Выпуск 1 - Issue 1

Цель: Исследование вопросов планирования планово-предупредительной выправки железнодорожного пути и анализ состояния геометрии рельсовой колеи до и после ее проведения по данным прохода путеизмерительного вагона показали, что существующие критерии назначения планово-предупредительной выправки пути не учитывают условия эксплуатации и требуется их пересмотр. Методы: При проведении исследований вопросов планирования и оценки состояния железнодорожного пути после выполнения работ по планово-предупредительной выправке были использованы статистические методы. Выборка и анализ данных статистических наблюдений позволили выявить применяемые подходы в планировании планово-предупредительной выправки пути для различных условий эксплуатации. Сгруппированные в ряды динамики отремонтированные километры были оценены по показателям: наличию отступлений второй степени, оценке состояния геометрии рельсовой колеи до ремонта, после ремонта и на конец года ремонта. Результаты: Выявлены несоответствия установленным критериям при планировании по включению километров в адресный план планово-предупредительной выправки пути, получены данные о качестве выполнения работ и изменениям состояния железнодорожного пути в течение первого года после ремонта. Практическая значимость: Результаты исследований подтверждают необходимость пересмотра критериев назначения планово-предупредительной выправки пути, с выделением в них отдельно основных и дополнительных критериев в зависимости от условий эксплуатации. Приемку железнодорожного пути после ремонтов необходимо проводить в соответствии с требованиями нормативных документов федерального уровня и ОАО «РЖД».

Ключевые слова: ремонт пути, планирование работ в пути, межремонтная схема, приемка работ после ремонта пути, критерии назначения, планово-предупредительная выправка, балловая оценка, оценка состояния пути

Контакты: gaponenkoalexandr@mail.ru, 8921918@mail.ru

Approaches in the Planning of Planned-Preventive Setup and Evaluation of Rail Way State A.S. Gaponenko, M.V. Bushuev
DOI: 10.20295/1815-588X-2022-19-1-7-16

Purpose: The research of the matters of planning of planned-preventive setup of a rail way and the analysis of rail track geometry condition before and after the pursing of the setup basing on data of track measuring car passage have shown that existing criteria of the assignment of track planned-preventive setup do not consider exploitation conditions and their reconsideration is demanded. Methods: Statistical methods were used in research pursuing on the matters of planning and evaluation of railway track condition after work fulfillment on planned-preventive setup. Data sampling and analysis of statistical observations have allowed to distinguish applied approaches in the planning of track planned-preventive setup for various exploitation conditions. Grouped in dynamics rows furbished kilometers were evaluated according to the indicators: second degree retreat presence, rail track geometry state estimation before and after repairs and by the end of repairs year. Results: The discrepancies with established criteria were identified at planning on including of kilometers into address plan of track planed-preventive setup, the data on work accomplishment quality and rail way state changes during the first year after repairs were obtained. Practical importance: Research results confirm the necessity to reconsider the criteria for track planed-preventive setup assignment with the distinguishing there separately the main and additional criteria in dependence of exploitation conditions. It’s necessary to pursue railway track inspection in accordance with normative document requirements of federal level and JSC RZD.

Keywords: track repairs, work planning on a way, inter-repairs scheme, work inspection after track repairs, assignment criteria, planned-preventive setup, evaluation by points, track condition evaluation

Contacts: gaponenkoalexandr@mail.ru, 8921918@mail.ru

Цель: Рассмотреть вопрос, является ли верификация численной модели воздухообмена при движении поезда в тоннеле метрополитена, учитывающей процесс взаимодействия штатной вентиляции с поршневым эффектом вытесняемой воздушной среды, корпусом движущегося состава. Методы: Сканирование и обработка данных. В качестве оборудования использовалась трубка Пито напорная цилиндрическая PFM 2 для измерения дифференциального давления и измерения скорости потока воздуха, объемного потока и температуры. Результаты: Установлена динамическая структура возмущенной текучей среды в момент прибытия состава и его отправления. Практическая значимость: Определены факторы конструктивных решений портальной части тоннеля, влияющие на процесс воздухообмена при совместном действии вентиляции и поршневого эффекта движущихся поездов.

Ключевые слова: поршневой эффект, трубка Пито напорная цилиндрическая PFM, шкафы СЦБ, CFD- моделирование, поле давления, анемометр, температура воздуха

Контакты: dostonkarimov325@gmail.com

Numerical Simulation of Aerodynamic Processes of Air Mass Movement in Underground Tunnels Taking into Account Piston Impact of Rolling Stock D.D. ugli Karimov
DOI: 10.20295/1815-588X-2022-19-1-17-27

Purpose: To consider the issue on verification of numerical model of air exchange during the movement of a train in a subway tunnel, taking into account the process of interaction of regular ventilation with the piston effect of the displaced air by the body of the moving train. Methods: Data scanning and processing. The equipment used was a pressure cylindrical Pitot tube PFM 2 for measuring differential pressure and air flow velocity, volumetric flow and temperature. Results: The dynamic structure of disturbed fluid media at the time of rolling stock arrival and departure has been established. Practical importance: Factors of design solutions of tunnel portal part affecting the process of air exchange at the combined work of ventilation and piston effect of moving trains have been determined.

Keywords: piston effect, Pitot cylindrical pressure tube PFM, SCB cabinets, CFD modeling, pressure field, anemometer, air temperature

Contacts: dostonkarimov325@gmail.com

Цель: В статье предложено решение проблемы функционирования малоинтенсивных линий. Рассмотрены положения стратегий развития железнодорожного транспорта на различные горизонты планирования в контексте повышения эффективности функционирования малоинтенсивных линий. Определен механизм оценки по набору показателей и этапам жизненного цикла линий. Сформированы сценарии устойчивого развития малоинтенсивных линий в зависимости от фазы жизненного цикла. Разработан механизм оценки и текущего стимулирования малоинтенсивных линий для поддержания оптимальных значений ключевых параметров. Определены особенности функционирования малоинтенсивных линий на Российских железных дорогах, в части высокой социальной значимости для населения и стратегического значения для государства и корреляции размеров перевозок в регионах и его экономического развития. Предложена математическая постановка задачи эффективного функционирования малоинтенсивных линий на основе ее декомпозиции для определения этапов жизненного цикла. Совершенствована модель управления взаимодействием интенсивных и малоинтенсивных линий посредством методов нечеткого когнитивного моделирования. Представлена укрупненная нечеткая когнитивная карта управления интенсивными и малоинтенсивными линиями. Определены управляющие концепты, оказывающие существенное влияние на объект управления. Методы: Применяются методы анализа и синтеза, теория систем, математического моделирования. Результаты: Предложено решение проблемы повышения эффективности функционирования малоинтенсивных линий в современных условиях с позиций слабоструктурированных систем. Практическая значимость: Представлена математическая постановка задачи функционирования малоинтенсивных линий, которая решается определением этапов жизненного цикла и моделью управления взаимодействием интенсивных и малоинтенсивных линий на основе нечеткого когнитивного моделирования, для применения на практике к существующим малоинтенсивным линиям.

Ключевые слова: железнодорожный транспорт, подход к управлению, малоинтенсивные линии, управление процессами перевозок, управление перевозками, нечеткие когнитивные карты

Контакты: kovalev@pgups.ru, novitchihin@bk.ru

Efficiency Rise in Functioning of Low-Intensity Lines: Problem Statement and Mathematical Models K.E. Kovalev, A.V. Novichikhin
DOI: 10.20295/1815-588X-2022-19-1-28-39

Purpose: The article proposes a solution of the problem of functioning of low-intensity lines. The provisions of the strategies for the development of railway transport for various planning horizons are considered in the context of improving the efficiency of the operation of low-intensity lines. The mechanism of assessment on the set of indicators and stages of life cycle of the lines has been defined. The scenarios of sustainable development of low-intensity lines depending on life cycle phase are formed. The mechanism for the evaluation and current stimulation of low-intensity lines has been developed to maintain optimal values of key parameters. The features of the functioning of low-intensity lines on Russian railways are determined in terms of high social significance for population and strategic importance for the country and the correlation of the size of traffic in the regions with the country economic development. Mathematical formulation of the problem of effective functioning of low-intensity lines based on its decomposition is proposed to determine the stages of the life cycle. The model of managing the interaction of intense and low-intensity lines has been improved by means of fuzzy cognitive modeling methods. An enlarged fuzzy cognitive map for the control of intense and low-intensity lines is presented. Control concepts that have a significant impact on the control object are defined. Methods: Methods of analysis and synthesis, system theory, mathematical modeling are applied. Results: A solution for the problem of increasing the efficiency of the operation of low-intensity lines in modern conditions from the standpoint of loosely-structured systems is proposed. Practical significance: Mathematical formulation of the problem of low-intensity line functioning is presented which is solved by determining the stages of the life cycle and the model for managing the interaction between intense and low-intensity lines based on fuzzy cognitive modeling for practical application to existing low-intensity lines.

Keywords: railway transport, managing approach, low-intensity lines, transportation process management, transportation management, fuzzy cognitive maps

Contacts: kovalev@pgups.ru, novitchihin@bk.ru

Цель: Совершенствование модели рынка железнодорожного грузового транспорта Узбекистана при увеличении количества собственников грузовых вагонов и контейнеров. Методы: Применяются методы системного анализа. Результаты: Проанализированы модели рынка по предоставлению грузовых вагонов и контейнеров различных собственников, и построены модели организации работы на железнодорожном транспорте при различных собственниках подвижного состава. Предложена модель рынка грузовых перевозок Узбекистана. Перечислены положительные стороны предлагаемой схемы. Практическая значимость: Совершенствование модели рынка железнодорожных грузовых перевозок дает возможность для обновления парка грузовых вагонов и контейнеров, создания конкуренции по предоставлению грузовых вагонов и контейнеров под погрузку и снижения транспортной составляющей за счет конкуренции.

Ключевые слова: грузовая перевозка, операторская компания, вагонная составляющая, перевозочная компания, собственник вагонов, инфраструктура, провозная плата, модель рынка

Контакты: ekorsky@mail.ru, saburov.mardonbek83@mail.ru

Effectiveness Rise Ways of Railway Transportation in Uzbekistan Republic on the Basis of Owner Composition and Structure Modernization of Railcar Park and Containers E.K. Korovyakovsky, M.B. Saburov
DOI: 10.20295/1815-588X-2022-19-1-40-48

Purpose: Market model improvement for cargo railway transport of Uzbekistan at the raise of number of owners of railcars and containers. Methods: The methods of system analysis are applied. Results: Market models on provision of cargo railcars and containers of various owners are analyzed and work organization models on rail transport at various owners of rolling stock are built. Model for market of Uzbekistan cargo transportation is proposed. Positive sides of proposed scheme are listed. Practical significance: Improvement of market model of rail cargo transportation makes it possible to renew cargo car and container park, to create concurrence in cargo car and container provision for loading and to reduce transport constituent on account of concurrence.

Keywords: cargo transportation, operator company, railcar constituent, transportation company, railcar owner, infrastructure, freight charge, market model

Contacts: ekorsky@mail.ru, saburov.mardonbek83@mail.ru

Цель: Рассмотреть вопросы снижения транспортной составляющей и расходов компаний — операторов железнодорожного подвижного состава на транспортировку нефтепродуктов. Это может быть достигнуто путем передачи на аутсорсинг части работ, выполняемых компаниями — операторами подвижного состава. Методы: Применяется метод сравнительного анализа с учетом минимизации функции затрат на транспортировку нефтепродуктов путем снижения затрат на передачу работ по промывке — пропарке цистерн на промывочно-пропарочных станциях аутсорсинговым компаниям. Результаты исследования: Анализ способов минимизации затрат операторов железнодорожного подвижного состава с использованием методики оценки эффективности применения аутсорсинга. Описаны условия, позволяющие сделать вывод о целесообразности применения аутсорсинга. Разработана методика проведения оценки целесообразности передачи работ по промывке — пропарке цистерн на аутсорсинг. Выведен интегральный показатель уровня целесообразности аутсорсинга с учетом расчета весового коэффициента. Установлена расчетная формула эффективности применения аутсорсинга на магистральном транспорте. Практическая значимость: Рассмотрена целесообразность выполнения промывки и пропарки цистерн на промывочно-пропарочных станциях средствами компаний — операторов железнодорожного подвижного состава и средствами аутсорсера. Определена экономическая эффективность передачи работ на аутсорсинг.

Ключевые слова: нефтяная промышленность, нефтепродукты, аутсорсинг, компания — оператор железнодорожного подвижного состава, матрица оценки целесообразности аутсорсинга

Контакты: sergeeva@pgups.ru

Practicability of Outsourcing Application at Transportation of Oil Products T.G. Sergeeva
DOI: 10.20295/1815-588X-2022-19-1-49-55

Purposes: To consider the issues to decrease transport constituent and expenditures of companies-operators of rail rolling-stock on oil product transportation. This can be reached by the way of handover for outsourcing of job parts that are implemented by companies-operators of rail rolling stock. Methods: The method of comparative analysis inclusive of function minimization for expenditures on oil product transportation be means of expenditure decrease on the handover of jobs on washout-steaming of tanks at washout-steaming stations to outsourcing companies. Result of given article’s investigation has been the analysis of the ways of expenditure minimization for rail rolling stock operators with the use of evaluation methodology for outsourcing application effectiveness. The conditions, allowing to conclude on outsourcing application practicability, have been described. The methodology of practicability evaluation pursuing for tank washoutsteaming job handover to outsourcing has been developed. Integral indicator of outsourcing practicability level inclusive of weight coefficient calculation has been deduced. Calculation formula of application efficiency for outsourcing on arterial transport has been set. Practical significance: Practicability of tank washout and steaming implementation at washout-steaming stations by means of companies-operators of rail rolling stock and by means of outsourcer has been considered. Economic effectiveness of job handover to outsourcing has been defined.

Keywords: oil industry, oil products, outsourcing, company-operator of rail rolling stock, matrix of outsourcing practicability evaluation

Contacts: sergeeva@pgups.ru

Цель: Разработка предложения по перераспределению пассажиропотоков в транспортно-пересадочном узле Купчино с увеличением мощностей узла в условиях повышения пассажиропотока. Для выполнения поставленной цели во введении приведены основные требования к транспортно-пересадочным узлам, анализ действующей транспортной системы в транспортно-пересадочном узле, на основании проведенного анализа была построена имитационная модель действующего пассажиропотока в Anylogic с целью выявления «узких мест» в организации работы узла. Методы: Моделирование в Anylogic, статистического исследования. Результаты: Имитационная модель транспортно-пересадочного узла Купчино с использованием городского наземного транспорта. Разработано предложение по перераспределению пассажиропотоков внутри транспортно-пересадочного узла Купчино путем строительства конкорса над железнодорожными путями и станцией метрополитена с примыканием к торгово-развлекательным комплексам, расширение перечня услуг для пассажиров, анализ и выявление количества узких мест в транспортно-пересадочном узле и способ их ликвидации. Предложена схема развития транспортно-пересадочного узла с учетом развития внутригородского железнодорожного сообщения. Практическая значимость: Развитие транспортно-пересадочного узла Купчино в условиях увеличения пассажиропотока, увеличение входной пропускной способности метрополитена, создание новых рабочих мест. Создание доступной и комфортной транспортной инфраструктуры для обслуживания пассажиров всех групп населения, в том числе маломобильных групп.

Ключевые слова: пассажир, транспортно-пересадочный узел (ТПУ), пассажиропоток, Купчино, инфраструктура

Контакты: kalmykov240886@mail.ru, ekorsky@mail.ru, anton.formula1996@yandex.ru, jacek2855@mail.ru

Development of Kupchino Intermodal Passenger Transport Hub M.Yu. Kalmykov, E.K. Korovyakovsky, A.E. Polyakov, Ya.A. Sholtysek
DOI: 10.20295/1815-588X-2022-19-1-56-67

Purpose: Analysis of the current transport system in the intermodal hub and development of a proposal for the redistribution of passenger traffic in the intermodal hub of Kupchino with an increase in the capacity of the node in the conditions of passenger traffic increase that occurred because of the following: larger frequency in time schedule of passenger suburb trains in Vitebsk direction and population increase on the adjacent territory. Analysis of metro capacity and identification of “bottlenecks” of passenger traffic of station platform. Methods: Modeling in Anylogic, statistical research. Results: Imitative model of Kupchino intermodal hub using urban ground transport. Proposal has been developed to redistribute passenger traffic within Kupchino transport intermodal hub by building a concourse over the railways and the underground station adjacent to shopping and entertainment complexes with expansion of the list of services for passengers. Analysis and discovery of bottleneck number in the intermodal hub and method for their elimination is made. Scheme for the intermodal hub development, taking into account of intra-city railway communication, is proposed. Practical significance: The development of Kupchino intermodal hub in the context of passenger traffic increase, raise of underground entrance capacity, creation of new jobs. Formation of accessible and comfortable transport infrastructure for to serve passengers of all population groups, including those with limited mobility.

Keywords: passenger, intermodal passenger transport hub (IPTH), passenger traffic, Kupchino, infrastructure

Contacts: kalmykov240886@mail.ru, ekorsky@mail.ru, anton.formula1996@yandex.ru, jacek2855@mail.ru

Цель: Разработка и апробация методики определения затрат энергии на подзарядку аккумуляторной батареи тепловоза с целью уточнения тяговых расчетов. При определении затрат энергии на подзарядку аккумуляторной батареи необходимо учитывать текущее состояние как самой батареи, так и осуществляющего ее подзарядку стартер-генератора. Эта задача может быть решена в результате статистического анализа информации, регистрируемой подсистемой бортовой диагностики современных тепловозов. Методы: Предложены методы препроцессорной обработки массива информации и статистического анализа сформированной выборки. Результаты: Определены вероятные значения мощности, затрачиваемой на подзарядку аккумуляторной батареи в процессе эксплуатации тепловоза. С вероятностью 95 % для 14 секций тепловозов серии 2ТЭ116У средняя зарядная мощность аккумуляторной батареи не превышает 2,6 кВт при математическом ожидании 1,4 кВт. Практическая значимость: Полученные результаты позволяют уточнить величину мощности отбираемой на вспомогательные нужды и, как следствие, повысить точность определения тягово-энергетических свойств локомотива.

Ключевые слова: энергоэффективность, аккумуляторная батарея, затраты энергии на подзарядку аккумуляторной батареи, вспомогательные нагрузки

Контакты: kurilkin_d@mail.ru

Definition of Power Expenses on Booster Charge of Rechargeable Battery of Diesel Locomotive According to the Data of Microprocessor Control System D.N. Kurilkin
DOI: 10.20295/1815-588X-2022-19-1-68-74

Purpose: Development and approbation of the methodology of the definition of power expenses on booster charge of diesel locomotive rechargeable battery with the purpose to clarify tractive calculations. While definition of power expenses on charge of a battery it’s necessary to take into account the current state of a battery itself as well as of starter-generator implementing this battery charge. This task can be solved as a result of statistical analysis of information being registered by subsystem of board diagnostics of modern diesel locomotives. Methods: The methods of preprocessor treatment of information array and statistical analysis of formed sampling have been proposed. Results: Capacity probable values, spent on battery charge in the process of diesel locomotive exploitation, have been defined. With 95 % probability for 14 section of diesel locomotives of 2TE116U series, average charging capacity of rechargeable battery doesn’t exceed 2.6 kW at expected value of 1.4 kW. Practical significance: The obtained results allow to clarify capacity value selected for auxiliary needs and as a consequence to rise accuracy of locomotive tractive-energetic properties.

Keywords: power effectiveness, rechargeable battery, power expenses on boost charge of battery, auxiliary loads

Contacts: kurilkin_d@mail.ru

Цель: Разработка схемных решений импульсных преобразователей с улучшенными регулировочными показателями для электропоездов постоянного тока с коллекторным тяговым приводом. Методы: Проведен анализ полупроводниковых систем управления электропоездов постоянного тока. Выполнен расчет частотных характеристик преобразователя при использовании параметров тяговых двигателей электропоезда ЭД4М. Результаты: Раздельное регулирование токов обмоток якоря и возбуждения позволяет реализовать устойчивость системы торможения с импульсным преобразователем и отсутствие бросков тока двигателя. Практическая значимость: Рассмотренные схемные решения целесообразно применять на электропоездах магистральных железных дорог, что позволит расширить диапазон скоростей в режиме электрического торможения и повысить энергетическую эффективность подвижного состава.

Ключевые слова: импульсный преобразователь, электропоезд постоянного тока, рекуперативное торможение, частотные характеристики

Контакты: maznev-as@mail.ru, anya-c@mail.ru, alekseyvolov@yandex.ru, telichenko@pgups.ru, leonshumaher@yandex.ru

Improvement of Regulating Properties of DC Electric Trains with Pulse Converters A.V. Maznev, A.A. Kalinina, A.V. Volov, S.A. Telichenko, L.A. Sapozhnikov
DOI: 10.20295/1815-588X-2022-19-1-75-81

Purpose: Development of circuit solutions for pulse converters with improved control parameters for DC electric trains with a collector traction drive. Methods: The analysis of semiconductor control systems of DC electric trains is carried out. The calculation of frequency characteristics of the converter at using the parameters of traction motors of ED4M electric train is made. Results: Separated regulation of the currents of the armature and excitation windings makes it possible to realize the stability of braking system with pulse converter and the absence of motor current surges. Practical importance: It is expedient to use the considered circuit solutions on mainline railway electric trains that will allow expanding the speed range in electric braking mode and increasing the energy efficiency of a rolling stock.

Keywords: pulse converter, DC electric train, regenerative braking, frequency characteristics

Contacts: maznev-as@mail.ru, anya-c@mail.ru, alekseyvolov@yandex.ru, telichenko@pgups.ru, leonshumaher@yandex.ru

Цель: Исследовать развитие логистической цепи поставок от простой до максимальной, рассмотреть эволюцию информационных потоков логистического процесса до единой цифровой платформы. Проанализировать предпосылки перехода к цифровой логистике и уровень развития в настоящее время. Построить дескриптивную модель взаимодействия железнодорожного и морского транспорта. Материалы и методы: Исследование взаимодействия станции и порта производится по двум основным направлениям: передача информации, продвижение грузопотока. Представлен анализ развития и классификация цепей поставок. Построены и проанализированы дескриптивные модели документооборота продвижения импортного грузопотока. Результаты: Указана необходимость параллельного развития транспортных и терминальных комплексов, инфраструктуры ОАО «РЖД» для перехода к этапу сетевой логистики. Представлена классификация информационных потоков. Построена дескриптивная модель информационного взаимодействия порта и станции. Практическая значимость: Показана возможность сокращения излишнего документооборота между портом и припортовой станцией, представлена необходимость таких действий для перехода к единой сетевой платформе.

Ключевые слова: логистический процесс, передача груза, взаимодействие смежных видов транспорта, припортовая станция, морской порт, терминал, дескриптивная модель, информационное взаимодействие, документооборот, алгоритм передачи, импортный грузопоток

Контакты: guzel.spb@mail.ru

Research of Informational Interaction Between Railway and Sea Transport in Logistic Chains of Cargo Delivery G.I. Nikiforova
DOI: 10.20295/1815-588X-2022-19-1-82-89

Purpose: To investigate the development of logistic chain of supplies from simple to maximal one, to consider informational flow evolution of logistic process till a single digital platform. To analyze the prerequisites for the transfer to a digital logistics and the level of development at the moment. To build the descriptive model of the interaction between a railway and sea transport. Methods: The research of the interaction between a station and a port is pursued in two major directions: information transfer, cargo traffic progression. The analysis of the development and classification of delivery chains is submitted. The descriptive models of document flow on import cargo traffic progression are built and analyzed. Results: The necessity of parallel development of transport and terminal complexes, RZD JCS infrastructure is pointed out for the transfer to network logistics stage. Information flow classification is presented. The descriptive model of the information interaction between a sea and port is built. Practical importance: The possibility to cut surplus document flow between a port and near-the-port station is shown, the need in such actions for the transfer to a single network platform is presented.

Keywords: logistic process, cargo transfer, interaction of transport adjacent kinds, near-the-port station, seaport, terminal, descriptive model, informational interaction, document flow, transfer algorithm, imported flow of cargo

Contacts: guzel.spb@mail.ru

Цель: Учет динамического характера воздействий сил от подвижного состава на мост при учете неровностей проезда в условиях высокоскоростного движения в расчетной модели «Подвижные динамические силы на балке». Методы: Вывод системы дифференциальных уравнений предлагаемой системы аналитическим методом. Результаты: Уравнения для определения величины сил инерции X1 и X2 подрессоренной части экипажа. Практическая значимость: Получение уточненной картины динамической работы мостового сооружения в условиях высокоскоростного движения путем замены расчетной модели «Подвижные силы на балке» моделью «Подвижные динамические силы на балке».

Ключевые слова: мост, поезд, динамика, высокоскоростные магистрали

Контакты: svn193921@rambler.ru, langandrew@yandex.ru, n_labutin@outlook.com

Determination of Dynamic Effects of a Rolling Stock on Bridges During High-Speed Traffic V.N. Smirnov, A.V. Lang, N.A. Labutin
DOI: 10.20295/1815-588X-2022-19-1-90-96

Purpose: Accounting for dynamic nature of the effects of forces from a rolling stock on a bridge taking into account passway roughness in high-speed traffic conditions in the calculation model “Moving Dynamic Forces on the Beam”. Methods: Derivation of the differential equations of the proposed system by analytical method. Results: Equations for determining the magnitude of the inertia forces X1 and X2 of a rolling stock sprung part. Practical importance: Obtaining the updated picture of bridge structure dynamic operation in high-speed traffic conditions by the way of change of “Moving Forces on the Beam” calculation model to “Moving Dynamic Forces on the Beam” model.

Keywords: bridge, train, dynamics, high-speed mainline railways, roughness, acceleration

Contacts: svn193921@rambler.ru, langandrew@yandex.ru, n_labutin@outlook.com

Цель: Определить наиболее распространенные конструкции бункеров и выявить их основные особенности. Методы: В качестве инструмента исследований выбран метод теоретического анализа параметров, определяющих размеры основных элементов бункеров и статистического анализа размеров. Результаты: Представлены результаты статистического анализа конструктивных особенностей и геометрических параметров бункеров для сыпучих материалов. Практическая значимость: Полученные результаты могут быть использованы для обоснования размеров и конструкции экспериментального бункера, на котором предполагается проверка теоретических исследований в области сводообрушения.

Ключевые слова: бункер, сыпучие материалы, сводообразование, погрузочно-разгрузочные устройства, статистический анализ

Контакты: 79219751198@yandex.ru, amigrov@gmail.com

Analysis and Selection of Geometric Parameters of a Hopper to Study the Process of Unloading of Bulk Materials A.A. Vorobyov, A.A. Migrov
DOI: 10.20295/1815-588X-2022-19-1-97-104

Purpose: To determine the most common structures of hoppers and identify their main features. Methods: Theoretical analysis of the parameters determining the dimension of the main elements of hoppers and statistical analysis of the dimension. Results: The results of statistical analysis of frame features and geometric parameters of hoppers for bulk materials are presented. Practical significance: Results can be used to substantiate the dimension and frame of an experimental hopper which on, the check is supposed of theoretical research of vault destruction.

Keywords: hopper, bulk materials, arch formation, loading and unloading devices, statistical analysis

Contacts: 79219751198@yandex.ru, amigrov@gmail.com

Цель: Провести анализ долголетия выдающихся ученых-математиков мирового уровня, жизнь которых продолжалась после шестидесяти лет. Установить уровни дожития ученых, родившихся в ХХ столетии и до ХХ столетия. Методы: Построены модели дожития по двум выборкам ученых-математиков: рожденных до ХХ столетия и в ХХ столетии. В основу построения моделей положены регрессионный анализ и метод наименьших квадратов. Результаты: Определены с помощью инструмента «Регрессия» ППП Excel функции распределения вероятности дожития выдающимися учеными-математиками после достижений ими шестидесятилетнего возраста. Практическая значимость: Выполнен сравнительный анализ функций распределения, и установлены вероятности дожития по двум выборкам. Установлены уровни увеличения дожития ученых, рожденных в ХХ столетии, по сравнению с рожденными до ХХ столетия. Рекомендован анализ продолжительности жизни выдающихся ученых-математиков, которые прожили до 60 лет, дополняя использованную в работе статистику.

Ключевые слова: ученые-математики, модель, вероятность, возраст, показатель прожития, демография

Контакты: pv39@mail.ru

Comparative Analysis of the Active Life of Outstanding Mathematicians Born In Different Centuries P.V. Gerasimenko
DOI: 10.20295/1815-588X-2022-19-1-105-115

Purpose: To purse analysis of longevity of world outstanding mathematicians whose life continued after living sixty years. To establish longevity levels for scientists born before and in the C20th. Methods: Models of longevity according to two samplings of scientists-mathematicians: born before and in the C20th, are built. Regression analysis and least square method are put on the basis of the model building. Results: Probability distribution functions for survival of outstanding scientists-mathematicians after they reached the age of sixty are determined using Excel package’s Regression tool. Practical significance: Comparative analysis of the distribution functions is made and the survival probabilities for two samplings have been determined. The analysis of life longevity of outstanding scientists-mathematicians who lived till ages of 60 is recommended complimenting statistics used in then job. An array of statistical data has been formed that’s made it possible to build models for estimating the probability of survival of mathematicians after 60 years. We’ve accepted construction and application of survival models based on two samplings of mathematicians born before and in C20th. Increasing levels of survival of the scientists born in C20th compared with those born before C20th have been established.

Keywords: scientists-mathematicians, model, probability, age, survival indicator, demography

Contacts: pv39@mail.ru

Цель: Показать необходимость уточнения в нормативных документах расчетных зависимостей для определения параметров гидравлического удара в напорных трубопроводах при использовании полимерных труб. Обосновать методики расчета гидравлического удара для таких трубопроводов с учетом возможности возникновения разрывов сплошности потока. Привести основные методы, направленные на предотвращение и минимизацию негативных последствий гидравлических ударов. Методы: Сравнение различных методик расчета параметров гидравлического удара. Для описания процесса гидравлического удара использован математический метод анализа бесконечно малых величин и метод характеристик. Результаты: Показана необходимость проведения на этапе проектирования напорных систем с использованием труб из полимерных материалов поверочных расчетов на гидравлический удар с учетом возможности возникновения в них разрывов сплошности потока и соответствующего отражения в нормативной литературе. Практическая значимость: Результаты работы рекомендуется учитывать при проведении поверочных расчетов напорных трубопроводов из полимерных материалов на случай возникновения гидравлических ударов, в том числе с разрывом сплошности потока, и разработке мероприятий по предотвращению таких явлений.

Ключевые слова: проектирование, напорные трубопроводы, полимерные материалы, гидравлический удар, разрыв сплошности потока, метод характеристик

Контакты: olk1975@mail.ru, tvardovskaya@pgups.ru

Accounting for Flow Discontinuities While Water Hammers at Engineering Stage of Pressure Pipelines Made of Polymeric Materials O.G. Kapinos, N.V. Tvardovskaya
DOI: 10.20295/1815-588X-2022-19-1-116-126

Purpose: To show the need to clarify calculation dependencies in regulatory documents for determining the parameters of water hammer in pressure pipelines when using polymeric pipes. To substantiate the methods to calculate hydraulic shock for such pipelines taking into account the appearance possibility of flow discontinuities. To present the main methods aimed at prevention and minimization of the negative consequences of water hammers. Methods: Comparison of various methods for the calculation of parameters of water hammer. To describe the process of water hammer the mathematical method of analysis of infinitesimals and characteristic method are used. Results: It is shown that it is necessary to carry out at engineering stage of pressure systems using pipes made of polymeric materials the verification calculations for water hammer taking into account the appearance possibility of flow discontinuities there and to reflect it correspondingly in a normative literature. Practical importance: The results of the work are recommended to be taken into account when carrying out verification calculations of pressure pipelines made of polymeric materials in case of water hammer occurrence including with a break in flow continuity and developing the measures to prevent such phenomena.

Keywords: engineering, pressure pipelines, polymeric materials, water hammer, flow continuity, flow discontinuity, method of characteristics

Contacts: olk1975@mail.ru, tvardovskaya@pgups.ru

Цель: Радиационные времена жизни уровней энергии атомов и ионов относятся к фундаментальным физическим константам, сведения о которых необходимы во многих областях как фундаментальной, так и прикладной науки. Знание этих величин необходимо при поисках активных сред для оптических генераторов, для диагностики плазмы как лабораторной, так и астрофизической и т. д. При расчете времен жизни очень существенно оценить влияние упрощений и предположений, положенных в основу вычислительной процедуры. В частности, оценить влияние наложения конфигураций, учет которого значительно усложняет модель расчета. Настоящая работа исследует этот вопрос на частном примере спектра шестикратного иона вольфрама W VII. Методы: Полуэмпирическим методом промежуточной связи с использованием экспериментальных уровней энергии, известных из литературы, исследовано наложение конфигураций 4f13 5p6 6p + 4f14 5p5 6p в спектре эрбийподобного иона W VII. При этом волновые функции промежуточной связи нечетных конфигураций найдены в одноконфигурационном приближении; радиальные интегралы, необходимые для перехода к абсолютой шкале вероятностей переходов, рассчитаны в форме длины с функциями Хартри — Фока. Времена жизни уровней 4f13 5p6 6p вычислены суммированием вероятностей электродипольных переходов 4f13 5p6 6p + 4f14 5p5 6p → 4f13 5p6 5d, 4f13 5p6 6s. Результаты: Получено, что существенное перемешивание конфигураций имеет место для состояний с полным угловым моментом J = 3. Значения времен жизни уровней оказались малочувствительными к влиянию перемешивания конфигураций. По мнению автора это связано с тем, что времена жизни определяются вероятностями наиболее интенсивных переходов, которые, в свою очередь, наименее чувствительны к возможным неточностям расчетной процедуры. Практическая значимость: Практически значимыми являются значения времен жизни уровней 4f13 5p6 6p в спектре W VII, отсутствующие на данный момент в современных базах данных.

Ключевые слова: промежуточная связь, наложение конфигураций, полуэмпирический метод, изоэлектронный ряд эрбия, времена жизни уровней

Контакты: andrlgnv@yandex.ru

Constancy of Calculation Procedure for Radiation Lifetimes A.V. logins
DOI: 10.20295/1815-588X-2022-19-1-127-132

Purpose: Radiation lifetimes of atom and ion energy levels refer to fundamental physical constants which knowledge of is necessary in many fields of both, fundamental or applied science. The knowledge of these values is necessary at search of active medias for optical generators, for plasma both laboratory or astrophysical and other diagnostics. While lifetime calculation, it’s very vital to evaluate the impact of simplifications and supposition, put on the basis of calculation procedure. In particular, to evaluate impact of configuration superposition which consideration significantly complicates calculation model. The present work investigates this issue on a particular example of spectrum of sixfold wolfram ion W VII. Methods: Superposition of configurations 4f 13 5p6 6p + 4f 14 5p5 6p in the spectrum of erbium-similar W VII is investigated by semiempirical method of intermediate coupling with the use of energy experimental levels known from the literature. Together, wave functions of intermediate binding of odd configurations have been found in a single-configuration approximation; radial integrals, that’re necessary for transfer to absolute scale of transition probabilities, are calculated in the form of length with Hartree-Fock functions. Lifetimes of 4f 135p66p levels are calculated by summarizing electric dipole transition probabilities 4f 13 5p6 6p+ 4f 14 5p5 6p → 4f 13 5p65d, 4f 13 5p66s. Results: It’s been obtained that configuration essential mixing takes place for states with total angular momentum J = 3. Values of level lifetimes have been appeared to be insensitive to influence of configuration mixing. As to author’s opinion, it’s connected with that the lifetimes are defined by the probabilities of the most intensive transitions which in its turn, are the least sensitive to possible inaccuracies in calculation procedure. Practical significance: Values of lifetimes of levels 4f 13 5p6 6p in W VII spectrum, that are absent in contemporary databases at the moment, are practically significant.

Keywords: intermediate coupling, configuration superposition, semiempirical method, isoelectric row of erbium, level lifetimes

Contacts: andrlgnv@yandex.ru

Цель: Исследование взаимодействия конструкций ограждения котлована и массива грунта в период отрицательных температур. Методы: Проведение натурных измерений на действующей площадке строительства и численного моделирования. Получены данные о напряженно-деформированном состоянии системы «ограждение котлована — массив грунта»; выполнено сравнение экспериментальных данных с результатами расчетов; по результатам анализа сформулировано предложение об учете дополнительных усилий от морозного пучения в системе «ограждение котлована — массив грунта». Результаты: Установлено, что величина сил морозного пучения может быть значительной, что говорит о необходимости учета при проектировании раскрепленных ограждений котлованов. По полученной расчетной оценке действующих на ограждения сил морозного пучения следует, что необходимо учитывать не только глубину промерзания грунта, но и значения отрицательных температур, при которых усилия в конструкциях ограждения котлована могут достигать максимумов. Практическая значимость: При сравнении экспериментальных данных и результатов расчета подпорных стенок определены факторы, без учета которых возможна потеря несущей способности отдельных элементов распорной системы. Также получены подробные данные о совместной работе ограждения и грунтового массива на действующей строительной площадке в инженерно-геологических условиях Санкт-Петербурга.

Ключевые слова: морозное пучение, ограждение котлована, распорная система, натурный эксперимент, численное моделирование

Контакты: s.metelkin@bk.ru, parvn@georec.spb.ru

Frost Heave and Its Influence on Spacer System of Enclosing Constructions of Deep Ditches S.V. Metelkin, V.N. Paramonov
DOI: 10.20295/1815-588X-2022-19-1-133-142

Purpose: Research of interaction between ditch fencing constructions and ground massive in negative temperature period. Methods: Pursuing nature measurements on active construction site and numerical modeling. Data on stress-strain state of “ditch fencing -ground massive” system were obtained; the comparison of experimental data with calculation results were made; the proposal on accounting for additional efforts against frost heave in the system “ditch fencing -ground massive” was formulated. Results: It was established that magnitude of forces of frost heave can be significant that says on the necessity to consider them while engineering of unfastened ditch fencings. It follows according to obtained calculation estimation of frost heave forces effecting fencings that it’s necessary not just to take into account a ground freezing depth but also negative temperature values which at, efforts in ditch fencing constructions can reach the maximum. Practical importance: At comparison of experimental data with retaining wall calculation results, the factors are determined which out of, the loss of bearing capability of spacer system particular elements is possible. There’re also obtained the detailed data on joint work of fencing and ground massive at active construction site in geotechnical conditions of Saint-Petersburg.

Keywords: frost heave, ditch fencing, spacer system, nature experiment, numerical modelling

Contacts: s.metelkin@bk.ru, parvn@georec.spb.ru

Цель: Рассмотреть состояние безопасности на железных дорогах мира и стран Европейского союза (EC) за период 1990–2020 гг., при этом уделить особое внимание безопасности на железнодорожных переездах. В качестве одного из источников для оценки этого состояния использовалась информация из Википедии, и поскольку неизвестно, является ли эта информация репрезентативной выборкой, то в качестве другого источника рассматривались более точные данные из официальной базы данных ERADIS, в которой собирается полная информация по безопасности на железных дорогах стран ЕС. Методы: Мерой состояния безопасности были годовые оценки абсолютных значений аварийности, связанные с этими авариями материальный ущерб и ущерб жизни и здоровью людей. В этой связи рассматривались только аварии с пассажирскими поездами. Определялись также причины аварии — ошибка человека или технический отказ, причем случаи саботажа, вандализма и терроризма не учитывались, поскольку относятся к транспортной безопасности, а не к безопасности движения. Собранный таким образом материал может быть дифференцирован и проанализирован по странам ЕС, по видам аварий — сходы, столкновения на пути, столкновения на железнодорожных переездах, наезды на людей, возгорания в поездах; по причинам аварий — ошибки человека или технические отказы; по последствиям аварий — материальный ущерб или ущерб жизни и здоровью людей. Результаты: Интегральные оценки по годам показывают рост аварийности на железных дорогах. Для стран ЕС этот рост замедляется, но если рассматривать временные периоды от 4 лет и более, то аварийность сохраняет четкую тенденцию к росту. Основной причиной аварий являются ошибки человека, особенно на железнодорожных переездах. Практическая значимость: Проведенный анализ показывает необходимость дальнейшего применения автоматизации и систем менеджмента безопасности для повышения гарантоспособности железнодорожного транспорта.

Ключевые слова: авария, сход, столкновение поездов, столкновение на железнодорожных переездах, транспортная безопасность, отказ, ущерб

Контакты: cenelec2012@mail.ru, meremson@list.ru, ivanov.v.g.spb@gmail.com

Traffic Safety Specifics on Rail Crossings V.V. Shmatchenko, Yu.Ya. Meremson, V.G. Ivanov
DOI: 10.20295/1815-588X-2022-19-1-143-154

Purposes: To consider the state of safety on the railways of the world and the European Union (EU) countries for the period of 1990–2020, and make the particular focus on safety at railway crossings. Information from Wikipedia was considered as one of the sources to evaluate this situation and, as it is not known whether Wikipedia information is representative, more accurate data from the official ERADIS database, which collects comprehensive information on safety of EU railways, was as another source. Methods: The measure of safety status was annual estimates of absolute values of accident rate, material damage, associated with the accidents, and human life and health damage. In this regard, only accidents with passenger trains were considered. The causes of accidents — human error or technical failure — were also being determined, while cases of sabotage, vandalism and terrorism were not considered as they are related to transport safety and not to traffic one. The material, collected this way, can be differentiated and analyzed by EU countries, accident types — derailments, collisions on a way, collisions at railway crossings, collisions with people, fires on trains; by accident causes — human error or technical failure, by accident reasons — human errors or technical failures, by accident consequences — material damage or human life and health damage. Results: Integral estimates by year show increase in accident rate on railways. For EU countries this growth is slowing down but if we consider time periods from 4 years to more the accident rate keeps clear upward tendency. The main cause of accidents is human errors, especially, at railway crossings. Practical significance: The pursued analysis shows the necessity of further usage of automation and safety control systems to improve the guarantor-ability of railway transport.

Keywords: accident, derailment, train collision, collision on rail crossings, traffic safety, failure, damage

Contacts: cenelec2012@mail.ru, meremson@list.ru, ivanov.v.g.spb@gmail.com