/1815-588Х-2019-3-401-409

Objective: To analyze the possibility of thermal state control of traction motors using a microprocessor control system of a diesel locomotive. To describe an algorithm for calculating the heating temperature of the windings of traction motors based on the indications of a microprocessor-based diesel locomotive control system. To determine the temperature dependence of the traction motors on the motion and weight profile of the rolling stock. Methods: The analysis of faults of traction motors was carried out for the given period of time. The analysis of parameters recorded by the microprocessor-based locomotive control system was performed. The analysis of methods for calculating the heating temperature of traction motor windings, as well as the comparison of the temperature values during traction motor operation and the values calculated by means of the proposed algorithm. Results: The available algorithm for calculating the heating temperature of the traction motor windings was obtained, on the basis of which it is possible to display information on the display module about the thermal state of the electric machine, as well as warnings about dangerous operation mode and recommendations for returning it to the normal state. Practical importance: The prospect of monitoring thermal state of the traction motor on the basis of indications of the microprocessor-based control system was demonstrated. The former will make it possible to design an automatic traction motor protection system, as well as to change the cooling control method according to the current temperature of the traction motor.

Keywords: Traction electric motor, microprocessor-based diesel locomotive control system, traction electric motor heating, traction calculation, diagnostics of traction electric motor.

Contacts: pvdvorkin@yandex.ru, kurilkin_d@mail.ru

  • Применение тепловых аккумуляторов на объектах стационарной теплоэнергетики железнодорожного транспорта И. Г. Киселев, Н. С. Кузнеченков, П. А. Ковалева

    • DOI: 10.20295/1815-588Х-2019-3-410-418
  • Аннотация
  • Abstract

Цель: Определение перспективности применения аккумуляторов тепловой энергии на теплопотребляющих объектах железнодорожного транспорта Российской Федерации, поиск возможных объектов внедрения и их характеристик. Методы: Используется сравнительный анализ зависимости годовых эксплуатационных затрат от мощности источника тепловой энергии. Результаты: Исследуется возможность применения тепловых аккумуляторов в стационарной теплоэнергетике железнодорожного транспорта. Выбраны типовые объекты, на которых возможно внедрить тепловые аккумуляторы. Для типовых объектов произведены расчеты эксплуатационных затрат, капитальных затрат, срока окупаемости и себестоимости отпускаемой тепловой энергии. Построена зависимость изменения годовых затрат от величины присоединенной нагрузки. Установлено, что эффективность применения тепловых аккумуляторов прямо зависит от подсоединенной тепловой нагрузки, при увеличении которой наблюдаются рост эксплуатационных затрат и снижение эффекта от внедрения. Определен предел этой эффективности, зависящий от разности ночного и дневного тарифов на электроэнергию, а также от величины подключенной нагрузки. Практическая значимость: На основе полученных зависимостей проводится оценка возможности внедрения тепловых аккумуляторов. Результаты исследования могут быть использованы как при модернизации существующих железнодорожных котельных, так и при проектировании новых.

Ключевые слова: Тепловой аккумулятор, твердотопливные котельные, эффективность применения, снижение эксплуатационных затрат, использование разности тарифов.

Контакты: kteploteh@pgups.ru, ardos911@yandex.ru, polina-kovaleva@mail.ru

The use of heat accumulators at stationary railway heat-power engineering facilities I. G. Kiselev, N. S. Kuznechenkov, P. A. Kovaleva
DOI: 10.20295/1815-588Х-2019-3-410-418

Objective: To determine the prospects of application of thermal energy accumulators at railway transport heat-consuming facilities of the Russian Federation. To search for possible embedding objects and study their characteristics. Methods: Comparative analysis was conducted showing the dependence of total annual operating costs on the capacity of the heat source. Results: Applicability of thermal accumulators in stationary heat power engineering of railway transport was investigated. Typical facilities, at which it would be possible to implement thermal batteries, were selected. Calculations of operating costs, capital costs, payback period and the cost of the released thermal energy were carried out for typical facilities. The graph showing the dependence of annual cost changes and the value of the attached load was designed. It was established that the efficiency of using heat accumulators depends directly on the connected heat load. It should be mentioned that together with the increase of connected heat load a rise in operating costs can be seen and lowering of the effect from object embedding. The limit of the efficiency in question was determined, depending on the difference between night and day electricity tariffs, as well as the value of the connected load. Practical importance: On the basis of the obtained dependences, the possibility of introducing thermal accumulators is evaluated. The results of the study can be applied both in modernization of the existing railway boilers and in the design of the new ones.

Keywords: Heat accumulator, solid fuel boiler, application efficiency, the reduction of operating costs, the use of tariff variation.

Contacts: kteploteh@pgups.ru, ardos911@yandex.ru, polina-kovaleva@mail.ru

  • Обоснование строительства дополнительных путей на станциях для отстоя на них избытка порожних вагонов или отставленных от движения составов поездов Н. С. Комовкина, Л. А. Половинко, А. Ю. Попадюк
    DOI: 10.20295/1815-588Х-2019-3-419-426
  • Аннотация
  • Abstract

Цель: Определение условий использования вагонного парка ОАО «РЖД» для устройства дополнительных путей на станциях. Методы: Применен анализ использования вагонного парка на сети железных дорог, в том числе порожнего подвижного состава. Результаты: Представлены причины отставления от движения составов поездов. Проведен анализ статистических данных времени занятия путей станций отставленными от движения составами поездов, расстояния удаления станций отставления от движения до станций назначения, количества вагонов в составах. На основании собранных статистических данных рассчитаны средние затраты ОАО «РЖД» на отставление от движения одного поезда, общие годовые затраты и внесены предложения по их снижению. Приведен расчет затрат на заземление электрического тока на приемоотправочных путях, на которых осуществляется простой составов поездов. Установлена зависимость затрат на отставление от движения одного поезда более чем на 72 ч в зависимости от удаленности станции «бросания» от станции формирования. Рассмотрены варианты устройства дополнительных путей или отдельных парков для размещения отставленных от движения составов поездов, рассчитано оптимальное количество путей при разных показателях количества отставленных от движения составов поездов и продолжительности их нахождения на путях. Также определена суммарная ежегодная экономия затрат ОАО «РЖД» по станции для рассчитанного количества отставленных от движения составов поездов. Сопоставлены годовые расходы на строительство дополнительных путей на станции и экономия затрат ОАО «РЖД» при отставлении от движения поездов на этих путях. Практическая значимость: Выявлены показатели, при которых целесообразно устройство дополнительных путей на станции для размещения на них составов поездов.

Ключевые слова: Отставленные от движения поезда, затраты ОАО «РЖД», строительство путей на станциях, железнодорожные станции, порожние вагоны.

Контакты: nkomovkina@gmail.com, otes90@gmail.com, antonpopadyuk1997@yandex.ru

Justification of auxiliary staging tracks construction at stations for empty cars or train sets dismissed from operation N. S. Komovkina, L. A. Polovinko, A. Yu. Popadyuk


DOI: 10.20295/1815-588Х-2019-3-419-426

Objective: To analyze car fleet availability for railway networks including empty rolling stock. Methods: The analysis of reasons for operation dismissal of train sets was carried out. The statistical data analysis of the time spent by dismissed train sets occupying the station tracks, as well as the distance between the station for dismissed trains to the receiving station and the number of cars in train sets was fulfilled. Results: On the basis of statistical data, the average costs of OAO “Russian Railways” on operation of one train as well as the total annual costs dismissal were calculated. Proposals on the reduction of the costs in question were submitted. Calculation of costs on grounding of the electrical current at receiving and departure tracks, at which the yard time of train sets takes place, was presented. The dependence diagram of costs on operation dismissal of one train for more than 72 hours was given depending on the distance between the station for dismissed trains and the receiving station. Arrangement variants for auxiliary tracks or separate storage yards for dismissed train sets were studied. An optimum number of tracks was estimated according to different quantity indices of dismissed train sets and their yard time. The total annual cost savings of OAO “Russian Railways” was determined for the estimated number of dismissed train sets at the station. Practical importance: The comparison of the given annual costs on construction of auxiliary tracks at the station makes it possible to demonstrate cost savings of OAO “Russian Railways” in case of train dismissal at these tracks. The conditions which presuppose the construction of auxiliary tracks for dismissed trains at the station were determined.

Keywords: Operation dismissal of a train, expenses of OAO «Russian Railways», construction of tracks at stations, railway stations, empty cars.

Contacts: nkomovkina@gmail.com, otes90@gmail.com, antonpopadyuk1997@yandex.ru

  • Лазерный профилометр поверхности катания как универсальное средство измерения профиля колесной пары при тревожных показаниях комплекса технических измерений Л. В. Мартыненко, Н. Ю. Соснов
    DOI: 10.20295/1815-588Х-2019-3-427-438
  • Аннотация
  • Abstract

Цель: Проанализировать работу комплекса технических измерений на Восточно-Сибирской железной дороге и его влияние на работу пунктов технического обслуживания с практикой применения лазерного профилометра поверхности катания колесных пар. Методы: Проведены анализы основных неисправностей вагонов, возникающих в процессе эксплуатации на Восточно-Сибирской железной дороге, в ходе которого представлена номенклатура распределения неисправностей вагонов по основным несущим узлам, а также анализ дефектов колесных пар, образовавшихся в процессе эксплуатации на этой дороге за период 2016-2019 гг. Индуктивным методом выявлено влияние работы комплекса технических измерений на возникновение технологических нарушений и задержек поездов на станциях формирования. Экспериментально подтверждена теория о снижении времени на обработку поездов при проведении контрольных замеров лазерным профилометром. В ходе эксперимента на производстве проанализированы данные, полученные при измерении различных профилей поверхности катания грузовых вагонов, включая колесные пары с дефектами в сравнении с эталонным профилем. Результаты: Выделены значимые недостатки работы комплекса технических измерений в эксплуатации на Восточно-Сибирской железной дороге, влияющие на пропускную способность станций и пунктов технического обслуживания. Выяснена основная проблема досрочной постановки вагонов в ремонт по неисправностям поверхности катания колесных пар. Предложен вариант внедрения на производство лазерного профилометра для измерения поверхности катания колесных пар с целью сокращения времени обработки транзитных поездов на станциях формирования. Рассмотрены основные преимущества лазерного профилометра поверхности катания колесных пар для последующего внедрения в эксплуатацию. Практическая значимость: Внесено предложение по внедрению в эксплуатацию лазерного профилометра на станциях обработки и формирования подвижного состава, вблизи которых установлен комплекс технических измерений, с целью сокращения времени на проведение контрольных замеров в результате тревожных и предварительных показаний аппаратуры.

Ключевые слова: Железная дорога, железнодорожный транспорт, подвижной состав, вагон, колесная пара, лазерный профилометр, дефекты поверхности катания, комплекс технических измерений, статистика отказов, неисправности колесных пар, неисправности вагонов, подвижной состав, система «колесо–рельс».

Контакты: liuba.martinenko@yandex.ru, sosnov.nikola@yandex.ru

Laser profilometer for rolling surface as a universal measuring instrument for wheel pair profile for alarming indications of a technical measurements system L. V. Martynenko, N. Yu. Sosnov


DOI: 10.20295/1815-588Х-2019-3-427-438

Objective: To analyse the operation of a technical measurement system on the East Siberian Railway and its impact on the operation of maintenance points with the practice of using a laser profilometer for the rolling surface of wheel pairs. Methods: Analyses of the main defects of wagons brought about by the process of operation on the East Siberian Railway, in the process of which the nomenclature of distribution of defects of wagons by the main bearing nodes is presented, as well as the analysis of defects of wheel sets formed during the operation on the East Siberian Railway for the period of 2016-2019 were carried out. Inductive method has revealed the influence of the work of the technical measurements system on the occurrence of technological disturbances and train delays at marshalling stations. The theory of reducing time for processing trains, when control measurements are conducted by a laser profilometer, was confirmed by experiment. In the course of the production experiment, an analysis was made of data obtained from measuring various profiles of the rolling surface of freight wagons including wheel sets with defects in comparison with the reference profile. Results: The authors have identified significant shortcomings in the operation of the technical measurement system in operation on the East Siberian Railway affecting the throughput of stations and technical service points. The main problem of early wagon repair for malfunctions of the wheel set wheel skid surface is identified. A proposal was made for introduction into production of a laser profilometer for measuring the rolling surface of wheel sets in order to reduce the processing time of transit trains at marshalling stations. The main advantages of a laser profilometer for the rolling surface of wheel sets for subsequent commissioning are outlined. Practical importance: Recommendations have been developed for putting a laser profilometer into operation at rolling stock processing and marshalling stations near which a technical measurements system has been installed, in order to reduce the time for conducting control measurements as a result of alarming and preliminary indications of equipment.

Keywords: Railway, railway transport, rolling stock, wagon, wheel set, laser profilometer, rolling surface defects, technical measurement system, failure statistics, wheel set faults, wagon faults, rolling stock, wheel-rail system.

Contacts: liuba.martinenko@yandex.ru, sosnov.nikola@yandex.ru

  • Вопросы развития железнодорожной линии Ахангаран–Тукимачи–Сырдарьинская С. Б. Сатторов, А. Г. Котенко, В. Л. Белозеров
    DOI: 10.20295/1815-588Х-2019-3-439-448
  • Аннотация
  • Abstract

Цель: Определение путей развития линии Ахангаран-Тукимачи-Сырдарьинская на основе моделирования провозной способности и сравнение ее с фактическим грузопотоком для рационального регулирования и нормирования пропуска поездов. Методы: Для прогнозирования динамики роста провозной и пропускной способностей на рассматриваемой линии применен метод аппроксимации. Результаты: Разработана модель прогнозирования, которая соответствует характеру изменения тенденции изучаемого грузопотока. Она позволит предвидеть затруднения в перевозочном процессе, выработать этапность развития линии для улучшения пропускной способности перегонов, правильно спланировать работу перегрузочных пунктов, организовать рациональное использование средств железнодорожного транспорта. Практическая значимость: Линия Ахангаран-Тукимачи-Сырдарьинская является основным транзитным направлением, который влияет на всю работу железной дороги Республики Узбекистан. Совершенствование линии для пропуска транзитных и местных грузопотоков улучшит конкурентоспособность железной дороги в сфере грузовых перевозок.

Ключевые слова: Железнодорожный транспорт, пропускная способность, грузопоток, прогнозирование, динамический ряд, метод наименьших квадратов.

Контакты: sattorovsamandar100@gmail.com, uer@pgups.ru, v.belozerov@mail.ru

Questions of development of the Ohangaron–Tukimachi–Sirdaryo railway line S. B. Sattorov, A. G. Kotenko, V. L. Belozerov
DOI: 10.20295/1815-588Х-2019-3-439-448

Objective: Determine the paths of development of the Ohangaron-Tukimachi-Sirdaryo line based on modelling the carrying capacity curves and comparing it to the actual cargo traffic flow for rational regulation and rationing of train handling. Methods: The method of approximation was used to predict the growth dynamics of the carriage and traffic capacity on the line under consideration. Results: A forecasting model was developed that corresponds to the nature of change in the tendency of the studied cargo flow. The forecast will make it possible to foresee difficulties in transportation process, work out the phasing of development of the line to improve the carrying capacity of the station-to-station blocks, properly plan the work of transshipment points, and organise the rational use of railway vehicles. Practical importance: The Ohangaron-Tukimachi-Sirdaryo line is the main transit direction which affects the operation of the entire railway network of the Republic of Uzbekistan. Improving the line for passing transit and local cargo traffic will improve the competitiveness of the railway in the field of cargo traffic.

Keywords: Railway transport, throughput, cargo flow, forecasting, time series, least squares method.

Contacts: sattorovsamandar100@gmail.com, uer@pgups.ru, v.belozerov@mail.ru

  • Совершенствование управления парком приватных вагонов Т. Г. Сергеева
    DOI: 10.20295/1815-588Х-2019-3-449-454
  • Аннотация
  • Abstract

Цель: Исследовать вопросы управления парком приватных вагонов в современных условиях. Изучить рынок операторских компаний и структуру парка вагонов в их управлении. Оценить дефицит парка вагонов на станции погрузки. Выделить условия взаимодействия станции погрузки порожних вагонов и согласованного подвода порожнего вагонопотока на заданном интервале времени, а также условие обеспечения согласованного подвода порожнего подвижного состава с мест отстоя на станции погрузки в заданный промежуток времени. Составить критерий оценки несогласованности подвода порожнего вагонопотока. Сформулировать критерий оптимальности управления вагонами. Методы: Используется метод оперативного управления порожним вагонопотоком с возможностью прогнозирования оперативной ситуации, а также выбор наилучшего варианта перемещения груженых и порожних вагонов при минимальном рабочем парке вагонов. Результаты: Указана необходимость совершенствования управления парком вагонов. Описаны условия обеспечения согласованного подвода вагонов под погрузку. Установлена расчетная формула критерия оптимальности управления вагонами. Практическая значимость: Представлена методика определения критерия оптимальности управления вагонным парком операторской компании при подаче порожнего вагонопотока под погрузку.

Ключевые слова: Операторская компания, управление парком вагонов, подвод порожнего вагонопотока, условие согласованности подвода, критерий оптимальности управления парком вагонов.

Контакты: sergeeva@pgups.ru

Improvement of private wagons fleet management T. G. Sergeeva
DOI: 10.20295/1815-588Х-2019-3-449-454

Objective: Consider the problems of managing private wagon fleet in modern conditions; study the market of operator companies and the structure of wagon fleets under their management; study the deficit of wagon fleet at load stations; identify conditions for interaction between empty wagons’ load station and coordinated supply of empty wagon flow in a specified amount of time, and the conditions for ensuring coordinated supply of empty rolling stock from layover location to load stations in a specified amount of time; identify criterion for evaluation of uncoordinated supply of empty wagon flows; formulate criterion of optimum wagon management. Methods: Methods of operational management of empty wagon flow suitable for forecasting, as well as of selection of the best possible option for transferring loaded and empty wagons with the smallest possible working wagon park. Results: The need for perfecting wagon park management is pointed out. Conditions for ensuring coordinated supply of wagons for loading are described. Calculation formula for criterion of optimum wagon management is set. Practical importance: A method for determining the criterion of optimum character of managing wagon fleet of an operator character in supplying empty wagon flow for loading is presented.

Keywords: Operator company, wagon fleet management, supply of empty wagon flow, condition of supply coordination, criterion of optimum character of managing wagon fleet.

Contacts: sergeeva@pgups.ru

  • О деформируемом состоянии механической системы «груз–вагон–крепление» Х. Т. Туранов, Я. О. Рузметов, А. В. Якушев
    DOI: 10.20295/1815-588Х-2019-3-455-468
  • Аннотация
  • Abstract

Цель: Рассмотреть прикладную задачу по расчету усилий в гибких элементах крепления груза и деформированного вида груза и подкладок при движении поезда по кривым участкам пути с применением современных программных средств. Провести вычислительные эксперименты при вариациях значений массы груза, коэффициента трения, продольных, вертикальных и ветровых нагрузок в автоматизированном режиме с помощью разработанного подхода к определению усилий в гибких элементах крепления. Методы: Прикладная задача по расчету усилий в гибких элементах крепления груза на вагоне решена с применением программных средств. Расчет по определению усилий в гибких элементах крепления при маневровых соударениях вагонов выполнен в следующей последовательности: построение геометрии системы «груз-крепление-вагон», деление поверхностей на сетки конечных элементов. Результаты: Эксперименты показали, что за счет перераспределения усилий при перемещении груза по продольным и поперечным осям вагона происходит его поворот вокруг вертикальной оси при одновременном действии продольных, поперечных, вертикальных сил. Это дает возможность выбрать рациональный способ размещения гибких элементов крепления груза в автоматизированном режиме и соответственно внести изменения в действующие технические условия погрузки и крепления грузов. Практическая значимость: Предложенный подход в перспективе может быть использован для определения деформированного и нагруженного состояний груза и подкладок при движении поезда по кривым участкам пути от действия поперечных сил инерции и ветровых нагрузок как по боковым, так и по лобовым сторонам груза.

Ключевые слова: Перевозка груза, крепление груза в вагонах, загрузка вагона, деление поверхностей на сетки конечных элементов, вычислительные эксперименты.

Контакты: khturanov@yandex.ru, yadgor.ruzmetov@yandex.ru, av-yakushev@ya.ru

On deformable state of the “cargo–wagon–fastening” mechanical system Kh. T. Turanov, Ya. O. Ruzmetov, A. V. Yakushev
DOI: 10.20295/1815-588Х-2019-3-455-468

Objective: Consider an applied problem for calculation of strain in flexible elements of cargo fastening and deformed shape of the cargo and bearing surfaces during train movement on curved track using modern software. Conduct simulation experiments with variable values of cargo weight, friction coefficient, longitudinal, vertical and wind load in automated regime. Use developed method to determine strain in flexible elements of fastening. Methods: Applied problem for calculation of strain in flexible elements of cargo fastening on the wagon was solved using software applications. Calculation for determination of strain in flexible elements of fastening during shunting collision of wagons was conducted in the following order: composition of the geometry of the “cargo-fastening-wagon” system, splitting of surfaces into finite element grids. Results: Experiments indicated that by redistributing efforts during transportation of cargo along longitudinal and lateral axes of the wagon, its turn around the vertical axis occurs with concurrent action of longitudinal, lateral and vertical forces. Study results allow selection of a rational method for distribution of flexible elements of cargo fastening in automated regime and accordingly make amendments to the existing technical conditions of loading and fastening of cargoes. Practical importance: The approach proposed can be applied in the future to defining deformed and loaded state of cargo and bearing surfaces during train movement through curved track from the influence of lateral inertia forces and wind loads by side and front faces of the cargo.

Keywords: Cargo transportation, fastening of cargo in wagons, wagon loading, splitting surfaces into finite element grids, simulation experiments.

Contacts: khturanov@yandex.ru, yadgor.ruzmetov@yandex.ru, av-yakushev@ya.ru

  • Диагностика теплового состояния якоря тягового электродвигателя постоянного тока М. А. Шрайбер
    DOI: 10.20295/1815-588Х-2019-3-469-477
  • Аннотация
  • Abstract

Цель: Рассмотреть вопрос о повышении надежности тяговых электрических машин постоянного тока. Изучить тепловое состояние коллектора тягового электродвигателя (ТЭД) тепловоза в эксплуатации на примере ТЭД типа ЭД-118А. Проанализировать полученные результаты исследования. Дать рекомендации по определению фактической температуры коллектора ТЭД. Методы: В качестве основного метода исследования и расчета температурных полей выбран метод конечных элементов, реализуемый в программном пакете SolidWorks 2005. Результаты: Выявлена необходимость совершенствования методов диагностирования теплового состояния электрических машин тепловозов в эксплуатации. Установлено, что нужно совершенствование системы охлаждения ТЭД, а именно внедрение систем регулирования, способных изменять расход охлаждающего воздуха, подаваемого в ТЭД. Для повышения достоверности результатов расчета следует учитывать регион работы ТЭД, особенно это касается участков обращения тепловозов, в которых обнаружены тяжелые условия эксплуатации. Оценена необходимость проведения дополнительного изучения теплового состояния электрических машин. Практическая значимость: Показаны необходимость дальнейшего изучения фактического теплового состояния ТЭД, а также корректировка методов определения температуры коллектора электрической машины постоянного тока. Это позволит повысить точность определения температуры вращающихся частей ТЭД, предупредить их возможный перегрев в эксплуатации, тем самым продлив их ресурс и снизив вероятность возникновения внезапных отказов. Предложенные методики могут быть рекомендованы к практическому использованию.

Ключевые слова: Тяговый электродвигатель постоянного тока, тепловое состояние коллектора тягового электродвигателя, процессы нагревания электрической машины.

Контакты: goshapti4ka@yandex.ru

Diagnosis of the thermal state of the rotor of a direct-current electric traction motor M. A. Schreiber
DOI: 10.20295/1815-588Х-2019-3-469-477

Objective: To consider the question of improving reliability of direct-current electric traction machines, study the thermal state of a collector of an electric traction motor of a locomotive in operation on the example of ED-118A type traction electric motor, analyse results of the study, and provide recommendations for determining the actual temperature of a traction electric motor collector. Methods: The finite elements method implemented in the SolidWorks 2005 software package was chosen as the main method of research and calculation of temperature fields. Results: The necessity of improving the methods of diagnosing the thermal state of electric traction motors of locomotives in operation is indicated. It is established that it is necessary to improve the cooling system of an electric traction motors, namely the introduction of control systems that can change the flow of cooling air supplied to the electric machine. To improve the reliability of the calculation results the region where the electric traction motors is operated should be taken into account, especially for areas of operation of locomotives where severe operating conditions were registered. The need for additional study of the thermal state of electric traction motors is evaluated. Practical importance: The need for further study of the actual thermal state of an electric traction motor and for adjustment of methods for determining the temperature of the collector of an electric DC machine is demonstrated. This will improve the accuracy of determining the temperature of the rotating parts of an electric traction motor, prevent them from overheating in operation, there by extending their life and reducing the likelihood of sudden failures. The proposed methods for determining the thermal state of an electric traction motor can be recommended for practical use.

Keywords: DC traction motor, thermal state of traction motor collector, heating processes of an electric machine.

Contacts: goshapti4ka@yandex.ru

  • Влияние системы безопасности высокоскоростного электропоезда «Afrosiyob» на условия эксплуатации А. Я. Якушев, Т. М. Назирхонов, Ж. О. Кувондиков, Д. О. Раджибаев
    DOI: 10.20295/1815-588Х-2019-3-478-488
  • Аннотация
  • Abstract

Цель: Определение влияния системы безопасности в процессе движения на работу высокоскоростного электропоезда «Afrosiyob», являющегося аналогом испанского электропоезда «Talgo-250», анализ режимов движения и условий эксплуатации с учетом повышенных требований безопасности применительно к организации движения и эксплуатации высокоскоростного электропоезда на участке Ташкент-Самарканд железных дорог Узбекистана, оценка рисков и угроз безопасности с точки зрения серьезности их последствий и негативных воздействий, а также оценка их повторяемости или вероятности возникновения, приводящих к угрозе безопасности. Методы: Проанализирована система безопасности высокоскоростного электроподвижного состава и выполнена серия тяговых расчетов на участке Ташкент-Хаваст с введением ограничений на режимы движения, обусловленных защитными воздействиями системы безопасности. Результаты: Рассмотрены условия и параметры движения высокоскоростного подвижного состава с учетом требований к обеспечению безопасности при ограничениях времени хода. Практическая значимость: Приведенные материалы полезны специалистам железнодорожного транспорта, в частности работа которых сопряжена с организацией движения и эксплуатацией, а также с разработкой мероприятий по повышению эффективности использования высокоскоростного пассажирского электроподвижного состава на магистральных и пригородных участках железных дорог Узбекистана.

Ключевые слова: Высокоскоростной электроподвижной состав, система безопасности, условия эксплуатации, повышенные требования безопасности, лимиты скорости электропоезда.

Контакты: el_tyaga@mail.ru, tolagan@mail.ru, jaloliddin1690@gmail.com, davronmail@bk.ru

The influence of the safety system of the “Afrosiyob” high-speed electric train on operating conditions A. Ya. Yakushev, T. M. Nazirkhonov, Zh. O. Kuvondikov, D. O. Rajibaev
DOI: 10.20295/1815-588Х-2019-3-478-488

Objective: To determine the impact of the security system during movement on the operation of the high-speed “Afrosiyob” electric train, which is an analogue of the Spanish Talgo-250 electric train. To analyze driving modes and operating conditions taking into account the increased safety requirements in relation to the organization of movement and operation of the high-speed electric train at the Tashkent-Samarkand section of the Uzbekistan railways. To assess the risks and threats to security in terms of the severity of their consequences and negative impacts, as well as their repetition or likelihood of causing a safety hazard. Methods: The safety system of the high-speed electric rolling stock was analyzed and a series of traction calculations were performed at the Tashkent-Havast section with the introduction of restrictions on traffic modes due to the protective effects of the security system. Results: The conditions and parameters of the high-speed rolling stock operation were considered taking into account the requirements for ensuring safety in case of travel time restrictions. Practical importance: The conducted study is useful for railway transport engineers, in particular the specialists whose work is connected with the organization of movement and operation, as well as the development of measures to improve the efficiency of using the high-speed passenger electric rolling stock at the main and suburban railway sections of Uzbekistan.

Keywords: High-speed electric rolling stock, safety system, operating conditions, increased safety requirements, electric train speed limits.

Contacts: el_tyaga@mail.ru, tolagan@mail.ru, jaloliddin1690@gmail.com, davronmail@bk.ru

ОБЩЕТЕХНИЧЕСКИЕ ЗАДАЧИ И ПУТИ ИХ РЕШЕНИЯ

GENERAL TECHNICAL PROBLEMS AND SOLUTION APPROACH

  • К вопросу механоактивации цеолитсодержащих пород А. И. Адылходжаев, И. А. Кадыров, К. С. Умаров, А. А. Назаров
    DOI: 10.20295/1815-588Х-2019-3-489-498
  • Аннотация
  • Abstract

Цель: Изучение процессов механоактивации цеолитсодержащих пород. Методы: Использованы аналитические и экспериментальные методы исследований. Результаты: Оценена размалываемость цеолитсодержащих пород на шаровой мельнице при разных режимах измельчения. Определены рациональные режимы работы мельницы в процессе помола требуемой степенью измельчения, дающие возможность значительно снизить энергозатраты размолочного процесса. Практическая значимость: С практической точки зрения, полученные данные позволяют уменьшить энергозатраты процесса помола цеолитсодержащих пород и увеличить значения коэффициента полезного действия оборудования и повышения качества готового продукта.

Ключевые слова: Цеолитсодержащая порода, механоактивация, шаровая мельница, агрегация, метод Козени–Кармана, удельная поверхность, средний диаметр частиц.

Контакты: anvar_1950@mail.ru, i.k.kadirov@yandex.ru, ilhom.kadirov.1990@mail.ru, sattor_cool@mail.ru

On mechanical activation of zeolite-containing rocks А. I. Аdylkhodjayev, I. А. Каdyrov, К. S. Umarov, А. А. Nazarov
DOI: 10.20295/1815-588Х-2019-3-489-498

Objective: The research was devoted to the processes of mechanical activation of zeolite-containing rocks. Methods: Analytical and experimental research methods were applied. Results: The results of studies on the grindability of zeolite-containing rocks in ball mills under different grinding conditions were presented in the article. Rational modes of operation of the mill during the grinding process with the required degree of grinding were determined, making it possible to significantly reduce the energy consumption of the grinding process. Practical importance: From a practical point of view, the data obtained can reduce the energy consumption of the grinding process of zeolite-containing rocks and increase the values of equipment efficiency as well as to improve the quality of the final product.

Keywords: Zeolite-containing rock, mechanical activation, ball mill, aggregation, Kozeni–Karman method, specifi c surface, average particle diameter

Contacts: anvar_1950@mail.ru, i.k.kadirov@yandex.ru, ilhom.kadirov.1990@mail.ru, sattor_cool@mail.ru

  • Определение величин энергетических констант материалов при дроблении твердых тел З. В. Кахаров, Ф. Ф. Эшонов, И. С. Козлов
    DOI: 10.20295/1815-588Х-2019-3-499-504
  • Аннотация
  • Abstract

Цель: Рассмотреть вопрос оптимизации технических показателей при определении энергетических констант материалов и их критических масс в процессе дробления твердых тел. Методы: Проводился энергетический анализ строительных процессов при дроблении минеральных материалов дробилками различных конструкций, шаровыми и другими мельницами до получения сыпучих материалов (щебень различной крупности, клинец, песок и т. п.). Результаты: Определены энергетические константы материалов и их критических масс, имеющие решающее значение для оценки свойств материалов и установления их сопротивления разрушению в разных процессах взаимодействия с внешними воздействиями. Приведены результаты процессов дробления камня дробилками и образцов бетона прессом. Практическая значимость: Выяснено значение энергетической константы бетона, характеризующее его наиболее полно, при учете всех его физических свойств, влияющих на сопротивление внешним воздействиям. Разработанные методики могут быть рекомендованы к практическому использованию.

Ключевые слова: Щебень, клинец, дробление твердых тел, разрушение твердого тела, разрушающие напряжения, объемная и относительная деформации.

Контакты: kzv1965@mail.ru, far-hod83@mail.ru, kozlovi.s@yandex.ru

Evaluation of material power constants during shattering of solids Z. V. Kakharov, F. F. Ashonov, I. S. Kozlov
DOI: 10.20295/1815-588Х-2019-3-499-504

Objective: To consider the issue of optimizing maintenance indices during the evaluation of material power constants and their critical mass in the process of shattering of solids. Methods: Energy-dispersive analysis of building processes was carried out during shattering procedure of mineral materials performed by crushing machines of different constructions, grinding and other types of mills thus obtaining bulk material (crushed rock of different size, chips, sand, etc.). Results: Material power constants as well as their critical mass were evaluated being vitally important for estimation of material properties and breaking strength in different interaction processes with external effects. The results of rock grinding processes performed by crushing machines as well as samples of pressed concrete were presented. Practical importance: The value of power concrete constant was determined, characterizing it to the fullest extent possible, taking into account all its physical properties which affect the resistance to external effects. The developed methods are advisable for practical application.

Keywords: Crushed rock, chips, shattering of solid bodies, crushing of solid body, crushing stress, bulk and relative deformation.

Contacts: kzv1965@mail.ru, far-hod83@mail.ru, kozlovi.s@yandex.ru

  • Расчет силовых характеристик фрикционного поглощающего аппарата с применением метода конечных элементов А. А. Никитченко, Д. В. Шевченко, В. А. Дубинский
    DOI: 10.20295/1815-588Х-2019-3-505-514
  • Аннотация
  • Abstract

Цель: Проведение расчетных исследований, позволяющих учитывать физическую (пластическое поведение материалов) и геометрическую (контактное взаимодействие, значительные перемещения и деформации) нелинейности, которые возникают при работе поглощающих аппаратов. Методы: Проведены теоретические исследования с применением ранее разработанных аналитических методов и метода нелинейного динамического анализа, реализованного в программной системе NX Siemens. Результаты: Построена конечно-элементная расчетная модель упруго-фрикционного поглощающего аппарата, в которой учтены нелинейность характеристики подпорного блока и нелинейные свойства материалов, из которых изготовлены его детали. На примере поглощающего аппарата наиболее простой конструкции продемонстрированы возможности использования нелинейного динамического анализа в программной системе NX Siemens. Практическая значимость: В связи с возрастанием осевых нагрузок и массой грузовых вагонов важной и актуальной задачей является разработка поглощающих аппаратов с улучшенными характеристиками. Применение новых методов и расчетных программ на их основе дает возможность более точно в сравнении с аналитическими методами определять не только силовые, но и прочностные характеристики поглощающих аппаратов. Также моделирование работы материалов в зоне пластических деформаций позволяет оценить не только напряжения, возникающие в процессе работы аппарата, но и остаточные деформации, приводящие к изменению геометрии деталей и как следствие силовых характеристик поглощающего аппарата при последующих ударных сжатиях.

Ключевые слова: Поглощающий аппарат, силовая характеристика, энергоемкость, нелинейный динамический анализ, метод конечных элементов, программная система NX Nastran.

Контакты: anikitchenko@tt-center.ru, dshevchenko@tt-center.ru, vdubinski@yandex.ru

Calculation of the force characteristics of the friction draft gears using the finite element method A. A. Nikitchenko, D. V. Shevchenko, V. A. Dubinskiy
DOI: 10.20295/1815-588Х-2019-3-505-514

Objective: Demonstration of possibilities of application of modern methods which allow considering various factors in research of work of draft gears. Carrying out of calculation studies accounting for physical (plastic response) and geometrical (contact interactions, significant displacement and deformations) nonlinearities occurring in operation of draft gears. Methods: Theoretical studies using previously developed analytical methods and the method of nonlinear dynamic analysis implemented in the software system NX Siemens were carried out. Results: An analysis of theoretical bases of the calculation methods incorporated in the NX Siemens software system is carried out. A finite-element computational model of the elastic-friction draft gear is constructed, which takes into account the nonlinearity of the characteristics of the retaining block and the nonlinear properties of the materials from which its parts are made. An example of draft gear of the simplest design demonstrates the possibility of using nonlinear dynamic analysis software NX Siemens. Practical importance: Due to the increase in axial loads and the weight of cargo wagons, development of draft gears with improved characteristics is an important and urgent task. Application of new methods and calculation programs on their basis allows determining not only force, but also strength characteristics of draft gears more precisely in comparison with analytical methods. Also, the modelling of materials’ operation in the area of plastic deformation allows evaluating not only the stresses arising during the operation of the device, but also the residual deformations that lead to changes in the geometry of the parts and as a result of the force characteristics of the draft gear during subsequent shock compressions.

Keywords: Draft gear, force characteristic, power capacity, nonlinear dynamic analysis, finite element method, program system NX Nastran.

Contacts: anikitchenko@tt-center.ru, dshevchenko@tt-center.ru, vdubinski@yandex.ru

  • Повышение энергетической эффективности систем снабжения промышленных предприятий сжатым воздухом С. И. Степанов, И. В. Митрофанова
    DOI: 10.20295/1815-588Х-2019-3-515-522
  • Аннотация
  • Abstract

Цель: Оценка эффективности децентрализованных систем снабжения сжатым воздухом на базе автоматизированных воздушных винтовых компрессоров. Методы: Сравниваются характеристики централизованных систем снабжения сжатым воздухом, спроектированных на основе воздушных поршневых компрессоров, с децентрализованными системами на базе автоматизированных винтовых компрессоров; определяется эффективность децентрализации и автоматизации систем снабжения сжатым воздухом. Результаты: Выявлены недостатки энергетической эффективности централизованных систем подачи сжатого воздуха. Исследованы возможности экономии эксплуатационных расходов благодаря децентрализации систем подачи сжатого воздуха с установкой автоматических винтовых компрессоров. Представлен метод экспресс-оценки повышения энергетической эффективности от децентрализации системы снабжения сжатым воздухом с помощью воздушных винтовых компрессоров. Определен процент сокращения стоимости эксплуатационных затрат в системах снабжения сжатым воздухом. Практическая значимость: Предложенный метод оценки энергетической эффективности децентрализации системы сжатого воздуха на базе винтовых воздушных компрессоров может быть рекомендован для практического использования.

Ключевые слова: Воздушный винтовой компрессор, эффективность применения, система снабжения сжатым воздухом, потенциал экономии в производстве сжатого воздуха, потенциал снижения эксплуатационных затрат.

Контакты: espcsts@yandex.ru, ttu@pgups.ru

Improving energy efficiency of industrial enterprises’ compressed air distribution systems S. I. Stepanov, I. V. Mitrofanova
DOI: 10.20295/1815-588Х-2019-3-515-522

Objective: Evaluation of effectiveness of decentralised systems of compressed air distribution on the basis of automated screw-rotor air compressors. Methods: Comparison of the characteristics of centralised compressed air supply systems, designed on the basis of reciprocating air compressors, with decentralised systems based on automated screw-rotor compressors, and efficiency determination of decentralisation and automation of systems of compressed air distribution. Results: Shortcomings in energy efficiency of centralised compressed air distribution systems are identified. Possibility of saving on operating costs by decentralisation of compressed air distribution systems with installation of automated screw-rotor compressors is investigated. The method of rapid assessment of increasing energy efficiency of decentralisation of compressed air distribution system using screw-rotor air compressors is presented. Percentage rate of reduction of operating costs in compressed air distribution systems is determined. Practical importance: The proposed method of assessing energy efficiency of decentralisation of compressed air distribution system using screw-rotor air compressors might be recommended for practical use.

Keywords: Screw-rotor air compressor, application efficiency, compressed air distribution system, energy saving potential in compressed air production, operating costs reduction potential.

Contacts: espcsts@yandex.ru, ttu@pgups.ru

  • Гидравлический расчет бесполостных дрен треугольного поперечного сечения при переходном режиме В. И. Штыков, А. Б. Пономарёв
    DOI: 10.20295/1815-588Х-2019-3-523-532
  • Аннотация
  • Abstract

Цель: Разработать метод расчета бесполостных дрен треугольного профиля, закладываемых с уклоном, в случае двухстороннего впадения в коллектор. Ранее была предложена методика гидравлического расчета бесполостных дрен прямоугольного поперечного сечения. Методы: Бесполостной дренаж применяется в сельском хозяйстве, в системах инженерной защиты от подтопления и загрязнения окружающей среды. Имеются предложения с целью эффективного осушения и увеличения несущей способности земляного полотна применять в дорожном строительстве дрены треугольного профиля. Путем замены треугольной формы живого сечения на эквивалентную по площади прямоугольную полученное дифференциальное уравнение сводится к решенному ранее аналогичному уравнению для прямоугольного поперечного сечения. Результаты: Получены расчетные зависимости для определения глубины воды в дренах и расстояния между коллекторами в случае бесполостных дрен треугольного профиля, закладываемых с уклоном, при двухстороннем впадении в коллектора. Практическая значимость: Данный метод расчета позволит обоснованно назначать размеры бесполостных дренажей, что приведет к рациональному использованию и экономии материала засыпки.

Ключевые слова: Бесполостная дрена, треугольное сечение, гидравлический расчет, дренаж, земляное полотно.

Контакты: shtykov41@mail.ru, pol1nom@yandex.ru

Hydraulic calculation of non-cavity triangular cross-section drains in transient regime V. I. Shtykov, A. B. Ponomarev
DOI: 10.20295/1815-588Х-2019-3-523-532

Objective: Develop a method for calculation of non-cavity triangular cross-section drains set at a slope in case of two-sided inflow into collecting drain. Earlier, a method for hydraulic calculation of non-cavity rectangular cross-section drains was proposed. Methods: Non-cavity drainage is applied in agriculture, in engineering protection systems for flooding and environmental pollution. Proposals were made for applying triangular cross-section drains in road-building with the objective of efficient draining and increasing earth work bearing capacity. By replacing triangular shape of the flow section with a rectangular one of equal measure, the obtained differential equation can be reduced to a similar equation for rectangular cross-section which was already solved. Results: Calculated dependencies for determining water depth in the drains and distances between collector drains in case of non-cavity triangular cross-section drains set at a slope in case of two-sided inflow into collecting drains. Practical importance:The proposed calculation methods would allow justifiably set the size of non-cavity drainages leading to rational and economic use of fill material.

Keywords: Non-cavity drain, triangular cross-section, hydraulic calculation, drainage, earth work.

Contacts: shtykov41@mail.ru, pol1nom@yandex.ru