Выпуск 4 - Issue 4

Цель: Расчетное обоснование конструкции бесполостного дренажа, обеспечивающей эффективное осушение слабоводопроницаемых грунтов. Ранее была разработана методика гидравлического расчета бесполостной дрены составного профиля, закладываемой с уклоном, но без включения в нее дренажной трубы. Дренажная труба усиливает водоотводящую способность бесполостной дрены с сохранением всех остальных ее преимуществ. Методы: Использовано известное дифференциальное уравнение фильтрации жидкости в грунте. Особенно важно, что метод расчета может быть использован при всех режимах движения воды в дренаже: ламинарном, переходном или турбулентном. Для переходного и турбулентного режима применены зависимости, обоснованные экспериментами, проводившимися Северным научно-исследовательским институтом гидротехники и мелиорации. Сложная форма поперечного сечения дренажа учитывается с помощью специального коэффициента, который приводит ее к эквивалентному по площади прямоугольному сечению. Доказывается, что такой переход не приводит к значимой погрешности полученных результатов. Результаты: Получены зависимости, позволяющие рассчитать расходы, протекающие по бесполостной части дрены и по дренажной трубе. Если дрена имеет большую протяженность, то от нее целесообразно периодически отводить воду в поперечном направлении коллекторами. Выведены зависимости, по которым определяется расстояние между промежуточными коллекторами, куда вода поступает от дрен, закладываемых с уклоном и глубину воды в бесполостной части дрены в характерных сечениях. Практическая значимость: Бесполостной дренаж применяется в сельском хозяйстве, в системах инженерной защиты от подтопления и загрязнения окружающей среды. Бесполостные дрены составного профиля привлекли внимание железнодорожников: обеспечивая эффективное осушение земляного полотна, они одновременно увеличивают его несущую способность. Особенно эффективно его применение в слабоводопроницаемых грунтах при заложении в зону сезонного промерзания грунтов.

Ключевые слова: Бесполостная дрена, гидравлический расчет, дренаж, земляное полотно, составное сечение

Контакты: shtykov41@mail.ru, pol1nom@yandex.ru

Cavitiyless Drain of Composite Profile Reinforced with Drainage Pipe V. I. Shtykov, A. B. Ponomaryev
DOI:10.20295/1815-588X-2022-4-665-676

Purpose: Calculated substantiation of cavityless drain structure that provides for effective draining of poorly permeable soils. Hydraulic calculation methodology of composite profile cavityless drain, laid with a slope but without inclusion thitherwards of a drainage pipe, was developed earlier. Drainage pipe reinforces drainage capability of cavityless drain with the preservation of all its other advantages. Methods: Known differential equation of liquid filtration in a soil is used. It’s of special importance that the calculation method may be used at all modes of water movement in a drainage: laminar, transient or turbulent. The dependencies substantiated with experiments, held by Northern Scientific-Research Institute of Hydrotechnique and Melioration, were applied for transient and turbulent modes. The complex form of drainage transection is taken into account with the help of special coefficient which leads it to equivalent by area rectangular section. It’s proved that such transfer doesn’t lead to significant inaccuracy of results obtained. Results: Dependencies have been obtained allowing to calculate consumptions, flowing along drain cavityless part and along drain pipe. If drain is long, it’s feasible to divert a water periodically from it in lateral direction by collectors. Dependencies are derived which according to, the distance between intermediary collectors, whereto a water comes from drains that’re laid with a slope, and the water depth in drain cavityless part in characteristic sections are defined. Practical significance: Cavityless drainage is applied in agriculture, in the systems of engineering protection from environmental sinking and pollution. Cavityless drains of composite profile have attracted railwaymen’s attention providing effective draining of subgrade, they simultaneously increase its bearing capacity. Its application is especially effective on poorly permeable soils when laying in the zone of seasonable freezing of soils.

Keywords: Cavityless drain, hydraulic calculation, drainage, subgrade, composite section

Contacts: shtykov41@mail.ru, pol1nom@yandex.ru

Цель: Рассмотреть вопрос о целесообразности использования как обычных, так и нержавеющих сталей с точки зрения применения их при строительстве зданий и сооружений из легких стальных тонкостенных конструкций (ЛСТК) в северных климатических условиях. Выявить основные преимущества и недостатки применения легких стальных тонкостенных конструкций в строительстве. Определить наиболее уязвимые места при возведении зданий из ЛСТК. Методы: При проведении исследований вопросов эффективности применения различных марок стали в конструкциях быстровозводимых зданий и сооружений в северных климатических условиях были использованы методы сравнения с химической и физической точек зрения. Результаты: Обоснована целесообразность и эффективность использования сталей марки AISI 201. Указаны преимущества стали AISI 201 не только с химической точки зрения, но и с механической. Описаны уязвимые места данной стали при возведении конструкций и сооружений в процессе эксплуатации. Определены способы для защиты конструкций из углеродистых и низколегированных сталей в зависимости от их назначения и условий эксплуатации. Практическая значимость: Результаты исследования показывают, сталь AISI 201 является наиболее эффективной с экономической точки зрения. Необходимо использовать методы защиты стальных строительных материалов при возведении и эксплуатации сооружения, а также различные виды стали в зависимости от области применения.

Ключевые слова: Конструкционные низколегированные стали, нержавеющие стали, ЛСТК, ударная вязкость стали, тонкостенные конструкции

Контакты: charnik_dmitriy@mail.ru

On Effectiveness Issue of Steel Various Grade Use in the Structures of Prefabricated Constructions and Buildings in Northern Climatic Conditions on Russian Federation Territory D. G. Charnik
DOI: 10.20295/1815-588X-2022-4-677-684

Purpose: To consider the issue on feasibility of using both conventional and stainless steels from the point of view of their application at the construction of buildings and structures made of Light Steel Thin-Walled Structures (LSTWS) in Northern climatic conditions. To identify main advantages and disadvantages in the use of light steel thin-walled structures in construction. To determine the most vulnerable spots at building construction from LSTWS. Methods: When conducting research on the effectiveness of steel various grade application for prefabricated construction and building structures in Northern climatic conditions, comparison methods were used from chemical and physical points of view. Results: The expediency and efficiency of using AISI 201 grade steels are substantiated. AISI 201 steel advantages not only from chemical but also from mechanical look are indicated. The vulnerabilities of the given steel at structure and building construction during exploitation are described. Ways to protect structures made of carbonaceous and low-alloy steels, depending on their assignment and operating conditions, have been defined. Practical significance: Study results show that AISI 201 steel is the most efficient from economic point of view. It is necessary to apply protection approaches for steel building materials at structure construction and exploitation as well as to use steel various types against an application sphere.

Keywords: Constructional low-alloy steels, stainless steels, LSTWS, steel impact strength, thin-walled structures

Contacts: charnik_dmitriy@mail.ru

Цель: Объекты транспортной инфраструктуры включают в себя многочисленные технические устройства, содержащие излучающую плазму. К их числу относятся источники видимого и спектрального излучения, коммутационные аппараты на тяговых подстанциях, высокотемпературные теплообменники и камеры сгорания. При экспериментальном исследовании таких устройств проводят измерения мощности и спектрального состава излучения, испускаемого плазмой. Для этого, как правило, используют фотодиоды небольших размеров, устанавливаемые на некотором расстоянии от плазменного образования. Цель настоящей работы состоит в установлении связи между мощностью излучения плазмы и величиной потока излучения, падающего на рабочую поверхность фотодиода. Методы: Для решения поставленной задачи в работе используется метод прямого интегрирования уравнения переноса излучения в предположении однородной структуры плазмы, но в отсутствии предположения о наличии локального термодинамического равновесия. Рассматриваются случаи отражающих и поглощающих поверхностей, ограничивающих плазму. Результаты: Найдены явные выражения для потока излучения, выходящего с поверхности плазменного образования, и потока, падающего на поверхность фотодиода. Численно исследована зависимость отношения величин этих потоков излучения от геометрических размеров и оптической толщины плазмы. Для случая отражающих поверхностей, ограничивающих плазму, найдено простое асимптотическое выражение для величины отношения потоков и определена область его применимости. Практическая значимость: Соотношения, устанавливающие связь между мощностью излучения плазмы и величиной мощности потока излучения, падающего на рабочую поверхность фотодиода, позволяют решить основную задачу экспериментального исследования плазменных образований — восстановления характеристик плазмы по результатам измерения фототока. Результаты, полученные в работе, могут быть использованы при экспериментальном исследовании технических устройств, содержащих излучающую плазму.

Ключевые слова: Измерение потока излучения, излучающая плазма, уравнение переноса излучения

Контакты: lapshinvf@mail.ru

Problems of Radiation Energy Flux Measurement at Transport Infrastructure Facilities with Radiating Plasma V. F. Lapshin
DOI: 10.20295/1815-588X-2022-4-685-692

Purpose: Transport infrastructure objects comprise numerous technical devices containing radiating plasma. They include visible and spectral radiation sources, switching devices at traction substations, high-temperature heat exchangers and combustion chambers. During experimental study of such devices, the measurements of power and spectral composition of radiation emitted by plasma are carried out. For this, as a rule, photodiodes of small sizes are used, installed at a certain distance from plasma formation. The purpose of the present work is to establish relationship between plasma emission power and radiation flux amount incident on photodiode working surface. Methods: To solve the set task, the method of direct integration of radiation transfer equation in homogeneous plasma structure assumption, but in the absence of local thermodynamic equilibrium presence assumption, is used. The cases of reflecting and absorbing surfaces, limiting a plasma, are considered. Results: Explicit expressions are found for radiation flux which exits plasma formation surface and for flux incident on photodiode surface. The dependence for the ratio of the values of these radiation fluxes to plasma geometric sizes and optical thickness is numerically studied. For the case of reflecting surfaces that bound plasma, simple asymptotic expression is found for ratio value for the fluxes and applicability field of the expression is determined. Practical significance: The ratios, which establish relationship between plasma radiation power and power value for radiation flux incident on photodiode working surface, make it possible to solve the main task of the experimental study of plasma formations — the restoration of plasma characteristics according to photocurrent measurement results. Obtained in the work results can be used at experimental study of technical devices containing emitting plasma.

Keywords: Measurement of radiation flux, radiating plasma, radiative transfer equation

Contacts: lapshinvf@mail.ru

Цель: Рассмотреть вопрос назначения точности разбивочных работ на стадии реконструкции технически сложного объекта. Показать необходимость предварительного расчета точности. После назначения точности геодезических измерений осуществить проектирование геодезической сети в программном комплексе Credo.dat. Определить класс нивелирования, удовлетворяющий сформированным требованиям. Методы: Теория ошибок измерений, метод наименьших квадратов, параметрический способ уравнивания, моделирование геодезических сетей с использованием пакета прикладных программ. Результаты: Установлены требования к точности разбивочных работ на основе требований действующих нормативных документов. Рассмотрена последовательность формирования требований к точности определения положения пунктов геодезической разбивочной основы и требований к точности используемых геодезических приборов. Отдельно рассчитана точность плановой и высотной геодезических сетей. Показана возможность применения программы нивелирования III класса при создании высотной сети для удовлетворения установленных требований точности. Практическая значимость: На конкретном примере изложена последовательность назначения точности геодезических работ при реконструкции исторического объекта, предложенная методика может быть рекомендована к практическому использованию.

Ключевые слова: Определение точности, геодезические работы, полигонометрия, геометрическое нивелирование

Контакты: nbogomolova@pgups.ru

Accuracy Appointment for Geodetic Measurements in Historical Object Reconstruction N. N. Bogomolova
DOI: 10.20295/1815-588X-2022-4-693-701

Purpose: To consider the issue of the assignment of marking work accuracy at reconstruction stage of a technically complex object. To show the need in accuracy preliminary calculation. After the assignment of geodetic measurement accuracy, to perform geodetic network designing in Credo.dat software package. To determine leveling class that satisfies formed requirements. Methods: Measurement error theory, least squares method, parametric adjustment method, modeling of geodetic networks using package of applied programs. Results: Requirements for the accuracy of marking works were established based on the ones of current regulatory documents. The sequence of the formation of requirements for definition of accuracy in geodetic staking base locations and requirements for the accuracy of used geodetic instruments is considered. Separately, the accuracy of planned and altitudinal geodetic networks is calculated. The possibility to apply class III leveling program when creating altitudinal network to meet accuracy established requirements is shown. Practical significance: The sequence of geodetic work accuracy assignment during historical object reconstruction is outlined on a particular example, the proposed methodology can be recommended for a practical use.

Keywords: Appointment of accuracy, geodetic works, geodetic monitoring, polygonometry, geometric leveling

Contacts: nbogomolova@pgups.ru

Цель: Исследовать возможность использования искусственного пуццолана для создания модифицированного гипсоизвесткового раствора, рекомендуемого к реставрации памятников архитектуры. Методы: При проведении исследований использовали ГОСТ 125—79 «Вяжущие гипсовые. Технические условия», ГОСТ 23789—79 «Вяжущие гипсовые. Методы испытаний», ГОСТ 10180—90 «Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам», ГОСТ 24544—81 «Бетоны. Методы определения деформаций усадки и ползучести», ГОСТ 8735—14 «Песок для строительных работ. Метод испытаний» и ГОСТ 8736—14 «Песок для строительных работ. Технические условия». Установлено экспериментально, что для создания надежной матрицы, совместимой с традиционными материалами исторической кладки, эффективно применение реставрационного состава, включающего метакаолин и доломитовую муку. Результаты: Представлен процесс проектирования реставрационного материала для замены поврежденной штукатурки стен и потолков, обсуждаются прочностные характеристики камня различных составов на основе воздушных вяжущих, сделан вывод о необходимости разработки двух типов реставрационных материалов: на семейство известковых штукатурок и на семейство гипсоизвестковых штукатурок. Практическая значимость: Полученные результаты могут быть использованы при частичной или полной замене штукатурки, что позволит сохранить архитектурный облик сооружения.

Ключевые слова: Гипс, известь, метакаолин, заполнитель, прочность на сжатие

Контакты: tusafonova@list.ru

Plaster Mortar Composition Design for the Restoration of Stone and Brick Architecture Monuments T. Yu. Safonova
DOI: 10.20295/1815-588X-2022-4-702-711

Purpose: To investigate the possibility of using artificial pozzolana to create modified gypsum lime mortar, recommended for architecture monument restoration. Methods: At the research pursued, there were used Russia State Standard GOST 125-79 "Plaster Binders. Technical specifications", GOST 23789-79 "Plaster Binders. Test Methods", GOST 10180-90 "Concretes. Methods for Determining Strength by Control Samples", GOST 24544-81 "Concretes. Methods for Determining Shrinkage and Creep Deformations", GOST 8735-14 "Sand for Construction Works. Test Method" and GOST 8736-14 "Sand for Construction Works. Technical Conditions". It has been established experimentally that to create reliable matrix, compatible with traditional materials of historical masonry, the use of restoration composition, including metakaolin and dolomite flour, is effective. Results: The process of restoration material design to replace damaged plaster of walls and ceilings is presented, strength characteristics of stones of various compositions on the basis of air binders are discussed, conclusion is made on the necessity to develop restoration material two types: for to put on lime plaster family and for - gypsum-lime plaster family. Practical significance: The results obtained can be used at partial or complete replacement of plaster that would allow to preserve building architectural appearance.

Keywords: Gypsum, lime, metakaolin, filler, compressive strength

Contacts: tusafonova@list.ru

Цель: Рассмотреть вопросы построения и использования цифровых моделей русел рек для обеспечения техносферной безопасности на внутренних водных путях на примере реки Пур. Методы: Сбор, обработка данных наблюдений за водными объектами и перевод их в электронный формат с дальнейшим анализом. Результаты: Для обеспечения техносферной безопасности представлена цифровая модель русла реки Пур в верховьях и обновлены метеорологические и гидрологические характеристики в исследуемом районе. Показана разность температур воздуха по действующим нормативным документам (СП 131.13330.2020 «Строительная климатология») и средним показателям за 30 лет (базовый климатический период с 1991 по 2020 г.). Практическая значимость: Показана необходимость уточнения метеорологических и гидрологических характеристик в условиях изменяющегося климата. Для поддержания габаритных параметров русел рек рекомендовано создание цифровых моделей. Результаты работы могут быть рекомендованы к практическому использованию. Главным выводом работы является то, что использование цифровых моделей в сфере судоходства может существенно облегчать выполнение задач. Главным преимуществом использования моделей является визуализация — с помощью модели можно легко и быстро определить проблемные участки. Получение информации с модели, например поперечного профиля, также осуществляется за пару минут. При изменении рельефа, например после проведения дноуглубительных работ, все изменения внести в модель не составит труда.

Ключевые слова: Техносферная безопасность, внутренние водные пути, цифровая модель русла реки, водный режим, река Пур

Контакты: na_san@mail.ru, iliy.iliy148897@gmail.com

Building Digital Model of Riverbed Pur in Upper Reaches to Ensure Technosphere Safety on Inland Waterways N. A. Sanotskaya, I. A. Belikov
DOI: 10.20295/1815-588X-2022-4-712-726

Purpose: To consider the issues of building and using digital models of riverbeds for to ensure technosphere safety on inland waterways on the example of river Pur. Methods: Collection, processing of the data of observations of water bodies and their transfer into electronic format with further analysis. Results: To ensure technosphere safety, digital model of riverbed Pur in the upper reaches is presented and meteorological and hydrological characteristics in the area of study are renewed. Air temperature difference is shown according to the current regulatory documents (SP 131.13330.2020 “Construction climatology”) and average for 30 years (basic climatic period is from 1991 to 2020) indicators. Practical importance: The need to clarify meteorological and hydrological characteristics in changing climate conditions is shown. To maintain dimensional parameters of riverbeds it is recommended to create the digital models. The work results can be recommended to practical use. The work main conclusion is that digital model use in shipping sphere can significantly facilitate tasks implementation. The main advantage of these models use is a visualization — one can easily and quickly identify problem areas with the help of the model. Obtaining information from the model, for example, of transverse profile, is being made in a couple of minutes also. When terrain changes, for example, after dredging works, it wouldn’t be difficult to introduce all changes to the model.

Keywords: Technosphere safety, inland waterways, digital model of riverbed, water regime, river Pur

Contacts: na_san@mail.ru, iliy.iliy148897@gmail.com

Цель: Проведение обзора методики алгоритма добавления нового материала в базу данных модуля Qform Heat Treatment с последующей оценкой адекватности модели методом сравнения распределения ее микротвердости с экспериментальными данными. Методы: Разработана методика моделирования термической обработки (закалки) образцов из сталей 60 и 40Х в программном модуле QFORM Heat Treatment. Приводится алгоритм добавления нового материала в базу данных программного комплекса с последующей оценкой адекватности построенной модели методом сравнения полученных данных распределения микротвердости по сечению при моделировании процесса в Qform и данных лабораторного эксперимента. Результаты: Модели распределения твердости по диаметральному сечению закаленных цилиндрических образцов из встроенной в базу данных QFORM Heat treatment стали 60 и адаптированной стали 40Х. Сравнение результатов моделирования с экспериментальными данными распределения твердости закаленных образцов. Практическая значимость: Полученные в настоящей работе результаты представляют алгоритм пополнения базы данных модуля Qform Heat Treatment, предназначенного для проведения операций термической обработки сталей и цветных сплавов. В процессе проведения эксперимента было установлено, что модель добавленного в базу данных материала обладает высокой степенью адекватности. Расширение базы данных материалов данного модуля позволит осуществлять его широкое применение в производствах, чья деятельность связана с термической обработкой.

Ключевые слова: Термическая обработка, компьютерное моделирование, Qform, закалка, микротвердость, доэвтектоидные стали

Контакты: 79219751198@yandex.ru, andrey_904@mail.ru, artembadamschin@mail.ru

Modeling of Heat Treatment Processes in QFORM Heat Treatment Module A. A. Vorobyov, A. A. Krutko, A. M. Badamshin
DOI: 10.20295/1815-588X-2022-4-727-735

Purpose: To review algorithm methodology for the addition of a new material to Qform Heat Treatment Module database with further adequacy assessment of the model by the method of the comparison its microhardness distribution with experimental data. Methods: Technique for the modeling of heat treatment (hardening) of samples from steels 60 and 40Cr in QFORM Heat Treatment software module has been developed. Algorithm for new material addition into software package database with adequacy further assessment for built model by the method of comparison of obtained data on distribution of microhardness over a section while process modeling in Qform with laboratory experiment data is presented. Results: Models of hardness distribution over the diametrical section of hardened cylindrical samples from steel 60 and adapted steel 40X, built into QFORM Heat treatment database. Comparison of modeling results with experimental data on hardness distribution of hardened samples. Practical significance: The results, obtained in this work, represent algorithm for replenishing the database of Qform Heat Treatment Module, created for the purpose to carry out heat treatment procedures for steels and nonferrous alloys. During experiment pursuing, it was established that the model of added to the database material demonstrates adequacy high degree. The expansion of the database of given materials of the given Module will allow its widespread application in the industries which activities are related to heat treatment.

Keywords: Heat treatment, computer simulation, Qform, hardening, microhardness, hypoeutectoid steels

Contacts: 79219751198@yandex.ru, andrey_904@mail.ru, artembadamschin@mail.ru

Цель: Исследовать вопросы практического участия и взаимодействия операторских компаний с ОАО «РЖД» в вопросах цифровизации и улучшения эксплуатационных процессов. Проанализировать состав возможного показателя комплексного уровня качества транспортных услуг. Оценить влияние операторской компании на составляющие элементы продолжительности оборота вагона с учетом цифровизационных процессов. Методы: Анализ состава показателей для оценки эксплуатационной работы и уровня предоставляемых транспортных услуг. Вывод формулы комплексного уровня качества транспортных услуг. Результаты: Представлены пути развития взаимодействия бизнеса и ОАО «РЖД», повышение уровня цифровизации технологических процессов, оценки уровня качества транспортных услуг. Практическая значимость: Сокращение времени оборота вагона, снижение продолжительности операций коммерческого осмотра, повышение уровня транспортных услуг позволят сократить временные затраты, увеличить прибыльность перевозок, повысить конкурентоспособность компании.

Ключевые слова: Взаимодействие ОАО «РЖД» и компании-оператора, оборот вагона, эксплуатационные показатели, комплексный уровень качества транспортной услуги, цифровизация

Контакты: vladislavnikiforov@yandex.ru, guzel.spb@mail.ru

Digitalization of Railway Transport with the Participation of Operator Companies V. V. Nikiforov, G. I. Nikiforova
DOI: 10.20295/1815-588X-2022-4-736-742

Purpose: To explore the issues of practical participation and interaction of operator companies with Russian Railways Ltd in the matters of operational processes digitalization and improvement. To analyze the composition of possible indicator of transport service comprehensive level quality. To assess the impact of operator company on constituent elements of car turnover duration given digitalization processes. Methods: The analysis of indicators composition to assess operational performance and transport services provided level. Formula derivation for transport service comprehensive level quality. Results: Ways to develop interaction between businesses and Russian Railways Ltd, to raise the level of technological processes digitalization, to assess transport services quality level are presented. Practical significance: Wagon turnover time cut, the reduction of commercial inspection operations duration and transport services level rise will allow to reduce time costs, to increase transportations profitability and to raise the company's competitiveness.

Keywords: Interaction between Russian Railways Ltd and operator company, wagon turnover, performance indicators, transport service comprehensive level quality, digitalization

Contacts: vladislavnikiforov@yandex.ru, guzel.spb@mail.ru

Цель: Разработать модель для оценки и анализа качества функционирования логических каналов управления (КУ) стандарта радиосвязи GSM-R. Методы: Процесс функционирования совмещенного канала управления представляется в виде стохастической сети с дальнейшим получением эквивалентной функции, среднего времени и функции распределения времени передачи информации в канале передачи данных. Результаты: Разработана математическая модель процесса функционирования совмещенных КУ, соответствующая алгоритму установления соединения подвижного пользователя с базовой станцией сети. Результаты моделирования позволяют сделать вывод об адекватности модели и оценить степень влияния помех различной природы в заданном районе, в том числе и создаваемых постановщиками помех нарушителя. Показана целесообразность сокращения времени анализа параметров сигналов, передаваемых от подвижной к базовой станции, а также необходимость повышения помехозащищенности сигналов контроля вхождения в связь, уровня и качества принимаемого сигнала. Практическая значимость: Данная модель может быть использована для оценки и анализа эффективности функционирования каналов управления реальных систем подвижной радиосвязи стандарта GSM-R.

Ключевые слова: Радиосвязь, GSM-R, канал связи, канал управления, кадр, стандарт связи, модель

Контакты: 23boldinov98@gmail.com, aprivalov@inbox.ru

Mathematical Model for Control Channel of GSM-R Radiocommunication Standard А. M. Boldinov, A. A. Privalov
DOI: 10.20295/1815-588X-2022-4-743-751

Purpose: To develop a model for the evaluation and analysis of control logical channels (CC) performance quality of GSM-R radiocommunication standard. Methods: Performance process of shared control channel is presented in the form of a stochastic network with further obtaining equivalent function, average time and the function of distributing the time of information transfer in data transmission channel. Results: Mathematical model of shared CC performance process has been developed, corresponding to the algorithm of establishing connection of a mobile user with a network base station. The modeling results allow to conclude on the model adequacy and to assess the degree of various kind interference impact in a given area, including those created by violator’s jammers. The feasibility of reducing analysis time of the parameters of signals, transmitted from a mobile to base station, as well as the need to increase the noise immunity of signals for the control of entry into communication, received signal level and quality are shown. Practical significance: This model can be used to evaluate and analyze performance efficiency of control channels of GSM-R standard mobile radiocommunication real systems.

Keywords: Radiocommunication, GSM-R, communication channel, control channel, frame, communication standard, model

Contacts: 23boldinov98@gmail.com, aprivalov@inbox.ru

Цель: Создание математического аппарата для расчета кривой сцепления при проектировании противоюзовых и противобоксовочных устройств. Необходимо получить формулу, пригодную для расчета зависимости коэффициента сцепления от абсолютной и относительной скоростей проскальзывания колесных пар по рельсам и скорости движения ЭПС. Методы: Анализ результатов испытаний различных типов ЭПС по данным из открытых источников и полученных в результате этих испытаний характеристик сцепления с использованием методов математической статистики. Результаты: В результате работ удалось представить зависимость для расчета коэффициента сцепления в виде «сшивки» двух функций. Практическая значимость: Возможность использования результатов работы при проектировании противоюзово-противобоксовочного устройства УПЗ-М.

Ключевые слова: Электрический подвижной состав, сила сцепления, скольжение колесных пар, юз, боксование, противоюзово-противобоксовочное устройство

Контакты: misha3568723@yandex.ru

Clutch Curve Calculation for Designing Anti-Skid and Anti-Slippage Systems M. Yu. Izvarin, V. E. Andreev
DOI: 10.20295/1815-588X-2022-4-752-762

Purpose: Creation of mathematical apparatus for calculating clutch curve in designing of anti-skid and anti-slippage devices. It is necessary to obtain formula suitable for calculating the dependence of clutch coefficient from absolute and relative slippage speeds of wheelsets along rails and from electric rolling stock (ERS) speed. Methods: Result analysis of trials for various ERS types according to data from open sources and to clutch characteristics obtained as a result of these trials with the use of mathematical statistics methods. Results: as a result of the work, it has been managed to represent the dependence for calculating clutch coefficient in the form of two function “joining”. Practical significance lies in the possibility to use the work results at designing anti-skid/anti-slippage device UPZ-M.

Keywords: Electric rolling stock, clutch force, sliding of wheelsets, skid, slippage, anti-skid/anti-slippage device

Contacts: misha3568723@yandex.ru

Цель: Исследовать вопрос трансформации понятия о современном логистическом комплексе и его роли в транспортной системе. Изучить мировой опыт формирования такого понятия, как «грузовая деревня», и опыт развития подобных проектов, составить перечень признаков грузовой деревни в его современном понимании и сформулировать перечень рекомендаций для развития подобных комплексных логистических объектов в российских условиях. Методы: Анализ международного опыта и синтез новых технико-технологических решений для грузовых терминалов. Результаты: Определено, что научно-техническое развитие транспортно-логистической отрасли шло параллельно с развитием (эволюцией) знания о транспортно-грузовых комплексах. Определено, что, согласно наиболее передовым представлениям о транспортной логистике, грузовая деревня является перспективным форматом комплексных логистических объектов. Разработан типовой мастер-план грузовой деревни с определением перспективных компоновочных решений для ее железнодорожной инфраструктуры. Практическая значимость: Разработанная схема железнодорожного хозяйства грузовой деревни может использоваться при проектировании территорий новых грузовых деревень и индустриальных парков в России и странах СНГ.

Ключевые слова: ТЛЦ, логистический центр, контейнерный терминал, ППЖТ, подъездной путь, грузовая деревня, логистика, мультимодальные перевозки, железнодорожный транспорт, терминально-логистический центр

Контакты: post-iuit@bk.ru, petrkurenkov@mail.ru, romensky@edu.rut-miit.ru, kalinin.k.a@mail.ru, dimeromy@yandex.ru

Arrangement of Railway Economics of Promising Freight Villages S. P. Vakulenko, P. V. Kurenkov, D. Yu. Romenskiy, K. A. Kalinin, M. V. Romenskaya
DOI: 10.20295/1815-588X-2022-4-763-774

Purpose: To explore the issue of notion transformation on modern logistic complex and its role in transport system. To study the world experience in the formation of such notion as “freight village” and the development experience of such projects, to compose feature list of freight village in its up-to-date understanding and to formulate recommendation list for to develop such comprehensive logistic facilities in Russia conditions. Methods: Analysis of international experience and synthesis of new technical-technological solutions for freight terminals. Results: It was determined that scientific- technical development of transport-logistic branch proceeded in parallel with knowledge development (evolution) on transport-freight complexes. It has been determined that according to the most advanced notions about transport logistics, a freight village is a promising format for comprehensive logistic facilities. Standard master plan of freight village has been carried out with the definition of promising arrangement solutions for its railway infrastructure. Practical significance: The developed scheme of railway economics of freight village can be used at designing the territories of new freight villages and industrial parks in Russia and the CIS countries.

Keywords: Transport logistic center, logistic center, container terminal, industrial railway transport enterprises, access road, freight village, logistics, multimodal transportations, rail transport, terminal-logistic center

Contacts: post-iuit@bk.ru, petrkurenkov@mail.ru, romensky@edu.rut-miit.ru, kalinin.k.a@mail.ru, dimeromy@yandex.ru

Цель: На основании экспериментальных исследований колебаний трамвайного вагона «Витязь-М», возникающих на скоростях 50 км/ч и более, в прямых участках пути с рельсами Р65 на железобетонных шпалах оценить влияние поперечных колебаний на безопасность движения и комфорт пассажиров. Показать несоответствие существующей нормативной документации по устройству и содержанию трамвайных путей и ходовых частей трамвая перспективам его развития. Методы: Экспериментальные измерения виброускорений кузова трамваев с ходовыми частями, имеющими различный пробег, при движении по экспериментальному участку пути. Замер и анализ геометрических параметров рельсовой колеи экспериментального участка и трамваев. Результаты: Выполнены замеры виброускорений, возникающих при движении трамваев со скоростями от 20 до 50 км/ч, а также проведен анализ геометрических параметров рельсовой колеи опытного участка и профилей колес подвижного состава, участвовавшего в испытаниях. Во время заездов замерялись виброускорения, возникающие при движении, по трем направлениям — продольное, поперечное и вертикальное. Подтверждено появление поперечных колебаний кузова трамвая, влияющих на дискомфорт пассажиров и безопасность движения. Получены среднеквадратичные значения амплитуд виброускорений в трех направлениях в долях ускорения свободного падения (g) в двух вариантах — при движении тележки между стыками и на стыках. Частотный анализ виброускорений подтвердил резкий рост амплитуды поперечных колебаний на частотах в районе 1–2 Гц при скорости 50 км/ч у трамвая с изношенными колесами. Отмечено соответствие геометрии рельсовой колеи экспериментального участка принятым нормативам, а также соответствие размеров колес подвижного состава конструкторской документации. Практическая значимость: Выявлена необходимость в дальнейшем комплексном исследовании взаимодействия пути и подвижного состава при внедрении скоростного трамвая с целью совершенствования существующих норм по устройству и содержанию трамвайных путей и ходовых частей трамвая.

Ключевые слова: Трамвай, скоростной трамвай, вибрация подвижного состава, колебания подвижного состава, виброускорение, амплитуда колебаний

Контакты: ed@pgups-tempus.ru, project@pgups-tempus.ru, jaro97@mail.ru

Experimental Studies of Tram “Vityaz-M” Vibrations E. P. Dudkin, D. V. Kozlov, Ya. S. Khomyakov
DOI: 10.20295/1815-588X-2022-4-775-782

Objective: Based on experimental studies of vibrations of Vityaz-M tram car occurring at speeds of 50 km/h or more on track straight sections with P65 rails on reinforced-concrete sleepers, to evaluate the effect of transversal vibrations on traffic safety and passenger comfort. To show the inconsistency of existing regulatory documentation on the structure and maintenance of tram tracks and tram chassis with the development prospects. Methods: Experimental measurements of vibration accelerations of tram body and tram chassis, having different mileage, when moving along track experimental section. Measurement and analysis of geometric parameters of rail track experimental section and of trams. Results: Measurements of vibration accelerations occurring during tram motion with 20 to 50 km/h speeds were performed as well as geometric parameter analysis for rail track experimental section and rolling stock wheels’ profiles, participated in the tests, was pursued. During the races, vibration accelerations that occur during movement were measured in three directions — longitudinal, transversal and vertical. The appearance of transversal vibrations of tram body affecting passenger discomfort and traffic safety has been confirmed. The root mean-square values of the amplitudes of vibration accelerations towards three directions in acceleration gravity (g) fractions have been obtained in two variants — at trolley motion between joints and at joints. Vibration acceleration frequency analysis has confirmed a sharp increase in the amplitude of transversal vibrations at frequencies in the region of 1–2 Hz at a speed of 50 km/h for a tram with worn wheels. The compliance of rail track experimental section geometry with the accepted standards as well as the compliance of rolling stock wheels dimensions with constructive documentation are noted. Practical significance: The need for further comprehensive study of the interaction of track and rolling stock while high-speed tram introduction with the purpose to improve existing standards on the structure and maintenance of tram tracks and tram chassis.

Keywords: Tram, high-speed tram, vibration of rolling stock, vibrations of rolling stock, vibration acceleration, amplitude of vibrations

Contacts: ed@pgups-tempus.ru, project@pgups-tempus.ru, jaro97@mail.ru

Цель: Рассмотреть пример осуществления комплексного мониторинга, основанного на сборе и анализе различной информации о перемещениях грунтовой среды для последующего прогноза состояния массива и своевременных корректировок проектных решений. Установить последовательность и периодичность этапов реализации мониторинга для получения своевременной информации о состоянии грунтового массива. Выявить возможные пути статистической обработки результатов наблюдений для обеспечения достоверности прогноза развития деформаций. Методы: Бесконтактный метод регистрации электромагнитной эмиссии, георадиолокационный метод, метод сейсмоакустики, геодезический метод, метод тензометрии, статистические методы. Результаты: Изучена возможность реализации комплексного мониторинга деформаций на конкретном примере. Описана возможная последовательность этапов мониторинга с применением современных методов и технологий. Показано, что сбор данных о состоянии грунтового массива из разных источников позволяет делать достоверные выводы о безопасности горных работ и проверять их путем использования методов статистического анализа. Рассмотрены результаты реальных наблюдений за деформациями в пределах горного отвода. Даны рекомендации по организации наблюдений в период активизации склоновых процессов. Описана возможность организации мониторинга деформаций с комплексным применением различных средств измерений, таких как инклинометрические зонды, высокоточные нивелиры, электронные тахеометры, тензодатчики. Изучен вопрос необходимости проектирования и создания геодезических опорных сетей, служащих основой для производства наблюдений за смещениями конструкций сооружения и окружающих его объектов. Практическая значимость: Результаты могут быть использованы при организации работ по наблюдению за смещениями горных выработок, деформациями дневной поверхности (окружающей застройки), при проектировании наблюдательных станций.

Ключевые слова: Деформации, комплексный мониторинг, подземные сооружения, геодезические наблюдения

Контакты: 65465@pgups.ru, nbogomolova@pgups.ru

Integrated Monitoring of Geological Environment in the Limits of Mining Allotment of Being Constructed Tunnel P. V. Bobarykin, N. N. Bogomolova, T. M. Nemchenko
DOI: 10.20295/1815-588X-2022-4-783-792

Purpose: To consider the example of the implementation of integrated monitoring based on various information collection and analysis on soil environment movements for further prognosis on massif state and timely corrections of construction decisions. To establish sequence and rhythm of monitoring implementation stages for to obtain timely information on soil massif state. To reveal possible ways of statistical processing of observation results for to ensure deformation development prediction reliability. Methods: No-touch registration method for electromagnetic emission, ground penetrating radar method, seismic-acoustics method, geodetic method, strain gauge method, statistical methods. Results: Possibility to embody deformation complex monitoring on certain example has been studied. Possible sequence of monitoring stages with the use of modern methods and technologies has been described. It has been shown that the collection of data on soil massif state from various sources makes it possible to make reliable conclusions on mining operation safety and to verify them by using statistical analysis methods. The results of real observations of deformations in the limits of mining allotment have been considered. Recommendations are given on observation organization during flank process activation. It has been described the possibility of deformation monitoring organization with complex use of various means for measurement such as inclinometric probes, high precision levels, electronic tacheometers, load cells. Geodetic monitoring (geodetic measurements) of deformations during tunnel construction should be carried out. The paper considers the need to project and create geodetic monitoring planned-altitude networks serving as a base to make observations with required accuracy on offset of construction’s structures and objects surrounding the construction. Practical significance: The results can be used in job organization to monitor offsets in excavation outputs, day surface (surrounding buildings) deformations, in the design of observation stations.

Keywords: Deformations, integrated monitoring, underground constructions, geodetic observations

Contacts: 65465@pgups.ru, nbogomolova@pgups.ru

Цель: Исследование аэродинамического воздействия на токоприемник скоростного поезда с помощью метода CFD-анализа в среде Flow Simulation программного обеспечения SolidWorks, c учетом неравномерности распределения скоростных потоков воздушных масс в надвагонной части подвижного состава. Методы: Теоретические исследования базировались на применении теории определяющих соотношений и методах механики сплошных сред. Математическое моделирование выполнялось на ПЭВМ с применением программных продуктов, использующих средства вычислительной гидрогазодинамики. Результаты: Разработана уточненная цифровая модель токоприемника, учитывающая характер взаимодействия в системе «токоприемник — контактный провод» в условиях аэродинамического сопротивления. Практическая значимость: Предложено устройство отклонения воздушных масс при обтекании токоприемника (спойлер), позволяющее устранить негативные воздействия аэродинамического сопротивления, заполнение снеговыми массами карманов конструкции, последствий обледенения рычажной системы.

Ключевые слова: Железнодорожная линия Ангрен — Пап, токоприемник, пантограф, аэродинамическое сопротивление, CFD-моделирование

Контакты: dostonkarimov325@gmail.com

Reducing Air Flow Effect on High-Speed Train Current Collector with the Help of Aerodynamic Cowl D. D. Karimov
DOI: 10.20295/1815-588X-2022-4-793-799

Purpose: Investigation of aerodynamic effect on high-speed train pantograph using CFD-analysis method in FlowSimulation environment of SolidWorks software given uneven distribution of air high-speed mass flows in atop-car part of a rolling stock. Methods: Theoretical research was based on the application of the theory of constructive relations and continuum methods. Mathematical modeling was performed on a PC applying software products which use the means of computational fluid dynamics. Results: Refined digital model of a current collector has been developed which takes into account interaction nature in “current collector — contact wire” system under aerodynamic drag conditions. Practical significance: Device for the deflection of air masses when flowing around a current collector (a spoiler) is proposed that makes it possible to get rid of negative effects of: aerodynamic drag, filling-in construction pockets with snow masses and lever system icing consequences.

Keywords: Railway track, railway line Angren-Pan, passenger transportation, current collector, pantograph, aerodynamic drag, frontal airflow, calculation of aerodynamic forces, aerodynamic device, CFD-modeling

Contacts: dostonkarimov325@gmail.com

Цель: Сформулировать предложения по конфигурированию терминально-складской инфраструктуре по размещению складских мощностей в транспортном узле. Методы: На основе анализа публикаций в направлении данных исследований применена оптимизационная геометрическая евклидова модель процесса грузоперевозок, осуществляемых на территории транспортного узла, для нахождения оптимального распределения грузопотоков путем разбиения его на части, представляющие собой «области влияния». Результаты: В статье разработан на методах классического интегрального исчисления алгоритм оптимизации процесса грузоперевозок, который позволяет находить среди множества возможных местоположений распределительного центра те, которые с учетом комплекса ограничений позволят определить «область влияния» распределительного центра с наибольшей площадью, в отличие от первоначальной. Практическая значимость: Получен экономический эффект от снижения базовой ставки за арендную плату из-за возможного изменения местоположения логистического грузового распределительного центра за пределы территории уплотненной городской застройки, где базовая ставка арендной платы больше.

Ключевые слова: Складская логистика, транспортный узел, логистический грузовой распределительный центр, экономико-географический метод, грузопотоки, торговая сеть, олигополистиче-ский рынок, дуополия, алгебраические кривые высшего порядка

Контакты: o_chislov@mail.ru, bogachev-va@yandex.ru, vladimir.trapenov@mail.ru, bogachev73@yandex.ru, zadorozniy91@mail.ru

Configuring Terminal-Warehouse Infrastructure of Transport Hub Basing on the De-velopment of Method of Economic-Geographical Differentiation of Cargo Flows O. N. Chislov, V. A. Bogachev, V. V. Trapenov, T. V. Bogachev, V. M. Zadorozhniy
DOI: 10.20295/1815-588X-2022-4-800-811

Purpose: To formulate proposals for configuring terminal-warehouse infrastructure for the placement of storage facilities inside a transport hub. Methods: Basing on the analysis of pub-lications in the trend of the research data, optimization geometric Euclidean model of freight process, embodied on the territory of a transport hub, was applied to find optimal cargo flow distribution by dividing the flow into parts representing “influence areas”. Results: optimiza-tion algorithm for freight process was developed in the article on the basis of classical integral calculus methods, the algorithm allows to discover those ones among many distributive center possible locations which allows in view of restriction complex to determine “influence area” of distributive center with the largest area in comparison with the initial area. Practical signifi-cance: Economic effect was obtained from base rental rate reduction that is due to possible change of logistic freight distribution center location outside dense urban development territo-ry where base rental rate is higher.

Keywords: Warehouse logistics, transport hub, logistic freight distributive center, economic-geographical method, Rostov transport hub, optimization of cargo flow distributions, retail trade network, oligopolistic market, duopoly, higher order algebraic curves

Contacts: o_chislov@mail.ru, bogachev-va@yandex.ru, vladimir.trapenov@mail.ru, bogachev73@yandex.ru, zadorozniy91@mail.ru

Цель: Разработка машинопригодного алгоритма расчета наибольшего среднего (приведенного) уклона для определения минимальных норм закрепления вагонов, групп вагонов или составов поездов, оставляемых на путях железнодорожных станций без локомотивов. Методы: Решение поставленной задачи производилось путем составления последовательности математических и логических действий. Математическими выражениями описывается спрямление продольного профиля пути, т. е. расчет приведенного уклона. Логическими действиями описаны ограничения при производстве расчетов. Результаты: Составлен алгоритм расчета приведенного уклона, учитывающий положения Инструкции по организации движения поездов и маневровой работы на железнодорожном транспорте Российской Федерации. Практическая значимость: Разработанный алгоритм позволяет производить расчет приведенного уклона при наименее благоприятных условиях расположения вагонов, групп вагонов или составов поездов в пределах полезной длины станционных путей, что отвечает условиям обеспечения надежного закрепления подвижного состава от ухода. Проведенные исследования позволяют разработать программу для определения минимальных норм закрепления вагонов, групп вагонов или составов поездов, оставляемых на путях железнодорожных станций без локомотивов в полном соответствии с Инструкцией по организации движения поездов и маневровой работы на железнодорожном транспорте Российской Федерации.

Ключевые слова: Средний уклон, приведенный уклон, спрямление продольного профиля, тормозной башмак, закрепление подвижного состава, нормы закрепления подвижного состава

Контакты: docentkostenko@yandex.ru, sss1999@inbox.ru, denchik_yazik167@mail.ru, aleksandrovigor2000@mail.ru

Algorithm Development for Maximum Reduced Slope Calculation at Car Securing on Station Railways by Braking Chairs V. V. Kostenko, S. S. Smirnov, D. V. Yazev, I. P. Alexandrov
DOI: 10.20295/1815-588X-2022-4-812-819

Purpose: The development of machine-friendly calculation algorithm of maximum average (reduced) slope for to define minimal norms for securing cars, groups of cars or train stocks that’re left on station railways without locomotives. Methods: The set task solving was held by making up the succession of mathematical and logical actions. Mathematical expressions describe flattening of track longitudinal profile, i.e. the calculation of reduced slope. Logical actions describe limitations at pursuing the calculations. Results: Calculation algorithm of reduced slope has been made up which takes into account the provisions of Instructions on Train Motion and Shunting Work on Railway Transport of the Russian Federation. Practical significance: The developed algorithm allows to pursue the calculation of reduced slope at the least favorable conditions of the placement of cars, group of cars and stocks of trains in the frames of effective length of station tracks that corresponds to provision conditions for rolling stock securing from leaving. The pursued research allows to develop program for defining minimal norms for securing cars, groups of cars and stocks of trains that’re left on station railways without locomotives, in full accordance with Instructions on Train Motion and Shunting Work on Railway Transport of the Russian Federation.

Keywords: Average slope, reduced slope, longitudinal profile flattening, braking chair, rolling stock securing, rolling stock securing norms

Contacts: docentkostenko@yandex.ru, sss1999@inbox.ru, denchik_yazik167@mail.ru, aleksandrovigor2000@mail.ru

Цель: Разрабатывается математическая модель для изучения процесса промерзания грунтов с учетом миграции влаги, и выполняется численное моделирование температурного режима земляного полотна железных дорог при нестационарном процессе в условиях холодного климата. Методы: Численная реализация модели выполнена обработкой математического модуля в программе COMSOL Multiphysics, основанной на дифференциальных уравнениях в частных производных (PDE) методом конечных элементов. Достоверность модели подтверждается сравнением с предыдущими экспериментальными данными и результатами моделирования другими авторами. Результаты: Результаты расчета на основе разработанной модели показывают лучшую коррелированность с экспериментальными данными по сравнению с результатами других моделей. Представлены пример вычисления и результаты расчета температурного режима земляного полотна в пятом цикле промерзания — оттаивания. Выполнен анализ изменения глубины промерзания грунтов и изменения колебания температуры грунтов по глубине на пятый год. Практическая значимость: Разработанная математическая модель дает возможность прогнозировать глубину промерзания грунта с учетом ми-грации влаги, в том числе изменение глубины промерзания и оттаивания, вызванных потеплением климата. Разработанная модель может быть использована как для изучения закономерности распределения теплового режима земляного полотна при промерзании и оттаивании, так и для совершенствования конструкции земляного полотна, чтобы защитить его от морозного пучения грунтов.

Ключевые слова: Промерзание грунта, температурный режим, миграция влаги, численное моделирование, земляное полотно

Контакты: wangxintong@mail.ru, kolos2004@inbox.ru, pgups60@mail.ru

Mathematical Modeling of the Process of Soil Freezing of Railway Subgrade in Cold Climate Conditions X. Wang, A. F. Kolos, A. V. Petriaev
DOI: 10.20295/1815-588X-2022-4-820-831

Purpose: Mathematical model for studying the process of soil freezing given moisture migration is developed. Numerical modeling of temperature mode of railway subgrade at non-stationary pro-cess in cold climate conditions is performed. Methods: Numerical implementation of the model is performed by mathematical module processing in COMSOL Multiphysics program, which’s based on partial differential equations (PDE), with finite element method. The model reliability is con-firmed by the comparison with previous experimental data and the results of simulation by other authors. Results: Calculation results on the developed model basis show the best correlation with experimental data in comparison with the results for other models. Calculation example and calcu-lation results for subgrade temperature mode in freezing-thawing fifth cycle are presented. The analysis of soil freezing depth change and soil temperature fluctuation change by depth by fifth year are carried out. Practical significance: The developed mathematical model makes it possible to predict soil freezing depth, taking into account moisture migration, including freezing and thawing depth changes caused by climate warming. The developed model can be used both, to study the mechanism of subgrade temperature mode distribution at freezing and thawing, and to improve subgrade construction for to protect it from soil frost heaving.

Keywords: Soil freezing, temperature mode, moisture migration, numerical modelling, railway subgrade

Contacts: wangxintong@mail.ru, kolos2004@inbox.ru, pgups60@mail.ru

Цель: Проведение экспериментальных исследований в условиях локомотивного депо, переход к математическому моделированию колесно-моторного блока для условий позиции безразборной диагностики подшипников тягового электрического двигателя. Методы: Диагностические комплексы, позволяющие определять техническое состояние колесно-моторного блока в локомотивных депо. С целью определения подходов для выбора и оценки параметров источников питания для позиции безразборной виброакустической диагностики колесно-моторных блоков локомотивного депо выполнен анализ методологии проектирования математической модели колесно-моторных блоков. Результаты: Определен момент инерции колесной пары, соединенной с якорем электрического двигателя для условий процесса диагностирования подшипниковых узлов колесно-моторного блока. Практическая значимость: Выполнен эксперимент в локомотивном депо «Узбекистон» АО «Узбекистон темир йуллари» по определению момента инерции колесно-моторного блока и момента сопротивления вращению.

Ключевые слова: Электроподвижной состав, источник питания, тяговый электродвигатель, колесно-моторный блок, виброакустическая диагностика, момент инерции

Контакты: smurodilla@gmail.com, v-zelenchenko46@mail.ru, igor.rollet@inbox.ru

Mathematical Model of Locomotive Wheel-Motor Block for the Conditions of Diagnostics Technological Process for Bearing Units at the Position of Vibroacoustic Control M. Sh. Shadmonkhodjaev, A. P. Zelenchenko, I. A. Rolle
DOI: 10.20295/1815-588X-2022-4-832-838

Purpose: The conduction of experimental studies in the conditions of locomotive depot, the transition to mathematical modeling of wheel-motor block for the conditions of diagnostics position, not allowing disassembly, of traction electric motor bearings. Methods: Diagnostic complexes allowing to determine wheel-motor block technical state in locomotive depots. In order to determine the approaches for the choice and evaluation of power source parameters for vibroacoustic diagnostics position, not allowing disassembly, of wheel-motor blocks of locomotive depot the analysis of designing methodology for wheel-motor block mathematical model was carried out. Results: Inertia moment of wheelset connected to electric motor anchor is determined for the conditions of diagnostics process of bearing units of a wheel-motor block. Practical significance: Experiment in "Uzbekiston" locomotive depot of JSC "Uzbekiston Temir Yullari" to determine inertia moment of wheel-motor block and resistance to rotation moment was carried out.

Keywords: Electric rolling stock, power source, traction electric motor, wheel-motor block, vibroacoustic diagnostics, inertia moment

Contacts: smurodilla@gmail.com, v-zelenchenko46@mail.ru, igor.rollet@inbox.ru

Цель: Для определения оптимальной точки переключения работы крана между платформами выполнить моделирование задачи выбора приоритетов обслуживания подач вагонов краном, отличающейся учетом штрафов за излишний простой подач на грузовом фронте. Методы: Для поиска распределения используются методы теории вероятностей, массового обслуживания и математической статистики, а также экспертных оценок. Результаты: Разработана модель приоритетов обслуживания подач вагонов. Определены зависимости средней стоимости времени простоя двух подач вагонов под грузовыми операциями — от момента переключения между подачами при распределении Эрланга k-го порядка времени выполнения грузовой операции и его частного случая — экспоненциального распределения при смешанном приоритете обслуживания подач вагонов. Практическая значимость: Предложено рациональное распределение работы крана, позволяющее снизить расходы терминала на штрафы за излишний простой подач на грузовом фронте.

Ключевые слова: Автоматизация, пути необщего пользования, терминал, контейнерно-транспортная система, ускоренная доставка грузов

Контакты: kol.pgups@mail.ru, dcs2_boykovsa@orw.ru

Priority Model of Car Delivery Service N. V. Malyshev, S. A. Boikov
DOI: 10.20295/1815-588X-2022-4-839-846

Purpose: for the definition of optimal switch point of crane operation between platforms, to perform task simulation of priority choice in car delivery service, the task should feature penalty consideration for excessive idle delivery at freight front. Methods: Methods of probability theory, queuing and mathematical statistics as well as expert assessments are used to find distribution. Results: Priority model for car delivery service has been worked out. The dependences of average cost of idle time of two car delivery under freight operations - from the moment of switch between deliveries at distribution of Erlang of kth order of freight operation implementation time and the distribution special case — exponential one at mixed priority of car delivery service - are determined. Practical significance: Rational distribution of crane operation is proposed allowing to reduce terminal's costs for penalties for excessive idle delivery at freight front.

Keywords: Automation, non-public railways, terminal, container-transport system, accelerated cargo delivery

Contacts: kol.pgups@mail.ru, dcs2_boykovsa@orw.ru

Цель: Выполнить анализ работоспособности отдельно стоящих железобетонных опор контактной сети в условиях высокоскоростных железнодорожных магистралей, разработать мероприятия и конструктивные решения опор повышенной надежности и долговечности. Методы: Анализ типовых конструктивных решений по ГОСТ 19330—99 с учетом опыта их эксплуатации, применение численных методов расчета с привлечением расчетных программ. Результаты: Проанализированы недостатки применяемых конструкций опор контактной сети на железных дорогах с применением стали и железобетона. Выполнены расчеты несущей способности и жесткости типовых железобетонных опор по ГОСТ 19330—99 с применением вычислительного комплекса SCAD на действие актуальных климатических и эксплуатационных нагрузок, в том числе от ветрового давления при движении высокоскоростных составов со скоростью движения 300 км/ч. Разработана конструкция инновационной опоры, включающей стойку из железобетона, фибробетона или стали, на железобетонном фундаменте, объединенную методом безвыверочного монтажа для обеспечения герметичности соединяемых частей конструкций. Практическая значимость: Выявлены резервы работоспособности типовых отдельно стоящих железобетонных опор контактной сети в условиях высокоскоростной железнодорожной магистрали Санкт-Петербург — Москва по проектным материалам. Установлена возможность восприятия опорами давления от ветрового потока при движении поездов со скоростью 300 км/ч. Предложены применение инновационной комбинированной сталебетонной конструкции опоры контактной сети и способы ее монтажа. Использование нового способа монтажа и конструкции опоры позволит снизить трудоемкость ее монтажа, а также повысить надежность и долговечность опоры в изменяющихся условиях эксплуатации.

Ключевые слова: Опора контактной сети, железобетонная конструкция, сталебетон, монтаж, надежность, долговечность

Контакты: veselov.1977@inbox.ru

Working Efficiency of Catenary Supports on High-Speed Railways V. V. Veselov
DOI: 10.20295/1815-588X-2022-4-847-855

Purpose: To perform working efficiency analysis of catenary separately standing reinforced-concrete supports in high-speed railway conditions, to develop measures and constructive solutions of the supports of increased reliability and durability. Methods: Analysis of typical constructive solutions according to Russia State Standard GOST 19330-99 given their exploitation experience, the use of numerical calculation methods involving calculation programs. Results: The disadvantages of being applied structures of catenary supports on railways with the use of steel and reinforced concrete are analyzed. The calculations of typical reinforced-concrete support bearing capacity and rigidity according to GOST 19330-99 with the use of SCAD computing complex for the effect of vital climatic and exploitational burdens, including ones from wind pressure at high-speed rolling stock motion trains at the speed of 300 km/h, are made. Innovative support construction has been developed which includes pillar of reinforced concrete, fiber-reinforced concrete or steel on reinforced-concrete foundation, the construction is combined with alignment-free mounting method to ensure the impermeability of construction being united parts. Practical significance: The reserves for working efficiency of typical separately-standing reinforced-concrete catenary supports in the conditions of high–speed railway trunk St. Petersburg - Moscow on project documentation basis are revealed. The possibility of pressure perception by supports from wind flow at train motion of 300 km/h speed has been established. The application of innovative combined steel-concrete structure of catenary support construction and its mounting ways are proposed. The use of support mounting and construction new way would allow to reduce support mounting laboriousness as well as to rise support reliability and durability in exploitation changing conditions.

Keywords: Catenary supports, reinforced concrete structure, steel concrete, mounting, reliability, durability

Contacts: veselov.1977@inbox.ru

Цель: Рассматриваются вопросы повышения эффективности наземного обслуживания пассажиров в авиационно-транспортных логистических узлах. Процессы наземного обслуживания прогнозируемы с точки зрения теории транспортных систем и нормируются применением инструментов теории расписания. Действия или бездействие в процессах обслуживания пассажира как участника процесса вносит в транспортную систему элемент случайности. Управление инициативой пассажира не влияет на прогнозируемость времени окончания операции наземного обслуживания. В статье предложены описание процессов производственной деятельности логистического узла, а также роль поведения пассажира в наземном обслуживании. Представлены направления исследования когнитивной модели поведения пассажира в рамках структурно-поточной схемы аэровокзала. В работе предлагается система предиктивной аналитики в виде телематики, собирающей данные о фактическом поведении пассажиров в функциональных зонах аэропорта. В качестве предложения по повышению эффективности работы узла предлагается внедрять модели поведения пассажиров для прогнозирования времени завершения процессов наземного обслуживания пассажиров и за счет алгоритмов оценки данных, что является продолжением работы. Методы: Общая теория систем, теория когнитивных транспортных систем. Результаты: Разработана архитектура системы сбора данных с датчиков контроля поведения пассажира в аэровокзале по процессу наземного обслуживания в авиационно-транспортном логистическом узле; приведена структурно-логическая схема сценария возникновения негативного с точки зрения регулярности события. Практическая значимость: Оптимизация процессов наземного обслуживания пассажиров авиационного транспортного логистического узла.

Ключевые слова: Авиационно-транспортный логистический узел, система, авиапассажир, когнитивная модель, процесс наземного обслуживания пассажира, структурно-поточные схемы регистрации, выход на посадку, архитектура системы сбора данных по процессам обслуживания пассажира

Контакты: palamarchuk.67@mail.ru, borodinaov@gmail.com, nvivanova@spbguga.ru

Architecture of the System for Data Collection from Transducers for Behavior Monitoring of the Passenger of Airborne Transport-Logistic Junction G. I. Palamarchuk, O. V. Borodina, N. V. Ivanova
DOI: 10.20295/1815-588X-2022-4-856-866

Purpose: The issues of increasing the efficiency of passengers’ ground service in airborne-transport logistic junctions are considered. Ground service processes are predictable from the point of transport system theory and are normalized using time-schedule theory tools. Actions or inaction in the service processes of a passenger as a process participant introduce an accidental element into transport system. Managing passenger’s initiative does not affect the predictability of the end time of ground service operations. The article proposes the description of the processes of logistic junction production activity as well as the role of passenger’s behavior in ground service. Directions for the study of passenger behavior cognitive model in the frames of air-terminal structural-flowing scheme are proposed. The paper proposes predictive analytics system in the form of telematics which collects data on passenger factual behavior in airport functional areas. As a proposal to improve junction operation efficiency it is proposed to introduce passenger behavior models for the prediction of time ending of passenger ground service processes and for - at the expense of data evaluation algorithms - constituting operation process continuation. Methods: System general theory, cognitive transport system theory. Results: The architecture of the system for data collection from transducers for passenger behavior monitoring at air terminal on the process of ground service in airborne-transport logistic junction was developed; structural-logical scheme of negative scenario occurrence, that’s negative one from the point of event regularity, is given. Practical significance: Passenger ground service process optimization of airborne transport logistic junction.

Keywords: Airborne-transport logistic junction, system, airborne passenger, cognitive model, passenger ground service process, check-in structural-flowing schemes, boarding gate, architecture of data collection system on passenger service processes

Contacts: palamarchuk.67@mail.ru, borodinaov@gmail.com, nvivanova@spbguga.ru

Цель: Рассмотреть проблему обеспечения благоприятной информационной среды в общественном транспорте, провести анализ результатов опроса общественного мнения, организованного разными субъектами социального контроля. Проанализировать предлагаемые инициативы в области решения вопросов регламентации правил поведения пассажиров по использованию устройств трансляции аудио- и видеопродукции в общественном транспорте, в том числе вопросов, связанных с применением средств индивидуализации потребления медиасигналов — наушников. Методы: Контент-анализ текстов предлагаемых инициатив по решению проблемы регулирования общественных отношений в этой сфере, размещенных в общедоступных источниках, а также аргументов сторонников и противников таких инициатив. Вторичный анализ результатов опросов общественного мнения. Результаты: Впервые сформулирован экологический уровень проблемы медиашумового загрязнения информационной среды общественного транспорта и предложен комплексный подход к ее решению через применение средств, методов и принципов гигиенического нормирования, а также использование всего потенциала неформального социального контроля, включая пропаганду здорового образа медиапотребления, социальную рекламу, направленную на формирования внутренних убеждений и этических принципов поведения в общественном транспорте. Практическая значимость: Выработаны принципы обеспечения благоприятной информационной среды как важнейшей задачи государственного управления в области регулирования общественных отношений в общественном транспорте. Показана недостаточность регулирования практик трансляции аудио- и видеосигналов в общественных пространствах, обуславливающая их отрицательное влияние на здоровье и благополучие человека. Предложены пути решения этой проблемы с помощью стандартизации и нормирования функционирования физических величин, поддающихся измерению.

Ключевые слова: Информационная экология, медиашум, информационная гигиена, общественный транспорт, права пассажиров

Контакты: alker@yandex.ru

Public Administration in the Field of Favorable Informational Environment Provision in Public Transport A. K. Polyanina
DOI: 10.20295/1815-588X-2022-4-867-875

Purpose: To consider the problem of favorable information environment provision in public transport, to pursue the analysis of the results of opinion poll. organized by various subjects of social monitoring. To analyze the proposed initiatives in the field of solving the issues of rules regulation on passenger behavior on the use of audio and video broadcasting devices in public transport, including the issues related to the use of ndividualization means of media signal consumption - headphones. Methods: Content analysis of the texts, placed in publicly available sources, of proposed initiatives to solve the problem on the regulation of public relations in this sphere, as well as of the arguments of supporters and opponents of such initiatives. The secondary analysis of public opinion poll results. Results: For the first time, there is formulated the ecological level of the problem of media noise pollution of informational environment of public transport, and integrated approach to settle it via means, methods and hygienic regulation principles application is proposed, as well as there’s formulated the usage of all of the potential of informal social monitoring, including the advocacy of media consumption healthy way, of social advertisements, aimed at the formation of inner belief and behavior ethical principles in public transport. Practical significance: Provision principles for favorable informational environment as the most important task of public administration in the sphere of handling public relations in public transport have been developed. The insufficiency of regulation of audio and video signal broadcasting practices in public spaces, preconditioning their negative impact on human health and well-being, is shown. The ways to settle this problem are proposed with the help of standardization and rationing of the functioning of physical quantities, which are the subject for measurement, namely, of informational signal effects and parameters.

Keywords: Informational ecology, media noise, informational hygiene, public transport, passenger rights

Contacts: alker@yandex.ru

Цель: Разработка автоматизированного алгоритма с применением инструментов имитационного моделирования, позволяющего производить расчет наличной пропускной способности железнодорожной линии со смешанным движением. В его основу заложены аналитические формулы. Результаты: Алгоритм отличается использованием инструментов имитационного моделирования и учетом коэффициента с одноименным названием. Применение данного программного продукта позволит повысить эффективность и точность расчетов наличной пропускной способности. Полученные в ходе моделирования данные были сопоставлены с данными в расписании, выявлено их расхождение, на основе которых было найдено значение коэффициента имитационного моделирования, интегрированный в существующие формулы. На основе всех вычислений разработан программный алгоритм с последующей его реализацией в программной среде Maple с целью автоматизации вычислений и повышения их эффективности. Методы: Использовались имитационное моделирование и метод аналитических сопоставлений. Практическая значимость: Повышение точности вычислений значений наличной пропускной способности на сети ОАО «РЖД» и упрощение реализации подобных вычислений. Данный алгоритм в случае его внедрения позволит приблизить рассчитываемые значения к реальным.

Ключевые слова: Железнодорожный полигон, аналитические формулы, имитационная модель, программный комплекс, сопоставление результатов, программный код

Контакты: maks.marchenko1998@mail.ru, insight1986@inbox.ru, shefainn@yandex.ru

Development of Automated Algorithm for Railway Line Capacity Calculation M. A. Marchenko, O. D. Pokrovskaya, V. V. Shcherbakov
DOI: 10.20295/1815-588X-2022-4-876-888

Purpose: To develop an automated algorithm using simulation modeling tools that allows calculating actual capacity of railway line with mixed traffic. Analytical formulas underlie the algorithm. Results: The algorithm features the use of simulation modeling tools and taking into account of the same name coefficient. The application of the given software product will allow to raise the efficiency and accuracy of actual capacity calculation accuracy. The data, obtained during the simulation, were compared to the data in the timetable, their discrepancy was revealed which basis on, simulation modeling value, integrated into existing formulas, was found. Based on all calculations, software algorithm has been developed with its subsequent implementation in Maple software environment in order to automate calculations and increase their efficiency. Methods: Simulation modeling and analytical comparison method were used. Practical significance: Improving the accuracy of calculations of the values of available capacity on the network of JSC "Russian Railways" and simplifying the implementation of such calculations. This algorithm, if implemented, would bring the calculated values closer to the real ones.

Keywords: Railway polygon, analytical formulas, simulation model, software package, comparison of results, program code

Contacts: maks.marchenko1998@mail.ru, insight1986@inbox.ru, shefainn@yandex.ru