Выпуск 2 - Issue 2

Цель: Изучение системы нормирования на железнодорожном транспорте с позиций кли енто-ориентированности и логистики, в частности разработка конкретных практических предложений по оптимизации системы доставки грузов и по оценке показателей логистической (терминально-складской) деятельности ОАО ≪РЖД≫. Методы: Использованы аналитический метод исследования, а также экономико-математические средства теории терминалистики как нового научного направления. Результаты: Предпринята попытка критического анализа существующей системы доставки грузов железнодорожным транспортом. Отмечается, что неоправданно исключать из логистической цепи грузоперерабатывающие элементы – логистические объекты (ЛО) различного типа, с которых груз поступает на железную дорогу и на которых покидает ее. Внимание к технико-эксплуатационным показателям работы и лишь к собственно транспортному участку логистической цепи искусственно обедняет мощнейший функционал предприятий железнодорожной отрасли, приводя к упрощенческому подходу к управлению перевозочным процессом и не способствует переключению на железные дороги новых грузопотоков. Предложена новая система индикаторов для экономического обоснования и проведения расчетов параметров ЛО и ТС, которые прежде отсутствовали. Все показатели разработаны с учетом существующей системы экономических и эксплуатационных показателей работы складов и железных дорог. Новая система может применяться для логистического нормирования и анализа терминально-складской инфраструктуры ОАО ≪РЖД≫. Она может использоваться для: 1) идентификации ЛО; 2) выбора ЛО с учетом его функциональных возможностей, дислокации и др.; 3) оценки проектов строительства и реконструкции объектов терминально-складской инфраструктуры железных дорог; 4) оценки логистической деятельности холдинга ОАО ≪РЖД≫; 5) проектирования ЛО; 7) прогнозирования и планирования работы железнодорожного транспорта. Практическая значимость: Для ОАО ≪РЖД≫ применение разработанной авторской системы индикаторов позволит оптимально проектировать, эффективно эксплуатировать и планировать работу объектов терминально-складской инфраструктуры. Эффективность предлагаемой транспортно-складской системы заключается в ускорении доставки грузов потребителям, сокращении расходов на техническое содержание и ремонт малодеятельных подъездных путей и станций участка, высвобождении маневровых и вывозных поездных локомотивов, а также приемоотправочных путей участковой станции для более эффективного формирования отправительских маршрутов, увеличении технической и участковой скоростей по основному направлению магистральных перевозок через опорную участковую станцию в связи с высвобождением части ниток графика движения поездов, занятых сейчас движением сборно- разборных вывозных поездов.

Ключевые слова: Клиентоориентированность, логистическое и техническое нормирование, транспортно-складская система, терминальная сеть, логистический объект.

Контакты: insight1986@inbox.ru

Rate-setting system analysis of railroad transport from a position of logistics and customer-oriented approach. Oleg B. Malykov, Oksana D. Pokrovskaya

Objective: The study of railroad transport rate-setting system from a position of customer-oriented approach and logistics, particularly the development of specific practical proposals of freight delivery system optimization and the assessment of OJSC “Russian Railways” logistic (terminal stocking) activity indices. Methods: Analytical method was applied, as well as economical and mathematical tools of terminalistics, being a new school. Results: An attempt was made to review the existing railway freight delivery system. It was observed that it was unreasonable to exclude materials handling elements - logistical objects (LO) of different types, from a logistical chain as by means of the element in question the freight arrives at as well as leaves the railroad. If the focus is made only on operating indices of functioning and traffic section of a logistical chain, it artificially impoverishes the strongest functional of railway enterprises, leading to a simplistic approach of traffic process managing and does not contribute to freight flow transferring to railroads. A new system of indicators was suggested for economic justification and calculation of parameters LO and TS, which were missing before. All indices were adjusted to the existing system of economical and operational indices of storage yard and railroads functioning. The new system may be applied in logistical rating, as well as terminal and stocking infrastructure of OJSC “Russian Railroads”. It may be used for: 1) LO identification; 2) LO selection taking into account its functionality, dislocation, etc. ; 3) construction projects’ assessment and reconstruction of terminal and stocking railroads’ infrastructure facilities; 4) logistical functioning of OJSC “Russian Railroads” holding company; 5) LO construction; 6) railroad transport functioning forecasting and planning. Practical importance: The application of the originally developed system of indicators will allow OJSC “Russian Railroads” to effectively design, operate and plan the functioning of terminal and stocking infrastructure facilities. The effectiveness of the suggested TSS is in more rapid freight delivery to consumers, expenditure reduction in technical maintenance and ineffective railway sidings and section’s stations repair, shunting and exporting train locomotives release, as well as passing siding of a section’s station for more effective formation of exit routes, technical and station’s speed increase of line haul main directions through home-base station, due to a number of train operation paths release, occupied with demountable export trains’ operation.

Keywords: Custom-oriented approach, logistic and technical rate-setting, storage-retrieval system, terminal network, logistic object.

Contacts: insight1986@inbox.ru

Цель: Развитие гибридных технологий представляет собой направление, несущее серьезные изменения для железнодорожной промышленности, ее конструкторско-технологической базы. Эти преобразования обеспечивают научно-технические прорывы в гораздо большей степени, чем реализация любых новых проектов в рамках традиционных форм. Методы: Значительный интерес вызывает решение задачи взаимодействия гибридных локомотивов и соответствующей структуры электроснабжения. Кроме того, существуют проблемы обеспечения качества и надежности такого подвижного состава. Важнейшее значение для успешного внедрения гибридных локомотивов с комбинированной силовой установкой приобретают взаимосвязь между тремя наборами технологий, а также качество их обеспечения. Результаты: Первичными проблемами проектов таких локомотивов являются хранение электроэнергии, глубокая модернизация тягового привода и реализация алгоритмов оптимального управления движением в различных режимах. Повышение уровня плотности энергии, хранимой в тяговой аккумуляторной батарее, при снижении массы транспортного средства позволяет обеспечить конкурентные преимущества экологичных гибридных локомотивов в сравнении с традиционными. Стоимость тяговой аккумуляторной батареи постоянно доминирует над соответствующими экономическими параметрами других компонентов тягового привода гибридных локомотивов, поэтому актуальны проекты, имеющие высокий технический уровень при обеспечении уменьшения общей массы транспортного средства. Однако в последнее десятилетие в связи с повышением значимости электронных компонентов в транспортной промышленности наряду с обозначенными выше задачами на первое место выходят проблемы оптимизации управления системами подвижного состава и обеспечения соответствующего уровня качества управления. Рассмотрены вопросы применения накопителей энергии на гибридном локомотиве и их преимущества перед использующимися в настоящее время источниками энергии. Практическая значимость: Показано, что внедрение гибридной системы хранения энергии дает возможность значительно увеличить эффективность и надежность локомотива.

Ключевые слова: Гибридный привод, накопитель энергии, рекуперативное торможение, степень заряда, гибридная система хранения энергии, глубина разряда.

Контакты: > evstam@mail.ru

Energy efficiency improvement of locomotives with energy storages Tamila S. Titova, Andrey M. Evstafev

Objective: The development of hybrid technologies is an aspect that carries serious changes for the railway industry, its design and technological base. These changes provide the scientific and technological breakthroughs to a much greater extent than the implementation of any new projects in traditional forms. Methods: Of great interest is the solution to the problem of hybrid locomotives and related power supply interaction. In addition, there are problems of quality and reliability of the rolling stock. The relationship between the three sets of technology, as well as the problem of support quality of the latter, becomes essential for the successful implementation of hybrid locomotives with a combined power plant. Results: The primary problems of locomotive projects in question are: electric power storage, in-depth modernization of the traction drive, and implementation of an optimal motion control algorithms in different modes. Increasing energy density stored in the traction battery, while reducing vehicle mass, ensures competitive advantages of eco-friendly hybrid locomotives versus traditional. The cost of the traction battery tends to dominate over the relevant economic parameters of other components of the traction drive hybrid locomotives, therefore, projects with a high technological level are relevant, while ensuring lower total weight of the vehicle. However, in the last decade, due to the increasing importance of electronic components in the transportation industry, along with the objectives stated above, problems of management optimization of rolling stock systems and provision of an appropriate level of quality control take center stage. Issues of energy storage application in the hybrid locomotive and their advantages over the currently used energy sources are considered in the article. Practical importance: It is shown that the use of a hybrid energy storage system will significantly increase the efficiency and reliability of the locomotive.

Keywords: Hybrid vehicle, energy storage system, regenerative braking, state of charge, hybrid energy storage system, depth of discharge

Contacts: evstam@mail.ru

Цель: Проектирование мероприятий по мониторингу инженерных конструкций сооружений высокоскоростной железнодорожной магистрали для снижения риска утраты несущими конструкциями своих потребительских свойств. Методы: Анализ и учет специфических условий и воздействий, присущих сооружениям высокоскоростных железнодорожных магистралей, в совокупности с действующими нормативными и регламентными документами, а также мировым опытом проектирования и создания систем мониторинга мостовых объектов. Системный подход к решению сформулированной цели, выражающийся в подготовке проектных решений, базирующихся на интегральных принципах функционирования разработанной системы мониторинга. Результаты: Подготовлены проектные решения по мониторингу инженерных конструкций сооружений высокоскоростной железнодорожной магистрали ≪Москва–Казань–Екатеринбург≫. В частности, разработаны мероприятия по организации мониторинга на унифицированных конструкциях пролетных строений и опор (в том числе на их отдельных элементах), учитывающие как статическую, так и динамическую составляющие воздействий и планируемых к обращению нагрузок. Основными параметрами, подлежащими мониторингу, являются абсолютное и относительное смещение конструкций, динамические характеристики, напряженно-деформированное состояние пролетногостроения, свай и рельс, температура рельс. Практическая значимость: Изложены разработанные авторами мероприятия по проектированию и организации мониторинга мостовых сооружений на высокоскоростных железнодорожных магистралях, не имеющие аналогов в отечественной практи- ке до настоящего времени. Во главу исследований были поставлены экономическая эффективность и унифицированный подход к предложенным решениям. С практической точки зрения данные мероприятия позволят в будущем обеспечить и поддерживать заданные нормативные (проектные) уровни надежности, безопасности и долговечности мостовых сооружений.

Ключевые слова: Высокоскоростная железнодорожная магистраль, специфические условия, надежность, безопасность, долговечность, мост, мониторинг инженерных конструкций.

Контакты: andbeliy@mail.ru

Design and organisation of structural health monitoring system on high-speed railway bridge constructions. Andrei A. Belyi, Aleksei A. Baranovskii, Dmitrii E. Vorobiev, Kirill Y. Dolinskii, Leonid K. Dyachenko, German V. Osadchiy

Objective: Structural health monitoring actions designing for high-speed railway engineering constructions to decrease risk of loss consumer properties of bearing designs Methods: The analysis and accounting of the specific conditions and impacts inherent in constructions of high-speed railways, in total with the existing normative and regulatory documents, and also international background of design and development of structural health monitoring systems on bridge objects. The system approach to the solution of the formulated purpose which is expressed in preparation of the project decisions that are based on the integrated principles of functioning of developed structural health monitoring system. Results: Project decisions on structural health monitoring system of high-speed railway Moscow-Kazan-Yekaterinburg constructions were made. In particular, the actions for the monitoring organization on the unified designs of superstructures and piers (including their separate elements) are developed, considering both static and dynamic components of impacts and loadings being planned. The key parameters subject to monitoring are: absolute and relative designs shift; dynamic characteristics; the stressed-deformed condition of superstructure, piles, a rail and rail temperature. Practical importance: The actions, developed by authors and stated in the article, for design and organization of bridge constructions structural health monitoring on high-speed railways have no analogs in domestic practice so far. Cost efficiency and the unified approach to the proposed solutions were considered as of primary importance in the given study. From the practical point of view, in the future, these actions will make it possible to provide and support the set standard (project) levels of reliability, safety and durability of bridge constructions.

Keywords: High-speed railway, specific conditions, reliability, safety, durability, bridge, structural health monitoring.

Contacts: andbeliy@mail.ru

Цель: Разработать универсальный метод расчета элементов верхнего строения железнодорожного пути на прочность, учитывающий переменное сечение элементов и форму основания. В основе метода предусмотреть графо-аналитическую модель расчета характеристик напряженно-деформированного состояния балки на упругом основании. Методы: Использован графо-аналитический метод для определения характеристик напряженно-деформированного состояния балки на упругом основании. Данный метод является альтернативным по отношению к наиболее распространенному теоретическому расчету, в котором за основу было принято основное уравнение изогнутой оси балки и далее из него методом последовательного интегрирования можно получить любую характеристику напряженно-деформированного состояния балки на упругом основании. Результаты: Разработан универсальный графо-аналитический метод, принимающий во внимание факторы, вызывающие отступление от идеальной схемы опирания балки на упругое основание, такие как возможность расчета на прочность различных элементов верхнего строения железнодорожного пути, учитывая их переменное сечение (рельсовых подкладок, железобетонных шпал, остряков, крестовин и др.), изменение формы основания, на которые рассчитываемые элементы опираются, а также неравноупругость основания. Практическая значимость: Применение такого универсального метода, отступающего от распространенной идеализированной схемы опирания балки на упругом основании, открывает широкие возможности в оценке напряженно-деформированного состояния не только новых путей, на этапе проектирования, но и в процессе их текущего содержания. Использование метода позволяет избежать аналитических громоздких математических исчислений при любой форме изменения поперечного сечения по длине балки, при любой форме основания и вложения значительных расходов денежных средств по сравнению с другими современными методами расчета на прочность, такими как метод конечных элементов, метод конечных разностей, метод конечных объемов.

Ключевые слова: Универсальный метод, эпюра, рельсовая подкладка, шпала, прочность, балка.

Контакты: chusmaksimus@mail.ru

Universal method of track structure elements’ bearing capacity assessment on the basis of beam on elastic foundation simulation model. Vadym V. Govorov, Naryman N. Sultanov, Maksim S. Chusovytyn

Objective: To develop a universal method of track structure elements’ strength analysis, taking into account variable cross-section of elements and the form of foundation. To provide a graph-analytical model of analysis, as the basis of the method, for calculating stress-strain state characteristics of a beam on elastic foundation. Methods: Graph-analytical method was used to identify the characteristics of stress-strain state of a beam on elastic foundation. The method in question is an alternative one, compared to a routine theoretical calculation, the basis of which is a fundamental equation of a bending line and further from this equation, by means of successive integration method, any characteristic of stress-strain state of a beam on elastic foundation can be obtained. Results: A universal graph-analytical method was developed, taking into account factors, which cause deviation from a theoretical scheme of a beam bearing on elastic foundation, such as the possibility of calculating different elements of track structure bearing capacity, considering its variable cross-section (sole chairs, ferroconcrete sleepers, tongues, frogs, etc.), foundation form alternation, on which the calculated elements bear, as well as unequal elasticity of foundation. Practical importance: Application of such a universal method, which differs from an accepted idealized scheme of a beam bearing on elastic foundation, offers wide perspectives in stress-strain state assessment of not only new tracks, being designed, but also in the process of their current state. Application of the method in question makes it possible to avoid analytical lengthy mathematical calculations with any form of cross-section alternation along the length of a beam, with any form of foundation, as well as heavy expenditures, compared to other modern bearing capacity calculating methods, such as finite element method, finite difference method, and finite volume method.

Keywords: Universal method, diagram, chair, sleeper, bearing capacity, beam.

Contacts: chusmaksimus@mail.ru

Цель: Обоснование перечня мероприятий, позволяющих повысить конкурентоспособность и эффективность трамвая на рынке транспортных услуг. Транспорт – один из важнейших компонентов общественного и экономического развития города, поглощающий значительное количество ресурсов. В настоящее время вопрос комплексного развития городского пассажирского транспорта актуален как в России, так и за рубежом. Для большинства городов основными видами городского транспорта являются: метрополитен, трамвай, троллейбус и автобус. В последние годы трамвай не только восстанавливает, но и завоевывает все большее значение в транспортных системах городов. Значительный опыт использования трамвая подтвердил его рентабельность, высокую провозную способность и возможность достижения больших скоростей, а применение современных конструкций пути с внедрением новейших технологий для снижения шума и вибрации увеличивает не только эстетическую привлекательность для жителей городов, но и снижает воздействие на экологические системы. Методы: Приняв за основу существующие методы обоснования эффективности капитальных вложений, предложена методика, позволяющая учесть различные факторы при обосновании эффективности инвестиций в строительство новых и развитие действующих объектов инфраструктуры городского рельсового транспорта, в частности трамвая. Основной кон- цепцией, заложенной в методику, является определение эффективности капитальных вложений при проектировании развития существующих и строительства новых линий городского транспорта на основе их всесторонней технико-экономической оценки, проводимой с точки зрения капитальных, эксплуатационных затрат, значимых социально-экономических, экологических эффектов и потерь, возникающих в период строительства и эксплуатации объектов транспортной инфраструктуры. Результаты: Обоснованы основные направления повышения конкурентоспособности и эффективности модернизации существующих и строительства новых линий трамвая в городах. Практическая значимость: Определение реальных сфер использования трамвая повышает экономическую эффективность и социальную привлекательность городского транспорта.

Ключевые слова: Городской пассажирский транспорт, трамвай, эффективность капитальных вложений, специальные прирельсовые вкладыши, шум, вибрация.

Контакты: 92.lana@mail.ru

Tram’s efficiency and competitiveness increase on passenger market. Yevgeniy P. Dudkyn, Viktoriya A. Chernyayeva, Svetlana A. Doronycheva, Kirill A. Smyrnov

Objective: To justify a list of measures, allowing for the increase of tram’s competitiveness and efficiency on a transportation services’ market. Transport is one of the key elements of city’s social and economic development, consuming a considerable amount of resources. At present, the issue of municipal passenger complex development is topical, both in Russia and abroad. For a majority of cities the main types of urban transport are: a subway, a tram, a trolleybus and a bus. In recent years, a tram does not only restore, but also wins one’s way in urban transport systems. Vast experience of tram’s application has justified its profitability, high carrying capacity and the ability and possibility to achieve higher speeds; moreover, modern track design application with adoption of most recent technologies of noise and jittering reduction increases residents’ attraction from an aesthetic point of view and also decreases a detrimental impact on ecosystems. Methods: Having taken the present methods of capital efficiency as a basis for the research, a methodology has been suggested, taking into account different factors when justifying capital efficiency in the construction of new and the development of the existing municipal facilities of railroad transport, particularly, a tram. The key concept, built into the methodology in question, is the assessment of capital efficiency in the process of development of the existing and construction of the new lines of municipal transport, on the basis of their in-depth technical and economic assessment, carried from the viewpoint of capital and operational costs, significant social and economic, ecological effects and losses, occurring in the process of construction and maintenance of transportation facilities. Results: New methods of increasing the competitiveness and efficiency of modernization of the existing and constructing of the new tram lines in cities were justified. Practical importance: The determination of real spheres of trams’ usage increases economic efficiency and social attraction of urban transport определение реальных сфер использования трамвая повышает экономическую эффективность и социальную привлекательность городского транспорта.

Keywords: Municipal passenger transport, tram, capital efficiency, specialized fillers adjacent to a railway line, noise, jittering.

Contacts: 92.lana@mail.ru

Цель: Изложение опыта применения трехмерного моделирования мостовых сооружений при их реконструкции на примере Дворцового моста в Санкт-Петербурге. Методы: Показано, что одной из возможных областей использования трехмерных моделей мостов являются получение пространственных данных для размещения мостовых конструкций и оборудования, а также анализ положения их основных осей относительно друг друга. Приведена технология приобретения исходных данных для моделирования, суть которой заключалась в комплексном применении наземной сканерной съемки, линейно-угловых измерений электронным тахеометром и измерении превышений цифровым нивелиром. Изложены порядок обработки результатов полевых работ и основные используемые программные продукты – CREDO_DAT, X-TOOLS, Autodesk AutoCAD. Результаты: Созданы трехмерные модели оборудования. Практическая значимость: Возможность и удобство применения трехмерных моделей при реконструкции мостовых сооружений. Статья может быть интересна инженерам-проектировщикам мостовых сооружений, а также студентам и аспирантам, изучающим технологию постройки и эксплуатации мостов.

Ключевые слова: Мостовое сооружение, съемочная сеть, наземная сканерная съемка, облако точек, трехмерное моделирование.

Контакты: nikolay_kanashin@mail.ru

Three-dimensional simulation application experience in reconstruction of bridges . Nikolay V. Kanashyn, Andrey A. Nikitchyn, Dmytriy A. Afonyn

Objective: To state 3D modeling application experience in bridgeworks reconstruction by the example of Palace Bridge in Saint Petersburg. Methods: It was shown that one of the possible spheres of bridge 3D models application was the acquisition of spatial data of bridge constructions and components’ arrangement, as well as the analysis of main axis position with respect to each other. The technology of acquiring the initial data for modeling was given, the essence of which is in composite application of surface laser scanning, electronic tacheometer line and angle measurements, and measurement of difference in elevation by digital levelling instrument. Order of processing field evidence was stated, as well as the main used software products – CREDO_DAT, X-TOOLS, Autodesk AutoCAD. Results: Fragments of 3D facility models. Practical importance: Opportunity and operability of 3D models application in the process of bridgework reconstruction. The article might be of interest for bridgework design engineers, as well as students and postgraduates, studying the construction and maintenance of bridgeworks.

Keywords: Bridgework, survey network, surface scanner mapping, point cloud, three-dimensional simulation.

Contacts: nikolay_kanashin@mail.ru

Цель: Определение устойчивости подвижного состава, снижение сил, возникающих при взаимодействии колеса с рельсом, уменьшение износа гребней и поверхности катания колес, бокового износа рельсов при высокоскоростном движении. Рассмотрены вопросы взаимодействия колеса и рельса, а именно влияния эквивалентной конусности колесной пары на движение подвижного состава. При взаимодействии колеса со стандартным коническим профилем с рельсом происходит смещение колесной пары в поперечном направлении относительно оси пути в соответствии с параметрами конусности. Методы: Представлены методы расчета эквивалентной конусности и основные допущения в расчетной схеме. Определены основные функциональные зависимости эквивалентной конусности. Для моделирования движения колесной пары по железнодорожному пути использован программный комплекс ≪Универсальный механизм≫, разработанный на основе алгоритма FastSim, предложенного Дж. Калкером. Результаты: Исследовано взаимодействие колеса ВНИИЖТ-РМ-70 для высокоскоростных поездов ≪Сапсан≫ с рельсами типа Р65 и используемыми на европейских железных дорогах рельсами типа UIC60. Выявлено, что при смещении колесной пары в бок возникает качение колес по различным окружностям. Описаны колебательное движение, а также параметры, на основе которых формируется эквивалентная конусность. Практическая значимость: По результатам моделирования выявлена необходимость приведения эквивалентной конусности к параметрам эффективности для реализации высокоскоростного движения на железных дорогах России.

Ключевые слова: Профиль рельсов, профиль колес, эквивалентная конусность, эффективная конусность, радиус качения, колебательное движение, моделирование..

Контакты: zhdp10@gmail.com

Equivalent conicity and its influence on rolling-stock operation. Artem A. Kyselev, Lyudmila S. Blazhko, Andrey V. Romanov

Objective: To identify the rolling-stock stability, force reduction, emerging in the process of wheel-rail interaction, the reduction of wheel thread and wheel flange wear, horizontal wear during high-speed running. To consider issues of wheel-rail interaction, that is the influence of a wheel pair equivalent conicity on rolling stock operation. Lateral motion of a wheel pair about an axis of a track in accordance with conicity parameters occurs in the process of standard tapered wheel-rail interaction. Methods: Calculation methods of equivalent conicity and basic assumptions in design diagram were presented. The main functional dependencies of equivalent conicity were determined. “All-purpose mechanism” bundled software, developed on the basis of FastSim algorithm introduced by G. Kalker, was applied for modeling of wheel pair operation on a railway track. Results: Interaction of VNIIZhT-RM-70 wheel for “Sapsan” high-speed trains with R65 rail type was studied, as well as UIC60 rail type used on European railroads. Wheel rolling occurs in different circumferential directions in case of lateral movement of a wheel pair Oscillating motion was described, as well as the parameters on the basis of which equivalent conicity is formed. Practical importance: The necessity in reduction of equivalent conicity to efficiency parameters of high-speed running realization on Russian railroads was revealed by means of modeling.

Keywords: Rail profile, wheel contour, equivalent conicity, effective conicity, rolling radius, oscillating motion, modeling.

Contacts: zhdp10@gmail.com

Цель: Получение аналитических зависимостей линейных и угловых перемещений горизонтальной реактивной тяги и осевого редуктора с технологическими погрешностями, возникающими при их изготовлении и сборке группового тягового привода, от вертикальных перемещений колесной пары и рамы тележки во время движения локомотива. Эти зависимости служат основой для определения скоростей, ускорений и динамических нагрузок на детали группового привода, а также поиска методов и способов повышения надежности элементов привода, учитывая его конструктивные особенности и условия эксплуатации. Методы: Аналитические зависимости установлены на основании знаний высшей математики, законов теоретической механики и знаний правил триго- нометрии. Результаты: Представлены характеристики аналитических зависимостей кинематических пространственных перемещений горизонтальной реактивной тяги и осевого редуктора с технологическими погрешностями группового тягового привода от вертикальных перемещений рамы ходовой тележки и колесной пары локомотивов. Для упрощения зависимостей углов наклона реактивных тяг и линии центров осевых редукторов установлены граничные условия. Проведен анализ полученных зависимостей. Рассмотрены возможные варианты схем пространственного перемещения горизонтальных реактивных тяг и осевого редуктора в раме ходовой тележки локомотива с возможными отклонениями линейных размеров от технологических допусков. Построены графические зависимости вертикальных перемещений элементов реальных конструкций тягового привода от вертикальных перемещений рамы тележки при движении локомотива. Практическая значимость: Аналитические зависимости позволяют определить линейные перемещения, угловые скорости и ускорения реактивных тяг и осевых редукторов колесных пар, а также создавать рациональные и надежные конструкции карданного тягового привода колесных пар локомотивов с минимальными динамическими нагрузками на его элементы. Результаты аналитических исследований применимы при проектировании новых локомотивов с высокими динамическими показателями.

Ключевые слова: Тепловоз, групповой тяговый привод, горизонтальная реактивная тяга, осевой редуктор, технологические погрешности, линия центров, угол поворота, вертикальные перемещения, колесная пара, рама тележки

Контакты: evstam@mail.ru

Instrument accuracy influence on kinematics of rotary traverse of axial gear set with horizontal jet thrust in a group tractive drive of a lokomotive. Victor A. Kruchek, Andrey M. Yevstafiyev

Objective: To obtain analytical responses of linear and angular movements of horizontal jet thrust and axial reduction unit, appearing in the process of their production and group tractive drive assembly, occurring as a result of vertical wheelset and engine’s undercarriage frame shifts during engine movement. The given responses are the basis for identifying its velocity, acceleration, and dynamic loads on drive components, as well as searching for methods to boost drive components reliability, taking into account its constructive specificities and running conditions. Methods: Analytical responses were identified on the basis of higher mathematics, the laws of theoretical mechanics as well as trigonometry knowledge application. Results: Analytical responses of kinematic spatial movements of horizontal jet thrust and an axial reduction unit with instrument accuracy of a group tractive drive were obtained from vertical engine’s undercarriage frame shifts and locomotives wheelset. Boundary conditions of jet thrust slopes were detected, as well as center lines of axial reduction units. The analysis of established relations was performed. Possible scheme variants of spatial movements of horizontal jet thrust and a wheel set axial reduction unit in engine’s undercarriage frame were presented with possible discrepancies of linear dimensions from production tolerance. Characteristic curves of vertical shifts of actual towline constructions from vertical shifts of undercarriage frame during locomotive’s movement were graphed. Practical importance: On the basis of obtained relations the analysis of linear displacement, angular velocities and accelerations of jet thrusts and wheel set axial reduction units is possible, as well as the generation of rational and robust wheel set cardan tractive gear constructions for locomotives with minimal dynamic load on its elements. The results of analytical research might be applied in the designing of new engines with high dynamic parameters.

Keywords: Diesel locomotive, group tractive drive, horizontal jet thrust, axial reduction unit, instrument accuracy, center line, angle of roll, vertical shifts, wheelset, track frame.

Contacts: evstam@mail.ru

Цель: Повысить точность аналитического расчета сцепной массы построенных и вновь проектируемых локомотивов с групповым тяговым приводом колесных пар. Вывести аналитическую зависимость коэффициента использования сцепной массы локомотива от числа колесных пар в групповом тяговом приводе с учетом конструкционных особенностей экипажа, условий эксплуатации и режимов работы силовых установок. Методы: Аналитические зависимости и математическая модель получены на основании знаний высшей математики, законов теоретической механики, теории надежности, теории вероятности, теории сцепления колеса с рельсом и законах фрикционных автоколебаний при боксовании. Результаты: Разработана математическая модель для определения наибольшего значения вращающего момента, при котором наступает разное боксование группового тягового привода колесных пар локомотива с учетом стохастической природы сцепления колес с рельсами, колебания кузова в момент трогания с места и во время движения. Построена графическая зависимость поправочного коэффициента от обобщенного параметра тягового привода локомотива. Практическая значимость: Аналитические зависимости позволяют правильно найти сцепную массу локомотива с групповым тяговым приводом колесных пар для проведения тяговых расчетов и оценки тяговых возможностей локомотива в эксплуатации на различных режимах работы силовых установок и скорости движения. Установлен уровень динамических нагрузок на элементы группового тягового привода с учетом конструкционных особенностей ходовых тележек и силовой трансмиссии, таких как положение реактивных тяг осевых редукторов колесных пар, а также условий эксплуатации – скорости движения и неровности железнодорожного пути. Результаты исследования применимы при проектировании новых и построенных локомотивов.

Ключевые слова: Тепловоз, групповой тяговый привод, колесная пара, коэффициент сцепления, сцепная масса, реактивная тяга, ходовая тележка, карданный вал, динамическая нагрузка, вращающий момент, осевая нагрузка, эксплуатационные факторы, тяговые свойства.

Контакты: victor.kruchek@yandex.ru

Utilization factor of adhesive weight of a locomotive with group tractive engine drive of wheelsets. Victor A Kruchek, Aleksander V. Grishenko, Tamila S. Tytova

Objective: To improve accuracy of analytical calculation of adhesive weight of constructed and newly projected locomotives with wheelset group tractive drive. To bring out analytical dependence of a locomotive’s adhesive weight usage coefficient from a number of wheelsets in a group tractive engine considering constructive features of a vehicle, operating conditions and power equipment cycle of operation. Methods: Analytical dependences and a mathematical model were obtained on the basis of higher mathematics, laws of theoretical mechanics, reliability theory, probability theory, wheel-rail adhesion theory and the laws of self-excited frictional oscillations during slippage. Results: Mathematical model was developed to determine the highest value of a twisting moment, in the process of which occurs different slippage of a wheelset group tractive drive of a locomotive, taking into account the stochastic character of wheel-rail adhesion, shaking at the moment of starting and in the process of running. Characteristic curve of equalizing factor was plotted from a generalized parameter of a locomotive tractive drive. Practical importance: Analytical dependences make it possible to identify the right adhesive weight of a locomotive with wheelset group tractive drive for conducting traction calculations and the assessment of locomotive’s tractive capacity in the process of operation on different cycles of power equipment and movement speed. The level of dynamic load on group tractive drive components was determined, taking into account constructive features of trucks and power transmission, such as the jet thrust location of wheelset axial gear units, as well as maintenance conditions – movement speed and irregularities of a railway track. The results of the study may be applied in projecting the new and constructed locomotives.

Keywords: Diesel locomotive, group tractive drive, wheelset, adhesion coefficient, adhesive weight, jet thrust, carriage, drive shaft, dynamic load, driving torque, axial load, operational factors, tractive characteristics.

Contacts: victor.kruchek@yandex.ru

Цель: Рассмотреть причины возникновения и способы снижения провалов напряжения на путевых реле резонансных рельсовых цепей с реле ДСШ-2. Методы: Анализ причин возникновения провалов напряжения на путевом реле свободной от подвижного состава рельсовой цепи проводился методом натурных экспериментов с осциллографированием и анализом напряжения на путевых реле, а также измерением сопротивления изоляции рельсовой линии и индуктивностей основных обмоток дроссель-трансформаторов. Результаты: Определено, что одной из причин возникновения провалов напряжения на путевом реле являются поперечная асимметрия сопротивления рельсовой линии, создаваемая металлической крошкой, генерируемой токоприемником электропоезда при прохождении не перекрываемого промежутка на подходе к станции. Выявлено влияние на провалы напряжения продольной асимметрии сопротивления рельсовой линии, которая образуется разбросом параметров индуктивностей секций основной обмотки дроссель-трансформатора. Исследовано влияние на величину провалов напряжения режимов ведения электропоезда и места отключения тяги электропоезда. Практическая значимость: Предложено правило подключения к рельсам секций основных обмоток дроссель-трансформаторов для снижения влияния разброса параметров суммарной индуктивности секций дроссель-трансформаторов на продольную асимметрию сопротивления рельсовой линии. Проведенные исследования позволили определить причины возникновения и способы снижения провалов напряжения на путевых реле резонансных рельсовых цепей с реле ДСШ-2.

Ключевые слова: Асимметрия тягового тока, поперечная асимметрия сопротивления рельсовой линии, продольная асимметрия сопротивления рельсовой линии, резонансная рельсовая цепь, провалы напряжения.

Контакты: manakoff_2@mail.ru

Objective: To consider the causes and ways to reduce voltage sags on resonant track relays of track circuits with dssh-2 relays. Methods: Analysis of voltage depressions causes on a track relay with track circuit, free of rolling stock on rails, was carried out by means of natural experiments with oscillography and voltage on a track relay analysis, as well as measurement of insulation resistance of rail lines and the inductances of the main windings of transformers. Results: It was determined that one of the causes of voltage depressions on road relays were the transverse asymmetry of the resistance of rail lines caused by metal chips generated by pantograph trains when passing a nonoverlayable interval on the approach to the station. The impact of longitudinal spin asymmetry of rail line resistance on voltage sags, which is formed by a variation in inductance of the primary winding sections of an impedance bond. The relationship of voltage sags and the methods of rolling stock handling as well as places of electric power cut-offs’ was studied. Practical importance: The rule of connecting the main windings of transformers to the rails of sections was proposed, in order to reduce the impact of the variation in total inductance of transformers’ sections on the longitudinal asymmetry of rail line resistance. The conducted research made it possible to determine the causes and ways to reduce voltage dips on the resonant track relays of track circuits with dssh-2 relays.

Keywords: Asymmetry of traction current, lateral asymmetry of rail line resistance, longitudinal asymmetry of rail line resistance, resonant rail chain, voltage sags.

Contacts: manakoff_2@mail.ru

Цель: Проанализировать переходные процессы при включении устройства компенсации реактивной мощности с переменной индуктивностью и резком изменении нагрузки в электротяговой сети переменного тока. Определить диапазон регулирования реактивной мощности для возможных конструктивных исполнений устройства. Выбрать наиболее энергоэффективный вариант взаимного включения регулируемого реактора и батареи конденсаторов с нерегулируемой емкостью в устройстве компенсации реактивной мощности. Сделать вывод об использовании в системе управления устройства обратной связи. Методы: Рассмотрены схемы подключения устройства к однофазной сети переменного тока. Выбраны схемы взаимного подключения управляемого реактора и конденсаторной батареи. Произведен анализ диапазона регулирования конструктивных исполнений устройства компенсации реактивной мощности. В программном комплексе MATLAB Simulink произведено моделирование различных схемных решений компенсирующих устройств. Для одного варианта смоделирована работа устройства компенсации при резком изменении электротяговой нагрузки. Результаты: __A_%Q___Установлено, что при последовательном подключении управляемого реактора и конденсаторной батареи диапазон регулирования может составлять не более 15 % от номинальной мощности. Пусковой ток устройства достигает двукратного значения. При параллельном подключении имеется возможность регулировать реактивную мощность в широком диапазоне. Пусковой ток в этом случае достигает четырехкратного превышения над номинальным значением. В качестве дополнительного устройства предлагается использовать неуправляемый реактор, последовательно с конденсаторной батареей. Такой вариант позволяет снизить пусковой ток и одновременно обеспечить фильтрацию третьей гармоники тока. Практическая значимость: Последовательно-параллельный вариант схемного решения компенсирующей установки представляется наиболее перспективным для применения в тяговых сетях переменного тока.

Ключевые слова: Компенсация реактивной мощности, управляемый реактор, электротяговая сеть, фильтрация высших гармоник, переходные процессы.

Контакты: vasilymir@yahoo.com

The analysis of electromagnetic processes in reactive power compensation unit with variable inductance. Aleksander N. Marykyn, Vasiliy A. Myroshenko

Objective: To analyze transient processes when activating reactive power compensation unit with variable inductance and load bounce in electric traction alternating current network. To determine reactive power control range for possible structural variations of a unit. To choose the most power efficient variant of mutual connection of controlled reactor and capacitor bank with uncontrolled capacity in reactive power compensation unit. To make a conclusion, concerning feedback device application in control system. Methods: Connection diagrams of a unit to an alternating current monophase network. Mutual connection diagrams of controlled reactor and capacitor bank were chosen. Structural variations’ control range analysis of reactive power compensation unit was conducted. In MATLAB Simulink software package, simulation of different bucking out system circuitry was fulfilled. Simulation of compensation unit functioning was carried out for one variant with load bounce in electric traction. Results: It was established that, in case of series connection of controlled reactor and capacitor bank, control range may comprise no more than 15 % of nominal capacity. Starting current of a unit reaches twofold value. Parallel connection makes it possible to control reactive power in a broad band. Starting current in this case reaches fourfold excess of value. It is suggested to use uncontrolled reactor successively with capacitor bank as an additional unit. Such a variant makes it possible to reduce starting current and simultaneously provide filtration of the third current harmonics. Practical importance: A series-parallel variant of compensation unit circuitry seems to be the most perspective for application in electric traction alternating current network.

Keywords: Reactive power compensation, controlled reactor, electric traction network, filtration of upper harmonics, transient processes.

Contacts: vasilymir@yahoo.com

Цель: Исследование особенностей применения равновесного кода ≪1 из 5≫ при организации систем функционального контроля комбинационных логических схем. Методы: Применяются методы теории информации и кодирования, теории дискретных устройств и технической диагностики дискретных систем. Результаты: Предложено использовать для организации контроля комбинационных схем методом логического дополнения равновесный код ≪1 из 5≫, тестер которого имеет простую структуру и требует для полной проверки пяти тестовых комбинаций. Приводится способ вычисления функций логического дополнения, позволяющий обеспечить тестируемость блокалогического дополнения и тестера в составе схемы контроля. Показаны преимущества применения равновесного кода ≪1 из 5≫ перед использованием для организации контроля комбинационных схем других равновесных кодов с меньшей длиной кодового слова. Практическая значимость: Применение для контроля комбинационных схем равновесного кода ≪1 из 5≫ перспективно при организации самопроверяемых дискретных устройств автоматики и вычислительной техники.

Ключевые слова: Комбинационная схема, система контроля, метод вычисления контрольных разрядов, метод логического дополнения, равновесные коды, код ≪1 из 5≫, самопроверяемость.

Контакты: TrES-4b@yandex.ru

Application of constant-weight code "1-out-if-5" for the organization of combinational circuits check. Valeriy V. Sapozhnikov, Vladimir V. Sapozhnikov, Dmitriy V. Efanov, Dmitriy V. Pyvovarov

Objective: To study specificities of “1-out of-5”equilibrium code application in the process of concurrent error detection of combinational logic circuits organization. Methods: Information and coding theories, as well as technical diagnostics of discrete systems were applied. Results: It was suggested to apply a “1-out of-5”equilibrium code in organizing of combinational circuits control by means of Boolean complement method, the tester of which has a simple structure and needs five testing patterns for its full check. The calculation method of Boolean complement functions was given; the former makes it possible to provide testability of a Boolean complement block and a tester within a checking circuit. The advantages of a “1-out of-5”equilibrium code application were presented, compared to the usage of other equilibrium codes with a shorter length of a code word for organization of combinational circuits’ check. Practical importance: The application of a “1-out of-5”equilibrium code for organization of combinational circuits’ check is promising for self-checking discrete automatic and calculating machines.

Keywords: Combinational circuit, control system, check bits calculation method, Boolean complement method, equilibrium codes, “1-out-of-5” code, self-testability.

Contacts: TrES-4b@yandex.ru

Цель: Исследование формирования инструкций по пользованию устройствами и методов его автоматизации. Методы: Применяются методы теории информации, а также теории графов для представления технической документации в электронном виде. Результаты: Проанализирована текущая практика формирования инструкций по пользованию устройствами сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ). Рассмотрены основные этапы разработки новых инструкций, а также особенности порядка согласования инструкций по пользованию устройствами СЦБ для отдельных видов станций. Описаны причины возникновения ошибок при создании инструкций. Проанализированы предпосылки к автоматизации процесса формирования инструкций. Отдельно обсужден вопрос доступа к информации из документации в отраслевом формате. Разработаны алгоритмы автоматизированного построения инструкций по пользованию устройствами СЦБ. Охарактеризована работа модуля автоматизации формирования инструкций. Практическая значимость: Применение предложенного модуля позволяет решить существующие проблемы ручного формирования инструкций и снизить затраты на содержание технической документации устройств СЦБ. Описаны проблемы текущего подхода к формированию инструкций по пользованию устройствами СЦБ. Предложены методы их автоматизации, которые комплексно позволят выйти на новый уровень безопасности применения современных подходов к проектированию и ведению технической документации.

Ключевые слова: Электронный документооборот, ОФ-ТД, КЗ АРМ-ВТД, техническая документация.

Контакты: bsv992@gmail.com

Automation of instruction sheets on attention devices and signaling circuits compilation. Dmitriy V. Sedykh, Sergey V. Belousov, Mikhayl N. Vasilenko

Objective: To study the compilation of instruction sheets on devices and methods of its automation. Methods: Methods of information theory were applied, as well as graph theory in order to present technical documentation in electronic form. Results: Current experience of compiling instruction sheets on attention devices and signaling circuits (ADSC) was analyzed. The main steps of new instructions elaboration were considered, as well as the specificities of approval procedure of instruction sheets on ADSC devices. The causes of error occurrence in the process of instruction sheets compilation were described in the article. Prerequisites for automation of instructions compiling process were analyzed. The issue of access to documentation data in branch format was discussed separately. Algorithms of automated compilation of instruction sheets on ADSC devices were developed. The functioning of automation module of instructions’ compilation was described. Practical importance: Application of the module proposed in the article allows for the solution of manual instructions’ compilation problems and the reduction of expenses on technical documentation maintenance of ADSC devices. The problems of current approach to compilation of instruction sheets on ADSC devices were described. The automation methods were suggested, the former will make it possible to move to a new level of application safety of modern approaches to planning and maintaining of technical documentation.

Keywords: Electronic document management, branch format of technical documentation (OF-TD), task complex on automated work place- technical documentation management (KZ ARM-VTD), technical documentation.

Contacts: bsv992@gmail.com

Цель: Проанализированы особенности постановки на производство вагонов, которые объединяет ряд основных параметров. Приведены примеры разработанных ранее семейств вагонов различных производителей. Изложены основные принципы, использованные при постановке на производство семейства вагонов-платформ, предложенных ООО УК ≪РэйлТрансХолдинг≫. Методы: Представлено описание ООО УК ≪РэйлТрансХолдинг≫ вагонов-платформ моделей 13-9599, 13-9599-01, 13-9599-02, с указанием особенностей каждой модели. На этапе проектирования выполнен комплекс расчетных исследований, подтверждающих соответствие нормируемых показателей требованиям действующих в Российской Федерации нормативных документов. Проиллюстрировано напряженно-деформированное состояние вагонов при имитации соударений вагонов с силой 3,0 МН. Проведен анализ нормируемых показателей, характеризующих динамические качества вагонов, а также выполнена оценка нагруженности рам вагонов путем сравнения максимальных изгибающих моментов, возникающих при различных схемах загрузки вагонов. Результаты: На основании анализа показателей качества хода и изгибающих моментов обоснован и рекомендован минимально необходимый объем экспериментальных исследований. Отдельные виды испытаний были выполнены только на одном типичном представителе описываемого семейства вагонов, другие – на другой модели вагонов. Полученные результаты испытаний зачтены для подтверждения соответствия показателей остальных моделей вагонов. Практическая значимость: Таким образом, объем рекомендуемых экспериментов позволил установить соответствие всех рассмотренных моделей вагонов при безусловном выполнении требований безопасности и сократить объем испытаний. Приведены основные результаты, позволяющие уменьшить время и материальные затраты, необходимые для постановки на производство ряда вагонов.

Ключевые слова: Семейство вагонов, модельный ряд, грузовой вагон, вагон-платформа, постановка на производство, расчеты, испытания.

Контакты: aae@engcenter.ru

Flat car new line launching. Anatoliy D. Chepurnoy, Alexander V. Dodonov, Alexander Y. Afanasyev, Aleksey K. Shevchenko, Roman I. Shevchenko

Objective: The specificities of car launching, which are united by a number of key parameters, were analyzed. Examples of car lines, developed earlier by different manufacturers, were given. The first principles, used in launching a flat car line suggested by LLC Management Company “RailTransHolding”, were stated. Methods: The description of LLC Management Company “RailTransHolding” 13 9599, 13 9599 01, 13 9599 02 models of flat cars was presented with peculiarities of each model being pointed out. A complex of research calculations was fulfilled at the stage of designing, corroborating the correspondence of specified parameters and regulatory requirements valid in the Russian Federation. Cars’ deflected mode in the process of 3MHz cars’ collision imitation is illustrated. The analysis of specified parameters characterizing dynamic qualities of cars was conducted, as well as the assessment of car frames’ loading is fulfilled by means of peak bending moments’ comparison occurring in different carload patterns. Results: On the basis of analysis of car motion and bending moments’ quality indices, the minimum necessary volume of experimental research was justified and recommended. Separate test categories were conducted only on one typical representative of the car line in question, others-on another model of cars. The obtained testing results were credited for corroboration of the rest of car models indices’ conformity. Practical importance: Thus, the volume of recommended experiments made it possible to establish the conformity of all car models under consideration with unconditional fulfillment of safety requirements and reduce the volume of testing. The primary results were given, allowing for the reduction in time and material costs necessary for a number of cars’ launching.

Keywords: Car line, family, freight car, flat car, launching, calculations, testing.

Contacts: aae@engcenter.ru

Цель: Определение методов расчетного обоснования дисперсно-армированных пролетных строений и научное обоснование метода возведения дисперсно-армированных железобетонных строений в условиях сухо-жаркого климата для высокоскоростных железнодорожных магистралей, выявление преимуществ, связанных с применением фибры на этапе строительства, определение способов снижения совокупных затрат при обеспечении качественных характеристик надежности пролетных строений на этапе строительства. Методы: Сравнительный анализ, математическое моделирование. Результаты: Определены принципы расчета дисперсно-армированных элементов пролетных строений мостов. Работа нацелена на решение прикладной задачи применительно к условиям Узбекистана и определяет параметры дисперсно-армированного железобетонного пролетного строения Lр = 66 м, обусловленные техническим заданием на научное исследование с целью возведения мостового сооружения для высокоскоростной железнодорожной магистрали. Практическая значимость: Заключается в разработке методической основы для расчета пролетных строений из дисперсно-армированного железобетона.

Ключевые слова: Расчетное сопротивление, дисперсно-армированное пролетное строение, фибра, высокоскоростная магистраль, трещиностойкость, нагрузка, микростержневые элементы, сталефибробетон.

Контакты: aaa.12.03.1992@mail.ru

Design principles of prestressed concrete span coponents in the process of despersed reinforcement. Sergey V. Chyzhov, Yekaterina B. Shestakova, Elbek T. Yakhshiyev, Anatoliy A. Antonyuk

Objective: To determine the calculating justification methods of fibre-reinforced spans and scientific evidence of the structural method of dispersed reinforced concrete constructions in drily-hot climate for high-speed mainline railroads, to reveal advantages connected with fibre application in the process of construction, to determine the ways of total costs reduction while providing qualitative reliability characteristics of spans under construction. Methods: Comparative analysis, mathematical modeling. Results: Calculating principles of fibre-reinforced elements of spans were specified. The study was aimed at application solving, with regard to climate in Uzbekistan, and determined the parameters of Lр = 66 m fibre-reinforced concrete span, specified by the objective of scientific study concerning the bridgework for high-speed mainline railroad. Practical importance: Methodological foundation for fibre-reinforced concrete spans calculation was developed.

Keywords: Design resistance, disperse reinforced superstructure, fibre, high-speed network, crack growth resistance, load, micro bar elements, steel fibre concrete.

Contacts: aaa.12.03.1992@mail.ru

Цель: Получение зависимостей между техническим оснащением инфраструктуры и пропускной способностью железнодорожной станции для определения потребного путевого развития, а также для оценки эффективности и оптимизации эксплуатационной работы существующих станций. Методы: Основаны на синтезе и анализе работы железнодорожных станций, а также использованы теоретические основы имитационного моделирования транспортных систем. Результаты: Определены параметры, влияющие на наличную и проектную пропускную способность станции. Установлены причинно-следственные связи событий, вызывающих переход железнодорожной техники в неработоспособное состояние. Предложена динамическая система показателей, которая позволит более точно решить задачи: определения необходимого и достаточного путевого развития станции для пропуска заданных размеров движения, оценки наиболее вероятных размеров движения поездов по станции и ее загрузку. Найдены критерии между входящими и выходящими потоками по станции, задержками и простоями поездов, которые дают возможность анализировать предлагаемую техническую оснащенность и эксплуатационную работу железнодорожной станции. Практическая значимость: На основе полученных зависимостей возможно определять оптимальное соотношение между временем простоев поездов на станционных путях, резервом времени применения элементов путевого развития и количество реализованных маршрутов по железнодорожной станции, а также определение необходимого путевого развития станции под заданные размеры движения поездов. Результаты исследований могут быть применены при проектировании новых железнодорожных станций, а также для оптимизации эксплуатационной работы и реконструкции существующих станций.

Ключевые слова: Динамическая система показателей, определяющая техническую оснащенность инфраструктуры железнодорожных станций, пропускная способность, имитационное моделирование, простои, задержки, отклонения, путевое развитие.

Контакты: alexandr.wm@yandex.ru

Dynamic system of indices determining technical equipment of railroad infrastructure. Alexander S. Shepel

Objective: To obtain technical equipment of infrastructure and terminal capacity relations in order to determine the necessary gridiron of tracks, as well as to assess efficiency and optimization of existing stations’ functioning. Methods: Based on synthesis and analysis of stations’ operation, as well as transport systems’ simulation modeling theory. Results: Parameters, influencing the present and designed terminal capacity, were identified. Cause-and-effect relations of events, resulting in railway machinery being brought in non-serviceable condition, are established. Dynamic system of indices was suggested, allowing for a more precise solution of the following tasks: to identify the necessary and sufficient gridiron of tracks for passing the specified amount of traffic, to assess the most probable amount of traffic at the station and its loading. Criteria of input and output flows of traffic at the station, as well as lay-over and trains' delays were stated, the former make it possible to analyze the suggested technical equipment and station functioning. Practical importance: On the basis of obtained relations it is possible to specify optimum relationship of trains’ lay-over time at station yards, the reserve of gridiron of tracks’ elements time in use and the number of routes being implemented at the station, as well as the necessary gridiron of tracks within the given аmount of train traffic. The results of the research may be applied in designing new railway stations, as well as optimization of station functioning and reconstruction of the existing stations.

Keywords: Dynamic system of indices, determining technical equipment of railroad infrastructure; capacity; simulation modeling; lay-over; delays; deflections ; gridiron of tracks.

Contacts: alexandr.wm@yandex.ru

Цель: Создание имитационной модели узла агрегации сети связи для исследования влияния структурных, функциональных и нагрузочных параметров узла агрегации на характеристики агрегированного трафика сети связи, что позволит задавать адекватные требования к узлу агрегации в условиях соблюдения заданного уровня качества обслуживания для всех категорий трафика сети. Методы: Применены законы теории массового обслуживания, теории графов, теории вероятности, фрактальная геометрия и аппарат имитационного моделирования. Результаты: На основе имитационного моделирования разработаны модели генераторов трафика, формирующие видео трафик, речевой трафик и трафик данных, а также принимающие во внимание самоподобный характер трафика и сочетания длительностей ON/OFF-периодов различных видов поступающей на узел агрегации нагрузки. Создана имитационная модель узла агрегации сети связи в программе ≪Расширенный редактор GPSS World≫, учитывающая структурно-функциональные параметры реального узла агрегации. Получены гистограммы зависимостей характеристик агрегированного трафика (задержки кадра данных и джиттера) от параметров узла агрегации. Практическая значимость: На основе построенной имитационной модели узла агрегации рассчитываются значения задержки кадров данных и джиттера агрегированного трафика с учетом реальных нагрузочных, структурных и функциональных параметров моделируемого узла агрегации. При использовании полученных расчетных данных возрастает адекватность принятия решений в процессе планирования и проектирования узла агрегации в условиях выполнения требований по уровню качества обслуживания, а также возрастает адекватность выбора наилучшего варианта узла агрегации из предлагаемых фирмами-производителями с точки зрения цена/качество.

Ключевые слова: Узел агрегации, телекоммуникационная сеть связи, имитационное моделирование, расширенный редактор GPSS World.

Контакты: leroi88@mail.ru

Formation of requirements for aggregation node with application of simulation modeling of its functioning process. Alexander V. Anufrenko, Andrey K. Kanaev

Objective: To generate a simulation model of communication network aggregation node for the study of impact of structural, functional and load aggregation node parameters on characteristics of aggregate communications network traffic, which will make it possible to set adequate requirements for aggregation node if the given level of service quality will be observed for all categories of network traffic. Methods: The laws of waiting lines’ theory, graph theory, probability theory, fractal geometry, as well as a simulation modeling device were applied. Results: On the basis of simulation modeling, models of traffic generators were designed, forming video traffic, voice traffic and data traffic, as well as, considering self-similar nature of traffic and combinations of ON/OFF duration periods of different types of load coming in an aggregation node. A simulation model of an aggregation node was designed in “Extended GPSS World editor” programme, the former takes into account structural-functional parameters of a real aggregation node. Histograms of dependences of aggregation traffic characteristics (transmission frame and jitter delays) were obtained from parameters of an aggregation node. Practical importance: On the basis of the developed simulation model of an aggregation node, the values of transmission frame and jitter delays of an aggregation node are calculated, considering real load, structural and functional parameters of a simulated aggregation node. When applying the obtained calculated data, the adequacy of decision-making when planning and designing an aggregation node is increasing, in case the requirements on the level of service quality are fulfilled, as well as the adequacy of selecting an optimal type of an aggregation node from those offered by producer companies from a price/quality point of view.

Keywords: Aggregation node, telecommunications network, simulation modeling, extended GPSS World editor.

Contacts: leroi88@mail.ru

Цель: Совершенствование прогнозной оценки освоения объемов перевозок на реконструируемых железнодорожных линиях. Методы: Работа посвящена разработке методики имитационного моделирования, также использовались статистический метод обработки данных, теория вероятностей и метод определения экономической эффективности капитальных вложений. Результаты: Предложен способ имитационного моделирования оценки пропускной способности реконструируемой железнодорожной линии, включающий обоснование границ моделирования реконструируемой линии, оценку задержек от предоставления ≪окон≫, учет характеристик движения грузовых поез- дов и расчет вероятности соответствия моделируемой пропускной способности линии потребной. Создана технология имитационного моделирования пропуска поездов по реконструируемой линии, включающая процедуру оценки задержек поездов на станциях от предоставления ≪окон≫ и про-цедуру проверки обеспечения пропуска заданного количества грузовых поездов. Показано, что на основе обработки результатов имитационного моделирования пропуска поездов по реконструируемой линии при предоставлении ≪окон≫, пропуске различных ≪категорий≫ грузовых поездов и длительностей занятия путей на станциях можно оценить вероятность соответствия моделируемой пропускной способности линии потребной. Практическая значимость: Сформулированные в работе предложения позволят специалистам проектных организаций при расчете пропускной способности железнодорожных линий оценивать величину задержек на станциях от предоставления ≪окон≫ при пропуске грузовых поездов с различными массой и длиной состава.

Ключевые слова: Железнодорожная линия, реконструкция, ≪окна≫, пропускная способность, перерабатывающая способность, имитационное моделирование.

Контакты: tim4enko.via4eslav@mail.ru

Evaluation method of reconstructed railway line train-handling capacity based on simulation modeling. Alexey G. Kotenko, Iosyph M. Kokuryn, Vladimir L. Belozerov, Vyacheslav S. Tymchenko

Objective: To improve prediction estimate of traffic volume development on reconstructed railway lines. Methods: The study is dedicated to the development of simulation modeling method, statistical data processing method, as well as probability theory and method for determination of capital investments’ economic efficiency were also applied in the research. Results: A simulation modeling method of train-handling capacity estimation on a reconstructed railway line, including the validation of a reconstructed railway line modeling limits, the assessment of track possession approval, account of freight traffic characteristics and matching probability calculation of a modeled and required train-handling capacity of a railway line. A simulation modeling method of train handling on a reconstructed railway line was developed, including the procedure of assessment of train delays at stations and track possession approval, as well as checking procedure of track possession approval for the given number of freight trains. It was shown that, on the basis of simulation modeling of train handling on a reconstructed railway line data processing with track possession approval, different “categories” of freight trains handling and the duration of tracks’ occupation, matching probability of a modeled and required train handling capacity of a railway line may be assessed. Practical importance: The suggestions stated in the study will allow design engineers of organizations to assess the delay level at the stations from track possession approval when handling freight trains of different lengths and bulk, in the process of calculation of train handling capacity of railway lines.

Keywords: Railway line, reconstruction, possession, train-handling capacity, terminal capacity, simulation modeling.

Contacts: tim4enko.via4eslav@mail.ru >

Цель: Разработка способа вычисления параметров наведения летательного аппарата (линейного и углового отклонения от синтетической глиссады) по сигналам глобальной спутниковой навигационной системы. В отличие от существующих методов в качестве опорной поверхности для наведения по вертикали предполагается использовать наклонную плоскость, содержащую линию глиссады. Методы: Проведено экспериментальное исследование предложенного способа расчета отклонений, выполнено сравнение результатов с данными определения параметров наведения существующими методами. Результаты: Показано, что результаты вычисления отклонений от глиссады разработанным способом и теми методами, которые в настоящее время применяются для посадки транспортных самолетов, практически не отличаются. Практическая значимость: Использование освещенного в статье способа вычисления отклонений летательного аппарата от глиссады позволит существенно упростить развертывание наземного сегмента системы посадки в аэропортах, что даст возможность оборудовать спутниковыми системами точной посадки региональные аэродромы 3–4-го класса, которые оборудованы системами неточного захода на посадку (приводными радиостанциями или VOR) либо не имеют никаких радионавигационных средств. Внедрение системы спутниковой посадки позволит экипажам летательных аппаратов (ЛА), оснащенных соответствующим бортовым оборудованием, перейти в случае необходимости от полета по правилам визуальных полетов к полету по правилам полетов по приборам. Это понизит метеоминимум аэродромов, что приведет к уменьшению количества нелетных дней и повысит эффективность использования аэродромов и флота. Еще одно преимущество применения спутниковой системы посадки заключается в том, что она позволяет курсантам отрабатывать процедуру захода на посадку по курсо-глиссадной системе.

Ключевые слова: Глобальная навигационная спутниковая система, точный заход на посадку, глиссада, летательный аппарат, траектория посадки.

Контакты: olevinska-ans@yandex.ru

Application of virtual glide path for calculation of aircraft deflection at the final stage of landing. Tatyana I. Olevinskaya

Objective: The development of a calculation method of aircraft guidance parameters (linear and angular deflection from a synthetic glide path) by means of global satellite navigation system signals. As opposed to the existing methods, it is suggested to use an inclined plane, containing a glide slope line, as a base surface for vertical guidance. Methods: An experimental research was carried out, based on the suggested method of deflections’ calculation, as well as the comparison of results was fulfilled with identification of guidance parameters’ data by means of the existing methods. Results: It is shown that the results of calculating deflections from a glide path by means of the developed method and those methods, which are currently applied in transport planes landing, are practically the same. Practical importance: Application of the given method of calculating aircraft deflections from a glide path will make it possible to simplify significantly the deployment of the ground segment of landing system in airports, which in its turn will give the opportunity to equip regional airdromes of the third and the forth class, which are currently equipped with imprecise approach systems (compass locators or, the so-called, VOR) or have no radio-navigation aids, with satellite systems of precision approach. Satellite landing system implementation will allow aircraft crews, provided with proper airborne equipment, to pass, in case of need, from a contact fly to an instrumental fly conducted under flight rules. The above mentioned will reduce airdromes meteorological minimum, which in its turn will cause the decrease in the number of non-flying days and increase the efficiency of airdromes and fleet exploitation. One more advantage of satellite landing system application is the fact that it allows students to work out the procedure of approach on instrument landing system.

Keywords: Global satellite navigation system, precision approach, glide path, aircraft, landing path.

Contacts: olevinska-ans@yandex.ru