1 выпуск Известий ПГУПС за 2014 год

В общем виде изложен метод косвенной регистрации совокупности силовых факторов, действующих на деформируемые конструкции в зоне линейной упругости. Дано подробное теоретическое обоснование метода: его математические аспекты и физическая интерпретация. Сформулировано математическое условие физически адекватного выбора совокупности силовых факторов, действующих на конструкцию. Приведены априорные оценки, показывающие, как погрешность входных данных влияет на точность оценок значений силовых факторов.

Ключевые слова: ходовые динамические испытания, регистрация значений сил.

Контакты: alex_belaz@mail.ru

Method of basis sensor response orthogonal projection to vector space for experimental determination of stress factors, affecting the car structures. A.V. Belyankin, S.V. Dmitriev, D.E. Kumpiak, V.P. Bogdanov

This article describes in general terms the method of indirect recording of stress factors combination, that affect the compliance structures in linear elasticity area. It also includes a detailed theoretical justification of the method: its mathematical aspects and physical interpretation. The description includes the definition of mathematical terms for physically sufficient selection of stress factors, affecting the structure. It also includes prior estimate, that show the influence of input data error to the precision of estimated values of stress factors.

Keywords: running dynamical tests, registration of the forces values.

Contacts: alex_belaz@mail.ru

Описан горизонтальный мобильный метантенк для переработки отходов и получения биогаза. Брожение в нем происходит поэтапно в две стадии, каждая из которых протекает в отдельной секции устройства. По результатам анализа теплопотерь метантенка введен алгоритм их определения, рассчитана эффективность 4-х типов теплоизоляции и обоснована целесообразность ее применения в летний и зимний периоды. В результате исследования на основе анализа стоимости за 1 м 2 и итоговых данных о теплопотерях была подобрана оптимальная теплоизоляция метантенка.

Ключевые слова: биогазовая установка, метантенк, выработка биогаза, теплоизоляция, тепловые потери, теплопроводность, теплопередача.

Контакты: lizunoff.nikolaj@yandex.ru

Heat losses and heat insulation of methane-tank for mobile bio-gas complex for environmental conditions of Kazakhstan.N. Yu. Lizunov

The article describes horizontal mobile methanetank for waste recycling and digester gas production. The fermentation process has two phases, each of them takes place in the separate compartment of the tank. Based on the results of heat losses analysis the article describes the introduction of the algorithm of its determination, calculation of heat insulation efficiency for 4 types of insulation and demonstration of the usefulness of its application in summer and winter season. As the result of the study, an effective heat insulation for methane-tank was selected based on the cost analysis per 1 m2 and summary heat losses data.

Keywords: biogas plant, digester, biogas, heat insulation, heat loss, heat conductivity, heat transfer.

Contacts: lizunoff.nikolaj@yandex.ru

Рассмотрена одна из проблем тягового электроснабжения на переменном токе – наличие реактивной составляющей мощности в сети. Предложен перспективный способ компенсации на основе управляемого шунтирующего реактора трансформаторного типа. Описан принцип работы компенсатора и приведена его электрическая схема, на основе которой создана математическая модель устройства, реализованная в программе MATLAB Simulink. Результаты моделирования представлены в виде графиков и гистограмм токов и напряжений в контактной сети. По ним сформулированы выводы об эффективности работы устройства в сетях тягового электроснабжения. Предложен вариант улучшения конструкции компенсатора с помощью введения в схему фильтров высших гармоник с целью увеличения энергоэффективности.

Ключевые слова: компенсация реактивной мощности, тяговая сеть переменного тока, шунтирующий реактор.

Контакты: vasilymir@yahoo.com

Adaptive device for traverse reactive power compensation in alternative current traction power supply. A.N. Marikin, V.A. Miroshchenko

The article describes one of the problem of AC traction energy, namely the presence of inductive power component in the circuit. An advanced method of compensation was proposed on the base of controlled transformer-type shunt reactor. The article includes the description of operating principle for compensator and shows its electrical diagram, following the mathematical model of the device, enabled in MATLAB Simulink. Modeling results presented in terms of current voltage graphic charts and bar diagrams for overhead system. Based on these graphics the article shows the conclusions about the efficiency of device operation in traction power supply circuits. The option for improvement of compensator design, using the high-harmonics filters in the model for increasing energy efficiency.

Keywords: Reactive power compensation, AC electric traction network, shunt reactor.

Contacts: vasilymir@yahoo.com

На движение рельсовых экипажей оказывает сильное влияние внешнее возмущение. Таким возмущением являются геометрические неровности рельсовых нитей. В предыдущих работах не было уделено достаточного внимания корреляционной взаимосвязи между горизонтальными и вертикальными возмущениями рельсовых нитей. В данной работе показана эта взаимосвязь, а также уточнены характеристики возмущений. В качестве возмущений рассмотрен четырехмерный случайный процесс вертикальных и горизонтальных геометрических неровностей рельсовых нитей. Был проведен корреляционно-спектральный анализ этого возмущения с последующей аппроксимацией графиков корреляционных функций и спектральных плотностей аналитическими выражениями. Используя полученные аналитические выражения, можно будет в дальнейшем решать задачи генерации геометрических неровностей во временной области для исследования колебаний рельсовых экипажей с нелинейными характеристиками рессорного подвешивания.

Ключевые слова: геометрические неровности рельсов, корреляционный и спектральный анализ.

Контакты: tm-belg@yandex.ru

Analysis of random process for geometrical imperfection of rails. Yu.S. Romen, A.N. Savoskin, A.A. Akishin

External disturbance affects significantly the motion of railway vehicles. Such disturbances are the geometrical imperfection of rails. Previous studies do not pay suitable attention to the correlation of horizontal and vertical disturbances of rails. This article shows this type of correlations as well as detailed disturbance characteristics. By way of disturbance the four-dimensional random process of vertical and horizontal imperfections of rails is considered. The study includes the spectral correlation analysis of this disturbance, following the fit of correlation function graphic charts and spectral densities by analytic expressions. Using the result analytical expressions it would be possible to solve the problem of geometrical imperfection generation within time domain for examination of oscillations of railway vehicles with non-linear characteristics of swing suspension.

Keywords: geometrical imperfection, spectral and correlation analysis.

Contacts: tm-belg@yandex.ru

Рассмотрена статистика возникновения аварийных ситуаций в местах пересечения железной и автомобильной дорог на неохраняемых железнодорожных переездах в первом десятилетии XXI в. Описаны как уже существующие меры, так и новые технические решения по обеспечению безопасности движения на неохраняемых переездах. Система использования оптических инфракрасных датчиков предложена как наиболее оптимальная для автоматического регулирования движения локомотива при наличии автотранспортных средств в зоне неохраняемого переезда.

Ключевые слова: неохраняемый переезд, оптический датчик, видеонаблюдение.

Контакты: deljuvetav@yandex.ru

Safe operation at the open railway crossings. A.V. Tarasov

The article examine the statistics of accident conditions at the railway and motorway crossings for open railway crossings at the 1st decade of XXI century. It describes established provisions as well as innovative engineering solutions for traffic safety at the open crossings. The system of optical infrared sensors is proposed as the best for the automatic control of locomotive traffic in case of motor vehicles at the open crossing area.

Keywords: non-protected crossing, optical sensor, video monitoring.

Contacts: deljuvetav@yandex.ru

Для создания автоматизированных информационных систем необходимы формирование информационных потоков и разработка методик и алгоритмов обработки этой информации. По результатам исследования предложена методика аппроксимации диагностических параметров, измеренных бортовой системой АПК «Борт», на примере тока тягового генератора в режиме разгона тепловоза методом наименьших квадратов с использованием нелинейных моделей. Изложенная методика ориентирована на применение в области диагностирования тягового подвижного состава по результатам анализа информации, получаемой от бортовых систем.

Ключевые слова: экспериментальные статистические данные, диагностирование, аппроксимация, матрица, метод наименьших квадратов, метод Левенберга-Марквардта, средняя ошибка аппроксимации.

Контакты: chetvergovva@mail.ru

Levenberg–Marquardt method application for data analysis of locomotive on-board diagnostic system. V.A. Chetvergov, V.M. Bocharov, A.I. Mishin, P.A. Siryak, V.A. Melnichenko

It is necessary for creation of automated information systems the formation of streams of information and the development of methods and algorithms for processing of these data. The article describes the proposed method, based on the results of the study, for approximation of diagnostic parameters, measured by APK «Bort» on-board system, through the example of traction generator in acceleration mode of diesel-powered locomotive by the method of least squares, using non-linear models. Described method is focused on application in diagnostic of traction rolling stock, based on the results of data analysis, obtained from on-board systems.

Keywords: least squares, method, diagnosing, approximation, matrix, least square method, Levenberg-Marquardt method, average error of approximation.

Contacts: chetvergovva@mail.ru

Перевод экономики на рыночные отношения сформировал новые условия хозяйствования, которым должен удовлетворять и железнодорожный транспорт. Концепция грузовых вагонов, сформулированная в 20-х гг. ХХ в. и с тех пор не изменявшаяся, устарела, в связи с чем в статье поставлен вопрос о необходимости создания новой концепции. Показана целесообразность использования специализированных контейнеров, созданных на базе универсальных крупнотоннажных ISO контейнеров. Перевозку грузов в контейнерах предложено организовать в грузовых нерасцепляемых поездах, курсирующих по определенным направлениям и по расписанию, подобно пассажирским. В качестве перспективного грузового вагона предложена платформа для специализированных контейнеров.

Ключевые слова: товарные вагоны, перспективы развития, контейнеры, железнодорожный транспорт.

Контакты: churkoff@pgups.ru

Advanced freight car. N.A. Churkov

Economics transition to the market relations formed new conditions of economy management, and railway transport system should also meet them. The model of freight cars, stated in the 1920s, and unchanged since then, went out of date, so the article raises the question about the necessity of new strategy. The article shows the usefulness of special containers, inspired by high-capacity ISO containers. It is proposed to organize the shipping of goods using freight non-disengageable trains, run at the particular directions and schedules, as passenger trains. As an example of advanced freight car the platform for special containers are proposed.

Keywords: boxcars, development prospects, containers, railway transport.

Contacts: churkoff@pgups.ru

Представлен пример использования асимптотического метода профессора Б. Н. Квасникова для анализа дифференциальных уравнений нелинейных колебаний систем c гидравлическими демпферами. В соответствии с этим методом каждому члену дифференциального уравнения приписывается порядок, определяющий его значимость в дифференциальном уравнении. Далее составляется система линейных алгебраических уравнений в порядках и на основе ее анализа рассматриваются возможности исключения тех или иных членов и получения соответствующих «укороченных» уравнений. Рассмотрены все варианты «укороченных» уравнений колебаний применительно к задаче нелинейных сейсмических колебаний моста с сейсмоизоляцией. Построен асимптотический портрет рассматриваемого нелинейного уравнения.

Ключевые слова: нелинейные дифференциальные уравнения, асимптотический анализ, фазовый портрет.

Контакты: belashta@mail.ru

Метод проверки на модели позволяет определить, выполняются ли предъявляемые формальные требования на модели проверяемой системы. Для оценки защищенности системы требуется разработка количественных показателей результатов проверки на модели. В качестве модели параллельной программной системы используется система переходов, на основе которой даются определения маршрута и критического маршрута. Приводятся показатели для оценки полученных результатов, основанные на маршрутах достижения состояний реализации уязвимости. Полученные результаты демонстрируются на примере модели программной системы, реализующей принцип взаимного исключения процессов.

Ключевые слова: проверка на модели, критический маршрут, параллельные программные системы, поиск уязвимостей, показатели результатов верификации.

Контакты: ss.zahar@gmail.com

Approach for quantitative estimation of the results of vulnerabilities search in parallel software systems using the model test method. S.S. Zakharchenko

Model test helps to show up whether the specified formal requirements are met using the model of system tested. It is necessary to develop the quantitative parameters of the model test results to check the security of the system. As an example of parallel software system a transition system was taken, and on its basis the definition of path and critical path were made. The article shows the parameters for obtained results estimation, based on the paths of reaching the conditions of vulnerability materialization. Obtained results are shown on the base of software system, that implements the mutual exclusion principle.

Keywords: the model test method, critical path, parallel software systems, vulnerabilities search, verification quantitative parameters.

Contacts: ss.zahar@gmail.com

Рассматривается проблема расчета оптимального объема необходимых для обеспечения работы приложений виртуальных ресурсов, запускаемых в центре обработки данных, построенном с применением облачных технологий. Под оптимальным объемом виртуальных ресурсов понимается сочетание таких характеристик, как мощность процессора, объем оперативной памяти и устройства хранения данных, пропускная способность сети. Они предоставляются конечным пользователям посредством запуска определенного количества экземпляров виртуальных машин за минимальную стоимость в условиях соблюдения требований к качеству обслуживания системы. В ходе исследования построена и решена с использованием симплекс-метода задача оптимизации процесса предоставления виртуальных ресурсов, относящаяся к классу задач линейного программирования.

Ключевые слова: методы оптимизации, виртуализация, центр обработки данных, виртуальная машина, качество обслуживания

Контакты: proterian2000@yandex.ru

The statement of a problem for optimization of virtual resource allocation in data processing centers, based on cloud technologies. N.A. Ignatov

The article considers the problem of calculation the adequate level of virtual resources, necessary to support the applications, launched by data processing center, that is built using cloud technology. An adequate level of virtual resources is understood as a combination of such parameters as processor, main memory and data storage devices capacity and network bandwidth. End users can obtain them by launching of a certain number of virtual machines for minimum price under the terms of meeting the requirements to the quality of system support. The problem of virtual resource allocation process optimization (that related to the problem of linear programming class) is developed and solved during the study, using the simplex-method.

Keywords: Methods of optimization, virtualization, data center, virtual machine, quality of service

Contacts: proterian2000@yandex.ru

Проанализирована возможность использования техногенных образований в составах многокомпонентных вяжущих и приведены результаты исследований пористости камня подобных вяжущих как параметра, определяющего структуру и прочностные характеристики формирующегося при гидратации цементного камня. При определении объемной доли пор использовались методы малоугловой рентгеновской дифракции (МРД), парамагнитного резонанса (ПМР) и секущей. Проведенные исследования позволили дать количественный анализ дисперсно-пористой структуры сульфатно-шлаковых композиций и отметить их повышенную сульфатостойкость при формировании бездефектной структуры камня по сравнению с классическими вяжущими, что свидетельствует о перспективном использовании комплексного подхода к изучению структуры многокомпонентных вяжущих и свойств бетонов на их основе.

Ключевые слова: многокомпонентные вяжущие, известесодержащие и сульфатосодержащие отходы, пористость, фазовый состав новообразований.

Контакты: lord-517@yandex.ru

Strength and durability of multicomponent mineral binders on the base of technology-related raw materials. L.F. Kazanskaya, D.S. Grigoryev, Yu.I. Makarov

The article includes the analysis of possibility of using the technology-related formations in the composition of multicomponent binders and also the study results of the stone porosity of the similar binders as a factor, that determines the structure and strength characteristics of hydrated cement stone. For determination of voids volume fraction the methods of small-angel X-ray diffraction (SAXD), paramagnetic resonance (PR) and secant method were used. The studies give the quantitative analysis of dispersed-porous structure of sulphate-slag compositions and note its higher sulphate resistance informing sound stone structure in comparison with the classic binders. This is an evidence of long-range application of complex approach for the examination of multicomponent binder structure and the characteristics of cements, based on them.

Keywords: multicomponent mineral binders, lime-containing and sulfate-containing waste, porosity, phase composition of tumors .

Contacts: lord-517@yandex.ru

Решена задача построения кода с суммированием, оптимального с точки зрения обнаружения искажений в информационных векторах. Такой код с суммированием имеет равномерное распределение всех информационных векторов между всеми возможными контрольными векторами. Задача построения оптимального кода решена несколькими способами, дающими различные распределения необнаруживаемых искажений в информационных разрядах по кратностям. Кроме того, в работе установлены условия, при которых новый код с суммированием будет обнаруживать любые ошибки нечетных кратностей.

Ключевые слова: система функционального контроля, код Бергера, взвешенный код с суммированием, информационные разряды, необнаруживаемая ошибка, минимум необнаруживаемых ошибок, оптимальный код.

Контакты: tres-4b@ya.ru

Procedures of producing the sum codes with minimum total number of undetectable errors in data vectors. V.V. Sapozhnikov, Vl.V. Sapozhnikov, D.V. Efanov, D.A. Nikitin

The article describes the solution of the problem of producing the sum code, that is the best from the point of error detection in data vector. Such sum code has a uniform distribution of all data vectors between all check vectors. The problem of producing the optimal code is solved using several methods that give different distributions of undetectable errors in data bits by multiplicity. In addition, this work also determines the conditions under which a new sum code will detect any errors of odd multiplicity.

Keywords: functional control system, Berger code, weighted sum code, data bits, undetectable error, minimum total number of undetectable errors, optimal code.

Contacts: tres-4b@ya.ru

Получивший в настоящее время широкое распространение способ усиления ленточных фундаментов путем устройства наклонных буроинъекционных свай по козловой системе, несмотря на кажущуюся простоту, разработан не до конца. С целью изучения усилий в наклонных сваях в системе «фундамент–основание» и определения несущей способности наклонных свай были проведены полевые испытания. По результатам исследований была сделана оценка моментов, возникающих в наклонных сваях при передаче на них нагрузки, а также был выполнен сравнительный анализ различных методов определения несущей способности свай. В работе представлены результаты испытаний для разных способов изготовления свай.

Ключевые слова: статическое испытание свай, датчики напряжений, изгибающие моменты, буроинъекционные наклонные сваи, полевой эксперимент.

Контакты: wsmolak@hotmail.com

Experimental test of augercast inclined piles, considering anchoring behavior. W. Ya. Smolak

The way of enforcement of strip foundation using augercast inclined piles with trestle system, that is widely used today, is not fully developed despite of apparent simplicity. The field study was carried on to examine the forces in inclined piles in “foundation - basement” system and to determine load-carrying capacity of inclined piles. Based on the results of the study the estimation of the moments in the inclined piles during load transmission was made, as well as comparative analysis of different methods for pile load-carrying capacity determination. The article presents study results for different processes of pile manufacturing.

Keywords: static pile load test, strain gauge, bending moment of force, inclined micropiles, field experiment.

Contacts: wsmolak@hotmail.com

This paper describes a method for automatic detection of conflicts in complex of information security software, based on the analysis of system performance, finding the conflicts in configuration files, registry keys, and dynamic libraries assessment. Models of conflicting objects of computer system and a method for calculation of a composite indicator value of performance decreasing, based on linguistic rules and discriminant function, are introduced.

Keywords: information security software, conflict detection.

Contacts: mark.polyanichko@gmail.com

Method for automated detection of conflicts in information security complex. M.A. Polyanichko, A.A. Kornienko

This paper describes a method for automatic detection of conflicts in complex of information security software, based on the analysis of system performance, finding the conflicts in configuration files, registry keys, and dynamic libraries assessment. Models of conflicting objects of computer system and a method for calculation of a composite indicator value of performance decreasing, based on linguistic rules and discriminant function, are introduced.

Keywords: information security software, conflict detection.

Contacts: mark.polyanichko@gmail.com

Рассмотрены методы оценки реверсии при определении рыночной стоимости объектов недвижимости, уточнена область их применения. Также показана необходимость применения для оценки реверсии всех известных подходов: сравнительного, затратного, доходного. В ходе исследования доказано, что при применении пропорционального метода оценки реверсии (в долях от оцениваемой рыночной стоимости недвижимости) необходимо осуществлять контроль получаемого результата из-за возможности возникновения абсурдной ситуации. Дана математическая интерпретация области применения пропорционального метода оценки реверсии.

Ключевые слова: доходный подход к оценке недвижимости, чистый операционный доход, капитализация дохода, реверсия, модель Гордона.

Контакты: kolankov@mail.ru

Substantiation of reversion value within assessment of real estate market value. S.V. Kolankov

The article deals with the methods of reversion value assessment during the determination of market value of real estate objects, and specifies its scope of application. It also shows the necessity of all approaches for reversion estimation: comparative, cost and income approaches. Within the study it is proved that while application of proportional method of reversion evaluation (in fractions of real estate marked value that is estimated) it is necessary to control the result because of the possibility of senseless situation. The article also includes the mathematical interpretation of the scope of application for proportional method of reversion evaluation.

Keywords: income approach for appraisal of real estate, net operating income, capitalization of income, reversion, Gordon's model.

Contacts: kolankov@mail.ru

Изложена методика оценки и обоснования приемлемости инвестиционных проектов по созданию, модернизации и техническому перевооружению объектов железнодорожного транспорта. Предложена процедура квантификации условий реализации соответствующего проекта для их количественной оценки и отражения в инвестиционном предложении сторонним инвесторам. В результате исследования показано, что методика квантифицированного SWOT-анализа в сочетании с традиционными динамическими методами может быть использована для оценки приемлемости инвестиционных проектов с учетом условий их реализации.

Ключевые слова: железнодорожный транспорт, инвестиционные проекты, методика экспертной оценки.

Контакты: bek.mc@mail.ru

Quantified SWOT-analysis for justification of acceptability of investment projects for railway transport. B.R. Rakhimjonov

The article presents the method of evaluation and justification of acceptability of investment projects for creation, modernization and technical upgrading of the railway transport objects. It proposes the procedure of quantification of realization conditions of the project for its quantitative evaluation and representation in investment offers for the third-party investors. The results of the study show that the method of quantified SWOT-analysis, combined with convenient dynamic methods, can be used for acceptability evaluation of investment projects, considering the conditions of its realization.

Keywords: railway transport, investment project, expert assessment methodology.

Contacts: bek.mc@mail.ru

Рассмотрены этапы развития Санкт-Петербургского железнодорожного узла, зародившегося в середине XIX в. и формировавшегося в соответствии с требованиями конкретного исторического периода. В ходе исследования сделан вывод о том, что в условиях необходимости решения постоянно усложняющихся транспортных задач Петербургский железнодорожный узел не до конца восстановил даже того потенциала, который имел до Великой Отечественной войны, и нуждается в реконструкции, которая должна повысить эффективность его работы и конкурентоспособность железнодорожных перевозок в этом регионе.

Ключевые слова: Петербург, Ленинград, железная дорога, железнодорожный узел.

Контакты: coleopterous@yandex.ru

Saint Petersburg railway junction: history and modern challenges. S.V. Kritsky

The article describes the stages of development of Saint Petersburg railway junction, that was founded in the middle of XIX century, and that was formed according to the requirements of the certain historical period. During the study the conclusion was made about the necessity to solve grow increasingly complex transport problems and that fact that Saint Petersburg railway junction didn’t regain even the potential it had before the World War II, and required the reconstruction that should increase its operational efficiency and the competitive ability of railway transportation of the region.

Keywords: Saint Petersburg, Leningrad, railway, railway junction.

Contacts: coleopterous@yandex.ru