Выпуск 4 - Issue 4

Цель: Прогнозирование несущей способности балластного слоя железнодорожного пути, воспринимающего вибродинамическую нагрузку. Методы: Анализ существующих методик определения прочности балластного слоя. Результаты: Было установлено, что большинство методик имеют ряд недостатков, которые приводят к существенным погрешностям результатов расчета. При разработке математической модели, описывающей предельное напряженное состояние балластного слоя железнодорожного пути, авторы основывались на теории предельного равновесия, разработанную В. В. Соколовским. При построении математической модели учтено действие инерционных сил, возникающих в балласте и земляном полотне при движении подвижного состава. Практическая значимость: Результаты расчета несущей способности балластного слоя при различных условиях его работы позволяют разработать требования к конструкции балластного слоя и к балластному материалу.

Ключевые слова: Несущая способность балластного слоя, предельное напряженное состояние, удельное сцепление и угол внутреннего трения щебня, виброускорения в балластном слое.

Контакты: a.a.konon@mail.ru

Mathematical model of predicting railway ballast carrying capacity. Aleksey F. Kolos, Irina V. Kolos, Anastasiya A. Konon

Objective: To predict carrying capacity of railway ballast, sustaining vibrodynamic load. Methods: The analysis of the current methods for determining bearing capacity of the ballast bed. Results: It was established that, generally, ballast has a number of drawbacks, which lead to significant errors in calculation data. In the process of mathematical model elaboration, which describes boundary state of stress of the railway ballast, the authors relied on the limit equilibrium theory which was developed by Sokolovskiy V. V. Inertial effect, which occurs in ballast and roadbed during the motion of a rolling stock, was taken into account when building the mathematical model. Practical relevance: Calculation data of ballast carrying capacity under different conditions of ballast operation make it possible to elaborate the requirements for ballast construction and ballast material.

Keywords: Ballast carrying capacity, boundary state of stress, specific cohesion and angle of internal friction of crushed ballast, vibration accelerations in ballast.

Contacts: a.a.konon@mail.ru

Цель: Выбор наиболее рациональных решений по управлению рисками и ресурсами автоматизированных систем критического применения (АС КП) железнодорожного транспорта. Методы: В качестве методов исследования применяются метод использования функций чувствительности для моделирования процессов управления рисками и метод использования функций затрат для моделирования процессов управления ресурсами конечномерных непрерывных многопараметрических систем критического применения. Результаты: Получены аналитические выражения, которые позволяют уменьшить исходную неопределенность в задании факторов риска для моделей управления рисками и ресурсами АС КП с заранее поставленными целями управления в условиях деструктивных воздействий. Практическая значимость: На основе полученных аналитических выражений для целевых функционалов сформулированы рациональные решения по управлению рисками и ресурсами АС КП с учетом экономического фактора.

Ключевые слова: Автоматизированные системы критического применения, информационная безопасность, управление рисками, управление ресурсами, функция чувствительности.

Контакты: > sv.diass99@ya.ru

Models of risk and resource management of railway transport critical application automation systems with regard to economic aspect Anatoliy A. Korniyenko, Sergey Y. Adadurov, Alexander P. Glukhov, Svetlana V. Diasamydze, Vladimir N. Kustov

Objective: To select the most efficient solutions on risk and resource management of critical application automation systems (CA AS) of the railway transport. Methods: The following methods were applied in the given study: the method of using sensitivity functions for process control simulation of risks and the method of using cost functions for process control simulation of resources of finite-dimensional continuous multiparameter systems of critical application. Results: Analytical forms were obtained, which make it possible to reduce the initial ambiguity in setting hazards for the models of CA AS risk and resource management with preset control goals in the conditions of destructive effect. Practical importance: Rational solutions on CA AS risk and resource management with regard to economic aspect were formulated for objective functionals on the basis of analytical forms in question.

Keywords: Automated systems of critical application, information security, risk management, resource management, sensitivity function.

Contacts: sv.diass99@ya.ru

Цель: Изучить особенности динамики вагона-цистерны с учетом частичного заполнения котла жидким грузом. Методы: Исследование проводилось методом математического моделирования с использованием программного комплекса ≪Универсальный механизм≫. Подвижный груз представлялся набором маятников, совершающих колебания в различных плоскостях кузова. Результаты: Подробно описан способ построения математической модели для применения в автоматизированном программном комплексе, ориентированном на расчет ходовых качеств железнодорожных экипажей. Проведен сравнительный анализ движения вагона-цистерны с различным уровнем заполнения котла с представлением жидкости в виде маятников и полностью ≪застывшего≫ груза. Показаны отличия в показателях ходовых качеств. Практическая значимость: Предложенная математическая модель вагона-цистерны с жидким грузом рекомендуется к применению при расчете ходовых качеств грузовых вагонов.

Ключевые слова: Вагон-цистерна, динамика вагона, универсальный механизм, маятники.

Контакты: Zhitkov-Nvc@Ya.Ru

The specificities of dynamics of a tank car with liquid consignment Juriy P. Boronenko, Juriy B. Zhytkov

Objective: To study the specificities of dynamics of a tank car with allowance for partial filling of a barrel with liquid consignment. Methods: The study was carried out by means of a mathematical model method using the “Universal mechanism” software package. Movable load was represented as a set of pendulums, performing oscillations in different planes of a car body. Results: The method of building a mathematical model for automated software package, aimed at calculation of running qualities of railroad vehicles, was described in detail. The comparative analysis of a tank car movement with a different filling level of a tank, as well as with liquid, represented as a set of pendulums and a fully “frozen” cargo was carried out. The differences in indices of the running qualities were presented. Practical importance: The given mathematical model of a tank car with liquid consignment may be used when calculating running qualities of freights.

Keywords: A tank car, dynamics of a car, universal mechanism, pendulums.

Contacts: zhitkov-nvc@ya.ru

Цель: Разработка для серийного производства инновационной системы фрикционных гасителей колебаний грузовых тележек для вагонов нового поколения колеи 1520 мм. Повышение межремонтного пробега грузовых тележек с 500 до 800 тыс. км обеспечит собственнику подвижного состава значительное сокращение затрат на содержание тележки и вагона в целом за жизненный цикл. Для достижения данной цели необходимо снизить в 3–4 раза износы в узлах трения тележки и выбрать оптимальное сочетание материалов фрикционных гасителей колебаний, которые обеспечивают необходимый коэффициент относительного трения в условиях длительной эксплуатации. Методы: Применены методы экспериментальных исследований пар трения для фрикционных гасителей колебаний грузовых тележек и методы оценки их износов в подконтрольной эксплуатации. Результаты: Проведенные исследования и подконтрольная эксплуатация серийных и опытных изделий обеспечили разработку перспективных фрикционных клиньев грузовых тележек с межремонтным ресурсом до 800 тыс. км пробега. Тирибологические испытания и исследования релаксационной стойкости позволили разработать новые полиуретановые композиции для эластомерных накладок на фрикционные клинья, которые в сочетании с конструктивным усовершенствованием узла обеспечивают повышение межремонтных пробегов при сохранении технических параметров тележки. Практическая значимость: На основе проведенных работ разработана для серийного производства конструкторская документация на фрикционные клинья с повышенным межремонтным ресурсом для тележек грузовых вагонов с нагрузкой на ось 23,5 тс (230 кН) и 25 тс (245 кН). Результаты исследований и испытаний используются для разработки фрикционных гасителей колебаний перспективной грузовой тележки с нагрузкой на ось 27 тс (265 кН)..

Ключевые слова: Грузовая тележка, фрикционный гаситель колебаний, полиуретан, коэффициент трения, повышение эксплуатационного ресурса

Контакты: uiz123456@mail.ru

Friction wedges of freight-car trucks with an improved overhaul period. Sergey M. Butoryn, Victor P. Yefimov

Objective: To develop an innovative system of friction shock absorbers of freight trucks for 1520 mm gage cars of the new generation for full-scale production. The increase in the distance run between overhauls from 500 000 km to 800000 km will allow the owner of a rolling stock to considerably reduce the costs on track and car life cycle maintenance. In order to achieve the objective, it is necessary to reduce the wear in friction units of a truck in 3-4 times and select an optimal combination of materials for friction shock absorbers, which provide the required relative friction coefficient in the conditions of continuous service. Methods: Methods of field research of friction couples for friction shock absorbers of freight trucks, as well as the methods of wear evaluation in under-control operation were applied in the study. Results: The conducted research and under-control operation of stock-produced and pilot items allowed for the development of long-range truck friction wedges with distance run between overhauls up to 80000 km. Tribological studies and relaxation resistance research made it possible to develop the new polyurethane compositions for elastomeric covering plates on friction wedges, which along with the design improvement of a friction unit provide an increase in the distance run between overhauls without changing technical parameters of a truck. Practical importance: On the basis of the conducted research, the design documentation on friction wedges with an improved distance run between overhauls for freight car trucks with 23,5 tnf (230 kN) and 25 tnf (245 kN) axle loading was developed for full-scale production. The results of the research and tests are used for the development of friction shock absorbers of a long-range truck with 27 tnf (265 kN) axle loading. .

Keywords: A truck, friction shock absorber, polyurethane, friction coefficient, operating life operational life improvement.

Contacts: uiz123456@mail.ru

Цель: Построение модели гибридного метода прогнозирования интенсивности нарушений безопасности движения по причинам, связанным с состоянием инфраструктуры железнодорожного транспорта, а также с факторами, производными от человеческого. Методы: Предложенный метод будет называться гибридным потому, что он одновременно использует общий логико-вероятностный метод (ОЛВМ) моделирования интенсивности нарушений безопасности и статистические данные различного уровня по состояниям инфраструктуры, безопасности движения, человеческого фактора и интенсивностью действия опасных природных факторов. Особенностью железнодорожного транспорта по сравнению с иными видами транспорта (судовой, воздушный), а также с другими опасными объектами (АЭС, АПЛ) является наличие обширной отраслевой статистики по показателям состояния элементов инфраструктуры, одновременно с показателями нарушений безопасности движения поездов, что предполагается использовать в методе прогнозирования в дополнении с ОЛВМ. Результаты: Сформулированы основные положения гибридного метода прогнозирования интенсивности нарушения безопасности движения поездов. Метод апробирован для оценки вероятности нарушения безопасности движения по ответственности инфраструктуры на скоростном участке железной дороги ≪Москва–Санкт-Петербург≫ для комплекса ключевых факторов риска. Практическая значимость: Применение метода позволяет решать обратную задачу: уточнить значения переменных (вероятностей), определяющих состояние ≪человеческого фактора≫, участвующих в формировании функции целостности и риска. Эти параметры относятся к наиболее трудно оцениваемым, что помимо прочего подчеркивает актуальность данного направления развития ОЛВМ в интересах железнодорожного транспорта.

Ключевые слова: Безопасность, риск, прогнозирование, факторы, инфраструктура, гибридный метод, дерево событий, модель, оценка, общий логико-вероятностный метод.

Контакты: ov18111966@mail.ru

On the hybrid method of forecasting the risks on railway transport based on the general logical-and-probabilistic method. Olga I. Verevkyna

Objective: To construct a model of the hybrid method of forecasting the severity of traffic security violation due to the reasons connected with the state of railway transport infrastructure, as well as with human-derived factors. Methods: The suggested method is called hybrid because it simultaneously uses the general logical-and-probabilistic method (OLVM) of severity of traffic security violation simulation and statistic data of different level according to the state of infrastructure, traffic security, human factor and the intensity of natural hazards exposure. The specificity of the railway transport, compared to other types of transport (marine, air transport), as well as other hazardous facilities (APP - atomic power plant, NPS – nuclear powered submarine) is the availability of extensive statistics on the indices of the state of elements of an infrastructure along with the indices of railway traffic security violation, the latter is supposed to apply in the method of forecasting in addition to OLVM. Results: The main propositions of the hybrid method of forecasting the railway traffic security violation were formulated. The method was approved for the assessment of probability of traffic security violation on responsibility of infrastructure at the section of “Moscow-Saint Petersburg” high-speed network, for the complex of key risk factors. Practical relevance: Application of the method in question allows for the solution of the reverse problem: to specify the values of the variables (probabilities), that determine the state of the “human factor” and take part in generation of consistency and risk function. These parameters refer to the ones that are most difficult to assess, which, including the above-mentioned, emphasizes the topicality of the given direction of OLVM development for the benefit of the railway transport.

Keywords: Security, risk, forecasting, factors, infrastructure, hybrid method, event tree, model, assessment, general logical-and-probabilistic method.

Contacts: ov18111966@mail.ru

Цель: Экспериментальное определение характеристик сопротивления колесных сталей контактной усталости и абразивному изнашиванию с использованием малогабаритных образцов. Методы: Для разработки методики испытаний применялись аналитические методы расчета, основанные на теории Герца и теории размерностей. Для реализации экспериментального метода использовались серийно выпускаемая машина трения ИИ5018 и малогабаритные образцы, изготовленные из исследуемых колесных сталей. Результаты: Определены характеристики сопротивления колесных сталей контактной усталости и абразивному изнашиванию. Практическая значимость: Опреде- ленные в результате испытания характеристики колесных сталей используются для создания методики прогнозирования ресурса колес грузовых и пассажирских вагонов.

Ключевые слова: Колесо вагона, колесная сталь, контактная усталость, абразивное изнашивание, модель Арчарда, методика испытаний, малогабаритные образцы, теория размерностей.

Контакты: 89219751198@yandex.ru

Wear and contact fatigue testing of wheel steel. Aleksander A. Vorobiyev, Dmytriy Y. Kerentsev, Igor V. Fedorov

Objective: To experimentally determine the characteristics of wheel steel resistance to contact fatigue and abrasion wear by applying miniature samples. Methods: Analytical calculations, based on Hertz theory and the theory of dimensions, were applied in the development of a testing technique. II 5018 friction machine and miniature samples, produced from the wheel steel under test, were used in order to realize the experimental method in question. Results: The characteristics of wheel steel resistance to contact fatigue and abrasion wear were determined. Practical relevance: The obtained wheel steel characteristics are applied in the process of creating the wheel life forecasting technique for freight and passenger cars.

Keywords: Car wheel, wheel steel, contact fatigue, abrasion wear, Archard’s model, testing technique, miniature samples, dimension theory.

Contacts: 89219751198@yandex.ru

Цель: Повышение уровня безопасности движения поездов играет большую роль как при проектировании нового подвижного состава, так и в процессе эксплуатации. В частности, большинство собственников вагонного парка имеют в своем распоряжении вагоны-цистерны, зачастую используемые для перевозок опасных грузов. В настоящее время техническим устройствам, участвующим в перевозке подобных грузов, со стороны надзорных органов уделяется пристальное внимание с целью обеспечения безопасности и предотвращения чрезвычайных ситуаций. Представляет интерес рассмотреть вопрос о влиянии собственных частот колебаний оболочки котла вагона-цистерны на ее напряженное состояние при динамических нагрузках. В качестве примера рассмотрена четырехосная цистерна для перевозки светлых нефтепродуктов. Методы: Вычисления основаны на полубезмоментной теории оболочек. Использованы уравнения, разработанные на кафедре ≪Вагоны и вагонное хозяйство≫ Московского государственного университета путей собщения. Для учета динамических нагрузок в уравнения были введены дополнительные слагаемые. Решение полученных уравнений выполнялись в двойных тригонометрических рядах. Результаты: Выведена формула для оценки квадрата круговой частоты собственных колебаний оболочки котла цистерны. Найдены частоты собственных колебаний оболочки без учета жидкого груза и с его учетом. Рассчитаны собственные частоты колебаний для различных толщин оболочки цистерны. Основываясь на работах, выполненных сотрудниками кафедры ≪Вагоны и вагонное хозяйство≫ Петербургского университета путей сообщения, проведен анализ полученных значений на возмож- ность возникновения резонанса. Практическая значимость: Предложенный подход по решению поставленной задачи будет полезен специалистам, занимающимся разработкой новых моделей вагонов-цистерн. В связи с активной эксплуатацией подобных объектов в ракетно-космической отрасли такие задачи интересны для специалистов, работающих над решением вопросов, связанных с собственными частотами конструкций. Также статья будет представлять интерес для экспертов, выполняющих работы по обоснованию возможности эксплуатации вагонов-цистерн, перевозящих опасные грузы.

Ключевые слова: Подвижной состав, вагон-цистерна, котел цистерны, колебания котла цистерны, полубезмоментная теория оболочек, собственные частоты.

Контакты: ya.ksuvorova@yandex.ru

The assessment of free frequency and dynamic stress encased in a tank shell. Pavel S. Grygoriyev, Kseniya Y. Suvorova

Objective: The improvement of train safety control level is prominent both for the construction and operation of a rolling stock. Particularly, the majority of car fleet owners have tank cars at their disposal, which are frequently used for transportation of dangerous goods. At present, supervisory bodies pay close attention to technical equipment used in transportation of such goods, in order to provide security and prevent emergency situations. In view of the above-mentioned, the question of influence of natural oscillation frequencies of a tank shell on a stress state of a tank car during impact forces is worth considering. A bogie tank wagon built to transport light-oil products was analyzed as an example. Methods: The calculations were based on the theory of semi-momentless shells. The equations, developed at “Cars and rolling stock” chair of the Moscow State Transport University, were used. Additional summands were entered in equations for the purposes of dynamic load calculation. The solutions of the equations in question were performed in double trigonometric sequences. Results: A formula for the assessment of circular frequency square of natural oscillations of a tank shell was introduced. Natural oscillation frequencies of a shell were obtained without including liquid consignment and including it. Natural oscillation frequencies of varied tank shell thickness were calculated. The analysis of the obtained values, based on the studies conducted by chair members of “Cars and rolling stock” at Petersburg State Transport University, was carried out to assess the possibility of resonance initiation. Practical relevance: The suggested approach to the solution of the given problem may be useful to experts in the development of new tank car models. Due to an active operation of such objects in aerospace field, the tasks may be of interest to experts working on the issues, related to natural oscillations of structures. The article may also be of concern to scientists working in the field of operation feasibility justification of tank cars, transporting dangerous goods. .

Keywords: Rolling stock, tank car, tank shell, oscillations of a tank shell, theory of semi-momentless shells, natural oscillations.

Contacts: ya.ksuvorova@yandex.ru

Цель: Проверка эксплуатационных характеристик, связанных с загрузкой, транспортировкой, разогревом и разгрузкой серы, с целью подтверждения конструкторских решений, реализованных в новых моделях вагона. Методы: Применено уравнение теплового баланса для изучения процессов разогрева. Результаты: Исследованы перспективы потребления расплавленной серы промышленными предприятиями химической промышленности России и стран СНГ. Выполнен обзор существующего подвижного состава для перевозки расплавленной серы, указывающий на необходимость обновления парка вагонов-цистерн. Обозначены цели натурных испытаний подвижного состава для перевозки расплавленной серы. Описаны характеристики опытного образца вагона-цистерны модели 15-9544, разработанного управляющей компанией ≪РэйлТрансХолдинг≫. Представлена последовательность проведения функциональных испытаний вагона-цистерны модели 15-9544 с электрическими нагревателями для перевозки расплавленной серы. Изучены условия проведения функциональных испытаний вагона-цистерны. Установлены зависимости коэффициента теплопередачи изоляции котла вагона-цистерна, времени затвердевания серы, скорости ее разогрева существующей системой электрических нагревателей от внешних условий. Определены перспективы проверок указанного вида вагона-цистерны для запуска в серийное производство. Практическая значимость: На основе представленных зависимостей осуществляется теплофизический расчет вагонов-цистерн. Результаты исследований могут быть применены при проектировании новых вагонов-цистерн с улучшенными по сравнению с существующим подвижным составом характеристиками.

Ключевые слова: Вагон-цистерна, расплавленная сера, функциональные испытания..

Контакты: s. b.komissarov@gmail.com

Experimental research of molten sulphur electric heating in a railroad tank car. Igor G. Kyselev, Vladimir V. Galov, Sergey B. Komissarov

Objective Objective: To check operational characteristics connected with loading, transportation, heating and discharging of Sulphur, in order to confirm engineering solutions, realized in the new models of cars. Methods: The heat-balance equation was applied to study the heating processes. Results: The prospects molten sulfur consumption by chemical industry enterprises of Russia and the CIS countries were studied. A review of the current rolling stock built to transport molten sulfur was carried out, pointing out the necessity of technical improvement of tank-cars. The goals for field tests of a rolling stock, designed to transport molten sulfur, were set. The characteristics of a sample 15-9544 modification tank-car, designed by the managing company “RailTransHolding” were described. Experimental procedure of functional tests of a 15-9544 modification tank-car with electric heating units, designed to transport molten sulfur, was presented. The conditions for conducting functional tests of a tank-car were studied. The dependencies of heat-transfer coefficient of a tank-car boiler coating, the time of sulfur solidification, its heating rate by the current system of electric heating units from environmental conditions were established. Testing prospects of the given model of a tank-car for commercializing were determined. Practical importance: Thermophysical calculations of tank cars are carried out on the basis of the dependencies in question. The research results may be applied in the design of new tank-cars with improved characteristics in comparison with those of the current rolling stock.

Keywords: A tank car, molten sulfur, functional tests.

Contacts: s. b.komissarov@gmail.com

Цель: Исследовать причины случаев пропуска считывания информации с RFID-меток и на основании полученных результатов дать рекомендации по повышению надежности функционирования системы бесконтактной привязки к пути (СБПП) метрополитена. Методы: Применено математическое моделирование, проведен вычислительный эксперименРезультаты: Разработана математическая модель считывания меток аппаратурой СБПП, позволяющая оценить вероятность пропуска последних в зависимости от скорости поезда и заданного времени сканирования. На основании полученных результатов даны рекомендации по выбору времени сканирования. Практическая значимость: Причиной роста интереса к данной теме послужили несколько пропусков считывания информации с меток аппаратурой СБПП на перегонах, где преобладают сравнительно высокие скорости движения (60 км/ч и более). Предложенное решение позволяет уменьшить вероятность пропуска меток на два порядка путем увеличения времени их сканирования с 1 с до верхнего возможного значения 65 с, причем реализация описанного решения достигается минимальной корректировкой программного обеспечения аппаратуры.

Ключевые слова: RFID, время сканирования, пропуск перегонных меток, система бесконтактной привязки к пути, надежность считывания.

Контакты: tyulyandin@vklay.ru

The assesment of information readout omission probability from rf tags by the system of contactless track connection (SBPP). Alexander M. Kostromynov, Alexander A. Kostromynov, Oleg N. Tyulyandyn

Objective: To study the reasons of cases, in which information readout omission from RFID-tags occurred, and give recommendations on security improvement of the subway system of contactless track connection (SBPP) on the basis of the obtained data. Methods: Simulation modelling was applied, as well as a computing experiment was conducted. Results: A mathematical model of reading tags by SBPP equipment was developed. The model in question makes it possible to assess the probability of information readout omission from tags, depending on the train speed and the allowed scanning time. Recommendations on the selection of scanning time were given on the basis of the obtained data. Practical importance: The reason for the growing interest to the topic was a number of information readout omissions from tags by SBPP equipment on railway hauls with high speed movement (60 km/h and more). The suggested solution makes it possible to minimize the probability of tag omission in 20 times by means of increasing the scanning time from 1 s up to the highest possible value of 65 s. It should be noted that implementation of the presented solution is achieved by minimum software fixes of the equipment.

Keywords: RFID, scan time, railway haul tags missing, the system of contactless connection to tracks система, readout security.

Contacts: tyulyandin@vklay.ru

Цель: Вывести в простом и понятном виде основной закон электрической тяги, который прямо связывает удельную электрическую мощность тяговой сети и развиваемую тяговым приводом электроподвижного состава удельную пусковую мощность тяги с основными параметрами его движения – скоростью и ускорением. Методы: Применен предложенный Эйнштейном метод ≪идеализированного эксперимента≫, дополненный введенным автором условием ограниченности мощности тяговой сети. На основе этих допущений получены закон полного поля для разгона электроподвижного состава с постоянным ускорением и закон ослабленного поля для его разгона в условиях постоянной мощности тяги. Результаты: Установлены аналитические зависимости, представляющие собой уравнения проектирования электрической тяги. Впервые выведены три следствия из закона ослабленного поля, которые показывают, как меняются время разгона и пройденный электроподвижным составом при разгоне путь при варьировании зонами регулирования тяги: зоной работы с постоянным ускорением и зоной работы с постоянной мощностью. Выводы, сделанные на основе указанных следствий, подтверждены примерами расчетов и результатами испытаний вагонов метрополитена. Показано, что результаты теоретических расчетов по уравнениям проектирования совпадают с результатами испытаний с точностью 5–7 %. Отмечается, что в ряде случаев сравнительные теоретические расчеты по уравнениям проектирования могут дать более высокую точность, чем результаты испытаний, поскольку погрешность приборов может превысить погрешность теоретических расчетов, выполненных с вышеуказанными допущениями. Практическая значимость: Полученные уравнения проектирования целесообразно ввести в электрическую тягу, поскольку с их помощью можно теоретически исследовать вопросы проектирования и выбора параметров электрической тяги. Они помогут читателю глубоко проникнуть в электрическую тягу, в ее законы и следствия из них и ощутить радость творчества в этой сфере человеческих знаний, как однажды ощутил ее сам автор.

Ключевые слова: Электрическая тяга, идеализированный эксперимент, законы, уравнения проектирования

Контакты: kamotltd@gmail.com

Objective: To derive the fundamental law of electric traction in a simple and clear form, which connects directly the specific electric power of electric traction network and the specific starting power of traction, developed by an electric stock towline, with the basic parameters of movement of an electric stock – speed and acceleration. Methods: Einstein’s method of “idealized experiment” was applied, complemented with a condition of electric traction boundedness of the network, introduced by the author. On the basis of the assumptions in question, the law of total field for electric stock speedup with constant acceleration and the law of weak field for its speedup in conditions of constant traction power were obtained. Results: Analytical dependencies were established representing the equations of electric traction projection. Three corollaries were first derived from the law of weak field, showing the way acceleration time and the speedup distance of an electric stock were changing under the diversity of traction control zones: the zone of operation with constant acceleration, the zone of operation with constant power. The conclusions made on the basis of the given corollaries were verified by the examples of calculations and transit vehicles testing results. It was shown, that the results of theoretical calculations which follow from projection equations were 5-7% in agreement with testing results. It should be noted, that in some cases the comparative theoretical calculations, derived from equations of design, may present higher accuracy than testing results, as the number of errors in theoretical equations, performed with the assumptions stated above, may be exceeded by the number of instrument errors. Practical importance: It is advisable to introduce the obtained equations of design in electric traction, as the latter make it possible to study the issues of design and selection of electric traction parameters in theory. The equations will help the reader to obtain an understanding of electric traction, its laws and corollaries and feel the joy of creation in this sphere of human knowledge, as it once did the author of the study.

Keywords: Electric traction, idealized experiment, laws, equations of design.

Contacts: kamotltd@gmail.com

Цель: Определить основные тенденции проектирования поверхности катания колес на примере стран, которые входят в Международную ассоциацию тяжеловесного движения (IHHA), а также период приработки колес полувагонов, находящихся в подконтрольной эксплуатации на тележках модели 18-9855, и произвести расчет ресурса поверхности катания колеса в зависимости от условий эксплуатации. Методы: Применены методы математического анализа и эмпирический. Результаты: Установлены тенденции проектирования профиля колеса вагонов для тяжеловесного движения и направление развития осевых нагрузок грузовых вагонов. Рассчитан период приработки поверхности катания колеса и гребня, построены графики зависимостей темпа износа колеса от пробега. На основе экспериментальных данных в зависимости от условий эксплуатирования колес осуществлен теоретический расчет ресурса поверхности катания колеса и гребня, а также построен график зависимости толщины обода от пробега. Практическая значимость: Проведенный анализ тенденций проектирования профиля колеса в странах, входящих в IHHA, позволит определить основные геометрические размеры профиля колеса, а также, зная период приработки и форму колеса, которые эксплуатируются под тележками модели 18-9855, уточнить геометрию, которую в дальнейшем, возможно, применить для уточнения размеров и ее анализа.

Профиль поверхности катания, период приработки, темп износа, прокат, ресурс.

Контакты: nika.veronika-fedorova@yandex.ru

< Theoretical calculation of wheel thread endurance based on experimental observations of 1209853 model cars on 12-9853 model bogies with 25 TNF axle loading Anna M. Orlova, Veronika I. Fedorova

Objective: To determine principal trends of wheel thread design, by the example of countries included into the International Heavy Haul Association, as well as the burn-in period of wheels of open railroad freight cars under field performance program on bogies of 18-9855 model and to predict wheel thread endurance, depending on operation conditions. Methods: Methods of mathematical analysis as well as the empirical method was applied. Results: The trends of wheel profile design for heavy haul wagons, as well as the tendency of freight car axle loading development were established. The burn-in period of wheel thread and wheel flange was calculated, dependency graphs of wheel wear rate and mileage were constructed. On the basis of the experimental data, depending on the conditions of wheel maintenance, theoretical calculation of wheel thread and flange endurance was performed, as well as the dependency graph of rim thickness and mileage was constructed. Practical importance: The conducted analysis of trends of wheel thread profile design in IHHA countries will make it possible to determine the basic geometrical dimensions of wheel profile. Moreover, knowing the burn-in period and the form of the wheels, which are used in bogies of 18-9855 model, it is possible to revise geometry which in future may be applied for the correction of dimensions and its analysis.

Keywords: Wheel thread profile, burn-in period, rate of wear, wheel tread wear, endurance ресурс.

Contacts: nika.veronika-fedorova@yandex.ru

Цель: Охарактеризовать терминалистику как новое научное направление по исследованию и рациональному проектированию инфраструктуры терминальных сетей и транспортных узлов. Метод: Использован аналитический метод. Результаты: Обоснована актуальность терминалистики, а также сформулированы факторы ее выделения из логистики в самостоятельное направление. Отмечены признаки научной новизны и аспекты практического применения результатов. В табличной и графической формах представлена эффективность теоретических основ терминалистики при их практической реализации. Возможные сферы применения научных результатов: 1) совершенствование проектирования, эксплуатации и развития терминально-складской инфраструктуры различных видов транспорта на основе систематизации разрозненных научных знаний и подходов (классификации, идентификации) в единое междисциплинарное комплексное научно-практическое направление (для всестороннего изучения логистических объектов); 2) разработка государственного стандарта по классификации и идентификации логистических объектов; 3) упрощение всех коммерческих операций с логистическими объектами любой сложности, адаптация унифицированного классификационного подхода к каждому участнику транспортно логистического рынка (покупка, продажа, аренда и управление складами, грузовыми терминалами, логистическими центрами) инициирует рост данного сектора рынка, ускорит товарообменные процессы и улучшит взаимопонимание между всеми участниками рынка, а именно: совершенствование взаимодействия видов транспорта при выполнении мультимодальных перевозок; улучшение эксплуатационной работы транспортно-логистических, операторских компаний и логистических провайдеров, торговых девелоперов и операторов складов и грузовых терминалов в транспортных узлах; формирование рациональной транспортно-складской инфраструктуры в этих узлах для получения мультипликативного эффекта и снижения транспортной составляющей в конечной цене готовой продукции. Практическая значимость: Для ОАО ≪РЖД≫ оформление всех знаний о транспортных узлах как об объектах инфраструктуры в терминалистику даст возможность реализовать ключевые направления ≪Стратегии развития железнодорожного транспорта РФ на период до 2030 года≫ и выйти на уровень логистического провайдера 3– PL-уровня. Применение положений терминалистики позволит получить мультипликативный эффект, снизить транспортную составляющую в конечной цене готовой продукции, создать инвестиционно привлекательные условия предложения качественного транспортно-складского сервиса ОАО ≪РЖД≫.

Ключевые слова: Терминалистика, классификация, логистические объекты.

Контакты: insight1986@inbox.ru

Оn research and practice implementation of the theory of terminalistics Oksana D. Pokrovskaya, Oleg B. Malykov, Marina A. Zacheshigriva

Objective: To characterize terminalistics as a new prospect of research and rational design of terminal networks and transportation nodes infrastructure. Methods: Analytical method was applied in the study. Results: The topicality of terminalistics, as well as the factors, which make it possible to single terminalistics out of logistics as a separate aspect of research, was justified. The features of scientific novelty and the aspects of practical application of the results were pointed out. The effectiveness of practical application of terminalistics theory was presented in the form of a table and a graph. The possible spheres of application of scientific results are: 1) the improvement of design, maintenance and development of terminal stock infrastructure of different types of transport on the basis of classifying disaggregated scholarly knowledge and approaches (classification, identification) in a single interdisciplinary research and practice aspect (for comprehensive study of logistical objects); 2) the development of state standard on classification and identification of logistical objects; 3) simplification of all commercial operations with logistical objects of any complexity, adapting a unified classification approach to each member of transport logistic market (purchasing, selling, lease and management of warehouses, cargo terminals and logistic centers) will activate the growth of the market sector, expedite the processes of goods exchange and improve mutual understanding between all members of the market, specifically: the improvement of intermodal shipping; the development of service checks of transport logistic companies, operator companies and logistics providers, commercial developers, operators of warehouses and cargo terminals in transport nodes; the formation of an efficient storage-retrieval infrastructure in these nodes in order to gain a multiplicative effect and reduce transport costs in the price of an end product. Practical importance: The arrangement of the accumulated knowledge on transport nodes as objects of infrastructure in the science of terminalistics will allow OAO “”Russian Railways” to implement the key directions of “The development strategy of railway transport of the Russian Federation for the period through to 2030” and achieve the 3-4 PL-level of a logistic provider. Application of terminalistics propositions will make it possible to gain a multiplicative effect, reduce transport costs in the price of an end product, create the investment attractive conditions of high-quality storage-retrieval service at OAO “Russian Railways”.

Keywords: Terminalistics, classification, logistical objects.

Contacts: insight1986@inbox.ru

Цель: Создание железнодорожной трехосной тележки с новой конструктивной схемой, отвечающей всем современным требованиям и имеющей улучшенные технические и эксплуатационные характеристики. Методы: Использованы аналитический метод исследования конструкций трехосных тележек и численный метод расчета рессорного подвешивания, принимая во внимание нестандартное расположение рессорных комплектов по сравнению с двухосными тележками. Результаты: Разработана новая конструктивная схема трехосной тележки с возможностью обеспечения радиальной установки колесных пар с учетом недостатков находящихся в эксплуатации трехосных тележек, к которым относятся быстрый износ опорных поверхностей боковых рам, приводящий к заклиниванию крайних колесных пар в челюстных проемах, интенсивный износ гребней колесных пар и сходы колесных пар в кривых, а также повышенное сопротивление движению вагонов на криволинейных участках пути. В результате расчетов были установлены основные параметры рессорного комплекта четырех вариантов центрального подвешивания, рассчитаны величины рамной силы и коэффициента вертикальной динамики и определена величина сопротивления трехосной тележки относительному продольному перемещению между боковыми рамами при перемещении, равному 10 мм. Практическая значимость: Итогом проделанной работы является создание новой схемы трехосной тележки, на основании которой в настоящее время проводится разработка эскизного проекта трехосной тележки с осевой нагрузкой 25 тс с радиальной установкой колесных пар.

Ключевые слова: Тележка, трехосная тележка, тележка вагона, конструктивная схема, радиальная установка колесных пар, рессорное подвешивание.

Контакты: kormir91@mail.ru

Development of the three-axle bogie with radial installation of the axles with axle load 25 T. Lyudmila V. Tsyganskaya, Vladimir S. Korshunov

Objective: To develop a railway three-axle bogie with a new design scheme, that meets all modern requirements, having improved technical and operational characteristics. Methods: Analytical research method was applied to study the design of three-axle bogies and numerical method was used for spring suspension calculation, given the non-typical arrangement of spring kits compared to bogie trucks. Results: A new constructive scheme of a three-axle bogie with the possibility of providing radial installation of wheel pairs was developed with account of the deficiencies of three-axle bogies in operation, which include quick wear of the bearing surfaces of the side frames, which leads to jamming of extreme wheelsets in the jaw openings, heavy wear of the wheelset ridges and convergence of wheel pairs in curves, as well as the car movement increased resistance on curved track sections. As a result of the conducted calculations the basic parameters of spring set of four variants of bolster suspension were determined, values of frame force and the coefficient of vertical dynamics were estimated, as well as the resistance value of the three-axle bogie to relative longitudinal movement between the side frames when moving that equals 10 mm. Practical importance: The conducted research made it possible to create a new scheme of a three-axle bogie on the basis of which the development of a conceptual design of a three-axle bogie with axle load of 25 t with radial installation of wheel pairs is currently being carried out.

Keywords: Bogie, three-axle bogie, bogie of railcar, constructive scheme, radial installation of the axles, bogie suspension.

Contacts: kormir91@mail.ru

Цель: Исследование влияния колебаний вагонов в вертикальной плоскости при движении по неровностям пути на скорость и ускорение поезда с локомотивом, имеющим двигатели ограниченной мощности. Методы: Применены законы теоретической механики, правила тяговых расчетов. Результаты: Составлены уравнения динамики колебаний вагонов при взаимодействии их с локомотивом. Представлена расчетная схема состава, совершающего горизонтальные и вертикальные перемещения. Построены графические зависимости вертикальных перемещений центра масс вагона в вертикальной плоскости от времени движения, продольного ускорения поезда от времени движения, зависимость скорости поезда от времени движения при различных длинах неровностей пути. Практическая значимость: На основе полученных зависимостей возможно установить скорость движения вагона, при которой возникает резонанс, а следовательно, увеличение расхода энергии локомотива. Уменьшение влияния колебаний вагонов в вертикальной плоскости при движении по неровностям пути на скорость и ускорение поезда облегчит ведение длинносоставных поездов, а также проблему ведения поезда локомотивом с ограниченной мощностью. Результаты аналитических исследований могут быть применены при разработке рекомендаций по работе с дорезонансной или послерезонансной скоростью, а также при проектировании новых вагонов с высокими динамическими показателями.

Ключевые слова: Вертикальные колебания, динамика вагона, ограниченная мощность, резонансная скорость, скорость и ускорение поезда.

Контакты: juliachernysheva@bk.ru

The specificities of freight train operation with restricted power engines in case of resonant oscillations of cars. Julia V. Chernysheva

Objective: To study the influence of oscillations of cars in the vertical plane when moving along the track with a rough shape surface on the speed and acceleration of a train with a locomotive having restricted power engines. Methods: The laws of engineering mechanics and the rules of grade computations were applied. Results: The equations of dynamics of oscillations of cars were composed in the process of their interaction with a locomotive. A design model of a train, performing horizontal and vertical movement, was presented. Characteristic curves of center of mass of car vertical movements in a vertical plane were constructed, as well as forward acceleration of a train and train speed curves depending on travel time, in case of track irregularity of different length. Practical importance: On the basis of the obtained graphs, it was possible to determine the train speed at which the resonance occurs and, therefore, the increase in locomotive energy consumption. Minimization of car oscillations influence in the vertical plane on the speed and train acceleration when moving along the track with a rough shape surface will simplify the process of driving long trains, as well as the problem of driving the train with a restricted power locomotive. The results of the analytical study may be applied in the development of instructions for use in the sphere of the speed before and after the resonance, as well as the design of new cars with high dynamic indices.

Keywords: Heaving oscillations, dynamics of a car, restricted power, resonant speed, train speed and the rate of acceleration.

Contacts: juliachernysheva@bk.ru

Цель: Определение предельной длины усталостной трещины в углу буксового проема от эксплуатационных нагрузок на примере литой боковой рамы тележки модели 18-100, отражающей ее живучесть. Методы: Применены законы теоретической механики и методы математического моделирования. Результаты: Рассмотрены усталостные изломы литых боковых рам тележек грузовых вагонов, полученные в эксплуатации, методика определения живучести в испытаниях. Отмечено, что на стадии проектирования боковых рам прогнозирование скорости роста усталостных трещин в опасных сечениях, а в целом живучесть конструкции подлежат определению. Рассчитана предельная длина усталостной трещины в углу буксового проема литой боковой рамы тележки модели 18-100 при первом и третьем расчетных режимах по ГОСТ 33211–2014 ≪Вагоны грузовые. Требования к прочности и динамическим качествам≫, результаты сопоставлены с серийным изломом боковой рамы в сети. Практическая значимость: Рассчитанные значения предельных длин трещин в углу буксового проема боковой рамы тележки модели 18-100 могут служить основой для сопоставления с предельными длинами трещин в других боковых рамах. Полученные оценки необходимы при разработке методики расчета надежности новых конструкционных решений после появления усталостных трещин до очередного планового ремонта.

Ключевые слова: Излом, боковая рама, трещина, расчетный режим, нагружение, живучесть, надежность, тележка грузового вагона.

Контакты: Rasschepkinadaria7742@mail.ru

Determination of fatigue crack critical length ni the corner of pedestal jaw opening of a freight-car truck side frame. Alexey V. Yakushev, Daria V. Rasshepkyna, Aleksandr N. Baranov

Objective: To determine the critical length of a fatigue crack in the corner of pedestal jaw opening caused by working load, by the example of a molded side frame of an 18-100 model truck, thus, reflecting its vitality. Methods: The laws of theoretical mechanics and mathematical simulation methods were applied. Results: The fatigue cracks of molded side frame of freight-car trucks, obtained in the process of operation, were considered, as well as the method of vitality determination during tests. It was observed, that at the design stage of side frame, prediction of the fatigue crack rate of growth in critical sections and construction vitality in general is to be determined. The critical length of a fatigue crack in the corner of pedestal jaw opening of a molded side frame of an 18-100 model truck was calculated in the first and third design modes defined in GOST 33211-2014 “Freight cars. Regulations on bearing capacity and dynamic qualities”. The results were compared online with the serial fracture of a side frame. Practical importance: The calculated values of critical lengths of cracks in the corner of pedestal jaw opening of a side frame of an 18-100 model truck may provide the basis for the correlation with critical lengths of cracks in other types of side frames. The obtained evaluations are essential for the reliability design procedure of the new design concepts after the appearance of fatigue cracks until the next scheduled repair.

Keywords: Fracture, side frame, crack, design mode, loading, vitality, reliability, freight-car truck.

Contacts: Rasschepkinadaria7742@mail.ru

ОБЩЕТЕХНИЧЕСКИЕ ЗАДАЧИ И ПУТИ ИХ РЕШЕНИЯ

GENERAL ENGINEERING PROBLEMS AND SOLUTION APPROACHES

Цель: Получение количественных оценок параметрической надежности поглощающего аппарата автосцепки ПМКП-110 в виде вероятности безотказной работы, с учетом влияния температурного фактора и срока наработки с помощью разработанной методики оценки. Методы: Применены статистическое моделирование и теория экстремальных значений. Результаты: Проведена апробация методики оценки параметрической надежности с учетом эксплуатационных факторов. Установлено понижение вероятности безотказной работы при отрицательных температурах. Определено, что на начальном этапе работы поглощающего аппарата ПМКП-110 вероятность безотказной работы несколько повышается. Дальнейшая эксплуатация приводит к снижению вероятности безотказной работы. Построены графические зависимости вероятности безотказной работы поглощающего аппарата ПМКП-110 от температуры окружающей среды и наработки. Практическая значимость: На основе разработанной методики возможны расчеты вероятности безотказной работы при проектировании новых поглощающих аппаратов автосцепки с более высокими показателями надежности.

Ключевые слова: Параметрическая надежность, безотказность, грузовые вагоны, поглощающий аппарат, автосцепка, маневровые соударения, нагруженность, продольные силы, теория экстремальных значений, статистическое моделирование, условия эксплуатации, температурный фактор, фактор износа.

Контакты: pashadsm@ya.ru

Parametric reliability assessment of a draft gear allowing for operational factors. Alexey P. Boldyrev, Pavel D. Zhyrov, Vladimir V. Ionov

Objective: To get quantitative assessment of parametric reliability of PMKP-110 center-coupler draft gear in the form of probability of no-failure operation, taking into account the influence of a temperature factor and operation time period by means of the developed evaluation method. Methods: Statistical modeling and the theory of extreme values was applied. Results: Parametric reliability evaluation method testing was carried out with allowance for operational factors. The reduction of probability of no-failure operation under negative temperature was established. It was determined, that at the initial stage of PMKP-110 draft gear operation probability of no-failure operation slightly increases. Further operation leads to the reduction in probability of no-failure operation. Probability of no-failure operation of PMKP-110 draft gear -vs- environmental temperature and operation time curves were built. Practical importance: On the basis of the developed technique, it is possible to perform calculations of probability of no-failure operation when designing new center-coupler draft gears having higher reliability indices.

Keywords: Parametric reliability, failure-free performance, freight cars, draft gear, automatic coupler, shunting collisions, loading, axial forces, extreme value theory, statistical modeling, service conditions, temperature factor, wear factor.

Contacts: pashadsm@ya.ru

Цель: Определить возможности формирования у студентов технических вузов способности решать на базе владения современными информационными технологиями задачи системного анализа и осуществлять прогноз в определенной практической области. Методы: Использован анализ современного математического образования в технических вузах РФ. Результаты: Обосновываются с помощью статистических данных существующие тенденции в обучении математике в школе и вузе. Показано, что сегодня в системе математической подготовки сохраняются тенденции, на- правленные на снижение формирования у школьников и студентов абстрактного мышления и пространственного воображения. Практическая значимость: Подтверждена гипотеза о невозможности подготовки в перспективе инженеров-творцов без изменения парадигмы математического образования в школе и вузе.

Ключевые слова: Элементарная математика, ЕГЭ, школьная подготовка, высшая математика, методика обучения.

Контакты: pv39@mail.ru

Trends and prospects of mathematical education in technical universities. Petr V. Gerasymenko, Valentyn A. Khodakovskiy, Ruslan S. Kudarov, Valdimir P. Bubnov, Alexander A. Khvattsev

Objective: To determine the means for skills development of working system analysis problems and doing forecast in certain areas of practical use on the basis of state-of-the-art IT solutions application among students of technical universities. Methods: The analysis of modern mathematical education in technical universities of the Russian Federation was applied. Results: The existing trends of mathematical education in schools and universities were validated by means of statistical data. It was shown that the trends, aimed at the decrease in the formation of abstract abilities and spatial perception among pupils and students, are preserved in the current system of mathematical education. Practical importance: The hypothesis, stating of the inability to train engineers-creators in the long term without changing the paradigm of mathematical education in schools and universities, was confirmed.

Keywords: Elementary mathematics, Unified State Exam, school training, higher mathematics, teaching methods.

Contacts: pv39@mail.ru

Цель: Дать сравнительную оценку производительности способов получения содержимого и CRC кода дорожки CKD диска, выявить временную эффективность рассматриваемых способов. Методы: Для сравнения применялись математические способы получения содержимого и CRC кода дорожки диска – принцип работы канальных команд и их формат. Приведены результаты сравнения анализируемых способов, выявлена временная эффективность каждого из них в одиночных и множественных запросах. Практическая значимость: Полученные результаты позволяют определить сравнительную временную эффективность способов получения содержимого и CRC кода дорожки.

Ключевые слова: Системы хранения данных, CRC, CKD, производительность, эффективность, дорожка, том.

Контакты: s.klimenko@live.ru

Method for monitoring data integrity using CRC code. Sergey V. Klimenko, Valentin V. Yakovlev, Sergey E. Adadurov

Objective: To give a comparative assessment of the performance of the ways of obtaining content and CRC code of the CKD track, to reveal the time efficiency of the methods in question. Methods: The methods in question were compared by means of mathematical methods. Results: The methods of obtaining the contents and CRC of the track code are described in detail - the principle of operation of the channel commands and their format. The results of comparison of the considered methods are given, the temporal efficiency of each method in single and multiple queries is revealed. Practical importance: The results of the analysis allow us to determine the relative temporal efficiency of the methods for obtaining the contents and CRC of the track code..

Keywords: Storage systems, CRC, CKD, performance, efficiency, track, volume.

Contacts: s.klimenko@live.ru

Цель: Моделирование – универсальный инструмент решения любых задач, начиная с изучения существующих объектов и кончая проектированием искусственных объектов. Возможность применения различных моделей для решения поставленной задачи приводит к необходимости оценивания их качества. Эта проблема особенно актуальна для сложных объектов, моделирование которых осуществляется с помощью моделей разных типов. Первичной задачей при оценивании их качества является выявление свойств моделей. Она решается разработкой классификаций. В работе рассматривается классификация, основанная на разделении моделей на жесткие (формализованные) и мягкие, нацеленные на формализацию различных видов неопределенности. Для устранения выявленных недостатков предлагается альтернативный вариант классификации моделей. Методы: Для анализа классификаций моделей применяются методы системного анализа. Результаты: Выявлены недостатки существующей классификации моделей и предложена классификация моделей в многомерном пространстве признаков, лишенная этих недостатков. Практическая значимость: Предлагаемая классификация моделей в многомерном пространстве признаков позволяет охарактеризовать любую модель присущим ей набором свойств. Наряду с познавательной ценностью классификация облегчает выбор наиболее приемлемой модели на основе ее сопоставления с другими моделями, обладающими аналогичными свойствами.

Ключевые слова: Классификация, модель – аналитическая, имитационная, жесткая, мягкая, однородная, неоднородная, детерминированная, недетерминированная.

Контакты: hva1104@mail.ru

Correlation of model classifications, based on two alternative approaches. Stanislav V. Mikoni, Valentyn G. Degtyarev, Valentyn A. Khodakovskiy, Ruslan S. Kudarov

Objective: Modeling is a universal instrument for the solution of any tasks, ranging from the study of the existing objects to artificial objects design. Applicability of different models for the solution of the task leads to the necessity of quality assessment of the models in question. The given problem is particularly topical for complex objects, modeling of which is carried out by means of models of different types. The detection of model properties is the primary task when evaluating the quality of the former. The task is solved through the development of classifications. The classification, based on the division of models on rigid (formalized) and soft, aimed at characterization of uncertainties of different types, is considered in the given study. In order to eliminate the identified drawbacks an alternative classification was suggested. Methods: The methods of systems analysis were applied in the analysis of model classifications. Results: The deficiencies of the existing classification of models were revealed as well as the classification of models in multidimensional space of features was suggested, being free from the above-mentioned drawbacks. Practical relevance: The given classification of models in multidimensional space of features makes it possible to give the description of any model with the set of features typical for each particular model. Alongside with educational value, the classification simplifies the choice of the most acceptable model by comparing the latter with other models having similar properties.

Keywords: Classification, model - analytical, simulation, rigid, soft, homogeneous, heterogeneous, deterministic, non-deterministic.

Contacts: hva1104@mail.ru

Цель: Изучение влияния водного раствора поливинилового спирта на прочностные характеристики глинистых грунтов. Для получения положительного результата были поставлены следующие задачи: предложить состав для закрепления грунтов, разработать методику испытаний грунтов в геотехнической лаборатории, максимально приближенной к испытаниям грунтов природного сложения, а также изучить влияние введенных в раствор добавок на конечную прочность грунтового массива. Методы: лабораторные исследования грунта по определению прочностных характеристик проводились по консолидировано-дренированной методике одноплоскостного среза при одинаковых прочих условиях в геотехнической лаборатории ДВГУПС на установке АСИС. Результаты: Получены прочностные характеристики неукрепленных и укрепленных грунтов. Эффект от закрепления грунтов водным раствором поливинилового спирта достигается за счет уникальных свойств раствора, который при инъектировании в грунтовый массив связывает грунт, а после цикла замораживания-оттаивания превращается в неподверженный влиянию воды криогель, который связывает грунт в единую эластичную систему. Варьируя концентрацией конечного раствора, методикой испытаний, а также введением добавок в раствор, удалось увеличить сцепление грунта от 4,3 до 11,6 раза. Практическая значимость: Данный метод закрепления грунтов универсален. Его можно использовать на любых объектах транспортной инфраструктуры как для закрепления грунтов основания, так и для создания удерживающих грунтовых конструкций. Также он может хорошо зарекомендовать себя в районах вечномерзлых грунтов. Грунт, укрепленный криогелем, имеет коэффициент теплопроводности меньше на 10–15 %, чем у неукрепленного, что положительно скажется на надежности всего объекта.

Ключевые слова: Прочность грунта, криогель, удельное сцепление грунта, угол внутреннего трения, поливиниловый спирт.

Контакты: RusGenn@outlook.com

Soil stabilization by use of cryotropic gelation in roadbuilding. Gennady М. Stoyanovich, Ruslan G. Shiparev

Objective: To study the influence of polyvinyl alcohol aqueous solution on clay-pan soil strength properties. In order to achieve a positive result the following tasks were set: to suggest the formulation for soil densification, to develop a soil testing procedure in a geotechnical laboratory, brought most closely to natural soil testing, and to study the influence of additives injected in the solution on the ultimate strength of soil mass. Methods: Laboratory tests to determine the strength characteristics of the soil were carried out on the basis of a consolidated-drained single-plane cut method, other factors being equal, in FESTU geotechnical laboratory at ASIS installation. Results: Strength characteristics of natural and improved soil were obtained. The effect from soil densification with polyvinyl alcohol aqueous solution is achieved by means of the unique properties of the solution, which, when injected into the soil mass, binds the soil, and after the freeze-defrost cycle turns into water-resistant cryogel, which binds the soil into a unified elastic system. It was possible to increase soil adhesion from 4.3 to 11.6 times by varying the concentration of the final solution, test procedure, as well as introducing additives to the solution. Practical importance: The method of fixing soils in question is universal. It can be used on any objects of transport infrastructure, it can be used on any objects of transport infrastructure, both for fixing the supporting subsoil of roadbed, and for creating retaining soil structures. Moreover, the method may prove effective in areas of permafrost soils. Ground, reinforced with cryogel, has a coefficient of thermal conductivity of less than 10-15% than that of unfortified, which will positively affect the reliability of the entire facility. .

Keywords: Soil strength, cryogel, stabilization, specific cohesion, angle of internal friction, polyvinyl alcohol.

Contacts: RusGenn@outlook.com

Цель: Предложить эффективный и доступный способ предотвращения негативных последствий гидравлических ударов для напорных трубопроводов систем водоотведения. Методы: Аналитическим путем представлены основные количественные соотношения при подборе гасителей гидравлического удара для загрязненных жидкостей. Результаты: Описаны конструкция и принцип действия гасителя гидравлических ударов, адаптированного для работы в условиях транспортировки загрязненных жидкостей. Разработана схема установки устройства на напорной линии. Даны основы расчета рекомендуемого защитного устройства. Приведены расчеты экономической эффективности использования гасителя гидравлических ударов дифференциального действия. Практическая значимость: Использование гасителей дифференциального действия в напорных системах водоотведения, транспортирующих неочищенные сточные воды, позволяет организовать надежную защиту таких напорных трубопроводов от последствий гидравлических ударов, в том числе исключить угрозу возникновения экологической опасности. Экономические расчеты показывают, что затраты, связанные с применением рассмотренного устройства, несоизмеримо меньше, чем средства, необходимые на восстановление работы трубопроводной магистрали и возмещение ущерба от загрязнения окружающей среды при авариях.

Ключевые слова: Системы водоотведения, напорные трубопроводы, сточные воды, гидравлический удар, противоударная защита, гаситель дифференциального действия.

Контакты: tvardov_nv@mail.ru

Prevention of consequences of hydraulic shock in pressurized water disposal systems using differential-acting shock absorber. Nadezhda V. Tvardovskaya

Objective: To introduce an effective and available method of preventing the negative effects of hydraulic shock for sewerage pressure lines. Methods: To present the basic quantitative relations when selecting hydraulic shock absorbers for contaminated liquids by means of analytical determination. Results: Configuration and operating principle of a hydraulic shock absorber, designed to operate in conditions of carrying contaminated liquids, was described. The diagram of device installation at pressure line was developed. Calculating basis for a recommended protection device was given. Cost-effectiveness computations of using a differential-acting hydraulic shock absorber were stated. Practical importance: The use of differential-acting hydraulic shock absorbers in sewerage systems, which carry crude waste water, allows for organization of reliable protection of such pressure lines from the consequences of hydraulic shock, as well as eliminating the threat of environmental hazard. Economic calculations show that the costs connected with application of the device in question are far less than the funds necessary for pipeline rehabilitation and compensation of damage from environmental contamination in case of pipe breakage.

Keywords: Water disposal systems, power conduits, effluent water сточные воды, hydraulic shock, shock protection, differential-acting shock absorber.

Contacts: tvardov_nv@mail.ru