Выпуск 2 - Issue 2

Цель: проследить вклад преподавателей и сотрудников кафедр «Здания», «Архитектура и производственная эстетика» в развитие транспортной и городской инфраструктуры Байкало-Амурской магистрали. Материалы и методы: рассмотрены архивные документы. Выполнен системный анализ и определена хронологическая последовательность выполнения инфраструктурных проектов. Результаты: на основе архивных данных атрибутированы населенные пункты и железнодорожные станции, на которых впервые применялись разработки сотрудников кафедры, а силами стройотрядовцев университета возводились инфраструктурные объекты. Впервые опубликованы фотоматериалы отдельных проектов и производственных процессов. Представлен ретроспективный взгляд на становление и развитие БАМа. Проанализирована проверка временем эксплуатационных характеристик возведенных зданий, заложенных в результате научно-проектных разработок кафедр «Здания», «Архитектуры и производственной эстетики». Практическая значимость: сохранение памяти и связи между поколениями. Собранные авторским коллективом материалы личного происхождения позволяют расширить границы исследований, связанные с изучением исторической памяти о позднесоветском периоде и реконструировать ряд событий при описании локальных идентичностей персоналий в контексте архитектурно-строительной деятельности сотрудников ПГУПСа.

Ключевые слова: Байкало-Амурская магистраль, транспортная инфраструктура, здания, железнодорожные вокзалы, сейсмостойкое строительство, стройотряды

Контакты: belashta@mail.ru, akuznetsov@pgups.ru, martirov@mail.ru

The contribution of architects and civil engineers of the Petersburg University of Railways to the formation of the transport and urban infrastructure of BAM Т. А. Belash, A. V. Kuznetsov, V. B. Martirov
DOI: 10.20295/1815-588X-2024-02-311-323

Purpose: to trace the contribution of scientists and staff of the departments of “Buildings”, “Architecture and industrial Aesthetics” to the development of transport and urban infrastructure of the Baikal-Amur mainline. Materials and methods: archival documents have been reviewed. A system analysis was performed and the chronological sequence of infrastructure projects was determined. Results: on the basis of archival data, settlements and railway stations were attributed, where the developments of the department’s staff were used for the first time, and infrastructure facilities were built by the university’s construction crews. For the first time, photographic materials of individual projects and production processes have been published. A retrospective look at the formation and development of BAM is presented. The time check of the operational characteristics of the erected buildings, laid down as a result of scientific and design developments of the departments of “Buildings”, “Architecture and industrial aesthetics” is analyzed. The practical significance of the article is in preserving memory and communication between generations. The materials of personal origin collected by the author’s team make it possible to expand the boundaries of research related to the study of historical memory of the late Soviet period and reconstruct a number of events when describing local identities of personalities in the context of architectural and construction activities of the staf f of the PSUPS.

Keywords: Baikal-Amur mainline, transport infrastructure, buildings, railway stations, construction teams

Contacts: belashta@mail.ru, akuznetsov@pgups.ru, martirov@mail.ru

Цель: обобщение имеющихся методов повышения эффективности очистки сточных вод. Для достижения поставленной цели в статье рассмотрены способы интенсификации различных канализационных сооружений. Методы: сбор, сравнение и систематизация существующих методов повышения эффективности работы сооружений. Результаты: рассмотрены различные варианты повышения уровня эффективности очистки сточных вод, выявлены наиболее перспективные решения для модернизации как отдельных сооружений, так и устройств технологической очистки городских сточных вод. Практическая значимость: использование рекомендуемых современных отечественных разработок при реконструкции и/или строительстве новых очистных сооружений позволит с минимальными затратами, как денежными, так и временными, достигнуть требуемой новыми нормативами степени очистки сточных вод.

Ключевые слова: системы водоотведения, очистка сточных вод, повышение эффективности, резервуары-накопители, решетки, аэрируемые песколовки, отстойники, тонкослойные блоки, аэротенки, доочистка

Контакты: super.pln2013@yandex.ru

Ways to Improve the Efficiency of Wastewater Treatment L. N. Paramonova
DOI: 10.20295/1815-588X-2024-02-324-331

Purpose: generalization of available methods to improve the efficiency of wastewater treatment. To achieve this goal, the article discusses ways to intensify various sewage facilities. Methods: collection, comparison and systematization of existing methods for improving the efficiency of structures. Results: various options for improving the efficiency of wastewater treatment are considered, the most promising solutions for the modernization of both individual structures and devices for technological treatment of urban wastewater are identified. Practical significance: the use of recommended modern domestic developments in the reconstruction and/or construction of new wastewater treatment plants will allow achieving the degree of wastewater treatment required by the new standards with minimal costs, both monetary a nd temporary.

Keywords: wastewater disposal systems, wastewater treatment, efficiency improvement, storage tanks, grids, aerated sand traps, settling tanks, thin-layer blocks, aerotanks, aftertreatment

Contacts: super.pln2013@yandex.ru

Цель: разработать способ определения оптимальных гидрологических характеристик систем очистки загрязненных поверхностных и дренажных вод. Методы: применено уравнение баланса загрязняющих веществ. Для сравнения использована методика НИИ «Водгео». Исследованы затраты на очистку и экологический ущерб от загрязнения водотоков при различных вариантах водности года и параметрах очистных сооружений. В качестве основных параметров выбраны виды загрязняющих веществ (взвешенные вещества и нефтепродукты) и коэффициент разделения стока в разделительных камерах. Результаты: разработан способ оптимизационных расчетов гидрологических характеристик систем очистки поверхностных и дренажных вод, учитывающий вероятность стока в половодье и паводки, затраты на строительство и эксплуатацию очистных сооружений и ущерб от загрязнения водотоков. В качестве примера выполнены оптимизационные расчеты нескольких вариантов очистки талого, дождевого и дренажного стока. Практическая значимость: способ оптимизационных расчетов ОС позволит более обосновано и точно определить необходимую степень очистки сточных вод, производительность и параметры очистных сооружений, а в ряде случаев — снизить степень загрязнения водотоков.

Ключевые слова: очистные сооружения, загрязняющие вещества, водный объект, сток, расходы воды, половодье, дождевой паводок, кратность разбавления, экологический ущерб, оптимальная производительность

Контакты: kanziber3@yandex.ru, pol1nom@yandex.ru, shtykov41@mail.ru

Optimization of hydrological calculations for surface and drainage runoff treatment systems Ju. A. Kanziber, A. B. Ponomarev, V. I. Shtykov
DOI: 10.20295/1815-588X-2024-02-332-344

Objective: to develop a method for determining the optimal hydrological characteristics of systems for treating contaminated surface and drainage waters. Methods: the pollutant balance equation was applied. For comparison, the method of the Vodgeo Research Institute was used. The costs of treatment and environmental damage from pollution of watercourses were studied for various water levels of the year and the parameters of treatment facilities. The main parameters chosen are the types of pollutants (suspended substances and petroleum products) and the separation coefficient of the runoff in the separation chambers. Results: a method has been developed for optimization calculations of the hydrological characteristics of surface and drainage water treatment systems, taking into account the likelihood of runoff during high water and floods, the costs of construction and operation of treatment facilities and damage from pollution of watercourses. As an example, optimization calculations were performed for several options for treating melt, rain and drainage runoff. Practical importance: the method of optimization calculations of environmental protection will allow a more reasonable and accurate determination of the required degree of wastewater treatment, productivity and parameters of treatment facilities, and in some cases — to reduce the degree of pollution of watercourses.

Keywords: surface runoff, treatment facilities, pollution of a water body, water body, precipitation, hydrological characteristics, runoff, water flow, flood, rain flood, dilution factor, availability, repeatability, reliability

Contacts: kanziber3@yandex.ru, pol1nom@yandex.ru, shtykov41@mail.ru

Цель: данная работа посвящена исследованию особенностей в объемно-планировочных решениях стационарных зданий цирков и определению тенденций развития архитектуры цирка. В последние годы с появлением новых технологий требования к объемно-планировочным и техническим решениям зданий цирка претерпевают значительные изменения. Большое значение имеет сохранение традиций циркового искусства и в то же время необходима модификация и трансформация зданий цирка для расширения возможностей цирковых представлений. Метод: проведен комплексный анализ существующих зданий цирка в Европе, Азии и России. Исследование основано на анализе профессиональной литературы и научных статей. Результаты: выявлена тенденция к строительству многофункциональных зрелищных зданий с элементами цирковых выступлений и различными шоу-представлениями (водными, ледовыми, в воздухе). Технические инновации, применяемые в современных представлениях, такие как сменные манежи, использование виртуальной реальности и современных технических систем эквилибристики, диктуют новые подходы к организации пространства. В Европе представления с участием животных уходят в прошлое. В России и Азии животные остаются неотъемлемой частью циркового шоу, при этом ужесточается контроль за их содержанием. На основе изучения существующих зданий цирка определены перспективные решения для новых и реконструируемых зданий цирка. Практическая значимость: результаты позволяют выявить основные тенденции в объемно-планировочных решениях стационарных зданий цирков. Данное исследование будет полезным для архитекторов, проектировщиков и специалистов, которые занимаются проектированием и реконструкцией цирков. Результаты работы могут быть использованы для создания современных и функциональных зданий цирка, которые будут соответствовать ожиданиям зрителей и обеспечивать комфортные условия для артистов.

Ключевые слова: цирк, стационарный цирк, цирковые здания, шапито, многофункциональные здания, манеж, сменные манежи, зверинец

Контакты: Kochurovp@list.ru, dvz2012@mail.ru

Features of space-planning solutions for stationary circus buildings A. A. Kochurova, D. V. Zenchenkova
DOI: 10.20295/1815-588X-2024-02-345-358

Objective: this work is devoted to the study of the features in space-planning solutions for stationary circus buildings and to determine the development of circus architecture. In recent years, with the appearance of new technologies, the requirements for space-planning and technical solutions of circus buildings have undergone significant changes. It is very important to preserve the traditions of circus art and, at the same time, for expansion of the circus performances are necessary modifications and transformations of the buildings. Methods: have been made a comprehensive analysis of existing circus buildings in Europe, Asia and Russia. The research is based on the analysis of professional literature and scientific articles. Results: has been revealed patterns and main features in construction of multifunctional entertainment buildings with elements of circus and various show performances (on ice, on water, in the air). Technical innovations applied in modern representations, such as removable playpens, the use of virtual reality and modern technical balancing systems, dictate new approaches to the organization of space. In Europe, animal performances are a thing of the past. In Russia and Asia, animals remain an essential part of the circus show, meanwhile control over their living conditions is becoming more strict. Based on the study of the already built circus facilities were determined the prospects for the construction of new and reconstruction of existing buildings. Practical significance: the results allow us to identify the main trends in the space-planning solutions of stationary circus buildings. This research will be useful for architects, designers and other specialists who are engaged in the design and reconstruction of circuses. The results of this research can be used to create modern and functional circus buildings that will meet the expectations of the audience and provide comfortable conditions for the artists.

Keywords: circus, stationary circus, circus buildings, tent, multifunctional buildings, arena, interchangeable arenas, menagerie

Contacts: Kochurovp@list.ru, dvz2012@mail.ru

Цель: сектор электроэнергетики Ирака находится в критическом состоянии, требующем немедленных реформ. Отрасль и академическое сообщество выразили обеспокоенность по поводу способности системы обеспечивать стабильное электроснабжение и общей операционной неэффективности. В настоящее время сектор энергетики испытывает один из самых значительных ростов спроса в мире, и, учитывая его капиталоемкость, он занимает значительную часть государственной программы инвестиций Ирака. Более того, наблюдается значительное увеличение финансовой нагрузки на электроснабжение Ирака из-за высоких субсидий, необходимых для покрытия текущих расходов. Эти субсидии считаются одними из самых высоких в мире. Методы: рассуждения, представленные в статье, касаются сложного вопроса о производственных мощностях электростанций, работающих в географических границах центральных и южных регионов страны Ирака, с у делением особого внимания первостепенной важности понимания масштабов и объема спроса на энергию, существующего в этих вышеупомянутых регионах, а также многогранных сложностей, связанных с разнообразными типами потребителей, которые участвуют в использовании этих энергетических ресурсов. Результаты: принимая во внимание вышеупомянутые трудности, в данной статье подробно рассматриваются эти вопросы и представлен ряд предложений, направленных непосредственно на повышение общей эффективности энергетического сектора. Одна из основных рекомендаций предусматривает комплексную реформу энергетического сектора с уделением особого внимания удовлетворению растущего спроса на электроэнергию среди населения. Ожидается, что реализация этого предложения позволит добиться значительных успехов в обеспечении надежных и устойчивых энергетических решений для удовлетворения постоянно растущих потребностей населения.

Ключевые слова: реформа, иракская энергосистема, генерация, распределение, учет, планирование электроэнергии, реализация проектов по производству электроэнергии, мультилинейная регрессия

Контакты: 1144648@edu.rut-miit.ru, mx_sh@mail.ru

Features of construction and operation of electric power generation devices in the southern part of Iraq M. J. J. Alsultan, M. V. Shevlyugin
DOI: 10.20295/1815-588X-2024-02-359-369

Objective: the Iraqi electricity sector is in a critical state requiring immediate reforms. The industry and the academic community have expressed concern about the system’s ability to provide stable power supply and overall operational inefficiency. The energy sector is currently experiencing one of the most significant demand increases in the world, and given its capital intensity, it occupies a significant part of Iraq’s government investment program. Moreover, there has been a significant increase in the financial burden on Iraq’s electricity supply due to the high subsidies needed to cover current expenses. These subsidies are considered to be among the highest in the world. Methods: the reasoning presented in the article deals with the complex issue of the production capacities of power plants operating within the geographical boundaries of the central and southern regions of the country of Iraq, with particular attention to the paramount importance of understanding the scale and volume of energy demand existing in these aforementioned regions, as well as the multifaceted complexities associated with the diverse types of consumers who participate in the use of these energy resources. Results: taking into account the above-mentioned difficulties, this article examines these issues in detail and presents a number of proposals aimed directly at improving the overall efficiency of the energy sector. One of the main recommendations provides for a comprehensive reform of the energy sector, with special attention to meeting the growing demand for electricity among the population. The implementation of this proposal is expected to make significant progress in providing reliable and sustainable energy solutions to meet the ever-increasing needs of the population.

Keywords: reform, Iraqi power system, generation, distribution, metering, electrical power planning, implementation of power generation projects, multi-linear regression

Contacts: 1144648@edu.rut-miit.ru, mx_sh@mail.ru

Цель: выявить наиболее эффективные модели промышленных экзоскелетов, определить возможность применения промышленных экзоскелетов при работах, проводимых на железнодорожном транспорте, выявить основные их недостатки и предложить варианты улучшения их конструкции. Методы: поиск и сравнительный анализ информации о новых промышленных экзоскелетах, применяемых в различных областях жизнедеятельности на предмет определения возможности и целесообразности их более широкого внедрения на железнодорожном транспорте. Результаты: произведен обзор и оценка изготавливаемых на данный момент в Российской Федерации промышленных экзоскелетов. Практическая значимость: выявлено, что в большинстве случаев вредные условия труда для рабочих мест на предприятиях железнодорожного транспорта обусловлены фактором тяжести труда. Влияние этого фактора можно снизить путем использования современных средств индивидуальной защиты (СИЗ) опорно-двигательного аппарата рабочих. Установлено, что перспективными СИЗ для снижения физических нагрузок являются промышленные экзоскелеты. Приведены рекомендации по их выбору для ряда профессий железнодорожного транспорта.

Ключевые слова: промышленные экзоскелеты, средства индивидуальной защиты, опорно-двигательный аппарат, тяжесть труда, физические перегрузки, работники железнодорожного транспорта

Контакты: yu.n.kanonin@yandex.ru, ot-ntb@mail.ru

Prospects for the use of industrial exoskeletons in railway transport as personal protective equipment Yu. N. Kanonin, O. I. Tikhomirov
DOI: 10.20295/1815-588X-2024-02-370-379

Purpose: to identify the most effective models of industrial exoskeletons, determine the possibility of using industrial exoskeletons for work carried out on railway transport, identify their main disadvantages and propose options for improving their design. Methods: search and comparative analysis of information on new industrial exoskeletons used in various areas of life to determine the possibility and feasibility of their wider implementation in railway transport. Results: a review and assessment of industrial exoskeletons currently manufactured in the Russian Federation was carried out. Practical significance: It has been revealed that in most cases, harmful working conditions for workplaces at railway transport enterprises are caused by the factor of labor severity. The influence of this factor can be reduced by using modern personal protective equipment (PPE) for the musculoskeletal system of workers. It has been established that industrial exoskeletons are promising PPE for reducing physical activity. Recommendations on their choice for a number of railway transport professions are given.

Keywords: industrial exoskeletons, personal protective equipment, musculoskeletal system, severity of labor, physical overload, railway workers

Contacts: yu.n.kanonin@yandex.ru, ot-ntb@mail.ru

Цель: аналитическое исследование возможности использования бентонита — природного минерала, обладающего высокими гидроизоляционными и адсорбционными свойствами, в различных сферах. Методы: использованы методы сравнительного анализа, синтеза, обобщения, аналогии. Результаты: в данной статье рассмотрены различные сферы применения бентонита, позволяющие позиционировать бентонит как универсальный материал, который нашел широкое применение в различных отраслях промышленности благодаря своим уникальным свойствам. Отмечены преимущества бентонита перед другими гидроизоляционными материалами, включая экологичность, долговечность, эффективность и экономичность. Исследованы свойства бентонитовой глины, способность которой к набуханию и созданию гидроизоляционного барьера при контакте с водой делает ее эффективным материалом для защиты от воздействий влаги. Указано, что высокая морозостойкость бентонита обеспечивается благодаря сложной структуре материала, состоящей из атомов оксидов металлов и атомов кремния, которые образуют плотную структуру. Межслоевое пространство, в котором сосредоточены обменные катионы, является физической и физико-химической основой сорбционной активности бентонитовых глинистых пород. Установлено, что ценным качеством бентонита является его способность самозалечиваться, как и в случае использования при отрицательных температурах. Это обусловлено его молекулярной структурой. Микроскопические частицы, из которых состоит бентонит, имеют отрицательный заряд, они способны адсорбировать молекулы воды. Практическая значимость: гидроизоляционные работы производятся по многим направлениям строительства. При этом материалы из бентонита не используются широко. В этом аспекте в статье подробно описаны такие гидроизоляционные материалы, как бентонитовые маты, глиняный замок, инъекционная бентонитовая гидроизоляция. Авторы считают, что спрос на использование бентонита как надежного и перспективного средства гидроизоляции в строительной отрасли будет возрастать.

Ключевые слова: бентонит, гидроизоляция, эксплуатационные свойства, бентонитовые маты, глиняный замок, инъекционная бентонитовая гидроизоляция

Контакты: romamayer1998@mail.ru, gleb981@yandex.ru, nina.shangina@gmail.com, samoylovs@cloud.com

Use of bentonite clay as waterproofing material R. A. Mayer, G. D. Yakimov, N. N. Shangina, S. A. Samoilov
DOI: 10.20295/1815-588X-2024-02-380-390

Purpose: analytical study of usability bentonite is a natural mineral with high waterproofing and adsorption properties in various fields. Methods: methods of comparative analysis, synthesis, generalization, analogy were used. Results: this article examines various applications of bentonite, allowing to position bentonite as a universal material, which is widely used in various industries due to its unique properties. The advantages of bentonite over other waterproofing materials are noted, including environmental friendliness, durability, efficiency and economy. The properties of bentonite clay have been studied, the ability of which to swell and create a waterproofing barrier in contact with water makes it an effective material for protection against moisture. It is indicated that the high frost resistance of bentonite is ensured due to the complex structure of the material consisting of metal oxide atoms and silicon atoms, which form a dense structure. The interlayer space in which the exchange cations are concentrated is the physical and physicochemical basis for the sorption activity of bentonite clay rocks. Bentonite has been found to be of value in its self-healing properties, as is the case when used at negative temperatures. This is due to its molecular structure. The microscopic particles that make up bentonite have a negative charge, they are able to adsorb water molecules. Practical significance: waterproofing works are carried out in many areas of construction. However, bentonite materials are not widely used. In this aspect, the article describes in detail such waterproofing materials as bentonite mats, clay lock, injectable bentonite waterproofing. The authors believe that the demand for the use of bentonite as a reliable and promising means of waterproofing in the construction industry will increase.

Keywords: bentonite, waterproofing, performance properties, bentonite mats, clay lock, injectable bentonite waterproofing

Contacts: romamayer1998@mail.ru, gleb981@yandex.ru, nina.shangina@gmail.com, samoylovs@cloud.com

Цель: исследование и обоснование перспектив переработки отвальной породы угольных шахт Луганской Народной Республики с дальнейшим ее применением в строительной индустрии. Методы проводился отбор проб отвальной породы с последующим лабораторным исследованием: содержания Al2O3 (до 22 %) и общей серы (до 4 %) в пробах породы различной степени метаморфизма, показателей ее пластичности и радиационных характеристик (до 220 Бк/кг). Результаты: рассмотрены вопросы переработки породных отвалов угольных шахт Луганской Народной Республики в качестве сырья для производства строительных материалов. Проведен краткий анализ существующих на сегодняшний день способов получения различных строительных материалов из отвальных пород. Лабораторные данные, полученные после проведенных исследований проб отвальной породы ряда шахт, доказывают возможность использования углеотходов в гражданском, промышленном и дорожном строительстве. Практическая значимость: проведенные исследования и детальный анализ различных показателей и свойств отходов угледобычи Луганской Народной Республики, включая удельную эффективную активность и коэффициент эманирования, делают возможным применение отвальной породы в качестве сырья в строительной отрасли при производстве материалов для промышленного, гражданского и дорожного строительства.

Ключевые слова: отвальная порода, отвалы угольных шахт, сырье, отходы, переработка, утилизация, строительные материалы

Контакты: kate3152@yandex.ru, alavina@yandex.ru

The prospect of processing waste rock from coal mines with subsequent use in construction E. I. Verekh-Belousova, A. V. Kharlamova
DOI: 110.20295/1815-588X-2024-02-391-397

Objective: research and justification of the prospects for processing waste rock from coal mines of the Lugansk People’s Republic with its further use in the construction industry. Methods: sampling of the dump rock was carried out, followed by laboratory resear ch: Al2O3 content (up to 22 %) and total sulfur (up to 4 %) in rock samples of varying degrees of metamorphism, indicators of its plasticity and radiation characteristics (up to 220 Bk/kg). Results: the issues of processing rock dumps from coal mines of the Lugansk People’s Republic as raw materials for the production of building materials are considered. A brief analysis of the currently existing methods for obtaining various building materials from waste rocks has been carried out. The laboratory data obtained, after studies of samples of waste rock from a number of mines, prove the possibility of using coal waste in civil, industrial and road construction. Practical importance: the research and detailed analysis of various indicators and properties of coal mining waste in the Lugansk People’s Republic, including specific effective activity and evaporation coefficient, make it possible to use waste rock as raw material in the construction industry in the production of materials for industrial, civil and road construction.

Keywords: dump rock, coal mine dumps, raw materials, waste, processing, disposal, construction materials

Contacts: kate3152@yandex.ru, alavina@yandex.ru

Цель: в статье приводится многовариантный подход к отбору вариантов начертания полигона сети на территории малоосвоенного района. Методы: при освоении месторождений природных ресурсов необходимо качественно проводить комплексную оценку устойчивости развития соответствующего региона и разрабатывать стратегии его развития. Малоосвоенный район можно отнести к проблемным регионам, к которым относятся слаборазвитые или депрессивные районы. Под малоосвоенными районами (регионами) авторы понимают территории большой площади, на которой проживает малочисленное население, слабо развито или полностью отсутствует железнодорожная сеть путей сообщения, с одной стороны, а с другой — имеются богатейшие запасы месторождений природных ресурсов, которые не могут быть в полной мере задействованы. Обоснование создания топологии сети железных дорог в таких районах является сложной задачей. В статье раскрыты основные теоретические положения ее решения. Результаты: для оценки перспективного развития сети железных дорог в таких районах с учетом ее социально-экономического развития предложен многокритериальный подход. Изложены основные положения методики формирования вариантов создания сети железных дорог с использованием теории графов и их последовательной многокритериальной оценкой. Практическая значимость: приводится конкретный пример расчета, показывающий работоспособность предложенной методики, позволяющей обоснованно принимать решения по отбору вариантов создания топологии сети железных дорог в малоосвоенном районе.

Ключевые слова: железные дороги, топология сети железных дорог, пути сообщения, проблемные регионы, малоосвоенный район, слаборазвитый район, теория графов, депрессивный район, многокритериальная задача, обоснование создания сети железных дорог

Контакты: natali171297@mail.ru, v_s_s_@mail.ru

A multi-criteria approach to the selection of options for creating a railway network N. A. Medvedeva, V. S. Shvartcfeld
DOI: 10.20295/1815-588X-2024-02-398-408

The article provides a multivariate approach to the selection of options for the outline of a network polygon in a poorly developed area. When developing deposits of natural resources, it is necessary to qualitatively carry out a comprehensive assessment of the sustainability of the development of the relevant region and develop strategies for its development. An underdeveloped area can be classified as a problem region, which includes underdeveloped or depressed areas. By underdeveloped areas (regions), the authors understand the territories of a large area inhabited by a small population, poorly developed or completely absent railway network of communication routes on the one hand, and on the other, there are rich reserves of deposits of natural resources that cannot be fully exploited. To assess the prospective development of the railway network in such areas, taking into account its socio-economic development, it is proposed to use a multi-criteria approach. The main provisions of the methodology for the formation of options for creating a railway network using graph theory and their consistent multi-criteria evaluation are presented. A specific calculation example is given, showing the efficiency of the proposed methodology.

Keywords: railways, topology of the railway network, communication routes, problem regions, underdeveloped area, underdeveloped area, graph theory, depressed area, multi-criteria task, justification for the creation of a railway network

Contacts: natali171297@mail.ru, v_s_s_@mail.ru

Цель: оценка силового воздействия тяжеловесных и длинносоставных грузовых поездов на железнодорожный путь различными методами измерений: Шлюмпфа, матриц влияния и методом двух сечений (ПГУПС). Методы: измерения оценки силового воздействия тяжеловесных и длинносоставных грузовых поездов на железнодорожный путь производились методами Шлюмпфа, матриц влияния и методом двух сечений (ПГУПС). Результаты: установлено, что измерения вертикальных динамических сил тремя методами хорошо коррелируются между собой, а метод Шлюмпфа дает завышенные результаты при измерении горизонтальной поперечной силы. Практическая значимость: метод двух сечений (ПГУПС) можно рекомендовать для измерения силового воздействия как нового и модернизированного подвижного состава на железнодорожный путь, так и для эксплуатируемого подвижного состава с целью выявления дефектов и отступлений на поверхности катания колес.

Ключевые слова: контакт колеса с рельсом, взаимодействие подвижного состава с верхним строением пути, длинносоставные поезда, повышенные осевые нагрузки, кривые участки малого радиуса, тяжеловесное движение

Контакты: andrey.romanov@mail.ru, zhdp10@gmail.com, alexmiroschnik@mail.ru, 8921918@mail.ru

The results of the assessment of the force effect of heavy and long-component freight trains on the railway track by various measurement methods A. V. Romanov, A. A. Kiselyov, A. А. Miroshnik, M. V. Bushuev
DOI: 10.20295/1815-588X-2024-02-409-420

Objective: to assess the force effect of heavy and long-component freight trains on the railway track by various measurement methods: Schlumpf, influence matrices and the two-section method (PGUPS). Methods: measurements of the assessment of the force effect of heavy and long-component freight trains on the railway track were carried out using the Schlumpf methods, influence matrices and the two-section method (PGUPS). Results: it was found that measurements of vertical dynamic forces by three methods are well correlated with each other, and the Schlumpf method gives overestimated results when measuring horizontal transverse force. Practical importance: the two-section method can be recommended for measuring the force effect of both new and upgraded rolling stock on the railway track, as well as for operated rolling stock in order to identify defects and deviations on the rolling surface of the wheels.

Keywords: wheel-rail contact, interaction of rolling stock with the upper structure of the track, longcomponent trains, increased axial loads, curved sections of small radius, heavy traffic

Contacts: andrey.romanov@mail.ru, zhdp10@gmail.com, alexmiroschnik@mail.ru, 8921918@mail.ru

Цель: оценка работоспособности системы мониторинга инженерных конструкций и текущего состояния конструкций вантового моста через Петровский канал в створе автомобильной дороги «Западный скоростной диаметр» в Санкт-Петербурге по причине возникновения нештатных ситуаций, при которых акселерометрами на пилонах фиксируются значения, превышающие предельные. Методы: для получения результатов используются статистические данные с баз данных действующей системы мониторинга инженерных конструкций. Поставленные в рамках исследования задачи решены посредством применения теоретических методов научного познания: аналитический метод, теория математической статистики, индукция. Результаты: предложен структурный подход к оценке работоспособности системы мониторинга инженерных конструкций и оценки текущего состояния конструкций вантового моста, по данным, полученным с акселерометров. Структурный подход включает три этапа: I — предварительный анализ; II — выборочный анализ; III — детальный анализ. Практическая значимость: полученный структурный подход по оценке работоспособности системы мониторинга инженерных конструкций на вантовых мостах позволяет уменьшить количество ложных срабатываний системы и оценить текущее состояние мостового сооружения. В рамках III этапа структурного подхода предложена разработка методики оценки работоспособности системы мониторинга инженерных конструкций с последующей оценкой текущего состояния конструкций вантового моста.

Ключевые слова: мониторинг искусственных сооружений, управление техническим состоянием, объект транспортной инфраструктуры, вантовый мост, напряженно-деформированное состояние, акселерометр, вибрационный мониторинг

Контакты: andrey.makhonko@nch-spb.ru, lazarev_yug@spbstu.ru, aaa.12.03.1992@mail.ru

Structural approach to assessing the performance of the monitoring system of engineering structures of the cablestayed bridge over the Petrovsky Canal in the construction of the western speed diameter highway in St. Petersburg. Part 1 A. A. Makhonko, Y. G. Lazarev, A. A. Antonyuk
DOI: 10.20295/1815-588X-2024-02-421-431

Purpose: assessing the performance of the monitoring system for engineering structures and assessing the current state of the structures of the cable-stayed bridge across the Petrovsky Canal in the alignment of the Western High-Speed Diameter highway in the city of St. Petersburg due to the occurrence of emergency situations in which accelerometers on the pylons record values exceeding the limit. Methods: statistical data from the databases of the existing system of monitoring engineering structures is used to obtain the results. The tasks, set within the framework of the study, are accomplished by applying the theoretical methods of scientific knowledge: the analytical method, the mathematical statistics theory, induction. Results: the resulting structural approach to assessing the performance of the monitoring system for engineering structures on cable-stayed bridges makes it possible to reduce the number of false alarms of the system and assess the current state of the bridge structure. Within the framework of the III stage of the structural approach, it is proposed to develop a methodology for assessing the performance of the monitoring system for engineering structures with subsequent assessment of the current state of cable-stayed bridge structures. Practical significance: the results of the work are important for construction as they expand the understanding of the features of the mechanism of soil freezing.

Keywords: structural artificial monitoring, technical condition management, transport infrastructure object, cable-stayed bridge, stressed-deformed condition, accelerometer, vibration monitoring

Contacts: andrey.makhonko@nch-spb.ru, lazarev_yug@spbstu.ru, aaa.12.03.1992@mail.ru

Цель: изучить особенности перераспределения пассажирских и грузовых перевозок на полигоне Октябрьской железной дороги «главный ход — кружные маршруты» и показать необходимость продолжения исследований с учетом ввода в 2028 году выделенной высокоскоростной железнодорожной магистрали Москва — Санкт-Петербург (далее — ВСМ). Методы исследования: анализ опубликованных результатов научно-исследовательских работ, изучение основных нормативных документов, отчетов, докладов и других источников в рамках представленной темы с учетом отражения ключевых задач развития железнодорожного транспорта, в том числе сети ВСМ, согласно Транспортной стратегии РФ до 2030 года с прогнозом до 2035 года. Результаты: установлено, что после переключения грузопотока с главного хода на кружные маршруты в России значительно выросли тарифы и увеличился срок доставки грузов железнодорожным транспортом. В условиях роста общего объема контейнерных перевозок в направлении портов Северо-Запада основная часть грузов осваивается автомобильным транспортом. На маршруте Москва — Санкт-Петербург сложилась сильнейшая конкуренция между поездами «Сапсан» и авиатранспортом в борьбе за пассажира. Модернизированный железнодорожный путь под скоростное сообщение «Сапсанов» работает на пределе провозной способности. Это подтверждает актуальность строительства выделенной высокоскоростной магистрали на данном направлении и подчеркивает важность исследований в области перераспределения пассажирских и грузовых перевозок на рассматриваемом полигоне Октябрьской железной дороги «главный ход — кружные маршруты». Практическая значимость: использование результатов исследований позволит повысить конкурентоспособность железных дорог в сравнении с автомобильным и авиационным видами транспорта на полигоне Октябрьской железной дороги «главный ход — кружные маршруты».

Ключевые слова: главный ход Октябрьской железной дороги, Москва - Санкт-Петербург, пассажиропоток, «Сапсан», грузопоток, высокоскоростная железнодорожная магистраль, ВСМ

Контакты: 2009bushuev@rambler.ru, shulman@pgups.ru

About cargo traffic on the main route of Oktyabrskaya Railway after construction high-speed railway Moscow — St. Petersburg N. S. Bushuev, D. O. Shulman
DOI: 10.20295/1815-588X-2024-02-432-439

Objective: to study the change of passenger and freight traffic on the Oktyabrskaya Railway “main route — the way around” and to show the need to continue research, taking into account the construction in 2028 high-speed railway Moscow — St. Petersburg (HSR). Methods: analysis of published research results, study of the main regulatory documents, reports and other sources taking into account the reflection of the key tasks of the development of railway transport, including the HSR network, according to the Transport Strategy of the Russian Federation until 2030 with a forecast until 2035. Results: it was found that after switching cargo traffic from the main route to the way around in Russia, tariffs and the delivery time of goods by rail have increased. With the growth of the total volume of container traffic towards the ports of the North-West, the goods are transported by road. There is a strong competition between Sapsan trains and air transport in the fight for passengers on the Moscow — St. Petersburg route. The upgraded railway track for the Sapsan speed service is operating at the capacity limit. This confirms the relevance of the construction of HSR in this route and makes it important of research of passenger and freight traffic on the Oktyabrskaya Railway “main route — the way around”. Practical importance: the use of research results will increase the competitiveness of railways in comparison with auto and airtransport in the Oktyabrskaya Railway “main route — the way around”.

Keywords: main route of Oktyabrskaya Railway, Moscow - St. Petersburg, passenger traffic, Sapsan, cargo traffic, high-speed railway, HSR

Contacts: 2009bushuev@rambler.ru, shulman@pgups.ru

Цель: в процессе эксплуатации железнодорожного пути в его элементах происходит накопление остаточных деформаций. В зоне остаточной деформации пути, в частности просадки, пучинной впадины и т. д. возникают напряжения, при которых материал рельса может приобрести необратимые деформации, а рельс — оказаться поврежденным. При переходе рельса от прямолинейного равновесного состояния к криволинейному (при просадках, перекосах, пучинах) в нем возникают собственные напряжения, которые изменяют работу пути под подвижной нагрузкой. Предлагается в практических расчетах железнодорожного пути рассматривать критическую силу, при которой происходит потеря устойчивости рельса (переход к криволинейному равновесному состоянию) в вертикальной плоскости, в качестве дополнительного критерия допускаемой нагрузки. В статье рассмотрены собственные напряжения в рельсах, возникающие вследствие эксплуатации железнодорожного пути с отступлениями по его содержанию. Методы: статистический анализ накопления остаточных деформаций участка железнодорожного пути, обзор существующих методик оценки воздействия подвижного состава на путь, имитационное моделирование напряженно-деформированного состояния рельса. Результаты: проведены анализ накопления остаточных деформаций участка железнодорожного пути, обзор существующих методик оценки воздействия подвижного состава на путь, моделирование напряженно-деформированного состояния рельса под нагрузкой в двух состояниях (прямолинейная балка, криволинейная балка). Практическая значимость: результаты могут быть применены при решении задачи о взаимодействия подвижного состава и железнодорожного пути.

Ключевые слова: железнодорожный путь, верхнее строение пути, рельс, расчет железнодорожного пути, собственные напряжения, просадки железнодорожного пути

Контакты: chernyaeva@pgups.ru, director@sptgt.ru, chernyaev@pgups.ru, andrey.ivanov.pgups@mail.ru

Self-stresses in the rails arising as a result of the operation of the railway track with deviations in its content V. A. Chernyaeva, E. I. Shehtman, E. V. Cherniaev, A. I. Ivanov
DOI: 10.20295/1815-588X-2024-02-440-448

Purpose: approaches to the maintenance of the railway track play a significant role in the interaction between the track and the rolling stock. The analysis [1–10] shows that existing methods for assessing the impact of rolling stock on the track have not completely resolved the issues of taking into account the residual deformation of the track, which does not allow us to have the most complete understanding of the ongoing interactions and processes between the railway track and the rolling stock in real operating conditions. In developing the issue of the need to take into account the residual deformation of the track, deviations in the geometry of the rail track in the profile, the article considers the “intrinsic” stresses in the track that are not under the influence of any load, arising as a result of the operation of a railway track with deviations in its contents. Methods: statistical analysis of the accumulation of residual deformations of a section of the railway track, review of existing methods for assessing the impact of rolling stock on the track, simulation modeling of the stress-strain state of the rail. Results: an analysis of the accumulation of residual deformations of a section of the railway track, a review of existing methods for assessing the impact of rolling stock on the track, modeling of the stress-strain state of a rail under load in two states (straight beam, curved beam) were carried out. Practical significance: the results can be applied when solving the problem of interaction between rolling stock and the railway track.

Keywords: railway track, superstructure of the track, rail, calculation of the railway track, own stresses, subsidence of the railway track

Contacts: chernyaeva@pgups.ru, director@sptgt.ru, chernyaev@pgups.ru, andrey.ivanov.pgups@mail.ru

Цель: определить влияние на частоты и формы свободных колебаний многопролетных мостовых сооружений высокоскоростных железнодорожных магистралей таких факторов, как продольный модуль упругости связи рельса с подрельсовым основанием, жесткость опор в направлении вдоль моста и массивность промежуточных опор. Методы: в статье рассматривается четырехпролетный мост с бесстыковым путем, моделируемым в виде упругого бруса на упругом основании, для которого определены формы колебаний и соответствующие им собственные частоты при различных параметрах системы «мост — бесстыковой путь». Результаты: приведенные в статье данные позволяют учитывать при проектировании мостовых сооружений на высокоскоростных железнодорожных магистралях наличие бесстыкового пути на мосту и его участие в работе мостового сооружения, чем достигается возможность более обоснованно принимать конструктивные решения элементов объекта. Практическая значимость: поскольку динамическая реакция сооружения целиком определяется его динамическими свойствами, то чрезвычайно важным становится выявление спектра собственных частот и форм колебаний мостового сооружения при учете работы бесстыкового пути на мосту, который объединяет сооружение в единую систему, обеспечивая совместность работы элементов системы «мост — бесстыковой путь» при продольных поездных и температурных воздействиях, что дает возможность отразить фактическую работу сооружения и в конечном счете позволяет возводить более экономичные опоры мостового сооружения.

Ключевые слова: собственные частоты и формы свободных колебаний, бесстыковой путь, мостовое сооружение, высокоскоростные железнодорожные магистрали (ВСМ)

Контакты: lee0202@vk.com, svn193921@rambler.ru

The influence of the parameters of bridge structures of high-speed railways on the dynamic properties of the bridge-freewaysystem V. N. Smirnov, E. E. Lukovnikov
DOI: 10.20295/1815-588X-2024-02-449-456

Objective: to determine the influence on the frequencies and shapes of free vibrations of multi-span bridge structures of high-speed railways of such factors as the longitudinal modulus of elasticity of the connection of the rail with the sub-rail base, the stiffness of the supports in the direction along the bridge and the massiveness of the intermediate supports. Methods: the article considers a four-span bridge with a jointless path modeled as an elastic beam on an elastic base, for which the oscillation forms and their corresponding natural frequencies are determined for various parameters of the bridge-jointless path system. Results: the data presented in the article make it possible to take into account the presence of a jointless track on the bridge and its participation in the work of the bridge structure when designing bridge structures on high-speed railways, which makes it possible to make constructive decisions of the elements of the object more reasonably. Practical significance: since the dynamic reaction of a structure is entirely determined by its dynamic properties, it becomes extremely important to identify the spectrum of natural frequencies and oscillation patterns of a bridge structure when taking into account the operation of a jointless track on a bridge, which unites the structure into a single system, ensuring the compatibility of the elements of the bridge-jointless track system under longitudinal train and temperature influences, which It makes it possible to reflect the actual operation of the structure and, ultimately, allows you to build more economical bridge supports.

Keywords: natural frequencies and forms of free oscillations, jointless track, bridge structure, high-speed railway lines (HSR)

Contacts: lee0202@vk.com, svn193921@rambler.ru

Цель: разработать рекомендации для выполнения теплотехнических расчетов при капитальном ремонте вентиляционных шахт с созданием внутренних теплоизоляционно-конструкционных рубашек из пеностеклобетона. Методы: математическое моделирование методом Метрогипротранса обделки шахтного ствола в упругой среде на заданные перемещения от расширяющегося льда; математическое моделирование методом конечных элементов системы, включающей в себя грунтовый массив, обделку шахтного ствола и нагрузку от конвекции (потока холодного воздуха). Результаты. Установлены критерии риска разрушения обделки вентиляционных стволов при промерзании водонасыщенного грунта в заобделочном пространстве. Установлено, что разрушение чугунной обделки от расширения льда зависит от величины отпора грунта и размеров пустот в заобделочном пространстве, но не от глубины расположения рассматриваемого сечения. Выполнена оценка влияния термодинамических характеристик среды заобделочного пространства при работе вентиляционных шахт в условиях знакопеременных температур. Установлено, что в результате весьма широкого изменения теплотехнических характеристик среды температура в заобделочном пространстве в ходе термодинамических расчетов меняется несущественно — в пределах 1 ºС, и решающее значение в распределении тепла играют теплотехнические характеристики пеностеклобетонной рубашки. Практическая значимость: результаты исследования могут применяться во время обследования вентиляционных шахт метрополитена, а также служить алгоритмом проведения термодинамического расчета при составлении проекта капитального ремонта шахт с рубашкой из пеностеклобетона.

Ключевые слова: вентиляционные стволы, метрополитен, давление, напряжения, конвекция, грунтовый массив, метод Метрогипротранса, метод конечных элементов, пеностеклобетон

Контакты: scarlunch@mail.ru, ankonkov@yandex.ru, parad11@mail.ru, kegleeev@gmail.ru

Mathematical modeling of thermodynamic processes in subway ventilation shafts A. A. Sokornov, A. N. Konkov, Yu. A. Filonov, E. G. Kozin
DOI: 10.20295/1815-588X-2024-02-457-469

Objective: To develop recommendations for performing thermal engineering calculations during the ventilation shafts renovation with the creation of internal thermal insulation made of foam glass concrete. Methods: Mathematical modeling by the Metrogiprotrans method of the shaft lining in an elastic medium for specified movements from expanding ice; mathematical modeling by the finite elements method of a system including a ground massive, shaft lining and a load from convection (cold air flow). Results: The criteria for the risk of the ventilation shafts lining destruction during freezing of water-saturated soil behind the lining have been established. It has been established that the destruction of cast-iron lining from the ice expansion depends on the amount of soil resistance and the size of voids behind the lining, but not on the depth of the location of the section under consideration. An influence assessment of the soil thermodynamic characteristics during the ventilation shafts operation in conditions of alternating temperatures has been performed. It was found that as a result of a very wide change in the thermal characteristics of the medium, the temperature behind the lining during thermodynamic calculations changes insignificantly — within 1 °C, and the thermal characteristics of the foam glass concrete layer play a decisive role in heat distribution. Practical importance: The results of the study can be used during the inspection of subway ventilation shafts, as well as an algorithm for conducting thermodynamic calculations for projecting shafts renovation with an insulation made of foam glass concrete.

Keywords: ventilation shafts, subway, pressure, stresses, convection, ground massive, Metrogiprotrans method, finite element method, foam glass concrete

Contacts: scarlunch@mail.ru, ankonkov@yandex.ru, parad11@mail.ru, kegleeev@gmail.ru

Цель: в современном мире количество транспорта на дорогах растет в геометрической прогрессии, а инфраструктура или остается неизменной, или меняется, но происходит это не так быстро, как хотелось [1]. Долгосрочные последствия воздействия шума, такие как нарушения в работе сердечно-сосудистой системы (повышение артериального давления, инфаркты миокарда, ишемическая болезнь сердца и др.), нервной системы (расстройство сна, когнитивные нарушения, вегетососудистая дистония), болезни уха и сосцевидного отростка (кондуктивная и нейросенсорная потеря слуха), депрессии и другие психические расстройства [2–4], в большей степени связаны с показателями, которые суммируют шумовое воздействие в течение длительного времени. Как при проведении испытаний аккредитованными специалистами, так и при выборе жилья покупателями, приходится полагаться на аналитический или практический способ оценки шумовой загрязненности помещения. С целью обеспечения человека простым и объективным способом оценки шумовой загрязненности был разработан программный комплекс, позволяющий оценить воздействие шумового загрязнения от транспорта на здоровье населения. Методы: количественная оценка риска выполнена в соответствии с методическими рекомендациями МР 2.1.10.0059-12 «Оценка риска здоровью населения от воздействия транспортного шума». Результаты: с целью автоматизации расчетов, унификации оценки результатов и снижения затрат времени авторами предлагается программный комплекс для дифференциальной оценки риска здоровью населения от воздействия железнодорожного и автомобильного транспорта. Конечным продуктом является удобное, кросс-платформенное приложение для оперативной оценки риска в полевых условиях для сотрудников испытательных центров, проводящих измерения шума от известных источников автомобильного, железнодорожного или комбинированного транспортных потоков. Практическая значимость удобство и оптимизация обработки рисков по замерам шума сотрудниками шумометрических лабораторий при помощи приложения.

Ключевые слова: шум, шумовое загрязнение, риски развития заболеваний, экология, охрана здоровья

Контакты: danilfesak@gmail.com, nikitadavydov919@gmail.com, blackpirramida@gmail.com, aa.fedoseenko@mail.ru

A software package for differential assessment of the public health risk from exposure to noise from rail and road transport D. I. Fesak, N. V. Davydov, D. A. Kolobov, A. A. Fedoseenko
DOI: 10.20295/1815-588X-2024-02-470-479

Objective: in the modern world, the number of vehicles on the roads is growing exponentially, and the infrastructure either remains unchanged or is changing, but it is not happening as fast as we would like [1]. Long-term effects of noise exposure, such as disorders of the cardiovascular system (high blood pressure, myocardial infarction, coronary heart disease, etc.), the nervous system (sleep disorder, cognitive impairment, vegetative vascular dystonia), diseases of the ear and mastoid process (conductive and sensorineural hearing loss), depression and other mental disorders [2, 3, 4], are more related to indicators that sum up the noise exposure over a long time. Both when conducting tests by accredited specialists and when choosing housing for buyers, you have to rely on an analytical or practical way to assess the noise pollution of a room. In order to provide a person with a simple and objective way to assess noise pollution, a software package has been developed that allows assessing the impact of noise pollution from transport on public health. Methods: quantitative risk assessment was carried out in accordance with the methodological recommendations of MP 2.1.10.0059-12 “Assessment of public health risk from exposure to traffic noise”. Results: in order to automate calculations, unify the evaluation of results and reduce time costs, the authors propose a software package for differential assessment of public health risks from exposure to rail and road transport. The end product is a user-friendly, cross-platform application for operational risk assessment in the field for employees of test centers who measure noise from known sources of automobile, railway or combined traf fic flows. Practical importance: convenience and optimization of risk processing by noise measurements by employees of noise measurement laboratories using the application.

Keywords: noise, noise pollution, disease risks, ecology, health protection

Contacts: danilfesak@gmail.com, nikitadavydov919@gmail.com, blackpirramida@gmail.com, aa.fedoseenko@mail.ru

Цель: оценка наносимого ущерба загрязняющими веществами от выхлопных газов транспортных средств при строительстве автомобильных дорог. Земляное полотно — один из важнейших элементов конструкции автомобильной дороги, представленный в виде массива грунта и воспринимающий статические и динамические нагрузки от транспортных средств. Рост интенсивности автомобильных перевозок негативно влияет на окружающую среду. Недостатки организации дорожного движения, в том числе при проведении ремонтных работ, приводят к экологическим ущербам. Объем выбросов вредных веществ определяется пробегом автомобилей, зависит от различных факторов и связан с общим расходом топлива. Актуальной является задача дополнения Методических рекомендаций по выбору рациональных конструкций земляного полотна и их технико-экономическому обоснованию показателем, учитывающим загрязнение окружающей среды, в том числе выбросами парниковых газов за время простоя автомобилей в заторах при реконструкции или капитальном (текущем) ремонте автомобильных дорог, как это требуется в соответствии с [1]. Методы: предложена методика расчета ущерба, наносимого загрязняющими веществами от выхлопных газов транспортных средств при строительстве (реконструкции, ремонте) автомобильной дороги. Результаты: произведена оценка ущерба, наносимого загрязняющими веществами от выхлопных газов транспортных средств при реконструкции автомобильной дороги при рассмотрении нескольких вариантов конструктивных решений земляного полотна, возводимого на слабых грунтах. Практическая значимость: расчеты могут быть включены в основу практических рекомендаций по технико-экономическому обоснованию конструктивных решений земляного полотна автомобильных дорог на слабых основаниях.

Ключевые слова: автомобильная дорога, земляное полотно, технико-экономическое обоснование, загрязняющее вещество, реконструкция, капитальные затраты, эксплуатационные затраты

Контакты: kolos2004@inbox.ru, chernyaeva@pgups.ru, olegmaximov2000@mail.ru

Assessment of damage caused by pollutants from vehicle exhaust gases during highway reconstruction A. F. Kolos, V. A. Chernyaeva, O. V. Maksimov
DOI: 10.20295/1815-588X-2024-02-480-488

Purpose: assessment of damage caused by pollutants from vehicle exhaust gases during highway construction. The roadbed is one of the most important elements of a highway structure, presented in the form of a mass of soil and receiving static and dynamic loads from vehicles. The increasing intensity of road transport has a negative impact on the environment. The main causes of environmental damage are overloads at intersections, and their effects are delayed in time. For example, when a city highway is laid through an uninhabited area, the damage incurred is less than when the highway passes through densely populated residential areas and is adjacent to urban areas. Poor traffic management leads to environmental damage. The volume of emissions of harmful substances is determined by the mileage of vehicles, depends on various factors and is related to the total fuel consumption. An urgent task is to supplement the Methodological Recommendations for the selection of rational roadbed structures and their feasibility study with an indicator that takes into account environmental pollution, including greenhouse gas emis such as this is required in accordance with [1]. Methods: Taking as a basis the existing methodological recommendations for the selection of rational subgrade structures on weak foundations and their feasibility study [2], calculations were made on the basis of which it is possible to draw a conclusion about the amount of exhaust gases emitted by reducing the flow rate during activities for the reconstruction of the highway. The main concept underlying the methodological document is the optimization of design solutions based on their comprehensive technical and economic assessment, carried out in terms of capital and operating costs, significant socio-economic effects and the duration of the construction period. Results: a feasibility study and a technical and economic comparison of design solutions for the reconstruction of the highway were carried out in terms of widening the roadbed built on soft soils. Practical significance: Calculations are included in the basis of practical recommendations for the use of design solutions for the construction of roadbeds on soft soils, which gives a clear idea of the technical and economic feasibility oftheir use in various operating conditions.

Keywords: highway, roadbed, feasibility study, pollutant, reconstruction, capital costs, operating costs

Contacts: kolos2004@inbox.ru, chernyaeva@pgups.ru, olegmaximov2000@mail.ru

Цель: обосновать возможность применения фундаментов опор высоковольтных линий в виде рассредоточенных горизонтальных элементов, объединенных в единую конструкцию для восприятия знакопеременной нагрузки. Определить экспериментальным и расчетным методами эффект от взаимного смещения элементов в виде повышения несущей способности фундаментов и снижения их деформаций при воздействии вдавливающих и выдергивающих нагрузок. Показать возможность замены плитных фундаментов опор высоковольтных линий конструкциями из сборных элементов для снижения объема и веса перевозимых с завода изделий. Методы: применение фотограмметрического метода муаров для оценки развития зон уплотнения грунтов и угловых деформаций грунтового основания в лотке со стеклянной стенкой под моделями плитного и элементного фундаментов. Использование метода граничных интегральных уравнений для получения зависимости осадок от шага элементов для гибкого и жесткого фундаментов. Результаты: проиллюстрирован эффект взаимного влияния элементов фундамента при их сближении и рассредоточении в виде изменения напряженно-деформированного состояния в их основании. Выявлены различия в глубинах распространения зон уплотнения и областей развития угловых деформаций. Получены количественные данные по осадкам плитных и элементных фундаментов и влияние на них глубины залегания кровли прочного подстилающего слоя. Представлены графические зависимости связи осадок элементов с дистанцией (шагом) между ними. Показано влияние членения фундамента на скорость угасания краевых касательных напряжений в основании. Произведена иллюстрация увеличения объема и площади поверхности тела выпирания элементного фундамента, приводящего к увеличению его несущей способности по сравнению с плитным при расчете на выдергивание. Практическая значимость: показана эффективность применения элементного фундамента по сравнению с плитным вариантом в снижении параметров напряженно-деформированного состояния основания и облегчении логистических задач при строительстве. Использованные экспериментальная и расчетная методики могут быть рекомендованы для дальнейшего уточнения параметров элементных фундаментов.

Ключевые слова: сборные фундаменты, элементные фундаменты, метод фотограмметрии, метод муаров, метод граничных элементов, напряжения, деформации, осадки

Контакты: koslovskii@mail.ru, sm.ivan00@gmail.com

About the elemental foundations of the supports of high-voltage lines V. E. Kozlovskii, I. M. Smirnov
DOI: 10.20295/1815-588X-2024-02-489-497

Purpose: to substantiate the possibility of using the foundations of supports of high-voltage lines in the form of dispersed horizontal elements combined into a single structure for the perception of alternating loads. To determine by experimental and computational methods the effect of the mutual displacement of elements in the form of an increase in the bearing capacity of foundations and a decrease in their deformations under the influence of pressing and pulling loads. To show the possibility of replacing slab foundations of supports of high-voltage lines with structures made of prefabricated elements to reduce the volume and weight of products transported from the factory. Methods: application of the moire photogrammetric method to assess the development of soil compaction zones and angular deformations of the soil base in a tray with a glass wall under models of slab and elemental foundations. Using the method of boundary integral equations to obtain the dependence of precipitation on the step of elements for flexible and rigid foundations. Results: the effect of mutual influence of foundation elements during their convergence and dispersal in the form of a change in the stress-strain state in their base is illustrated. Differences in the depths of the distribution of compaction zones and areas of development of angular deformations are revealed. Quantitative data on the precipitation of slab and elemental foundations and the influence of the depth of the roof of the solid underlying layer on them have been obtained. Graphical dependences of the relationship of sediment elements with the distance (step) between them are presented. The effect of the division of the foundation on the rate of extinction of marginal tangential stresses in the base is shown. An illustration is made of an increase in the volume and surface area of the bulging body of the elemental foundation, which leads to an increase in its bearing capacity compared to the slab one when calculating for pulling out. Practical importance: the effectiveness of the use of an element foundation in comparison with the paid option in reducing the parameters of the stress-strain state of the base and facilitating logistical tasks during construction is shown. The experimental and computational methods used can be recommended for further refinement of the parameters of the elemental foundations.

Keywords: prefabricated foundations, elemental foundations, photogrammetry method, moire method, boundary element method, stresses, deformations, precipitation

Contacts: koslovskii@mail.ru, sm.ivan00@gmail.com

Цель: обосновать эффективность использования теплоаккумулирующих материалов для сохранения тепловой энергии масла и охлаждающей жидкости дизельной силовой установки маневрового тепловоза. Для достижения поставленной цели необходимо: обозначить актуальность проблемы сохранения тепловой энергии масла и охлаждающей жидкости при эксплуатации тепловозов в условиях отрицательных температур окружающего воздуха; разработать концепцию использования теплоаккумулирующих материалов фазового перехода в масляной и водяной системах тепловоза; выполнить подбор теплоаккумулирующих материалов, исходя из их физических свойств и особенностей работы систем дизельного двигателя тепловоза; провести лабораторные экспериментальные исследования по оценке эффективности применения того или иного теплоаккумулирующего материала. Методы: физический эксперимент, выполненный в лабораторных условиях, заключающийся в регистрации температуры рабочей среды (масла и воды) и температуры, используемого теплоаккумулирующего материала в зависимости от времени холодного простоя. Экспериментальные исследования позволяют более точно подобрать наиболее предпочтительные материалы для аккумулирования тепла масла и воды систем дизельного двигателя тепловоза. Результаты: построена экспериментальная зависимость температуры различных теплоаккумулирующих материалов от времени холодного простоя, позволяющая обосновать использование стеарина для аккумулирования тепла моторного масла и воды системы охлаждения. Практическая значимость: исследования выполнены в рамках реализации гранта ОАО «РЖД» для молодых ученых на проведение научных исследований, направленных на создание новой техники и технологий для применения на железнодорожном транспорте и рекомендованы к использованию в локомотивном комплексе. Договор о выплате гранта № 5103675 от 26 декабря 2022 года «Тепловой аккумулятор системы предпусковой подготовки тепловозов в холодное время года».

Ключевые слова: теплоаккумулирующий материал фазового перехода, аккумулирование тепла, прогрев, дизельный двигатель, масляная система, система охлаждения, холодный простой

Контакты: aa.svechnikov@samgups.ru

Accumulation of thermal energy of oil and coolant of a diesel engine of a shunting diesel locomotive A. A. Svechnikov
DOI: 10.20295/1815-588X-2024-02-498-507

Objective: to substantiate the effectiveness of using heat-storing materials to preserve the thermal energy of the oil and coolant of the diesel power plant of a shunting diesel locomotive. To achieve this goal it is necessary: to identify the relevance of the problem of preserving the thermal energy of oil and coolant during the operation of diesel locomotives in conditions of negative ambient temperatures; develop a concept for the use of heat-storing phase transition materials in the oil and water systems of a diesel locomotive; carry out the selection of heat-storing materials based on their physical properties and the operating characteristics of diesel locomotive engine systems; conduct laboratory experimental studies to assess the effectiveness of using a particular heat-storing material. Methods: physical experiment performed in laboratory conditions, which consists of recording the temperature of the working medium (oil and water) and the temperature of the heat-storing material used depending on the cold idle time. Experimental studies make it possible to more accurately select the most preferred materials for accumulating heat from oil and water in diesel locomotive engine systems. Results: an experimental dependence of the temperature of various heat-accumulating materials on the cold idle time was constructed, which makes it possible to justify the use of stearin to accumulate heat from engine oil and cooling system water. Practical importance: the research was carried out as part of the implementation of a grant from Russian Railways JSC for young scientists to conduct scientific research aimed at creating new equipment and technologies for use in railway transport and recommended for use in the locomotive complex. Grant agreement No. 5103675 dated December 26, 2022 “Thermal accumulator for the pre-start preparation system for diesel locomotives in the cold season”.

Keywords: thermal storage material of phase change, heat storage, warming up, diesel engine, oil system, cooling system, cold idle

Contacts: aa.svechnikov@samgups.ru

Цель: рассмотреть вопрос о повышении надежности тяговых электродвигателей электровоза, которая зависит от различных факторов. Все внимание обращено на актуальность исследований методов сушки изоляции тяговых электродвигателей в настоящее время. Доказано многолетним трудом, что самой уязвимой частью двигателя является изоляция. Перечисляются все методы, которые направлены на решение поставленных задач. В статье описываются принцип действия и технология процессов в каждом из указанных методов. Из предложенных методов выводятся показатели эффективности с позиции технических и экономических результатов, также отмечаются некоторые их преимущества и недоработки. Статья основывается на сравнении различных методов, которые направлены на решение текущих проблем, связанных с повышением надежности тягового подвижного состава. Представлена статистика отказов тяговых двигателей за последние три года, описаны причины увлажненности изоляции силового оборудования электровоза. Перечислены основные методы и способы сушки увлажненной изоляции, используемые в локомотивных депо ВСЖД, дана характеристика каждого метода. Методы: применен метод статистических данных и аналитического обзора состояния на сегодняшний момент по процессу сушки изоляции тягового подвижного состава. Результаты: в статье перечислены проведенные исследования, эксперименты и результаты, оценивающие существующие методы и способы процессов сушки изоляции на подвижном составе. Разработан обновленный метод трехцикловой сушки увлажненной изоляции электрических машин, который основан на использовании электрокалориферных установок и предусматривает осцилляционное энергоподведение. Поставлена задача по решению оптимальных способов удаления влажности изоляции тяговых электродвигателей электровозов на основе использования конвективного метода. Практическая значимость: на основании проведенных исследований подтверждена возможность использования предлагаемого трехциклового способа сушки увлажненной изоляции электрических машин, что позволяет снижать затраты электроэнергии на ремонт и время проце сса сушки изоляции.

Ключевые слова: тяговый подвижной состав, сушка увлажненной изоляции, конвективный метод сушки, электрокалориферная установка, повышение надежности оборудования

Контакты: m.hkazheeva@mail.ru, e.dulskiy@mail.ru, p_ivanov@ ssdigit.ru, victor.kruchek@yandex.ru

Research of existing methods for drying wetted insulation of traction motors M. Yu. Khazheeva, E. Yu. Dulskiy, P. Yu. Ivanov, V. A. Kruchеk
DOI: 10.20295/1815-588X-2024-02-508-516

Objective: consider the issue of increasing the reliability of electric locomotive traction motors, which depends on various factors. This article examines the factor of the impact of climate conditions on the operation of a locomotive. All attention is paid to the relevance of research into methods for drying the insulation of traction motors at the present time. It has been proven over many years of work that the most vulnerable part of the engine is insulation. All methods that are aimed at solving the assigned problems are listed. The article describes the principle of operation and technology of processes in each of these methods. From the proposed methods, efficiency indicators are derived from the perspective of technical and economic results, and some of their advantages and disadvantages are also noted. The article is based on a comparison of various methods that are aimed at solving current problems associated with increasing the reliability of traction rolling stock. Statistics on traction motor failures over the past three years are presented, and the reasons for moisture in the insulation of electric locomotive power equipment are described. The main methods and methods for drying moistened insulation used in VSZhD locomotive depots are listed, and the characteristics of each method are given. Methods: the method of statistical data and analytical review of the current state of the process of drying the insulation of traction rolling stock was applied. Results: the article lists the studies, experiments and results that evaluate the existing methods and methods of insulation drying processes on rolling stock. An updated method of three-cycle drying of moistened insulation of electrical machines has been developed, which is based on the use of electric heating units and provides for oscillatory energy supply. The task has been set to solve the optimal methods for removing moisture from the insulation of traction motors of electric locomotives based on the use of the convective method. Practical importance: based on the conducted research, the possibility of using the proposed three-cycle method for drying moistened insulation of electrical machines has been confirmed, which allows reducing energy costs for repairs and the time of the insulation drying process.

Keywords: resource-saving control, electric heating unit, drying process, repair quality, traction motors, cloud storage

Contacts: m.hkazheeva@mail.ru, e.dulskiy@mail.ru, p_ivanov@ ssdigit.ru, victor.kruchek@yandex.ru

Цель: проведено исследование сравнения грузооборотов железнодорожного и автомобильного транспортов РФ за последнее двадцатилетие и выполнена прогнозная оценка. Сравнительное оценивание осуществлено с помощью показателя, характеризующего превышение грузооборота железнодорожного над автомобильным транспортом. Исследование включает следующие основные этапы: моделирование по наблюдаемым на опыте годовым значениям грузооборота; верификацию модели путем сравнения модельного и опытного значений в годы, не участвующие в построении модели; модельное точечное и интервальное прогнозирование; анализ по прогнозу тенденции изменения. Методы: для построения математической модели, ее апробации и проведения прогнозирования использован ряд теоретических положений эконометрики. Математическая модель превышения грузооборота железнодорожного над автомобильным транспортом в зависимости от года доставки грузов построена по выборке статистических данных Росстата с 2004 по 2021 год. Верификация модели выполнена по результатам грузооборота 2022 и 2023 года. Результаты: качество построенной модели оценивалось по следующим показателям: погрешности аппроксимации, коэффициентам корреляции и детерминации, критерию Фишера. Сравнение наблюдаемых и модельных значений превышения грузооборота показало, что они в период с 2004 по 2021 год по приведенным показателям имеют незначительные отклонения. Выполненная верификация подтвердила удовлетворительное моделирование. Практическая значимость: проведенное исследование показало возможность осуществлять по изложенному алгоритму исследования результатов проведения транспортных операций и обоснованно принимать управленческие решения на начало их проведение. Рекомендации: продолжать совершенствование аппарата моделирования и прогнозирования с учетом оценивания показателей риска.

Ключевые слова: моделирование, прогнозирование, оценивание, регрессия, коэффициент детерминации, точечная и интервальная оценка, риск

Контакты: pv39@mail.ru

Comparison of annual railway freight turnover and automobile transport of the Russian Federation: modeling, verification, point and interval forecast P. V. Gerasimenko
DOI: 10.20295/1815-588X-2024-02-517-524

Purpose: a study was conducted comparing the freight turnover of rail and road transport in the Russian Federation over the last twenty years and a forecast assessment was made. The comparative assessment was carried out due to the excess of freight turnover by rail over road transport. The study includes the following main stages: modeling based on the observed annual values of cargo turnover; model verification by comparing model and experimental values in years not involved in the construction of the model; model point and interval forecasting; analysis of the forecast trend of changes. The mathematical model of the excess of freight turnover by rail over road transport from the year of cargo delivery is based on a sample of statistical data from Rosstat from 2004 to 2021. The model was verified based on the results of cargo turnover in 2022 and 2023. Methods: to build a mathematical model, test it and carry out forecasting, a number of theoretical provisions of econometrics were used, including dynamic series, regression analysis, the least squares method, point and interval forecasting. The applied calculation apparatus was used using the Excel PPP. Results: the quality of the constructed model was evaluated by the following indicators: approximation errors, correlation and determination coefficients, and the Fisher criterion. A comparison of the observed and model values of excess cargo turnover showed that in the period from 2004 to 2021, according to the above indicators, they have minor deviations. The verification performed confirmed the satisfactory simulation. Practical significance: the conducted research has shown that it is possible to predict the results of transport operations according to the described algorithm and it is justified to make management decisions at the beginning of their implementation. Recommendations: to continue improving the modeling and forecasting apparatus, taking into account the assessment of risk indicators.

Keywords: modeling, forecasting, estimation, regression, coefficient of determination, point and interval estimation, risk

Contacts: pv39@mail.ru

Статья посвящена проблеме цифровизации санитарных поездов, которые обеспечивают проведение этапа медицинской эвакуации пострадавших в чрезвычайных ситуациях. С целью повышения качества лечебно-диагностических мероприятий на пути следования и применения существующих цифровых медицинских сервисов необходимо создать «умный поезд милосердия» (УПМ), оснащенный современными информационными и телекоммуникационными средствами. Информационно-аналитическое пространство «умного поезда милосердия» должно рассматриваться обязательным медицинским сегментом центра обработки данных медицинской службы силовых структур, который планируется в качестве базового элемента создаваемой в стране Единой военно-медицинской информационной системы. Актуальность: на этапе цифровой трансформации ОАО «РЖД» обеспечение своевременности и повышения эффективности медицинской эвакуации пострадавших возможно с помощью создания «умного поезда милосердия», использующего существующие решения для объектов интеллектуальной транспортной системы. Выбор оборудования интеллектуальной транспортной системы определяется объемом и видом информации медицинского и административного характера. Цель: оценить прогнозируемые информационные потоки и функциональные потребности умного средства медицинской эвакуации железнодорожным транспортом в чрезвычайных ситуациях. Методы: использовались методы экспертного опроса, системного анализа и теории исследования операций. Результаты: представлен анализ существующих решений для создания умного средства медицинской эвакуации железнодорожным транспортом. Ранжированы внутренние и внешние потоки информации, получаемые начальником поезда милосердия, которые нуждаются в особой технической поддержке (средствах связи). Определено место интегрированной персональной электронной медицинской карты на этапах медицинской эвакуации в рамках Единой военно-медицинской информационной системы. Определены результаты создания цифрового «умного поезда милосердия». Практическая значимость: учет оценки прогнозируемых информационных потоков и функциональных потребностей пользователей средств связи в УПМ позволил определить требуемые виды связи и скорость передачи информации для реализации функций пользователей средств связи, что поможет в дальнейшем рассчитать среднюю абонентскую нагрузку на сеть связи УПМ.

Ключевые слова: медицинская эвакуация железнодорожным транспортом, информационные потоки, умный объект, интеллектуальная система, искусственный интеллект

Контакты: pomnivm@mail.ru, kev-pgups@yandex.ru, aprivalov@inbox.ru, stanislav.lopatin47@yandex.ru

Issues related to the organization of the “Smart mercy train” A. V. Tatarenko, E. V. Kazakevich, A. A. Privalov, S. A. Lopatin
DOI: 10.20295/1815-588X-2024-02-525-536

Annotation: the article is devoted to the problem of digitalization of sanitary trains, which ensure the stage of medical evacuation of victims in emergency situations. In order to improve the quality of medical and diagnostic measures along the route, and the use of existing digital medical services, it is necessary to create a “smart mercy train” (UPM) equipped with modern information and telecommunications facilities. Relevance: At the stage of the digital transformation of Russian Railways, ensuring the timeliness and efficiency of medical evacuation of victims is possible by creating a “smart mercy train” using existing solutions for objects of an intelligent transport system. The choice of equipment for an intelligent transport system is determined by the volume and type of information of a medical and administrative nature. Objective: To assess the projected information flows and functional needs of a “smart” means of medical evacuation by rail in emergency situations. Methods: Methods of expert survey, system analysis and theory of operations research were used. Results: An analysis of existing solutions for the creation of a “smart” means of medical evacuation by rail is presented. The internal and external information flows received by the head of the mercy train, which need special technical support (means of communication), are ranked. The place of the integrated personal electronic medical record at the stages of medical evacuation within the framework of the Unified Military Medical Information System has been determined. The results of the creation of a digital “smart mercy train” are determined. Practical significance: Taking into account the assessment of projected information flows and functional needs of communication users in the UPM made it possible to determine the required types of communication and the speed of information transfer for the implementation of the functions of communication users, which will further calculate the average subscriber load on the UPM communication network.

Keywords: medical evacuation by rail, information flows, smart object, intelligent system, artificial intelligence

Contacts: pomnivm@mail.ru, kev-pgups@yandex.ru, aprivalov@inbox.ru, stanislav.lopatin47@yandex.ru