Выпуск 2 - Issue 2

Цель: Цель: Выявить, применить и сравнить показатели интенсивности накопления одиночного выхода рельсов от пропущенного тоннажа под влиянием различных осевых нагрузок. Методы: Применялись сбор, анализ и обработка статистических данных, полученных из отчетной документации путейских подразделений по средствам автоматизированных систем управления АСУ-Путь. Результаты: Показана необходимость исследования одиночного выхода рельсов от пропущенного тоннажа при влиянии различных осевых нагрузок. На основе математической модели работы верхнего строения пути разработана методика оценки одиночного выхода рельсов. На основе анализа статистических данных определена численная среднесетевая величина коэффициентов и параметров, наиболее подходящих для одиночного выхода рельсов. Разработана методика определения средних осевых нагрузок на двухпутных участках железнодорожного пути с ярко выраженным различием грузопотоков в четном и нечетном направлениях. Для исследования одиночного выхода рельсов при влиянии различных осевых нагрузок двухпутные участки железнодорожного пути выбраны таким образом, чтобы по одному из путей преобладало движение тяжелых грузовых поездов, а по второму – порожних поездов. Построены зависимости одиночного выхода рельсов от пропущенного тоннажа на участках обращения подвижного состава со средними осевыми нагрузками 9,8 и 21,9 тонн на ось, произведен сравнительный анализ построенных зависимостей. Практическая значимость: По разработанной методике оценки одиночного выхода рельсов можно определять оптимальный срок службы рельсов в пути, объем работ при текущем обслуживании железнодорожного пути, а также назначать ремонты пути.

Ключевые слова: Железнодорожный путь, одиночный выход рельсов, пропущенный тоннаж, осевые нагрузки, интенсивность выхода рельсов, прогнозирование.

Контакты: sennikova.anna.1988@mail.ru

Influence of axial loading on individual rail damage. V. P. Beltyukov, A. V. Sennikova

Objective: To determine, apply and compare variables of intensity of accumulation of individual rail damage from shipped tonnage under the influence of various axial loadings. Methods: Statistical data obtained from reporting documentation of track units operating ASU-Put automatic control systems was collected, analysed and processed. Results: The study demonstrated the need to study the dependency of individual rail damage from shipped tonnage under the influence of various axial loadings. On the basis of mathematical simulation of operation of track superstructure, a method for evaluation of individual rail damage was developed. On the basis of analysis of statistical data, numerical network-average value of coefficients and parameters that is most suitable for individual rail damage was identified. A method for calculation of average axial loads at double-track railway sections with pronounced difference in up-and-down train cargo flows was developed. For a study of individual rail damage under the influence of various axial loads double-track railway sections are selected so that traffic on one of the tracks consisted primarily of heavy freight trains, and on the other of unloaded trains. Dependencies of individual rail damage from shipped tonnage at sections of circulation of rolling stock with average axial loads of 9.8 and 21.9 tonnes per axle were calculated, comparative analysis of obtained dependencies was undertaken. Practical importance: The method of evaluation of individual rail damage thus developed will allow to determine optimal service life for rails in the track, the volume of work in line maintenance, and to set track repairs.

Keywords: Railway track, individual rail damage, shipped tonnage, axial loads, intensity, forecasting.

Contacts: sennikova.anna.1988@mail.ru

Цель: Разработать методы оптимизации содержания железнодорожного пути на основе анализа изменения его технического состояния и затрат на его содержание. Методы: Применены методы системного анализа, теории управления, методологии оптимального управления. Результаты: Создана методика оптимизации системы содержания верхнего строения железнодорожного пути на основе достижения минимальной стоимости жизненного цикла конструкции. Сделан вывод, что решения по конструкции, техническому обслуживанию и ремонтам пути должны приниматься на основе анализа их влияния на стоимость жизненного цикла, а прогнозирование затрат на перспективу – опираться на общие закономерности изменения состояния пути и историю изменения состояния пути. Практическая значимость: Использование комплекса разработанных моделей и методик позволит повысить эффективность ведения путевого хозяйства, принимать оптимальные управленческие решения, минимизировать общие затраты на содержание пути.

Ключевые слова: Железнодорожный путь, путевое хозяйство, верхнее строение пути, техническое обслуживание, оптимизация содержания.

Контакты: bw@peterlink.ru

Optimisation of maintenance system for railway superstructure. V. P. Beltyukov

Objective: To develop methods for optimisation of railway maintenance based on analysis of changes of its technical state and maintenance expenses. Methods: Methods of systemic analysis, management theory and optimal control were applied. Results: A method for optimisation of railway superstructure maintenance system was created, based on achieving minimal cost of structure life cycle. It was concluded that solutions regarding design, technical maintenance and track repairs should be made on the basis of analysis of their influence on life-cycle cost, and long-term expense forecast should be based on common patterns of changes in track condition and on history of changes in the track condition. Practical importance: Application of the set of models and methods developed would allow to increase efficiency of maintenance of track facilities, to make optimal managerial decisions, and to minimise general track maintenance expenses.

Keywords: Railway track, track facilities, track superstructure, technical maintenance, maintenance optimisation

Contacts: bw@peterlink.ru

Цель: Исследовать влияние вынужденных – ввиду пространственной несогласованности – деформаций элементов пролетного строения разводного моста раскрывающей системы на его напряженно-деформированное состояние. Методы: Для расчетно-теоретического исследования выбран метод компьютерного, или численного, моделирования, так как при изучения рассматриваемой проблемы он имеет ряд преимуществ: визуализацию объекта исследования, ускорение и замедление процессов разрушения, исследование процессов и явлений в динамике и т. д. Результаты: Проведены расчетно-теоретические исследования напряженно-деформированного состояния радиальных ребер жесткости трубчатой втулки и элементов главных балок. Рассмотрены два состояния пролетного строения: разведенное, при котором пролетное строение опирается на ось вращения, и наведенное, при котором пролетное строение опирается на качающиеся стойки. При этом учтена пространственная несогласованность как подшипников осей вращения, так и опорных поверхностей балансиров качающихся стоек. Приведены расчетные схемы, моделирующие только интересующую область главных балок, включающую область у осей вращения. Практическая значимость: Расчетно- теоретические исследования вносят вклад в комплексное решение указанной задачи, так как появляется возможность правильно и обоснованно оценить влияние рассматриваемого дефекта на работу конструкции и принять оптимальные решения, связанные с дальнейшей эксплуатацией конструкции.

Ключевые слова: Напряженно-деформированное состояние, раскрывающаяся система, разводной мост, ось вращения, ребро жесткости, сварной шов, трещины, смещение.

Контакты: AAA.12.03.1992@mail.ru

Calculation and theoretical study of stress-strain state of bascule bridge superstructure. G. I. Bogdanov, I. I. Rybina, A. A. Antonyuk

Objective: To study the influence of deformations of superstructure elements of bascule bridge forced by spatial misadjustment on its stress-strain state. Methods: The method of computer, or numerical simulation was selected for calculation and theoretical study as it offers several advantages for the study of the problem under consideration - visualisation of study subject, acceleration and deceleration of destruction processes, dynamic study of processes and phenomena and so on. Results: Calculation and theoretical studies of stress-strain state of radial reinforcement ribs of tube bushing and main beam elements. Two conditions of bridge superstructure are considered, the drawn condition, wherein the superstructure is leaning on pivotal axis, and closed condition, in which superstructure leans on gantry pillars. Spatial misadjustment of both pivotal axis bearings and bearing surface of gantry pillars' balance beams is taken into account. Calculation schemes which simulate only the main beams' part that is of interest, including the area near pivotal axes. Practical importance: Calculation and theoretical studies contribute to complex solution of this problem as it allows for a correct and justified evaluation of the influence of defect under consideration on the structure operation and to take optimal solutions regarding the structure's further operation.

Keywords: Stress-strain state, bascule system, bascule bridge, pivotal axis, reinforcement rib, welded joint, fractures, displacement.

Contacts: AAA.12.03.1992@mail.ru

Цель: Уточнить силовую характеристику связи кузова вагона с тележками при перевалке на плоских пятниках и выявить зависимости между восстанавливающим моментом, шириной зоны контакта пятник – подпятник и углом наклона кузова. Методы: Применялось математическое моделирование перевалки кузова вагона на пятнике с представлением модели пятника в виде упруго-безынерционного основания (основания Винклера). Результаты: Выявлена мягкая силовая характеристика связи, установлены нелинейные зависимости ширины зоны контакта и частоты свободных колебаний от угла наклона кузова. Проведен сравнительный анализ результатов с другими существующими моделями. Показаны преимущества предложенной модели в точности определения частоты свободных колебаний. Практическая значимость: Приводится пример расчета силовой характеристики и построения скелетной кривой для полувагона модели 12-132. Предложенная модель повышает точность расчетов. Она рекомендуется для использования при оценке динамических качеств грузовых вагонов.

Ключевые слова: Нелинейные колебания, вагон, силовая характеристика, скелетная кривая, возвращающий момент, восстанавливающий момент, ширина зоны контакта, пятник, подпятник.

Контакты: zhitkov-nvc@ya.ru

Updating power characteristic of railcar body linkage with bogies during transshipment on flat centre plates. Yu. P. Boronenko, Yu. B. Zhitkov

Objective: To specify power characteristic of railcar body linkage with bogies during transshipment on flat centre plates and to establish dependencies between restoring torque, width of centre plate – centre bowl contact zone, and body inclination angle. Methods: Non-linear oscillations arising during railcar body transshipment on flat centre plates are considered as mathematical simulation. To specify the power characteristic of the railcar body linkage with bogies, a centre plate is represented in the form of a resilient-inertia-free base (Winkler foundation). Results: The width of the contact area in the centre plate – centre bowl connection depending on the body inclination angle is calculated, and the linkage power characteristic is constructed. Practical importance: An example of power characteristic calculation and backbone curve construction for 12-132 model gondola car is provided. It is shown that the proposed approach enables to take into consideration peculiarities of the non-linear linkage – soft power characteristic. Precision of calculation is increased, and is recommended for evaluation of dynamic qualities of freight cars.

Keywords: Non-linear oscillations of a railcar, railcar, power characteristic, backbone curve, returning torque, restoring torque, width of the centre-plate-centre bowl contact area, body centre plate, centre bowl.

Contacts: zhitkov-nvc@ya.ru

Цель: Оценить качество потребления электроэнергии, разработать методику исследования и рекомендаций по повышению качества потребления электроэнергии в электротяговой сети за счёт перехода от зонно-фазового управления однофазными выпрямителями на импульсный способ регулирования с помощью 4q-S на электровозах. Метод исследования: Для решения научной задачи применён современный метод математического моделирования с использованием стандартной программы MATLAB Simulink. Результаты: Рассмотрены особенности режимов работы электротяговой сети однофазного переменного тока железных дорог Узбекистана при эксплуатации электровозов с зонно-фазовым и импульсным управлением с помощью четырёхквадрантного преобразователя 4q-S в силовых цепях. Приведены результаты анализа режимов электротяговой сети при работе электровозов с различными энергетическими характеристиками. Оценено их влияние на показатели качества потребления электроэнергии. Выявлены факторы, обусловливающие потери электроэнергии при эксплуатации электровозов с зонно-фазовым управлением и электровозов с импульсным регулированием с помощью 4q-S. Сформулированы рекомендации по снижению реактивной мощности и потерь электроэнергии в электротяговой сети при работе электровоза UTY-1. Практическая значимость: Разработана имитационная модель электрической железной дороги, включающая систему внешнего и тягового электроснабжения, а также электровозы с разными видами преобразователей однофазно-постоянного тока. Модель включает новые функции обработки данных процессов в электротяговой сети, позволяющие получить сравнительный анализ потоков энергии в питающей сети, гармонических составляющих напряжения и токов на тяговой подстанции и у токоприёмников рассматриваемых электровозов, дать оценку качества потребления электроэнергии методом анализа активной, реактивной, полной мощности, а также мощности искажения. Создана методика исследования и алгоритм оценки качества потребления электроэнергии, даны рекомендации по совместному применению традиционных электровозов ВЛ-80Р с зонно-фазовым регулированием и электровозов нового поколения UTY-1 c импульсным управлением и четырёхквадрантным преобразователем на железных дорогах Узбекистана.

Ключевые слова: Электротяговая сеть, электроприёмник, нелинейная нагрузка, качество потребления электроэнергии, несинусоидальность тока, несинусоидальность напряжения, высшие гармоники, источники гармоник, дополнительные активные потери, мощность искажения, коэффициент мощности, математическая модель, выпрямитель, зонно-фазовое управление, четырёхквадрантный преобразователь.

Контакты: Mirziyodmail@gmail.com

Modes of electrotraction networks in the operation of vl-80r and uty-1 electric locomotives. A. T. Burkov, M. M. Mirsaitov

Objective: To assess the quality of electricity consumption and to provide recommendations for improving the quality of electricity consumption in electrical traction networks by switching from zone-phase control of single-phase rectifiers to impulse control method using 4q-S on electric locomotives. Methods: Standard MATLAB Simulink program for mathematic simulation was used to solve the problem. Results: Specific features of the operation modes of electrical traction single-phase AC railways in Uzbekistan with emphasis on locomotives with zone-phase and impulse control using a four-quadrant converter (4q-S) in power circuits. Results of the analysis focus on locomotive networks with different power characteristics, evaluating their impact as quality indicators of electric power consumption. Factors were identified that contributed to energy losses in locomotives with zone-phase control and electric locomotives with pulse control 4q-S. It’s recommended that reactive power is reduced. Practical importance: The simulation model of an electric railway, including a system of external and traction electric supply and electric locomotives with different types of converters using single phase DC was developed. The model includes a data processing function in electrical traction networks, allowing for comparative analysis of energy flows in the supply network. Through the analysis of active, reactive, apparent power and power distortion, the quality of energy consumption can be accurately assessed. Research methodology and algorithm of quality assessment of electricity consumption were created, as well as recommendations for joint application of traditional VL-80 electric locomotives with zone-phase control and UTY-1 electric locomotives of the new generation with impulse control and four-quadrant converter on the Railways of Uzbekistan.

Keywords: Electrical traction network, receivers, non-linear load, quality of electricity consumption, non-sinusoidal current and voltage, harmonics, sources of harmonics, additional active loss, power distortion, power factor, mathematical model, rectifier, zone-phase control, four-quadrant converter.

Contacts: Mirziyodmail@gmail.com

Цель: Создать модуль поддержки принятия решений по управлению информационной безопасностью (ИБ) телекоммуникационной сети (ТКС) единого дорожного диспетчерского центра управления перевозками (ЕДЦУ) ОАО «РЖД», позволяющего проводить комплексный анализ ИБ объектовой ТКС и выявлять критические уязвимости в системе защиты, а также поддерживать выработку мер по их устранению. Методы: Для совместной согласованной оценки возможностей нарушителя и системы управления информационной безопасностью (СУИБ) разработана комплексная модель функционирования ТКС ЕДЦУ ОАО «РЖД» в условиях реализации нарушителем информационных воздействий. При моделировании применялись метод топологического преобразования стохастических сетей, метод марковских цепей с дискретными состояниями и с непрерывным временем. Для оценки ИБ ТКС ЕДЦУ разработана методика оценки ИБ ТКС ЕДЦУ ОАО «РЖД», функционирующей в условиях реализации нарушителем информационных воздействий. На основе градиентного метода Гаусса – Зейделя создана методика выбора рациональных мероприятий по защите ТКС ЕДЦУ ОАО «РЖД». Результаты: Разработан модуль специального математического и программного обеспечения подсистемы поддержки принятия решений СУИБ ТКС ЕДЦУ ОАО «РЖД» на основе комплексной модели функционирования ТКС ЕДЦУ ОАО «РЖД» в условиях реализации нарушителем информационных воздействий, методики оценки ИБ ТКС, методики выбора рациональных мероприятий по защите ТКС ЕДЦУ ОАО «РЖД». Получены результаты оценки ИБ ТКС ЕДЦУ ОАО «РЖД». Практическая значимость: Использование модуля специального математического и программного обеспечения подсистемы поддержки принятия решений СУИБ ТКС ЕДЦУ позволяет оперативно принимать решение по нейтрализации (предотвращению) информационных воздействий.

Ключевые слова: Нарушитель, информационное воздействие, телекоммуникационная сеть, угроза, информационная безопасность.

Контакты: n.evglevskaya@gmail.com

Decision-making support module for telecommunication network information security management of the joint road dispatching transportations management centre of russian railways JSC based on rational choice of organizational and technical actions. N. V. Yevglevskaya, G. A. Bekbaev, A. A. Privalov, D. N. Shakhmatov

Objective: To create decision-making support module for telecommunication network (TCN) information security (IS) management of joint road dispatching transportations management centre (JRDTMC) of Russian Railways JSC that allows to carry out object-specific TCN IS complex analysis, to identify critical vulnerabilities of security system, and to support measures for eliminating them. Methods: For a concerted joint evaluation of attacker and information security management system (ISMS) possibilities, a complex model of Russian Railways JSC JRDTMC TCN functioning in conditions when attacker realizes information impacts (II) was created. For the simulation, a method of topological transformation of stochastic networks (TTSN) and the method of Markov chains with discrete states and continuous time were used. For JRDTMC TCN IS evaluation, a method of evaluation of Russian Railways JSC JRDTMC TCN IS functioning under conditions when an attacker realizes II was developed. Using Gauss-Seidel gradient, a method of rational actions choice for protection of Russian Railways JSC JRDTMC TCN is created. Results: Special mathematical and software module (SMS) of decision-making support subsystem (DMSS) of Russian Railways JSC JRDTMC TCN ISMS was created using the complex model of Russian Railways JSC JRDTMC TCN functioning in conditions when attacker realizes II, TCN IS valuation methods, rational actions choice methods for protection of Russian Railways JSC JRDTMC TCN. The Russian Railways JSC JRDTMC TCN IS valuation results were obtained. Practical importance: Using JRDTMC TCN ISMS DMSS SMS module allows to make decision on efficiency of II neutralization or prevention.

Keywords: Attacker, information impact, telecommunication network, threat, information security.

Contacts: n.evglevskaya@gmail.com

Цель: Рассмотреть возможные методы расчета эксплуатационных показателей, нелинейно связанных с размерами работы станций. Определить наиболее простой метод и оценить достоверность результатов расчётов, полученных с его использованием. Методы: В статье изложены два приближенных метода учета колебаний объемов работы и пропускной способности при определении показателей работы станций. Результаты: По предлагаемым методам выполнены расчеты средних значений времени ожидания формирования и расформирования составов на сортировочной станции. Сравнение результатов расчётов показало, что расхождения в полученных значениях времени ожидания формирования и расформирования составов несущественны, поэтому для выполнения таких расчётов рекомендован более простой из сравниваемых в статье методов учёта нестационарности транспортного процесса. Практическая значимость: Использование рекомендуемого в статье метода позволит существенно упростить расчёты эксплуатационных показателей, нелинейно связанных с размерами работы станции.

Ключевые слова: Эксплуатационные показатели, железнодорожная станция, неравномерность транспортного процесса, размеры движения, пропускная способность, время ожидания обслуживания.

Контакты: tigropard10@mail.ru

Specific features of calculation of operational characteristics nonlinearly connected to station traffic volumes Yu. I. Yefimenko, M. V. Chetchuyev, A. G. Filippov

Objective: To consider possible methods for calculation of operational characteristics nonlinearly connected to station traffic volumes. To identify the simplest method and to evaluate the reliability of calculation results obtained through it. Methods: The paper describes two approximate methods for registering fluctuations in the traffic volume and train-handling capacity in determining stations' operational characteristics. Results: The proposed methods were used to calculate average values of waiting for train splitting and forming at a marshal yard. Comparison of calculation results indicated that the discrepancies between obtained values of train splitting and forming waiting time are insignificant, thus the simpler of the two methods for registering non-stationary character of transport process was recommended for such calculations. Practical importance: Application of the method recommended in the article will allow for significant simplification of calculations of operational characteristics nonlinearly connected to station traffic volumes.

Keywords: Operational characteristics, railway station, irregularity of transport process, traffic volumes, train-handling capacity, service waiting time.

Contacts: tigropard10@mail.ru

Цель: Разработать стационарный метод контроля состояния ридер-антенного тракта аппаратуры системы бесконтактной привязки к координатам пути (СБПП). Методы: При анализе и решении исходной задачи использован аксиоматико-дедуктивный метод. Для верификации некоторых положений предложенного метода применен корреляционный анализ. Аппроксимация экспериментальных кривых выполнена по методу наименьших квадратов. Результаты: Сформулированы основные положения по рассматриваемому тракту. Экспериментально получены функциональные зависимости, характеризующие процесс увеличения «паразитного» затухания. Разработан возможный метод контроля состояния ридер-антенного тракта. Даны рекомендации по его применению. Практическая значимость: Причиной роста интереса к данной теме послужили несколько случаев увеличения затухания сигналов в ридер-антенном тракте. Предложенный метод позволяет увеличить надежность функционирования СБПП, так как минимизирует вероятность выхода на линию поездов с неработоспособным RFID-оборудованием.

Ключевые слова: RFID-технологии, ридер-антенный тракт, контроль состояния, увеличение затухания, система бесконтактной привязки к пути, СБПП.

Контакты: tyulyandin@vklay.ru

Цель: Продемонстрировать практическое применение технологий 3D-проектирования для модернизации подвижного состава железнодорожного транспорта. Оптимизировать конструкции трапов для погрузки-разгрузки бульдозера восстановительного поезда. Методы: Использованы методы компьютерного моделирования, анализа данных, оптимизационного проектирования. Результаты: Проанализированы имеющиеся средства погрузки-разгрузки тяжёлой техники, предложена классификация этих средств, после чего с помощью средств трёхмерного моделирования спроектирована конструкция трапов для погрузки-разгрузки бульдозера восстановительного поезда с учётом рациональных критериев конструирования, в частности, минимизации массы и экономии материалов. Практическая значимость: Работа имеет прикладной характер, её результаты внедрены в восстановительном поезде № 3024 Дирекции аварийно-восстановительных средств Октябрьской железной дороги. В службы разработки технической документации предприятий по ремонту подвижного состава можно внедрить инновационные методики усовершенствования узлов и агрегатов.

Ключевые слова: Подвижной состав, навесные устройства, навесное оборудование, виртуальное проектирование узлов и металлоконструкций, восстановительный поезд.

Контакты: djerda@mail.ru

Application of modern 3d-modelling programs for modernisation of railway transport rolling stock. A. A. Migrov, A. S. Khrushchev, V. V. Kuchuk, S. V. Orlov

Objective: To demonstrate practical application of 3D-projection technologies for modernisation of railway transport rolling stock. To optimise designs of bulldozer lift-on / lift-off brows of emergency train. Methods: Applied were methods of computer simulation, data analysis, and optimisation designing. Results: Existing heavy equipment lift-on / lift-off devices were analysed, a classification of these devices proposed, after which 3D-modelling was used in designing bulldozer lift-on / lift-off brows of emergency train, which also took into account rational designing criteria such as minimising mass and material saving. Practical importance: The study has applied character, its results were implemented on emergency train № 3024 of the Oktyabrskaya Railway's emergency recovery works directorate. Innovative methods for advanced development of components and assemblies can be introduced in technical documentation development services of rolling stock repair enterprises.

Keywords: Rolling stock, linkage mounting, detachable equipment, virtual designing of units and metallic structures, emergency train.

Contacts: djerda@mail.ru

Цель: Предложить инструмент для методологии проектирования развития мультимодальной транспортной сети (МТС), обеспечивающий многокритериальную оценку стратегий этапного изменения облика и мощности МТС с учетом внешних и внутренних факторов, влияющих на формирование облика МТС, её функционирование и развитие. МТС в данном исследовании рассматривается как совокупность мультимодальных транспортных коридоров, которые состоят из мультимодальных транспортных узлов и транспортных звеньев различных видов транспорта для решения стратегических задач перевозки грузов и пассажиров. Методы: Применены методы системного анализа. Результаты: В качестве инструмента многокритериальной оценки стратегий развития МТС предложена сбалансированная система показателей (ССП), подобная Balanced Scorecard, позволяющая учесть особенности решаемой проблемы. Рассмотрены основные понятия, базовые компоненты ССП и этапы её построения, в соответствии с которыми ССП была разработана применительно к развитию МТС. Описаны такие базовые компоненты ССП, как перспективы, стратегические цели, показатели, целевые значения и стратегические инициативы, взаимоувязанные с помощью карты стратегических задач. Практическая значимость: Предложенная ССП позволит более обоснованно формировать область эффективных стратегий с учетом их всесторонней оценки на основе множества критериев, определять направленность стратегии изменения облика и мощности МТС, отражать реализацию стратегии, связывая стратегическое управление с оперативным на основе ключевых показателей эффективности и причинно-следственных связей между ними.

Ключевые слова: Мультимодальная транспортная сеть, сбалансированная система показателей, стратегия развития, стратегическая цель, стратегическая инициатива, карта стратегических задач, многокритериальная оценка.

Контакты: mer-maid2@yandex.ru

Balanced scorecard for evaluation of multimodal transportation network development strategies N. S. Nesterova, V. A. Anisimov

Objective: To propose an instrument for methodology of designing multimodal transportation network development which ensures multi-criterion evaluation of strategies of interval changes to layout and capacity of multimodal transportation network, taking into account internal and external factors that influence the forming of multimodal transportation network layout, its functioning and development. In this study, multimodal transportation network is treated as the whole of multimodal transportation corridors which consist of multimodal transportation hubs and transportation elements of various types pf transport for solution of strategic tasks in cargo and passenger transportation. Methods: Systemic analysis methods were applied. Results: As an instrument of multi-criterion evaluation of multimodal transportation network development strategies, a balanced scorecard system (BSC) was proposed, similar to Balanced Scorecard, allowing to take specific features of the problem being solved into account. Basic definitions, basic BSC components and stages of its building were considered, according to which BSC was developed in regards to development of multimodal transportation network. Basic BSC components were described, such as perspectives, strategic objectives, indices, target values and strategic initiatives, interconnected through strategic objective roadmap. Practical importance: Proposed BSC would allow to identify the range of efficient strategies on the basis of their overall assessment based on multiple criteria, to determine the direction of strategy of altering layout and capacity of multimodal transportation network, to reflect realisation of strategy by tying strategic management with operative control on the basis of key efficiency indices and cause-and-effect links between them.

Keywords: Multimodal transportation network, balanced scorecard system, development strategy, strategic objective, strategic initiative, strategic objective roadmap, multi-criterion evaluation.

Contacts: mer-maid2@yandex.ru

Цель: Выявить способы обеспечения безопасности станционных переездов при высокоскоростном движении (ВСД) на станциях линий высокоскоростных магистралей. Методы: Применен метод математического моделирования параметров переездной сигнализации на основе модели движения высокоскоростного поезда (ВСП). Результаты: Рассмотрены вопросы особенностей оборудования переездов на станциях при вводе высокоскоростного движения на действующих линиях. Оценено обеспечение длины извещения к переездам при ВСД при регламентном извещении. Приведены характеристики особенностей реализации технологических функций электрической централизации на станциях для ВСД при установке маршрутов в режимах «скоростное движение» и «обычное движение», которые влияют на работу станционных переездов. Выявлено, что для подачи извещения на переезд о приближении ВСП требуется удлинить участок приближения или упреждающего закрытия переезда организационными мероприятиями. Практическая значимость: Использование микропроцессорных устройств переездной автоматики, реализующих адаптивные алгоритмы заграждения с учетом динамики и маршрутов движения ВСП по станции, предусматривает взаимную зависимость переездных устройств и систем интервального регулирования движения поездов, что позволит сократить скопление автотранспорта, пешеходов и, следовательно, уменьшит количество нарушений на станционных переездах.

Ключевые слова: Станционный переезд, длина участка извещения, время извещения, высокоскоростная магистраль, высокоскоростное движение, станция, маршрут, смешанные линии, стрелка, электрическая централизация, скоростное движение, высокоскоростной поезд.

Контакты: bstqqa@yandex.ru

Ensuring safety at station level crossings when organizing high-speed traffic on existing lines. A. B. Nikitin, S.T. Boltaev

Objective: To identify methods for ensuring safety of station level crossings under high-speed traffic at high-speed line stations. Methods: Method of mathematical simulation of parameters of level crossing signaling system based on high-speed train movement simulation was applied. Results: Issues of specific features of equipping level crossings at stations when introducing high-speed traffic on existing lines were considered. Ensuring length of a notice track at crossings for high-speed traffic, compared to regulation notice length. Characteristics of specific features of realization of interlocking technological functions at stations for high-speed traffic when settling out routes in "high-speed" and "regular movement" modes which affect the operation of station level crossings. It was established that to provide notice of an approaching high-speed train it is required to increase the length of approach section or of pre-emptive closure of a crossing by administrative measures. Practical importance: Use of microprocessor-based automatic level crossing signaling system which realize adaptive algorithms of setting up barriers whilst taking into account dynamics and routes of high-speed train around the station presumes mutual dependency of crossing lights and barriers and train separation systems, which would allow to reduce build-up of car transport and pedestrians, and thus reduce the number of violations at station level crossings.

Keywords: Station level crossing, length of the notice track, time of notification, high-speed line, fast traffic, station, route, hybrid lines, switch, interlocking, high-speed traffic, high-speed train.

Contacts: bstqqa@yandex.ru

Цель: Обосновать параметры реализации функций электрической централизации (ЭЦ) при высокоскоростном движении (ВСД) на станциях линий смешанного движения. Методы: Применялось математическое моделирование параметров движения высокоскоростного поезда по инфраструктуре раздельных пунктов. Результаты: Рассмотрены вопросы организации движения на высокоскоростной магистрали (ВСМ), в том числе на станциях ВСМ при смешанном движении. Приведён анализ особенностей организации высокоскоростного движения поездов на высокоскоростных линиях, рассмотрен технологический процесс станций на линиях смешанного движения и критические по времени функции ЭЦ: установка и размыкание маршрутов высокоскоростных поездов на станциях ВСД при смешанном движении поездов. Также проанализированы особенности реализации технологических функций и алгоритмов для ВСД при установке и разделке маршрутов, включая искусственное размыкание и отмену маршрутов в режиме «скоростное движение». Установлено, что применение регламентного временнóго извещения ограничивает движение поездов на станциях и парализует все передвижения на станциях и перегонах до и после прохода высокоскоростного поезда. Практическая значимость: Обоснованное увеличение временных параметров технологических функций системы ЭЦ на железнодорожных станциях смешанных линий ВСМ позволит обезопасить высокоскоростное движение на смешанных линиях. При вводе ВСД требуется модернизировать систему автоматики и телемеханики и предусмотреть режим «скоростное движение», который, изменяя временны´е параметры функций систем ЭЦ, обеспечивает требуемые показатели безопасности и работоспособность алгоритмов, компенсирует рост скоростей движения дополнительными временными задержками в системе управления.

Ключевые слова: Высокоскоростная магистраль, высокоскоростное движение, станция, маршрут, смешанные линии, стрелка, искусственное размыкание, отмена маршрута, рельсовые цепи, электрическая централизация, дежурный по станции, скоростное движение.

Контакты: a.glybovsky@gmail.com

Specific features of realization of interlocking functions for high-speed trains on hybrid lines. A. B. Nikitin, S. T. Boltaev, A. M. Glybovskiy

Objective: To provide rationalisation for parameters of interlocking functions for high-speed traffic on hybrid line stations. Methods: Mathematical simulation of parameters of high-speed train movement across interstation infrastructure was applied. Results: Issues of organising traffic on high-speed line were considered, including at high-speed line stations in case of hybrid movement. Analysis of specific features of organisation of high-speed train traffic on high-speed lines is provided, technological process of stations on hybrid traffic is considered, as are time-critical interlocking functions: setting and locking out of high-speed train routes at high-speed traffic stations under hybrid train traffic. Also analysed were specific features of realisation of technological functions and algorithms for high-speed traffic during setting and point setting of routes, including emergency route realisation and route cancellation in "high-speed" mode. It was established that use of regulation notification time limits train movement at stations and paralyses any movement at stations and running lines before and after a high-speed train passes. Practical importance: Justified increasing of temporal parameters of technological functions of interlocking system at hybrid-line railway stations of high-speed lines would allow to secure high-speed traffic on hybrid lines. When introducing high-speed traffic, it is required to modernise the automatics and telemechanics system, and to envisage "high-speed" mode, which, whilst altering temporal parameters of interlocking systems' functions, ensures required safety parameters and working efficiency of algorithms, and compensates for an increase in movement speed with additional temporary delays in the control system.

Keywords: High-speed line, high-speed traffic, station, route, hybrid lines, switch, emergency route realize, route cancel, track circuits, interlocking, station duty officer, high-speed traffic.

Contacts: a.glybovsky@gmail.com

Цель: Обосновать целесообразность применения подхода контроля и анализа технологического процесса станции в реальном масштабе времени. Методы: Рассмотрен наиболее популярный в настоящее время подход к анализу технологического процесса станции на основе имитационного моделирования. Представлены варианты данного подхода на отечественных и зарубежных железных дорогах. Результаты: Проанализировано влияние технологического сбоя на процесс принятия решения оператором при временны´х ограничениях. Представлен пример реализации функций автоматизации контроля технологических операций в реальном масштабе времени. Сформулированы достоинства и недостатки применяемых решений. Определена последовательность действий оператора при сбое технологического процесса. Обоснована необходимость разработки систем, реализующих возможности анализа технологического процесса станции и поддержки принимаемых решений в режиме реального времени. Определены направления дальнейших исследований. Даны рекомендации по структуре и технической реализации предлагаемого подхода. Сформулированы ограничения для систем анализа и планирования технологического процесса. Практическая значимость: Реализация представленного в работе подхода позволит повысить точность моделирования за счет применения фактических данных, поможет оценить возможные последствия решений, что снизит нагрузку на оперативный персонал.

Ключевые слова: Автоматизация технологического процесса, имитационное моделирование, системы автоматизированного управления, оперативное управление, план-график работы.

Контакты: was.groshev@yandex.ru

Automatization of control of station technological process operation in real time. A. B. Nikitin, V. A. Groshev

Objective: To justify usefulness of application of approach to control and analysis of station technological process in real time. Methods: Most popular current approach to analysis of station technological process was considered on the basis of simulation modelling. Variants of this approach on Russian and foreign railways were presented. Results: The influence of technological failure on operator's decision-making process under temporal constraints is analysed. An example of realisation of functions of control automation for technological operations in real time is provided. Positive and negative sides of applied solutions are formulated. Operator's response sequence in the event of a technological process failure is outlined. The need for development of systems which realise the possibilities of analysis of a station technological process and support for the decisions taken in real time is justified. Directions for further research are set out. Recommendations for structure and technical implementation of the proposed approach are provided. Limitations for technological process analysis and planning systems are outlined. Practical importance: Realisation of the approach set out in the paper will allow to increase accuracy of simulation due to use of actual data, will allow to evaluate possible consequences of decisions, which would decrease pressure on operating staff.

Keywords: Automation of technological process, simulation modelling, automated control systems, operative control, work schedule.

Contacts: was.groshev@yandex.ru

Цель: Обосновать возможность применения дисперсно-армированных конструкций пролётных строений на высокоскоростных железнодорожных магистралях. Методы: Для решения научно-прикладной задачи применяли методы натурного обследования и лабораторных испытаний, а также методы математического моделирования работы конструкции пролётного строения. Использование сравнительного анализа данных, полученных методом математического моделирования, с реальными параметрами эксплуатируемых пролётных строений, характеризующим их фактическое состояние, обеспечивает достоверность результатов исследования. Моделирование статической и динамической работы пролётного строения выполнено для различных сочетаний временных нагрузок от подвижного состава. Схемы нагрузок приняты на основе фактического подвижного состава высокоскоростных поездов, эксплуатируемых в Республике Узбекистан. Результаты: Обоснована возможность использования дисперсно-армированных пролётных строений в сети высокоскоростных железнодорожных магистралей. Рассчитана оптимальная конструкция пролётного строения под региональные особенности Республики Узбекистан. Практическая значимость: Использование результатов исследования при проектировании и строительстве пролётных строений позволяет оптимизировать их характеристики под региональные особенности, повысить показатели надёжности мостовых переходов на высокоскоростных магистралях по безотказности и долговечности. Разработанная методическая основа для назначения конструктивных и технологических решений, связанных с проектированием и строительством дисперсно-армированных пролётных строений на высокоскоростных магистралях, позволяет принимать оптимальные решения, повышающие надёжность таких конструкций.

Ключевые слова: Дисперсно-армированное пролётное строение, фибра, высокоскоростная магистраль, надёжность, долговечность, безотказность, трещиностойкость, динамика, подвижной состав, технология бетонирования

Контакты: elbek-8420@mail.ru

Justification of design reliability of particulate-reinforced superstructures for high-speed railway line in the conditions of Republic of Uzbekistan. S. V. Chizhov, V. S. Prokopovich, E. T. Yakhshiyev

Objective: To justify possibility of using dispersion-reinforced concrete in construction of superstructures on high-speed railways. Methods: To solve scientific and applied problems, methods of field survey and laboratory tests were used, as well as methods of mathematical simulation of superstructure operation. The use of comparative analysis of data obtained by mathematical simulation with real parameters of superstructures being operated, characterizing their actual state, ensures validity of research results. Simulation of static and dynamic work of superstructures is performed for various combinations of temporary loads from rolling stock. Load schemes were adopted on the basis of the actual rolling stock of high-speed trains operated in the Republic of Uzbekistan. Results: The study justifies using particulate-reinforced superstructures on high-speed lines. Optimum design of bridge superstructure for regional peculiarities of the Republic of Uzbekistan is calculated. Practical importance: Research results can be used in the design and construction of superstructures, allowing to optimize their characteristics to conform to regional peculiarities, to enhance the reliability of bridges on high-speed railways for reliability and durability. Development of methodical basis for setting out constructive and technological solutions related to the design and construction of dispersion-reinforced superstructures on high-speed railways allows to make optimal decisions that improve reliability of such designs.

Keywords: Particulate-reinforced superstructure, fiber, high-speed railway, safety, durability, reliability, fracture resistance, dynamics, rolling stock, technology of concreting.

Contacts: elbek-8420@mail.ru

Цель: Разработать и научно обосновать алгоритм и содержание процедуры оценки безопасности мостовых сооружений с учётом динамического фактора надёжности для включения результатов в методику «Проектирования и строительства дисперсно-армированных пролётных строений на высокоскоростных железнодорожных магистралях Республики Узбекистан». Методы исследования: Использовались системный анализ мостового сооружения, включающий полный перечень возможных взаимообусловленных состояний элементов моста под сочетаниями нагрузок и воздействий; методы математического моделирования; метод сопоставления аналогий. Результаты: Определены значимые факторы, влияющие на надёжность в условиях динамических нагрузок и воздействий, для их включения в методику оценки безопасности мостов на высокоскоростных железнодорожных магистралях. Практическая значимость: Решение данной прикладной задачи позволит перейти к разработке серии типовых дисперсно-армированных пролётных строений с целью их использования под высокоскоростное движение в соответствии с государственной программой модернизации железных дорог Узбекистана.

Ключевые слова: Безопасность, надёжность, динамические нагрузки, воздействия, дисперсно-армированное пролётное строение, высокоскоростная магистраль, системный анализ, трещиностойкость, отказ.

Контакты: elbek-8420@mail.ru

Safety assessment of bridges with consideration for dynamic reliability factor. S. V. Chizhov, E. T. Yakhshiev, L. K. Dyachenko

Objective: The study seeks to develop and scientifically justify an algorithm and contents of a procedure for safety assessment of bridges with consideration of dynamic reliability factor to incorporate the results into the methodological guide "Design and construction of dispersed-reinforced superstructures on high-speed railway lines of the Republic of Uzbekistan". Methods: Systemic analysis of bridge structures was applied, including the full range of potential interrelated conditions of bridge elements under different combinations of loads and impacts, ensuring the required reliability of a bridge and reducing the likelihood of a system failure. Methods of mathematical simulation and mapping analogies were used. Results: Significant factors influencing reliability under dynamic loads and impacts were identified to be incorporated into the methodology of safety assessment of bridges on high-speed railway lines. Practical importance: The solution of this applied problem allows to start developing a series of models of particulate-reinforced spans to be used for high-speed traffic in accordance with the state programme of modernization of Uzbekistan railways.

Keywords: Safety, reliability, dynamic loads, impact, particulate-reinforced superstructure, high-speed railway, systemic analysis, fracture resistance, failure.

Contacts: elbek-8420@mail.ru

Цель: Обосновать применение методики виртуального моделирования нарушений работоспособного состояния мобильных подъёмников с рабочими платформами (МПРП) с целью обеспечения их безопасной эксплуатации. Методы: Совместное использование микроэлектромеханических систем (МЭМС – MEMS), прикладных модулей SolidWorks Simulation, SolidWorks Motion и матричной математической системы MATLAB. Результаты: Предложена методика моделирования нарушений работоспособного состояния МПРП. Сравнение результатов виртуального моделирования некоторых дефектов на подъемнике ВС-22-МС и натурных экспериментов с применением MEMS-акселерометров показало, что их расхождение не превышает 7,1–9,2 %. Практическая значимость: Благодаря виртуальному моделированию сокращается стоимость и упрощаются исследования причин возникновения дефектов МПРП. Предлагаемая методика позволяет определить некоторые дефекты конструкции.

Ключевые слова: Мобильный подъёмник, рабочая платформа, МЭМС-акселерометр, прикладной модуль, SolidWorks Simulation, SolidWorks Motion, матричная математическая система MATLAB, статический анализ, модальный анализ, вейвлет-преобразование.

Контакты: schan-di@mail.ru

Safe operation of mobile elevating work platforms on the basis of results of full-scale and virtual experiments. Y. S. Vatulin, S. K. Korovin, M. S. Korovina, S. V. Orlov, D. A. Potakhov, Ye. A. Potakhov

Objective: To justify application of the method of virtual modelling of mobile elevating work platforms' operational condition disturbance to ensure their safe operation. Methods: Joint application of microelectromechanical systems (MEMS), SolidWorks Simulation and SolidWorks Motion application modules, and MATLAB matrix mathematical system. Results: A method for simulation of operational condition disturbances of mobile elevating work platforms is proposed. A comparison of results of virtual simulation of some defects on VS-22-MS elevating platform and full-scale experiments in which MEMS accelerometers were used indicated that the discrepancies do not exceed 7.1 to 9.2 per cent. Practical importance: Virtual simulation allows to cut expenses and simplify study into causes of defects of mobile elevating work platforms. The proposed method allows to identify some constructive defects.

Keywords: Mobile elevator, work platform, MEMS accelerometers, application module, SolidWorks Simulation, SolidWorks Motion, MATLAB matrix mathematical system, static analysis, modal analysis, wavelet decomposition.

Contacts: schan-di@mail.ru

Цель: Исследовать особенности применения равновесных кодов «1 из 4» и «2 из 4» при организации систем функционального контроля методом логического дополнения. Методы: Используются методы теории информации и кодирования, теории дискретных устройств и технической диагностики дискретных систем. Результаты: Формализованы правила вычисления функций логического дополнения разрядов векторов рабочих функций систем функционального контроля до разрядов равновесного кода «2 из 4». Данные правила обеспечивают свойство полной самопроверяемости блока логического дополнения и тестера в схеме контроля. В эксперименте с контрольными комби- национными схемами LGSynth`89 показано, что могут быть получены системы функционального контроля, организованные по коду «2 из 4» с меньшей структурной избыточностью, чем системы, организованные по коду «1 из 4». На характеристики системы функционального контроля можно влиять на этапе их разработки, варьируя дополняемые разряды вектора рабочих функций. Кроме того, оба кода обладают высокой обнаруживающей способностью в системах функционального контроля и идентифицируют большее количество искажений, чем часто применяемые коды с суммированием. Практическая значимость: Использование равновесного кода «2 из 4» позволяет организовывать системы функционального контроля с небольшой структурной избыточностью, при этом обеспечивается важнейшее их свойство – полная самопроверяемость.

Ключевые слова: Система функционального контроля, логическое дополнение, код с суммированием, равновесный код, код «1 из 4», код «2 из 4», структурная избыточность, необнаруживаемая ошибка.

Контакты: TrES-4b@yandex.ru

Application of the 2-out-of-4 constant-weight code in organizing concurrent error detection systems. D. V. Efanov

Objective: To study specific features of application of 1-out-of-4 and 2-out-of-4 constant-weight codes in organising concurrent error detection systems by Boolean complement method. Methods: Information and coding theory, discrete devices theory, and discrete devices' technical diagnostics methods were applied. Results: Rules for calculation of Boolean complement functions of vector classes of operating functions of concurrent error detection systems up to 2-out-of-4 constant-weight code positions were formalised. These rules ensure quality of totally self-checkability of Boolean complement block and checker in checking circuit. An experiment with LGSynth`89 Benchmarks indicated that concurrent error detection systems can be produced organised on the 2-out-of-4 code with lesser structure redundancy than those organised on the 1-out-of-4 code. Concurrent error detection system characteristics can be influenced at the development stage by varying complemented positions of operating functions vector. Besides, both codes possess high detection ability in concurrent error detection systems and identify more distortions than the often-used sum codes. Practical importance: Application of the 2-out-of-4 constant-weight code allows to organise concurrent error detection systems with low structure redundancy and at the same time their most important quality, totally self-checkability, is ensured.

Keywords: Concurrent error detection system, Boolean complement, sum code, constant-weight code, 1-out-of-4 code, 2-out-of-4 code, structure redundancy, undetectable error.

Contacts: TrES-4b@yandex.ru

Цель: Исследовать влияние значения модуля кода с суммированием на структурную избыточность систем функционального контроля. Методы: Используются методы теории информации и кодирования, теории дискретных устройств и технической диагностики дискретных систем. Результаты: Приведены преимущества модульных кодов с суммированием перед другими методами построения систем функционального контроля, поскольку у модульного кода меньшее количество контрольных разрядов, чем у классического кода Бергера, а площадь систем функционального контроля, организованных по модульным кодам с суммированием, меньше, чем у аналогичных систем, организованных по коду Бергера. Результаты экспериментов с набором контрольных комбинационных схем MCNC Benchmarks показали, что не всегда лучшее решение дает выбор значения модуля – степени числа 2. Для различных реальных схем эффективным может оказаться применение модульного кода с четными значениями модулей или вовсе с нечетными числами, что кажется не совсем очевидным. Приведены результаты сравнения занимаемой площади двух видов систем функционального контроля: при раздельной и при совместной реализации контролируемого и контрольного устройств. Практическая значимость: Использование модульных кодов с суммированием в системах функционального контроля позволяет организовать контролепригодные дискретные устройства с меньшей структурной избыточностью, чем дают известные подходы, например, дублирование. Это, в свою очередь, позволяет уменьшать затраты на техническую реализацию устройства и на его дальнейшую эксплуатацию.

Ключевые слова: Техническая диагностика, система функционального контроля, код Бергера, модульный код с суммированием, структурная избыточность, контрольная комбинационная схема.

Контакты: bugsbunny.k38@gmail.com

A study into influence of sum code module value on structure redundancy of concurrent error detection systems. M. R. Cherepanova

Objective: To study the influence of sum code module value on structure redundancy of concurrent error detection systems. Methods: Information and coding theory, discrete devices theory, and discrete devices' technical diagnostics methods were applied. Results: Module sum codes' advantages over other methods for building concurrent error detection systems are outlined, as module code has fewer control bits than classic Berger code does, and two-dimensional extent of concurrent error detection systems organised by module sum codes is lesser than that of similar systems organised by Berger code. Results of experiments with MCNC Benchmarks testing combinational circuits indicated that the choice of module value as the power of number 2 does not always produce best solution. For various real schemes application of module code with even values of modules or odd numbers may prove efficient, which does not seem quite obvious. Results of comparison of two-dimensional extent of two types of concurrent error detection system are provided - in cases of discrete or joint implementation of unit under test and verifier. Practical importance: Use of module sum codes in concurrent error detection systems allows to organise testable discrete devices with lesser structure redundancy than the known approaches like duplication. In its turn, that allows to cut expenses on technical implementation of a device and its further operation.

Keywords: Technical diagnostics, concurrent error detection system, Berger code, module sum code, structure redundancy, testing combinational circuit..

Contacts: bugsbunny.k38@gmail.com