Выпуск 3 - Issue 3

Цель: Определить влияние геометрических параметров наиболее распространенной упругой прутковой клеммы современных промежуточных рельсовых скреплений — В-образной клеммы (типа ЖБР и АРС) на изменение ее напряженно-деформированного состояния. Предложить дальнейшее направление совершенствования конструкции упругих прутковых клемм рельсовых скреплений для увеличения надежности конструкции. Методы: В статье приведены результаты многовариантного моделирования геометрических параметров клемм (ЖБР — 20 шт., АРС — 13 шт.) с анализом их напряженно-деформированного состояния, с использованием методов программно-вычислительных комплексов SolidWorks и Ansys Workbanch. Результаты: Анализ конструкции современных скреплений показал, что интервалы варьирования геометрических параметров клемм (диаметр прутка, вертикальный радиус, горизонтальный радиус) имеют небольшие пределы и существенные ограничения, связанные с требованиями обеспечения прочности, упругости и работоспособности всего скрепления. Выявлена необходимость рассмотрения вариантов с вертикальными радиусами менее 60 мм, что влечет за собой необходимость коренного изменения самой формы клемм. Практическая значимость: Анализ расчетов многовариантных моделей показал степени влияния интервалов варьирования геометрических параметров прутковых клемм (диаметр прутка, вертикальный радиус, горизонтальный радиус) на напряженно-деформированное состояние. Установлено, что для дальнейшего увеличения упругости клемм необходима разработка нового типа рельсового скрепления с принципиально иной формой (отличной от современной В-образной формы) упругой клеммы, не обладающей современными конструктивными ограничениям в геометрических параметрах.

Ключевые слова: Железнодорожный путь, рельсовое скрепление, программно-вычислительный комплекс, SolidWorks, Ansys, геометрические параметры, напряжения

Контакты: m.caryuckin@yandex.ru

Multivariate Modeling of Design Parameters of Elastic Clips of Modern Rail Fasteners, with Analysis of Their Stress-Strain State M. A. Karyukin
DOI: 10.20295/1815-588X-2023-3-507-518

Purpose: To determine the influence of geometric parameters on the most common elastic rod clip used in modern intermediate rail fastenings — the B-shaped clip (such as reinforced concrete rail (RCR) clip and anchor rail fastening (ARF)) — on changes in its stress-strain state. To propose a further direction of improving the design of elastic rod clips of rail fasteners to increase the reliability of the structure. Methods: The article presents the results of multivariate modeling of the geometric parameters of the clips (RCR — 20 pcs., ARF — 13 pcs.) with the analysis of their stress-strain state, using the methods of software and computer systems SolidWorks and Ansys Workbench. Results: Analysis of the design of modern fasteners has shown that the intervals for varying the geometric parameters of the clips (rod diameter, vertical radius, horizontal radius) have small limits and significant limitations associated with the requirements for ensuring the strength, elasticity and operability of the entire fastening. The necessity of considering options with vertical radii less than 60 mm has been revealed, which entails the need for a radical change in the shape of the clips themselves. Practical significance: As a result of the analysis of the calculations of multivariant models, the degrees of influence of the intervals of variation of the geometric parameters of rod clips (rod diameter, vertical radius, horizontal radius) on the stress-strain state have been determined. It is established that in order to further increase the elasticity of the clips, it is necessary to develop a new type of rail fastening with a fundamentally different shape (different from the modern B-shaped) elastic clip that does not have modern design limitations in geometric parameters.

Keywords: Railway track, rail fastening, software and computing complex, SolidWorks, Ansys, geometric parameters, stresses

Contacts: m.caryuckin@yandex.ru

Цель: Проведение комплексных экспериментальных исследований усталостной прочности пружин боковых скользунов грузовой тележки с оценкой эффективности применения термической и дробеструйной обработки в процессе их изготовления. Методы: Применен метод стендовых ресурсных (на усталость)испытаний пружин боковых скользунов постоянного контакта, который позволил получить характеристики выносливости натурных деталей. Для исследования влияния упрочняющих операций в процессе изготовления пружин на их усталостную прочность проведены металлографические исследования пружинной стали с оценкой механических характеристик поверхностных слоев различных зон винтового пространственного бруса. Результаты: Получены экспериментальные силовые характеристики пружинных комплектов боковых скользунов инновационной грузовой тележки с нагрузкой на ось 25 тс (245 кН). Кривые усталости пружин, представленные в вероятностном аспекте, позволили определить коэффициенты запаса прочности пружин по усталости с учетом эксплуатационной нагруженности, а также обо-сновать соответствие пружинных комплектов нормативным требованиям. Практическая значимость: По результатам исследований рассмотренный конструктивно-технологический вариант бокового скользуна постоянного контакта грузовой тележки запущен в серийное производство. Результаты испытаний позволяют обоснованно назначить гарантийный межремонтный пробег ответственного узла тележки и проводить работы по дальнейшей модернизации конструкции с целью повышения эксплуатационного ресурса.

Ключевые слова: Усталостная прочность, пружины, боковой скользун тележки грузового вагона, металлографические исследования металла пружин

Контакты: uiz123456@mail.ru

Research on Fatigue Durability of Side Bearing Springs for Model 18-9891 Bogie D. V. Danilenko, V. P. Efimov, V. A. Chernov
DOI: 10.20295/1815-588X-2023-3-519-530

Purpose: To conduct comprehensive experimental studies on the fatigue strength of side bearing springs for freight bogies, evaluating the effectiveness of thermal and shot peening treatments during their manufacturing process. Methods: The method of stand endurance (fatigue) testing of constant contact side bearing springs has been applied, allowing for obtaining endurance characteristics of actual components. Metallographic studies of spring steel have been conducted to investigate the influence of strengthening operations during spring manufacturing on their fatigue strength, with the assessment of mechanical characteristics of surface layers in various zones of the helical spatial beam. Results: Experimental force characteristics of spring sets for side bearings of an innovative freight bogie with a load of 25 tons (245 kN) on the axle have been obtained. Fatigue curves of the springs have been presented in a probabilistic aspect, enabling the determination of load factor for fatigue strength of the springs considering operational loading, as well as justifying the compliance of the spring sets with the regulatory requirements. Practical significance: Based on the research results, the considered constructive-technological variant of the constant contact side bearing spring for the freight bogie has been put into serial production. The test results allow us to reasonably determine the warranty mileage of the responsible assembly of the bogie and to conduct further work on the design modernization with the aim of increasing operational life.

Keywords: Fatigue strength, springs, side bearing of a freight bogie, metallographic studies of spring metal

Contacts: uiz123456@mail.ru

Цель: Обоснование выбора факторов, определяющих формирование динамической нагрузки на железнодорожный путь со стороны современного подвижного состава при скоростном и высокоскоростном движении. Для достижения этой цели были проведены теоретические предпосылки и экспериментальные исследования. В результате работы разработана методика определения вертикальной расчетной силы, которая действует от колеса на рельс. Методика: Скоростные и высокоскоростные поезда, в силу своей принципиальной конструкции и значительного увеличения скорости движения, требуют пересмотра методов расчета воздействия подвижного состава на железнодорожный путь. Это включает анализ соотношений среднеквадратических отклонений различных динамических сил и оценку влияния различных факторов при разных скоростях движения. Результаты: В рамках работы были проведены экспериментальные измерения для изучения изменений динамической нагрузки. В результате были получены зависимости между средней и расчетной вертикальными силами и скоростью движения для современных пассажирских поездов. С использованием факторного дисперсионного анализа были получены численные характеристики влияния различных факторов на значение вертикальной силы, действующей от колеса на рельс. Также были определены степени влияния различных факторов на формирование этой силы.

Ключевые слова: Расчет пути на прочность, верхнее строение пути, скоростное движение, напряжение в пути, динамическая сила, динамическое неравенство

Контакты: _saidhon_@inbox.ru, nodir_kodirov_95@mail.ru

Analysis of the Impact of Wheel Dynamic Load on Rails under High-Speed Train Operations in Uzbekistan S. T. Jabbarov, N. B. Kodirov
DOI: 10.20295/1815-588X-2023-3-531-543

Purpose: Justification of choosing the factors influencing the formation of dynamic load on the railway track by modern rolling stock during high-speed and very high-speed operations. To achieve this goal, theoretical groundwork and experimental research have been conducted. As a result of the work, a methodology has been developed for determining the vertical calculated force exerted by the wheel on the rail. Methods: High-speed and very high-speed trains, due to their fundamental design and significant increase in speed, necessitate a reconsideration of methods for calculating the impact of rolling stock on the railway track. This includes the analysis of relationships between root-mean-square deviations of various dynamic forces and the assessment of the influence of different factors at different speeds of operation. Results: As part of the study, experimental measurements have been conducted to examine changes in dynamic load. As a result, dependencies between the average and calculated vertical forces and the speed of operation for modern passenger trains have been obtained. By using factorial analysis of variance, numerical characteristics of the influence of various factors on the value of the vertical force exerted by the wheel on the rail have been obtained. Additionally, the degrees of influence of different factors on the formation of this force have been determined.

Keywords: Track strength calculation, track superstructure, high-speed operation, track stress, dynamic force, dynamic inequality

Contacts: _saidhon_@inbox.ru, nodir_kodirov_95@mail.ru

Цель: Рассмотреть вопрос взаимодействия перевозчиков и контрагентов с использованием новых подходов направленных на привлечение клиентов на рынок транспортных услуг, с созданием единого механизма на основе цифровизации. Методы: Целый ряд работ исследует вопросы расположения складских помещений. В них поставленная задача решается различными методами такими как эвристическое определение «центра тяжести» для предприятий, многокритериальный интеграл Шоке, метод анализа иерархий, заключающийся в попарных сравнениях, а также авторские методы экономико-географического моделирования транспортных систем, отражающие геометрическую идею подхода в транспортно-логистических исследованиях с разграничением «областей влияния». Результаты: Указана необходимость создания единого механизма взаимодействия перевозчика и контрагента. В реализации поставленных аспектов играет характер перевозки с учетом номенклатуры грузов. Предпочтение должно быть направлено на массовые категории. В решении поставленных целей возможно применение метода линейного программирования (равенства). Выявлена необходимость в проведении дополнительного изучения конъюнктуры хозяйствующего субъекта. Практическая значимость: Показана необходимость создание единой цифровой платформы взаимодействия участников перевозочного процесса, реализация которой позволит ускорить процесс решения задач, направленных на использование новых инструментов, способствующих улучшению работы хозяйствующего субъекта. Приведенные схемы расположения складов могут быть рекомендованы к практическому использованию.

Ключевые слова: Складская логистика, инфраструктура, станция, грузовой склад, транспорт, аутсорсер

Контакты: nata-vesna333@yandex.ru, 1010900@mail.ru

Actual Issues in Cargo and Commercial Work at Railway Stations N. M. Magomedova, V. V. Khan
DOI: 10.20295/1815-588X-2023-3-544-553

Purpose: To consider the issue of interaction between carriers and counterparties using new approaches aimed at attracting customers to the transport services market, with the creation of a single mechanism based on digitalization. Methods: A number of works explore the issues of the location of warehouse areas. In them, the task is solved by various methods, such as the heuristic definition of the “center of gravity” for enterprises, the multi-criteria Choquet integral, the method of hierarchy analysis consisting in pairwise comparisons, as well as the author’s methods of economic and geographical modeling of transport systems, reflecting the geometric idea of the approach in transport and logistics research with the differentiation of “areas of influence”. Results: The necessity of creating a single mechanism of interaction between the carrier and the counterparty is indicated. The implementation of the set aspects is played by the nature of transportation, taking into account the nomenclature of goods. Preference should be directed to mass categories. In solving the set goals, it is possible to use the method of linear programming (equality). The necessity of conducting an additional study of the conjuncture of an economic entity has been identified. Practical significance: The necessity of creating a single digital platform for interaction of participants in the transportation process is shown, the implementation of which will speed up the process of solving problems aimed at using new tools that contribute to improving the work of an economic entity. The presented schemes of the location of warehouses can be recommended for practical use.

Keywords: Warehouse logistics, infrastructure, station, cargo warehouse, transport, outsourcer

Contacts: nata-vesna333@yandex.ru, 1010900@mail.ru

Цель: Разработка методики повышения эффективности эксплуатации малоинтенсивных железнодорожных линий на основе использования комплекса инструментов планирования и оптимизации процессов функционирования малоинтенсивных железнодорожных линий. Методы: Применены методы анализа и синтеза, линейного и динамического программирования. Результаты: Разработана методика повышения эффективности эксплуатации малоинтенсивных железнодорожных линий на основе логистического подхода с оценкой транспортного потенциала линии и моделированием комплекса мероприятий по повышению эффективности их работы. Практическая значимость: Разработанная методика рекомендована для использования при составлении планов работы по повышению эффективности эксплуатации малоинтенсивных линий. Методика позволяет определить потенциал малоинтенсивных железнодорожных линий для грузовых и пассажирских перевозок, выбрать оптимальные сценарии функционирования по повышению эффективности работы линий при ограничении бюджета на их реализацию.

Ключевые слова: Железнодорожный транспорт, малоинтенсивные железнодорожные линии, логистический подход, грузопотоки

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

Methodology for Improving the Efficiency of Operation of Low-Intensity Railway Lines Based on a Logistic Approach K. E. Kovalev, I. L. Sakovich, A. V. Novichikhin
DOI: 10.20295/1815-588X-2023-3-554-567

Purpose: It consists in developing a methodology for improving the efficiency of operation of low-intensity railway lines based on the use of a set of planning and optimization tools for the functioning of low-intensity railway lines. Methods: Methods of analysis and synthesis, linear and dynamic programming have been applied. Results: A methodology has been developed to improve the efficiency of operation of low-intensity railway lines based on a logistic approach with an assessment of the transport potential of the line and modeling a set of measures to improve the efficiency of their work. Practical significance: The developed methodology is recommended for use in the preparation of work plans to improve the efficiency of operation of low-intensity lines. The methodology makes it possible to determine the potential of low-intensity railway lines for freight and passenger traffic, to select optimal operating scenarios to improve the efficiency of the lines while limiting the budget for their implementation.

Keywords: Railway transport, low-intensity railway lines, logistics approach, cargo flows

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

Цель: В научной статье представлены результаты анализа характеристики и основных тенденций при использовании инновационных технологий в формировании транспортно-логистических услуг. Актуальность исследования обусловлена этапом цифровой трансформации и развития инновационных технологий, результаты которого способствуют формированию и распространению инновационных видов транспортно-логистических услуг. Методы: В работе применены субъектно-объектный, структурно-функциональный подходы, методы системного анализа, приемы сравнительного анализа, статистические методы исследования. Информационная база исследования научной работы состоит из отчетов и публикаций федеральной службы государственной статистики, материалов периодических издательств и научной платформы elibrary.ru. Результаты: В работе рассмотрены основные факторы, стимулирующие развитие инновационных видов транспортно-логистических услуг. Определены их характеристика и особенности использования. Проанализированы положительные стороны и преимущества от развития инноваций в сфере транспортной логистики. Рассмотрены основные проблемы и трудности при использовании инновационных видов транспортно-логистических услуг. Приведены примеры инновационных технологий, которые используются при совершенствовании услуг транспортной логистики. Предложен алгоритм создания технологического кластера транспортно-логистической системы в России. Практическая значимость: В научной статье показано, что современные компании стоят перед важностью принятия решений, направленных на совершенствование стратегического управления транспортной логистикой. Для них важны изменения, позволяющие провести оптимизацию транспортно-логистической стратегии и ориентацию на создание новых цепей поставок. Только так возможно обеспечение условий внутри организации по развитию бизнеса в период внешней турбулентности и логистического кризиса. Цифровая трансформация в транспортной логистике обеспечивает повышение экономической эффективности логистической деятельности организаций, сокращая издержки и улучшая качество услуг по управлению цепями поставок. С учетом стремительного развития высоких технологий цифровизация транспортно-логистической системы будет только ускоряться.

Ключевые слова: Транспортно-логистические услуги, транспортная логистика, инновационные технологии, инновационные транспортно-логистические услуги, инновации, цифровизация транспортной логистики, транспортно-логистическая система

Контакты: vesper2944451773@gmail.com

Concept, Features and Characteristics of Innovative Types of Transport and Logistics Services Utilization M. Wang
DOI: 10.20295/1815-588X-2023-3-568-576

Purpose: The scientific article presents the results of the analysis of the characteristics and main trends in the use of innovative technologies in the formation of transport and logistics services. The relevance of the study is determined by the stage of digital transformation and development of innovative technologies, the results of which contribute to the formation and dissemination of innovative types of transport and logistics services. Methods: Subject-object, structural-functional approaches, methods of system analysis, comparative methods, statistical methods of research are applied in the work. The information base for the study of scientific work consists of reports and publications of the Federal State Statistics Service, materials from periodicals and the scientific platform elibrary.ru. Results: The paper considers the main factors stimulating the development of innovative types of transport and logistics services. Their characteristics and features of use are determined. The positive aspects and benefits of the development of innovations in the field of transport logistics are analyzed. The main problems and difficulties in the use of innovative types of transport and logistics services are considered. Examples of innovative technologies that are used to improve transport logistics services are given. An algorithm for creating a technological cluster of the transport and logistics system in Russia is proposed. Practical significance: The scientific article shows that modern companies face the importance of making decisions aimed at improving the strategic management of transport logistics. For them, changes are important to optimize the transport and logistics strategy and focus on creating new supply chains. Only in this way is it possible to ensure conditions within the business development organization during the period of external turbulence and logistical crisis. Digital transformation in transport logistics provides an increase in the economic efficiency of the logistics activities of organizations, reducing costs and improving the quality of supply chain management services. Given the rapid development of high technologies, the digitalization of the transport and logistics system will only accelerate.

Keywords: Transport and logistics services, transport logistics, innovative technologies, innovative transport and logistics services, innovation, digitalization of transport logistics, transport and logistics system

Contacts: vesper2944451773@gmail.com

Цель: Оценка качества работы тепловозного дизеля с применением управляемых клапанов. Методы: Используются программное обеспечение и методы анализа данных для оценки качества работы тепловозного дизеля путем регулирования и управления фаз газораспределения. В процессе оптимизации управления приводом значения эффективного КПД рассматривались в качестве критерия оптимальности управления. Результаты: Были исследованы режимы работы дизеля реального тепловоза, и анализировано распределение его рабочего времени по позициям контроллера машиниста. С помощью математической модели дизеля рассчитаны основные технико-экономические параметры исследуемого объекта с изменением фаз газораспределения и расхода воздуха. Анализированы и составлены графики, характеризующие эффективность изменения фаз газораспределения в виде зависимости относительного эффективного КПД от цикловой подачи для двух промежуточных режимов работы дизеля с варьированием расхода воздуха. Практическая значимость: Результаты проведенных исследований могут быть использованы в инженерно-конструкторских работах по замене серийных приводов газораспределения на автоматические управляемые приводы.

Ключевые слова: Управляемые приводы газораспределения, эффективный КПД, фазы газораспределения, дизель, клапан

Контакты: otabek.rustamovich@yandex.ru, mexanikuz1986@gmail.com

Evaluation of Diesel Locomotive Performance Using Controlled Valves O. R. Khamidov, B. T. Kulmanov
DOI: 10.20295/1815-588X-2023-3-577-585

Purpose: Evaluation of the quality of diesel locomotive operation using controlled valves. Methods: Software and data analysis methods are used to evaluate the performance of a diesel locomotive by adjusting and controlling the valve timing. In the process of optimizing drive control, the efficiency values have been considered as a criterion for the optimality of control. Results: The operating modes of the diesel engine of a real diesel locomotive have been investigated and the distribution of its working time by the positions of the driver’s controller has been analyzed. Using a mathematical model of a diesel engine, the main technical and economic parameters of the object under study have been calculated with a change in the valve timing and air flow. Graphs have been analyzed and compiled that characterize the efficiency of changing the valve timing in the form of a dependence of the relative efficiency from cyclic supply for two intermediate modes of diesel operation with varying air consumption. Practical significance: The results of the conducted research can be used in engineering and design work to replace serial gas distribution drives with automatic controlled drives.

Keywords: Controlled gas distribution drives, efficiency, valve timing, gas distribution phases, diesel, valve

Contacts: otabek.rustamovich@yandex.ru, mexanikuz1986@gmail.com

Цель: Рассмотреть вопрос определения и оценки эффективности управления расходами в авиационной деятельности. Методы: Применяются методы системного анализа управления рисками в авиационной деятельности и оценки эффективности управления расходами. Результаты: Проведено исследование по проблемам осуществления управления расходами в авиационной деятельности авиапредприятий. Предложена методика оценки эффективности секвестирования в авиационной деятельности. Практическая значимость: Предложена методика оценки и определения эффективности управления расходами в авиационной деятельности. Понимание крупнейших проблем в мире и в авиационной отрасли, а также управление расходами в организации в будущем позволит компаниям получить конкурентное преимущество и занять лидирующее положение на рынке авиауслуг.

Ключевые слова: Секвестирование, оптимизация, бюджет, риск-менеджмент

Контакты: palamarchuk.67@mail.ru, pavellibe@yandex.ru, veronicakuzmenkova@rambler.ru

Budget Sequestration As a Way to Increase the Efficiency of Cost Management in Aviation Activities G. I. Palamarchuk, P. Yu. Liberman, V. N. Kuzmenkova
DOI: 10.20295/1815-588X-2023-3-586-594

Purpose: To consider the issue of determining and evaluating the effectiveness of cost management in aviation activities. Methods: Methods of systematic analysis of risk management in aviation activities and evaluation of the effectiveness of cost management are used. Results: A study on the problems of cost management in the aviation activities of aviation enterprises has been conducted. A methodology for evaluating the effectiveness of sequestration in aviation activities is proposed. Practical significance: A methodology for assessing and determining the effectiveness of cost management in aviation activities is proposed. Understanding the biggest problems in the world and the aviation industry, as well as cost management in the organization in the future will allow companies to gain a competitive advantage and take a leading position in the aviation services market.

Keywords: Sequestration, optimization, budget, risk management

Contacts: palamarchuk.67@mail.ru, pavellibe@yandex.ru, veronicakuzmenkova@rambler.ru

Цель: Обоснование и разработка новых ресурсосберегающих технологий, направленных на утилизацию метана угольных пластов. Проблема низкой эффективности утилизации бедных метановоздушных смесей обусловлена в первую очередь низким содержанием непосредственно самого метана в зависимости от вида угля или концентрацией, которая резко варьируется. В данной работе рассматривается концепция системы совместного производства, в которой смешиваются метановоздушные смеси с низким содержанием метана и биогаз для получения электроэнергии. Методы: Анализ возможных объемов утилизируемого метана, потребностей в биогазе и пригодности первичного сырья для целей совместного производства тепла и электроэнергии. Подбор соответствующих параметров процессов утилизации шахтного метана. Анализ достоинств предложенного способа использования бедного метана, извлекаемого из угольных шахт. Результаты: Рекомендуется добавлять биогаз, вырабатываемый сельским и лесным хозяйством вблизи шахт, в поток отбензиненного метана для получения необходимой концентрации газа с целью выработки электроэнергии. Также была проведена оценка потенциального производства электроэнергии и снижения выбросов парниковых газов. Результат показывает, что система совместного производства может значительно повысить эффективность использования бедных метановоздушных смесей на угольных шахтах. Практическая значимость: Совместное использование обедненного метана и биогаза из соломы имеет практическую выгоду — как в экономическом плане, обеспечивая достаточное энергоснабжение в шахтах, так и в качестве задела для широких перспектив на будущее, позволяющего уменьшить затраты энергии, снизить загрязнение окружающей среды, например сократив выбросы углекислого газа.

Ключевые слова: Метан угольных пластов, метановоздушные смеси, биогаз, производство электроэнергии, ресурсосбережение, сокращение выбросов, низкоуглеродные системы

Контакты: tsar-87@mail.ru, zenitpiter91@inbox.ru, iaroslavas@hotmail.com

A System for the Joint Use of Coalbed Lean Methane and Biogas to Generate Electricity in Coal Mines A. L. Kharitonenko, A. B. Zavyalov, Ya. V. Zachinyaev
DOI: 10.20295/1815-588X-2023-3-595-603

Purpose: Justification and development of new resource-saving technologies aimed at utilization of coal bed methane. The problem of low efficiency of utilization of lean methane-air mixtures is primarily due to the low content of methane itself, which varies significantly depending on the type of coal or concentration. This paper discusses the concept of a co-production system that mixes low-methane methane-air mixtures and biogas to generate power. Methods: Analysis of the possible volumes of utilized methane, biogas requirements and the suitability of the primary feedstock for co-generation of heat and electricity. Selection of appropriate parameters for the processes of utilization of mine methane. Analysis of the merits of the proposed method of utilization of lean coal mine methane. Results: It is recommended that biogas produced by agriculture and forestry in the vicinity of the mines be added to the dry methane stream to obtain the necessary gas concentration for electricity generation. Potential electricity production and greenhouse gas emission reductions have also been evaluated. The result shows that the co-production system can significantly improve the efficiency of poor methane-air mixtures in coal mines. Practical significance: The joint use of lean methane and biogas from straw offers practical advantages both economically, ensuring sufficient energy supply in mines, and as a foundation for broad future prospects. It allows for energy cost reduction and environmental pollution reduction, such as decreasing carbon dioxide emissions.

Keywords: Coalbed methane, methane-air mixtures, biogas, power generation, resource conservation, emission reduction, low-carbon systems

Contacts: tsar-87@mail.ru, zenitpiter91@inbox.ru, iaroslavas@hotmail.com

Цель: Разработка методики определения рационального соотношения между качеством воды водных объектов и качеством сбрасываемых в них сточных вод при имеющихся инвестициях на реконструкцию систем обработки производственных сточных вод нескольких водопользователей одного водного бассейна. Методы: Аналитическое решение задачи определения оптимальной чистоты воды в реке в условиях реализации водоохранных мероприятий при ограниченных финансовых средствах и рациональном их распределении между водопользователями. Результаты: Относительные финансовые ресурсы на водоохранные мероприятия в Российской Федерации недостаточны и в то же время сокращаются на протяжении последних 30 лет. Несмотря на это, предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ в сточных водах, сбрасываемых в водные объекты и в системы водоотведения, в Российской Федерации зачастую устанавливаются очень жесткие, иногда даже жестче, чем для питьевой воды, что приводит к неоправданным инвестиционным затратам. Отмечается также, что в настоящее время в Российской Федерации еще не сформированы полностью рыночные отношения в области природопользования, в том числе в области водопользования. Обозначены основные трудности реализации этих отношений в нашей стране. С помощью предложенной методики на конкретном примере определено обоснованное соотношение между качеством воды водотока и качеством сбрасываемых в них сточных вод, а также рациональное распределение финансирования между водопользователями. Показано, что экономически обоснованными требованиями к стокам, сбрасываемым в водный объект, являются фоновые концентрации загрязняющих веществ в воде данного водного объекта. Практическая значимость: На примере рассмотрена практическая реализуемость предложенной методики, которая может быть рекомендована к практическому применению.

Ключевые слова: Качество воды водных объектов, водотоки, водопользователи, индекс чистоты воды, концентрация загрязняющих веществ, показатель экологической эффективности, предельно допустимый сброс, финансирование водоохранных мероприятий

Контакты: nika_pgups@mail.ru, doktor-kudrya@yandex.ru

A Rational Relationship between the Water Quality of a Water Body and the Quality of Discharged Wastewater N. A. Chernikov, A. V. Kudryavtsev
DOI: 10.20295/1815-588X-2023-3-604-613

Purpose: To develop a methodology for determining a rational relationship between the water quality of water bodies and the quality of wastewater discharged into them with existing investments in the reconstruction of industrial wastewater treatment systems of several water users within one water basin. Methods: Analytical solution of the problem of determining the optimal purity of water in the river in the conditions of implementation of water protection measures with limited financial resources and their rational distribution among water users. Results: Relative financial resources for water protection measures in the Russian Federation are insufficient and at the same time have been declining over the past 30 years. Despite this, the maximum permissible concentrations of pollutants in wastewater discharged into water bodies and wastewater disposal systems in the Russian Federation are often very strict, sometimes even tougher than for drinking water, which leads to unjustified investment costs. It is also noted that at present, market relations in the field of nature management, including in the field of water use, have not yet been fully formed in the Russian Federation. The main difficulties of implementing these relations in this country are outlined. With the help of the proposed methodology, a reasonable relationship between the water quality of a watercourse and the quality of wastewater discharged into them, as well as a rational distribution of financing between water users, is determined on a concrete example. It is shown that the economically justified requirements for effluents discharged into a water body are background concentrations of pollutants in the water of this water body. Practical significance: The practical feasibility of the proposed methodology, which can be recommended for practical application, is demonstrated using an example.

Keywords: Water quality of water bodies, watercourses, water users, water purity index, concentration of pollutants, environmental efficiency indicator, maximum permissible discharge, financing of water protection measures

Contacts: nika_pgups@mail.ru, doktor-kudrya@yandex.ru

Цель: Исследовать вопросы распространения православных храмов в отдаленных районах Сибири и Дальнего Востока, вопросы использования блок-модульных конструкций в культовых сооружениях в условиях сейсмической активности регионов Забайкалья и Дальнего Востока, в частности в Забайкальском регионе. Метод: Выполнить анализ канонических типов храмов, их планировочных и объемно-композиционных решений, получивших распространение в современной православной архитектуре Российской Федерации. Провести анализ архитектурных особенностей современных, построенных в начале ХХI века в разных городах РФ православных храмов, которые формируют образ современной православной отечественной архитектуры путем использования нетрадиционных элементов. Рассмотреть влияние различных факторов на формирование образа современных российских православных храмов. Проанализировать роль традиций в современной архитектуре культовых зданий. Определить основные направления развития строительства культовых сооружений. Провести исследование особенностей землетрясений в обозначенном регионе за последние 70 лет. Проанализировать современные сейсмические условия Забайкальского региона. Провести исследование типологии храмов, которые возможны для использования в Забайкальском регионе. Проанализировать возможность применения и особенности блок-модульных зданий из различных материалов. Оценить степень их возможной современной реализации в исследуемых отделенных районах Сибири и Дальнего Востока, в особенности на территории Забайкальского района. Результаты: Определены основные типы храмов, которые исторически и климатически предпочтительны для данных районов; представлены различные материалы для строительства храмовых зданий, предложены типы блоков, выполненных из бревен, а также типы блоков в каркасном исполнении в качестве основных типовых блок-модульных конструкций для быстровозводимых культовых зданий. Практическая значимость: Показано, что использование блок-модульных конструкций в качестве основных для возведения зданий в отдаленных от центров районах позволяет решить проблему недостатка православных культовых зданий в регионе, существенно снизить сроки возведения культовых зданий и обеспечить их сейсмическую устойчивость.

Ключевые слова: Традиции, крестово-купольные храмы, базиликальные храмы, бесстолпные храмы, клетские храмы, кубоватые храмы, сейсмическая активность, быстровозводимые здания, блок-модули

Контакты: elena.trety@yandex.ru

Temple Buildings Made of Prefabricated Block Modules in Seismically Active Areas of Siberia and the Far East on the Example of the Trans-Baikal Region E. G. Tretyakova
DOI: 10.20295/1815-588X-2023-3-614-632

Purpose: To investigate the issues of the spread of Orthodox churches in remote areas of Siberia and the Far East. Questions of the use of block-modular structures in religious buildings in the conditions of seismic activity of the regions of Transbaikalia and the Far East, in particular, in the Trans-Baikal region. Methods: To analyze the canonical types of temples, their planning and volumetric-compositional solutions that have become widespread in the modern Orthodox architecture of the Russian Federation. To analyze the architectural features of modern Orthodox churches built at the beginning of the XXI century in different cities of the Russian Federation, which form the image of modern Orthodox domestic architecture by using non-traditional elements. To consider the influence of various factors on the formation of the image of modern Russian Orthodox churches. To analyze the role of traditions in the modern architecture of religious buildings. To determine the main directions of development of the construction of religious buildings. To conduct a study of the features of earthquakes in the designated region over the past 70 years. To analyze the current seismic conditions of the Trans-Baikal region. To conduct a study of the typology of temples that are possible for use in the Trans-Baikal region. To analyze the possibility of application and features of block-modular buildings made of various materials. To assess the degree of their possible modern implementation in the studied remote areas of Siberia and the Far East, especially in the territory of the Trans-Baikal region. Results: The main types of temples that are historically and climatically preferable for these areas are identified; various materials for the construction of temple buildings are presented, types of blocks made of logs are proposed, as well as types of blocks in frame design as the main standard block-modular structures for prefabricated religious buildings. Practical significance: It is shown that the use of block-modular structures as the main ones for the construction of buildings in areas remote from the centers allows solving the problem of the lack of Orthodox religious buildings in the region, significantly reducing the construction time of religious buildings and ensuring their seismic stability.

Keywords: Traditions, cross-domed temples, basilic temples, pillarless temples, cell temples, cubed temples, seismic activity, prefabricated buildings, block modules

Contacts: elena.trety@yandex.ru

Цель: Выполнить анализ возможного применения комбинированных конструкций для пролетных строений мостов, расширить номенклатуру сталежелезобетонных конструкций, исследовать инновационные конструктивные решения балок, обладающих низкой материалоемкостью при повышенной надежности и долговечности. Методы: Анализ преимуществ известных комбинированных конструкций, применяемых для их проектирования материалов, расчет вариантов конструкции пролетных строений с применением существующих инженерных методик и с привлечением расчетных программ. Результаты: Традиционные конструктивные решения пролетных строений мостовых сооружений не всегда обладают достаточной надежностью и долговечностью. На кафедре «Строительные конструкции, здания и сооружения» ПГУПС разработан ряд эффективных балочных конструкций, которые можно использовать в мостовых сооружениях. Приводятся новые разработки балок с применением сталежелезобетона и сталефибробетона. Предложена комбинированная конструкция пролетного строения моста с применением сталежелезобетона и сталефибробетона, защищаемая патентами на изобретения. Выполнен статический и конструктивный расчет вариантов пролетных строений с привлечением вычислительного комплекса SCAD, проанализировано напряженно-деформированное состояние конструкции, произведен анализ снижения материалоемкости, трудоемкости и других преимуществ комбинированной конструкции пролетного строения в сравнении с традиционными решениями конструкций пролетных строений из стали и железобетона. Практическая значимость: Выявлены преимущества комбинированных конструкций для мостовых сооружений, установлено снижение материалоемкости и трудоемкости предлагаемых конструктивных решений при повышении изгибной жесткости пролетного строения, его надежности и долговечности. Предложенные конструктивные решения балок могут быть использованы для мостов больших пролетов в условиях тяжелых динамических нагрузок.

Ключевые слова: Мосты, пролетное строение, сталежелезобетонная конструкция, комбинированные балки, сталефибробетон, трубобетон, материалоемкость, надежность, долговечность

Контакты: veselov.1977@inbox.ru

Application of Steel-Reinforced Concrete Structures in Bridge Constructions V. V. Veselov
DOI: 10.20295/1815-588X-2023-3-633-644

Purpose: To analyze the possible use of combined structures for bridge superstructures, to expand the range of steel-reinforced concrete structures, to explore innovative structural solutions for beams with low material consumption and increased reliability and durability. Methods: Analysis of the advantages of known combined structures, of materials used for their design, calculation of design options of bridge superstructures with the use of existing engineering techniques and involving calculation programs. Results: Traditional design solutions of bridge superstructures do not always have sufficient reliability and durability. A number of effective beam structures have been developed at the Department of “Building Structures, Buildings and Constructions” of the PGUPS, which can be used in bridge structures. New developments of beams with the use of steel-reinforced concrete and steel-fiber concrete are presented. A combined design of the bridge superstructure with the use of steel-reinforced concrete and steel-fiber concrete, protected by patents for inventions, is proposed. Static and constructive calculation of superstructure variants has been performed with the use of the SCAD computing complex, the stress-strain state of the structure has been analyzed, the reduction of material consumption, labor intensity and other advantages of the combined superstructure design in comparison with traditional solutions of superstructure costructions made of steel and reinforced concrete have been considered. Practical significance: The advantages of combined constructions for bridge structures have been identified, a decrease in the material intensity and labor intensity of the proposed design solutions has been established with an increase in the bending stiffness of the superstructure, its reliability and durability. The proposed structural solutions of beams can be used for bridges of large spans in conditions of heavy dynamic loads.

Keywords: Bridges, superstructure, steel-reinforced concrete structure, combined beams, steel-fiber concrete, pipe concrete, material intensity, reliability, durability

Contacts: veselov.1977@inbox.ru

Цель: Осветить на текущий момент состояние вопроса по проектированию и строительству отечественных мостовых сооружений для высокоскоростных железнодорожных магистралей (ВСМ) и разработать предложения по конструктивно-техническим решениям многопролетных мостовых сооружений эстакадного типа, обеспечивающим работы эстакад вне условий резонанса. Методы: Использован метод анализа конструктивно-технологических решений зарубежных мостовых сооружений на линиях ВСМ и проектных разработок отечественных проектировщиков. Результаты: Приведенное в статье обобщение мирового и отечественного опыта проектирования и строительства инфраструктуры ВСМ позволяет разработать определенные рекомендации по проектированию и строительству мостовых сооружений на ВСМ в России. Актуальность темы заключается в необходимости получения данных, требуемых для возведения мостовых объектов на ВСМ в отечественных условиях, поскольку пока собственные ВСМ у нас отсутствуют. Практическая значимость: В статье описаны особенности конструкций мостовых сооружений на ВСМ, требования, предъявляемые к искусственным сооружениям, работающим в условиях высокоскоростного движения поездов, дается описание мостовых сооружений, построенных за рубежом, а также проектно-конструкторские разработки отечественных проектных организаций. Дается оценка некоторым мостовым объектам ВСМ, построенным в Германии, Южной Корее, Испании. Особо подчеркивается высокий уровень уникальных мостовых сооружений ВСМ, построенных за последние годы в Китае. Разработаны предложения по конструктивно-технологическим решениям мостовых многопролетных регулярных сооружений в виде эстакад исходя из недопущения резонансных эффектов в системе «поезд — мост» при движении подвижного состава с высокими скоростями. Делается вывод о способности отечественного мостового сообщества успешно решать задачи, связанные с возведением мостовых сооружений для отечественных высокоскоростных железнодорожных магистралей.

Ключевые слова: Высокоскоростная железнодорожная магистраль, мостовое сооружение, требования к мостам ВСМ, многопролетная эстакада, зарубежный опыт, резонансный эффект

Контакты: svn193921@rambler.ru

Issues of Design and Construction of Bridge Structures for Domestic High-Speed Railways V. N. Smirnov
DOI: 10.20295/1815-588X-2023-3-645-659

Purpose: The purpose is to highlight the state of the issue on the design and construction of domestic bridge structures for high-speed railways (HSR) and to develop proposals for structural and technical solutions for multi-span bridge structures of the overpass type, ensuring the operation of overpasses outside the resonance conditions. Methods: The method of analysis of structural and technological solutions of foreign bridge structures on HSR lines and design developments of domestic designers has been used. Results: The generalization of the world and domestic experience in the design and construction of the HSR infrastructure given in the article allows us to develop certain recommendations for the design and construction of bridge structures on the HSR in Russia. The relevance of the topic lies in the need to obtain data required for the construction of bridge facilities on the HSR in domestic conditions, since we do not have our own HSR yet. Practical significance: The article describes the design features of bridge structures on the HSR, the requirements for artificial structures operating in conditions of high-speed train traffic, describes bridge structures built abroad, as well as project and design developments of domestic design organizations. An assessment is given to some of the bridge facilities of the HSR built in Germany, South Korea, Spain. The high level of unique bridge structures of the HSR built in recent years in China is particularly emphasized. Proposals have been developed for structural and technological solutions of bridge multi-span regular structures in the form of overpasses based on the prevention of resonant effects in the “train — bridge” system during the movement of rolling stock at high speeds. The conclusion is made about the ability of the domestic bridge community to successfully solve the problems associated with the construction of bridge structures for domestic high-sp eed railways.

Keywords: High-speed railway, bridge construction, requirements for HSR bridges, multi-span overpass, foreign experience, resonant effect

Contacts: svn193921@rambler.ru

Цель: Исследовать вопросы в части применения динамических гасителей колебаний в конструкциях башенных сооружений связи для их защиты от воздействия ветровых нагрузок. Методы: Выполнить анализ конструктивных особенностей существующих башенных сооружений. Рассмотреть влияние различных факторов, включая и ветровую нагрузку, на выбор конструктивного решения башенных сооружений. Проанализировать климатические параметры района строительства и определить тип башенного сооружения в качестве объекта для проведения данного исследования. Определить критерии качества гашения вибрации, на основе которых осуществляется подбор конструкции динамического гасителя колебаний (ДГК), и провести расчет его массы. Провести расчетное исследование выбранного типа сооружения с учетом ветровых нагрузок и оценить эффективность предлагаемого решения динамического гасителя колебаний на повышение устойчивости башенных сооружений связи в районах с порывами ветра более 25 м/с. Результаты: Представлены результаты исследования конструкции динамического гасителя колебаний, направленных на улучшение условий эксплуатации объектов телекоммуникационной связи в районах с повышенной ветровой нагрузкой. Практическая значимость: Показано, что использование динамических гасителей колебаний в башенных сооружениях сотовой связи позволяет снизить амплитуду колебания и максимальные горизонтальные перемещения, возникающие в конструкции башни от воздействий ветра.

Ключевые слова: Конструкции, башенные сооружения, ветровые нагрузки, динамический гаситель, башни сотовой связи

Контакты: galina_zdanya@mail.ru, syrmava@mail.ru

The Use of Dynamic Vibration Dampers to Increase the Stability of Tower Communication Structures under Wind Loads G. A. Bogdanova, Zh. V. Ivanova
DOI: 10.20295/1815-588X-2023-3-660-672

Purpose: To investigate the application of dynamic vibration dampers in communication tower structures to protect them from the effects of wind loads. Methods: To analyze the design features of existing tower structures. To consider the effect of various factors including wind loads on the choice of tower structure design. To analyze the climatic parameters of the construction area and to determine the type of tower structure as the subject for conducting this research. To determine the quality criteria of vibration damping, on the basis of which the selection of design dynamic vibration dampener (DVD) construction is carried out, and to calculate its weight. To conduct the calculation study of the selected type of building with regard to wind loads and evaluate the effectiveness of the proposed solution of the dynamic vibration dampener to increase the stability of communication tower structures in areas with wind gusts over 25 m/s. Results: The results of the research of dynamic vibration dampener design aimed at improvement of operating conditions of telecommunication facilities in the areas with increased wind load are presented. Practical significance: It is shown that the use of dynamic vibration dampers in tower constructions of cellular communication makes it possible to reduce the vibration amplitude and the maximum horizontal displacements occurring in the tower structure under wind load.

Keywords: Structures, tower structures, wind loads, dynamic damper, cellular towers

Contacts: galina_zdanya@mail.ru, syrmava@mail.ru

Цель: Рассмотреть проблемы, связанные с экспериментальным определением упруго-прочностных свойств композитной полимерной стеклопластиковой арматуры больших диаметров. Проанализировать состояние вопроса, провести обзор имеющихся методов определения упругих и прочностных характеристик композитной арматуры. Показать необходимость разработки методики прогнозирования упругих и прочностных свойств композитной полимерной арматуры большого диаметра с использованием методов косвенного измерения. Провести серию испытаний АКП на осевое растяжение и рассчитать значения упруго-прочностных характеристик, используя правило смеси для композитных материалов. Произвести сопоставительный анализ данных, полученных экспериментальными и аналитическими методами. Методы: Сравнительный анализ расчетных значений упруго-прочностных характеристик композитной арматуры с экспериментальными данными. Результаты: Указана необходимость совершенствования существующей нормативной методики определения упруго-прочностных характеристик стержней композитной арматуры. Установлены расчетные формулы, позволяющие произвести аналитический прогноз предела прочности и модуля упругости композитной стеклопластиковой арматуры. Произведена верификация полученных расчетных данных. Выявлена необходимость в проведении дополнительных испытаний с целью наработки статистической базы данных. Практическая значимость: Предложенная методика косвенного измерения характеристик композитной арматуры может быть рекомендована к дальнейшей экспериментальной апробации с целью снижения риска получения некорректных значений упруго-прочностных характеристик композитной полимерной арматуры большого диаметра при постановке прямого эксперимента.

Ключевые слова: Композитная арматура, прочностные свойства, анизотропия АКП, правило смеси, экспериментальные исследования, испытания на осевое растяжение

Контакты: univer006@mail.ru, benin.andrey@mail.ru

Forecasting Ultimate Tensile Strength and Elastic Modulus Values of Large-Diameter Composite Rebar Using Indirect Indicators E. R. Bogdanova, A. V. Benin
DOI: 10.20295/1815-588X-2023-3-673-684

Purpose: To consider the problems of experimental determination of elastic and strength properties of largediameter composite polymer glass fiber reinforced plastic rebar (FRP-rebar). To analyze the state of the issue, to make an overview of existing methods for determining elastic and strength properties of FRP-rebar. To show the necessity of developing methods of predicting the large-diameter FBR-rebar elastic and strength properties by means of indirect measurement methods. To carry out a series of tensile tests of FRP-rebar and to calculate the elastic-strength characteristics values using the rule of mixtures for composite materials. To make a comparative study of data obtained by experimental and analytical methods. Methods: Comparative analysis of the FRP-rebar elastic-strength characteristics calculated values with experimental data. Results: The need to improve the existing regulatory method for determining the elastic-strength characteristics of composite reinforcement bars is indicated. Calculation formulas of analytical prediction of the ultimate tensile strength and elastic modulus of FRP-rebar have been established. The calculated values obtained have been verified. The need of additional tests to build a statistical database has been identified. Practical significance: The proposed method for indirect measurement of FBR-rebar properties can be recommended for further experimental testing to reduce the risk of obtaining error values of elastic and strength characteristics of largediameter FRP-rebar when conducting direct experiments.

Keywords: Fiber reinforced plastic rebar (FRP-rebar), strength properties, FBR-rebar anisotropic properties, the rule of mixtures, experimental studies, axial tensile tests

Contacts: univer006@mail.ru, benin.andrey@mail.ru

Цель: Рассмотреть вопрос о необходимости применения технологии монтажа металлического комбинированного пролетного строения в виде решетчатой фермы с треугольной решеткой и жестким нижним поясом с ездой понизу однопролетных мостов методом продольной надвижки с применением плавучей опоры. Показать значимость и эффективность данного метода. Дать последовательность основным операциям монтажа. Изобразить общую схему надвижки. Обозначить порядок проверки пролетного строения на всех этапах монтажа. Показать методику проверки плавучей опоры по двум группам предельных состояний. Методы: Сравнение продольной надвижки с применением плавучей опоры с продольной надвижкой по временным опорам, а также сборкой пролетного строения на временных подмостях. Анализ полученных значений напряжений при проверке пролетного строения на всех этапах монтажа, а также аналитических выражений методики проверки плавучей опоры. Результаты: Указаны преимущества продольной надвижки с применением плавучей опоры по сравнению с другими видами монтажа металлического комбинированного пролетного строения. Обозначены основные операции и особенности монтажа металлического комбинированного пролетного строения. Дана общая схема установки обустройств на примере строительства автодорожного моста через реку Псезуапсе, а также даны комментарии к проверке металлического комбинированного пролетного строения. Выражены основные формулы проверки плавучей опоры. Практическая значимость: Особенности и преимущества данного метода монтажа металлического комбинированного пролетного строения позволят упростить строительство однопролетных мостов с данными пролетными строениями, а также повысить экономическую эффективность подобных проектов. Методика проверки плавучей опоры может быть рекомендована к практическому использованию.

Ключевые слова: Метод надвижки с применением плавучей опоры, автодорога, однопролетный мост, комбинированное пролетное строение, металл, технология строительства, проверка плавучей опоры

Контакты: pavel-tatarenko99@mail.ru, sergchizh@yandex.ru, aaa.12.03.1992@mail.ru

The Incremental Launching Method with a Floating Support of Metal Combined Bridge Superstructures P. I. Tatarenko, S. V. Chizhov, Y. V. Avdey, A. A. Antonyuk
DOI: 10.20295/1815-588X-2023-3-685-693

Purpose: To consider the necessity of applying the erection technology of metal combined superstructure in the form of a lattice truss with a triangular lattice and a rigid bottom chord with driving underneath single span bridges by the incremental launching method with the use of floating support. To show the significance and efficiency of this method. To give the sequence of the main installation operations. To draw a general scheme of launching. To outline the procedure for checking the superstructure at all stages of erection. To show the method of checking the floating support according to two groups of limit states. Methods: Comparison of incremental launching using a floating support with incremental launching using auxiliary supports, as well as construction of the span on falsework. Analysis of the stress values obtained during the inspection of the superstructure at all stages of erection, as well as of the analytical expressions of the floating support inspection methodology. Results: The advantages of the incremental launching with the use of floating support in comparison with other types of installation of metal combined superstructure are specified. The main operations and features of metal combined superstructure erection are outlined. The general scheme of installation of facilities is given on the example of construction of the highway bridge over the river Psezuapse, as well as comments on the verification of the metal combined superstructure are given. The basic formulas for checking the floating support are expressed. Practical significance: Features and advantages of this method of installation of metal combined superstructure will simplify the construction of single-span bridges with the superstructure of this kind, as well as increase the economic efficiency of such projects. The method of floating support testing can be recommended for practical use.

Keywords: The incremental launching method with the use of floating support, highway, single-span bridge, combined superstructure, metal, construction technology, floating support inspection

Contacts: pavel-tatarenko99@mail.ru, sergchizh@yandex.ru, aaa.12.03.1992@mail.ru

Цель: Анализ выбросов парниковых газов стран BRICS, а также путей сокращения выбросов на железнодорожном транспорте. Методы: Оценен вклад стран BRICS в глобальные выбросы парниковых газов на основе массива статистических данных за период с 1990 по 2019 год. Определена величина выбросов СО2 на единицу произведенной энергии в странах BRICS с 1965 по 2021 год, а также источники выбросов CO2. Результаты: Наиболее эффективный способ смягчения последствий изменения климата — это прямое сокращение выбросов. В целом выбросы железнодорожной отрасли зависят от степени электрификации. Однако при оценке не только прямых, но и косвенных выбросов основное значение приобретает источник энергии и его углеродный след. Значимым является развитие интермодальных перевозок в странах BRICS, так как данные маршруты имеют потенциал снижения выбросов. Углеродное регулирование приводит к перераспределению в сфере международных грузовых перевозок стран BRICS. Конкурентные преимущества все больше проявляются у железнодорожного транспорта. Однако данный эффект зависит от того, какими будут мероприятия по адаптации к изменениям рынка перевозок со стороны других видов транспорта. Практическая значимость: Сформулированы пути повышения устойчивости транспортной инфраструктуры. Низкоуглеродная транспортная отрасль стран BRICS может являться существенным компонентом снижения валовых выбросов парниковых газов, особенно учитывая имеющуюся значительную зависимость от ископаемого углеродного топлива, а также некоторую инерцию, которая обусловлена длительным сроком службы имеющейся инфраструктуры, работающей на ископаемом топливе. Снижение выбросов парниковых газов от объектов железнодорожного транспорта стран BRICS может заключаться в реализации следующих мер: сокращение прямых выбросов; разработка и реализация технологий поглощения парниковых газов с учетом геопространственного распределения транспортных объектов и их специфики; привлечение инвестиций и обеспечение доступа к более дешевому финансированию данных проектов; интеграция вопросов смягчения последствий изменения климата в стратегии транспортных компаний; продолжение электрификации транспорта и перехода на альтернативные виды топлива; использование цифровых технологий для оптимизации транспортных систем в направлении сокращения влияния железнодорожной отрасли на окружающую среду.

Ключевые слова: Глобальное потепление, устойчивое развитие, железнодорожная отрасль, изменение климата, низкоуглеродная транспортная отрасль, выбросы углекислого газа, технологии поглощения выбросов

Контакты: ahtamov_zchs@mail.ru, makarova@mail.ru, A.A.Gavrilova.eco@yandex.ru

Analysis of Greenhouse Gas Emissions in BRICS and Ways to Reduce Emissions from Rail Transport R. G. Akhtyamov, E. I. Makarova, A. A. Gavrilova
DOI: 10.20295/1815-588X-2023-3-694-705

Purpose: To analyze greenhouse gas emissions from the BRICS countries, as well as ways to reduce emissions from rail transport. Methods: The contribution of the BRICS countries to global greenhouse gas emissions based on an array of statistical data for the period from 1990 to 2019 has been estimated. The value of CO2 emissions per unit of energy produced in the BRICS countries from 1965 to 2021, as well as the sources of CO2 emissions, have been determined. Results: It is shown that the most effective way to combat climate change is to directly reduce emissions. In general, the emissions of the railway industry depend on the level of electrification. However, when assessing not only direct but also indirect emissions, the energy source and its carbon footprint become of primary importance. The development of intermodal transportation in BRICS countries is significant because these routes have the potential to reduce emissions. Carbon regulation leads to a redistribution in the sphere of international freight transportation among BRICS countries. Competitive advantages are increasingly evident in the railway transportation sector. However, this effect depends on the measures taken to adapt to changes in the transportation market by other modes of transportation. Practical significance: Ways to improve the sustainability of transport infrastructure have been formulated. The lowcarbon transport industry in the BRICS countries can be seen as an important component in reducing gross greenhouse gas emissions given the current high level of reliance on fossil carbon fuels and the inertia driven by the long life of fossil fuel infrastructure. Without the use of negative emission technologies, the required costs for reducing greenhouse gas emissions can be 40 % higher than with the use of negative emission technologies. As part of the reduction of greenhouse gas emissions by railway transport facilities in the BRICS countries, the following measures can be implemented: direct reduction of greenhouse gas emissions; introduction and implementation of technologies for negative emissions at railway transport facilities, taking into account their geospatial distribution and their specific characteristics; attracting investments and ensuring access to more affordable financing for these projects; integration of climate change mitigation issues into the strategies of transportation companies; further electrification in transportation and transitioning to alternative fuel sources; utilization of digital technologies to optimize transportation systems and reduce the environmental impact of the railway industry.

Keywords: Global warming, sustainable development, railway industry, climate change, low-carbon transport industry, carbon dioxide emissions, negative emission technologies

Contacts: ahtamov_zchs@mail.ru, makarova@mail.ru, A.A.Gavrilova.eco@yandex.ru

Цель: Провести качественную и количественную оценку содержания тяжелых металлов (Fe, Zn, Pb, Cd) в почвах и надземных вегетационных органах растений семейства Маслиновые, а именно Сирень обыкновенная (Syringa vulgaris), произрастающих на урбанизированных территориях, на примере центральной части города Санкт-Петербурга. Провести оценку аккумуляции железа, цинка, кадмия и свинца почвенным покровом и фитомассой в зависимости от удаленности улично-дорожной сети, прилегающей к садово-парковым зонам, и интенсивности движения автотранспортного потока по исследуемым автомагистралям. Методы: Экспериментальным методом, на основании «Методики определения выбросов автотранспорта для проведения сводных расчетов загрязнения атмосферы городов», был определен состав и интенсивности движения автотранспортного потока, проходящего по автомагистралям, прилегающим к зонам исследования. В дальнейшем полученные данные были статистически обработаны. На объектах исследования было выделено, на разной удаленности от источника загрязнения, в общей сложности 20 точек отбора проб. На основании принятых «Методических указаний по определению тяжелых металлов в почвах сельхозугодий и продукции растениеводства» производились отбор проб и дальнейшая пробоподготовка к исследованию методом пламенной атомно-абсорбционной спектрометрии. В лаборатории испытательного центра «Экологическая безопасность и охрана труда» ФГБОУ ВО ПГУПС методом пламенной атомно-абсорбционной спектрометрии был проведен количественный анализ содержания тяжелых металлов (Fe, Zn, Pb, Cd) в отобранных образцах почв и фитомассы. Результаты: Определен количественный и качественный состав интенсивности автотранспортного потока, проезжающего в центральной части города Санкт-Петербурга. Определены концентрации тяжелых металлов (Fe, Zn, Cd, Pb) во всех отобранных пробах почв и фитомассе в начале и в конце вегетационного периода, листья кустарников Сирень обыкновенная, произрастающих в центральных районах города Санкт-Петербурга. В большинстве проб выявлены повышенные концентрации тяжелых металлов в надземных вегетационных органах кустарников, отобранных в конце вегетационного периода, в сравнении с отобранными пробами в начале вегетационного периода. Практическая значимость: Показано, что аккумуляции тяжелых металлов в растениях и почве в значительной степени зависит от расположения источника загрязнения и его интенсивности. Полученные данные могут быть рекомендованы к практическому использованию.

Ключевые слова: Тяжелый металл, железо, цинк, кадмий, свинец, автомобильная дорога, интенсивность, автотранспортный поток, парковая зона, почва, фитомасса, растительная проба, экологическое состояние, урбанизированная территория

Контакты: A.A.Gavrilova.eco@yandex.ru, makarova@mail.ru, ahtamov_zchs@mail.ru

Accumulation of Heavy Metals in Soils and Phytomass in Urbanized Areas A. A. Gavrilova, E. I. Makarova, R. G. Akhtyamov
DOI: 10.20295/1815-588X-2023-3-706-714

Purpose: To carry out a qualitative and quantitative assessment of the content of heavy metals (Fe, Zn, Pb, Cd) in soils and aboveground vegetation organs of plants of the Olive family, namely the common lilac (Syringa vulgaris) growing in urban areas, using the example of the central part of the city of St. Petersburg. To assess the accumulation of iron, zinc, cadmium and lead by soil cover and phytomass, depending on the remoteness of the street-traffic network adjacent to garden-park areas, and the traffic intensity along the studied highways. Methods: The experimental method, based on the “Methodology for determining vehicle emissions for conducting summary calculations of urban air pollution”, has been used to determine the composition and traffic intensity of the traffic flow passing along highways adjacent to the study areas. Subsequently, the obtained data have been statistically processed. A total of 20 sampling points have been identified at the study sites, at different distances from the pollution source. Based on the adopted “Methodological guidelines for determining heavy metals in soils of agricultural lands and crop products”, samples have been taken and further sample preparation has been carried out for research by flame atomic absorption spectrometry. In the laboratory of the testing center “Ecological and Occupational Safety” of the Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education PGUPS, using the method of flame atomic absorption spectrometry, a quantitative analysis of the content of heavy metals (Fe, Zn, Pb, Cd) in selected soil and phytomass samples has been carried out. Results: The quantitative and qualitative composition of the intensity of the traffic flow passing through the central part of the city of St. Petersburg has been determined. The concentrations of heavy metals (Fe, Zn, Cd, Pb) have been determined in all selected soil samples and phytomass at the beginning and at the end of the growing season, leaves of common lilac shrubs growing in the central regions of the city of St. Petersburg. In most samples, elevated concentrations of heavy metals have been found in the aboveground vegetation organs of shrubs taken at the end of the growing season, compared with those taken at the beginning of the growing season. Practical significance: It is shown that the accumulation of heavy metals in plants and soil largely depends on the location of the pollution source and its intensity. The data obtained can be recommended for practical use.

Keywords: Heavy metal, iron, zinc, cadmium, lead, highway, intensity, traffic flow, park area, soil, phytomass, plant sample, ecological state, urbanized area

Contacts: A.A.Gavrilova.eco@yandex.ru, makarova@mail.ru, ahtamov_zchs@mail.ru

Цель: Изучение специфики загрязнения почвы по результатам проведенных инженерно-экологических изысканий, выполненных в ходе реконструкции аэропорта. Выявление наличия токсикантов в почвогрунтах в ходе натурных исследований на территории аэропорта по результатам исследований проб на химические, бактериологические, паразитологические и токсикологические показатели. Оценка соответствия качества почвогрунта требованиям СанПиН 1.2.3685—21 «Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания». Методы: Определение концентраций загрязняющих веществ проводилось послойно на глубинах 0,0–0,2 м; 0,2–1,0 м; 1,0–2,0; 2,0–3,0; 3,0–4,0; 4,0–5,0; 5,0–6,0; 6,0–7,0; 7,0–8,0 м. В отобранных пробах почвы определялось: содержание тяжелых металлов (свинец, кадмий, цинк, медь, никель, ртуть, мышьяк, значение pH; содержание органических токсикантов (полиароматические углеводороды (бенз(а)пирен); нефтепродукты); токсикологические показатели почвогрунтов участка на всю глубину (сводная проба) (0,0–2,0 м) (2 тест-объекта: Eschrichia coli и Paramecium caudatum) Результаты: Выявлены несоответствия гигиеническим требованиям к содержанию в почвогрунтах следующих химических веществ: цинка, меди, кадмия, свинца и никеля, нефтепродуктов. В основном опасная категория почвы наблюдалась в поверхностном слое почвогрунта (0,0–0,2 м) и на глубине 0,2–1,0 м, однако также было выявлено сверхнормативное загрязнение почвы свинцом на глубинах 2,0–3,0 м и 4,0–5,0 м и сверхнормативное загрязнение почвы никелем наблюдалось на всех горизонтах до глубины 8,0 м. По микробиологическим и паразитологическим показателям все пробы относятся к категории «чистая». Практическая значимость: Проведен анализ уровня загрязнения почвогрунтов на территории аэропорта в Тюменской области. Исследованы концентрации экотоксикантов в почве, проанализированы возможные причины превышения допустимого содержания загрязняющих веществ. По результатам анализа возможных причин превышения допустимого содержания загрязняющих веществ в почвогрунте установлена необходимость проведения мероприятий по защите почвогрунта от дальнейшего поступления загрязняющих веществ.

Ключевые слова: Инженерно-экологические изыскания, тяжелые металлы, экотоксиканты, концентрация, предельно допустимая концентрация, окружающая природная среда

Контакты: suolko@gmail.com, pgups1967@mail.ru, alavina@yandex.ru

Features of Soil Contamination on the Airport Territory Revealed Through Engineering and Environmental Survey O. K. Suvorova, V. Ya. Solovieva, M. S. Abu-Khasan, A. V. Kharlamova
DOI: 10.20295/1815-588X-2023-3-715-720

Purpose: To study soil contamination specifics based on the results of engineering and environmental surveys conducted during the airport reconstruction. Detection of toxicants in soil samples during field research on the airport grounds based on the analysis of chemical, bacteriological, parasitological, and toxicological parameters of the samples. The assessment of soil quality compliance with the requirements of sanitary rules and norms ‘Hygienic Standards and Requirements for Ensuring the Safety and (or) Harmlessness of Environmental Factors for Human Habitation’ (SanPiN 1.2.3685—21). Methods: Determination of concentrations of pollutants has been carried out in layers at depths of 0.0–0.2 m; 0.2–1.0 m; 1,0–2,0; 2,0–3,0; 3,0–4,0; 4,0–5,0; 5,0–6,0; 6,0– 7.0; 7.0–8.0 m. The soil samples have been analyzed for the following parameters: heavy metal content (lead, cadmium, zinc, copper, nickel, mercury, arsenic); pH value; content of organic toxicants (polycyclic aromatic hydrocarbons (benzo[a]pyrene); petroleum products); toxicological indicators of the soil throughout the depth (composite sample) (0.0–2.0 meters) (2 test objects: Escherichia coli and Paramecium caudatum). Results: Discrepancies with hygiene requirements for the content of the following chemical substances in soil have been identified: zinc, copper, cadmium, lead, nickel, and petroleum products. The dangerous category of soil has been mostly observed in the surface layer of soil (0.0–0.2 m) and at a depth of 0.2–1.0 m, however, excess soil contamination has also been detected at depths of 2.0–3.0 m and 4.0–5.0 m, and excess soil contamination with nickel has been observed at all horizons up to a depth of 8.0 m. Based on microbiological and parasitological indicators, all samples are classified as “clean”. Practical significance: An analysis of soil contamination levels has been conducted on the territory of the airport in the Tyumen region. Concentrations of ecotoxicants in the soil have been examined, and possible reasons for exceeding the permissible levels of pollutants have been analyzed. Based on the results of the analysis of possible reasons for exceeding the permissible content of pollutants in the soil, the need for measures to protect the soil from further pollutants has been established.

Keywords: Engineering and environmental surveys, heavy metals, ecotoxicants, concentration, maximum permissible concentration, natural environment

Contacts: suolko@gmail.com, pgups1967@mail.ru, alavina@yandex.ru

Цель: Рассмотреть вопрос о состоянии проблемы сбора, утилизации и воздействия отработанных охлаждающих жидкостей на окружающую природную среду в первую очередь от автомобильного транспорта. Показать необходимость вторичной переработки выработавших свой ресурс охлаждающих жидкостей, поиска новых составов охлаждающих жидкостей и интенсификации приема отработанных антифризов у населения. Методы: Сравнение характеристик основных охлаждающих жидкостей между собой с приведением их преимуществ и недостатков на этапе снижения эффективности действия. Анализ типов загрязнений, накапливающихся в отработанных антифризах. Сравнение достоинств и недостатков характерных способов очистки отработанных охлаждающих жидкостей. Анализ роста источников антропогенного воздействия в рассматриваемой области. Результаты: Установлены наиболее важные характеристики охлаждающих жидкостей, а также наиболее характерные типы загрязнений, содержащихся в антифризах, и приведены наиболее подходящие способы их регенерации. Отмечена высокая актуальность рассматриваемой проблемы обращения отработанных антифризов в результате бурного роста автомобилизации населения при отсутствии должного контроля со стороны государства. Выявлена необходимость поиска новых безопасных антифризов при сохранении целевых качеств охлаждающих жидкостей. Практическая значимость: Показана необходимость пересмотра отношения к антифризам в части оценки их опасности для окружающей природной среды. Намечены пути совершенствования обращения с растворами отработанных охлаждающих жидкостей в части интенсификации сбора их у предприятий и населения. Также отмечена необходимость работы по поиску новых растворов охлаждающих жидкостей с меньшим содержанием вредных веществ в них для защиты человека и окружающей природной среды.

Ключевые слова: Охлаждающие жидкости, окружающая среда, тосол, антифриз, этиленгликоль, класс опасности, утилизация

Контакты: tsar-87@mail.ru, 9046185117@mail.ru

Environmental Aspects in the Disposal of Used Coolants A. L. Kharitonenko, V. Ya. Solovieva
DOI: 10.20295/1815-588X-2023-3-721-730

Purpose: To consider the issue of the state of the problem of collection, disposal and impact of used coolants on the environment, primarily from road transport. To show the need for recycling of spent cooling liquids, the search for new compositions of cooling liquids and the intensification of the collection of spent antifreeze from the population. Methods: Comparing the characteristics of main coolants, highlighting their advantages and drawbacks on the stage of efficiency reduction. Analysis of the types of contaminants accumulating in spent antifreeze. Comparison of advantages and disadvantages of typical methods for purifying spent coolants. Analysis of the growth of sources of anthropogenic impact in the considered area. Results: The most important characteristics of coolants have been established. The most characteristic types of contaminants contained in antifreeze are identified and the most suitable methods of their regeneration are given. The high relevance of the considered problem of the circulation of spent antifreeze as a result of the rapid growth of motorization of the population in the absence of proper control by the state is noted. The necessity of searching for new safe antifreezes while maintaining the target qualities of coolants is revealed. Practical significance: The necessity of revising the attitude to antifreeze in terms of assessing their danger to the environment is shown. The ways of improving the handling of waste coolant solutions in terms of intensifying their collection from enterprises and the public are outlined. It has also been noted that it is necessary to search for new solutions of cooling liquids with a lower content of harmful substances in them to protect humans and the environment.

Keywords: Coolants, environment, tosol coolant, antifreeze, ethylene glycol, hazard class, disposal

Contacts: tsar-87@mail.ru, 9046185117@mail.ru

Цель: Создать более эффективный алгоритм оценивания публикационной деятельности преподавателей по сравнению с существующими алгоритмами формирования индекса Хирша и ghp-индекса. Методы: Алгоритм включает математическое описание названий всех опубликованных работ преподавателя и их цитирований. Результаты научной деятельности преподавателя отражены с использованием матричной формы записи статистических исходных данных, состоящих из цитирований по каждой опубликованной работе автора. Последовательность следования цитирований публикаций в матрице определяется невозрастающим характером цитирований в последующих публикациях по сравнению с предыдущими. Построенная матрица распределения цитирований S по опубликованным работам перестроена в блочную матрицу, которая включает следующие блок-матрицы: H — базовая матрица, определяющая индекс Хирша; G — матрица значимых публикаций, расположенная над матрицей Хирша; P — матрица менее цитируемых работ преподавателя и O — нулевая матрица. Сформированные матрицы позволили ввести с помощью евклидовых норм следующие индексы: h — индекс Хирша, g — индекс значимых публикаций и p — индекс интенсивной работы. В свою очередь, эти индексы позволили определить как евклидовы нормы gh — индекс базовых значимых публикаций, hp — индекс интенсивной работы преподавателя и комплексный ghp-индекс, учитывающий все опубликованные работы преподавателя и все их цитирования. Проводится усовершенствование ghp-индекса путем введения весовых коэффициентов для составляющих его индексов. Результаты: Выполнено построение рейтингов коллектива из 20 преподавателей, сформированного выборкой из РИНЦ с помощью индекса Хирша и индекса A-ghp. Показано, что более эффективным по сравнению с индексом Хирша и другими введенными индексами является предложенный алгоритм. Практическая значимость: Проведенное исследование позволило обосновать возможность с помощь усовершенствованного комплексного индекса дифференцированно и справедливо распределять поощрения коллектива преподавателей по их рейтингу. Алгоритм направлен на улучшение научно-методической деятельности преподавателей за счет корректного и справедливого ранжирования членов их коллективов.

Ключевые слова: Индекс, цитирование, научные труды, преподаватель, матрица, евклидова норма, квадрат, рейтинг

Контакты: pv39@mail.ru

The Algorithm for Evaluating the Publication Activity of University Lecturers Aimed at Improving Scientific and Pedagogical Activity P. V. Gerasimenko
DOI: 10.20295/1815-588X-2023-3-731-739

Purpose: To create a more effective algorithm for evaluating the publication activity of lecturers in comparison with the existing algorithms for the formation of the Hirsch index and ghp-index. Methods: The algorithm includes a mathematical description of all published works of the lecturer and their citations. The results of the scientific activity of the lecturer are reflected using the matrix form of recording statistical source data, consisting of citations for each published work of the author. The sequence of citations of publications in the matrix is determined by the non-increasing nature of citations in subsequent publications compared to the previous ones. The constructed matrix of the distribution of citations S by published works is rebuilt into a block matrix, which includes the following block matrices: H is the base matrix defining the Hirsch index; G is the matrix of significant publications located above the Hirsch matrix; P is the matrix of less-cited works of the lecturer; O is the zero matrix. The formed matrices have allowed the introduction of the following indices using Euclidean norms: h — Hirsch index, g — index of significant publications and p — index of intensive work. In turn, these indices have allowed to determine the following as Euclidean norms: gh — the index of basic significant publications, hp — the index of intensive work of a lecturer and a comprehensive ghp-index that takes into account all the published works of a lecturer and all their citations. The ghp-index has been improved by introducing weighting coefficients for its constituent indices. Results: The ratings of a team of 20 lecturers has been formed using a sample from the RSCI with the help of the Hirsch index and the A-ghp index. It is shown that the proposed algorithm is more effective in comparison with the Hirsch index and other introduced indexes. Practical significance: The conducted research has allowed to substantiate the possibility of using an improved comprehensive index to distribute the incentives of a team of lecturers in a differentiated and fair manner according to their rating. The algorithm aims to improve the scientific and methodological activities of lecturers by providing fair and accurate ranking of the members of their collectives.

Keywords: Index, quoting, scientific works, lecturer, matrix, Euclidean norm, square, rating

Contacts: pv39@mail.ru

Цель: При остановке движения воды в трубопроводе в условиях отрицательных температур возможно его перемерзание и разрушение, что приводит к выведению из строя систем водоснабжения на длительный срок. Для безаварийной эксплуатации водовода важно знать время, в течение которого происходит его полное или частичное перемерзание. Цель настоящей работы состоит в том, чтобы изучить физические процессы, происходящие при промерзании, сформулировать основную математическую модель и получить ее численное решение, найти аналитическое решение в квазистационарном приближении, получить формулы, удобные для расчетов времени промерзания, и определить диапазон значений параметров, при которых они справедливы. Методы: Математическая модель процесса промерзания опирается на использование закона сохранения энергии. При построении разностной схемы для численного решения нелинейных дифференциальных уравнений модели используется интегро-интерполяционный метод. Для приближенного аналитического решения используется метод разделения уравнений, описывающих процессы, происходящие с разными скоростями. Результаты: Сформулирована и обоснована математическая модель промерзания трубопровода при остановке движения воды в условиях постоянной отрицательной температуры окружающей атмосферы. В рамках квазистационарного приближения получены простые формулы для времени промерзания водовода. Установлены критерии применимости этих формул. Выполнено сравнение численного решения уравнений исходной математической модели с результатами, полученными в рамках квазистационарного приближения. Практическая значимость: Полученные в работе соотношения позволяют оценить время, в течение которого должны быть выполнены ремонтные работы и восстановлено движение воды в трубопроводе прежде, чем произойдет его разрушение вследствие перемерзания.

Ключевые слова: Надземный водовод, внутреннее оледенение, время промерзания, математическое моделирование, квазистационарное приближение

Контакты: lapshinvf@mail.ru

Freezing Time Calculation of the Above-Ground Water Pipeline Under Conditions of Negative Temperatures V. F. Lapshin
DOI: 10.20295/1815-588X-2023-3-740-750

Purpose: When the water movement in the pipeline is stopped in conditions of negative temperatures, its freezing and destruction are possible, which leads to the failure of water supply systems for a long time. For accident-free operation of the water pipeline, it is important to know the time during which its complete or partial freezing occurs. The purpose of this work is to study the physical processes that occur during freezing, to formulate the basic mathematical model and its numerical solution, to build an analytical solution in a quasistationary approximation, to obtain formulas that are convenient for freezing time calculation and to determine the range of parameter values at which they are valid. Methods: The mathematical model of the freezing process relies on the use of energy conservation law. When constructing a difference scheme, the integrointerpolation method is used to numerically solve the nonlinear differential equations of the model. To obtain an approximate analytical solution, the method of separating equations describing processes that occur at different speeds, is used. Results: The mathematical model of pipeline freezing during water movement shutdown under conditions of constant negative temperature of the surrounding atmosphere has been formulated and substantiated. Within the framework of the quasi-stationary approximation, simple formulas for the freezing time of the water pipeline have been obtained. The criteria for the applicability of these formulas have been established. The numerical solution of equations of initial mathematical model is compared with the results obtained within quasi-stationary approximation. Practical significance: The ratios obtained in the work make it possible to estimate the time during which repair work should be carried out and the movement of water in the pipeline should be restored before its destruction due to freezing occurs.

Keywords: Above-ground water pipeline, internal icing, freezing time, mathematical modeling, quasistationary approximation

Contacts: lapshinvf@mail.ru

Цель: Исследование гидрологических условий формирования фитоценозов на рекультивированных отвалах угольных шахт. Исследовано состояние сформировавшегося фитоценоза на поверхности рекультивированного отвала угольной шахты. Выполнены в полевых условиях опыты по определению водопроницаемости отвальной породы рекультивированного террикона. Проанализировано влияние гидрологических условий на формирование фитоценозов квазиприродных ландшафтов. Методы: Анализ состояния фитоценоза рекультивированного террикона с определением водопроницаемости отвальной породы. Результаты: Установлено, что продуктивность фитоценозов на рекультивированных отвалах угольных шахт напрямую зависит от гидрологических свойств сформированных почвогрунтов и эффективнее на участках, на которых процесс почвообразования практически завершен. Практическая значимость: Показано, что наиболее благоприятно сложившиеся гидрологические условия на поверхности рекультивированных отвалов угольных шахт способствуют формированию фитоценозов на уровне естественных ландшафтов.

Ключевые слова: Шахта, породный отвал, террикон, квазиприродный ландшафт, фитоценоз, водопроницаемость, склон, отвальная порода, почвогрунт

Контакты: alavina@yandex.ru, tsar-87@mail.ru, suolko@gmail.com

Hydrological Conditions for the Formation of Phytocenoses on Reclaimed Colliery Spoil Heaps A. V. Kharlamova, A. L. Kharitonenko, V. Ya. Solovieva, O. K. Suvorova
DOI: 10.20295/1815-588X-2023-3-751-757

Purpose: Study of the hydrological conditions for the formation of phytocenoses on reclaimed colliery spoil heaps. The state of the formed phytocenosis on the surface of the reclaimed colliery spoil heap has been studied. Experiments have been carried out in field conditions to determine the permeability of the spoil material of the reclaimed spoil heap. The influence of hydrological conditions on the formation of phytocenoses in quasinatural landscapes is analyzed. Methods: Analysis of the state of the phytocenosis of the reclaimed spoil heap with the determination of the water permeability of the spoil material. Results: It has been established that the productivity of phytocenoses on reclaimed spoil heaps of coal mines directly depends on the hydrological properties of the formed soils, and is more effective in areas where the process of soil formation is almost completed. Practical significance: It is shown that the most favorable hydrological conditions on the surface of the reclaimed colliery spoil heaps contribute to the formation of phytocenoses at the level of natural landscapes.

Keywords: Mine, slag heap, spoil heap, quasi-natural landscape, phytocenosis, water permeability, slope, spoil material, soil

Contacts: alavina@yandex.ru, tsar-87@mail.ru, suolko@gmail.com

Цель: Организовать оперативный автоматический контроль реального состояния одного из важных технических элементов дирекции связи и дирекции инфраструктуры компании ОАО «РЖД» — заземлителя устройств связи и сигнализации, централизации, блокировки (СЦБ). Методы: Сравнительный анализ технических характеристик, существующих на соответствующем рынке телекоммуникационного оборудования устройств, реализующих технологию интернета вещей, и типовых решений коммутации различных устройств с единой системой мониторинга и администрирования (ЕСМА). Результаты: Получено оптимальное решение для сбора и автоматической передачи информации такого параметра, как электрическое сопротивление заземлителя. Предложено техническое решение, позволяющее согласовать сбор информации посредством необходимых датчиков, применяемых при реализации технологии интернета вещей, сетевого оборудования и передачу информацию в ЕСМА посредством модульно-диагностического комплекса и передающих устройств (коммутационного оборудования и мультиплексоров) ООО «КБ Пульсар-Телеком». Практическая значимость: Предложено комплексное решение по сбору, передаче и контролю состояния объекта, позволяющее оперативно реагировать на изменение столь важного параметра, как сопротивление заземлителя, с целью планирования деятельности ремонтно-оперативных, восстановительных бригад и других служб предприятий дирекций связи и инфраструктуры. Проведен сравнительный анализ трех технологий интернета вещей — LoRaWAN, NB-IoT, СТРИЖ, позволяющий оценить достоинства и недостатки каждой при достижении поставленной цели.

Ключевые слова: Интернет вещей, единая система мониторинга и администрирования, автоматическое измерение сопротивления заземления, LoRaWAN, NB-IoT, СТРИЖ

Контакты: evdokimova@pgups.ru, kutsenko@pgups.ru, bair.meshkov@yandex.ru

Application of the Internet of Things Technology for Data Transmission from an Automatic Grounding Resistance Meter O. G. Evdokimova, S. M. Kutsenko, B. A. Meshkov
DOI: 10.20295/1815-588X-2023-3-758-767

Purpose: To organize operational automatic monitoring of the real state of one of the important technical elements of the Directorate of Communications and the Directorate of Infrastructure of JSC “Russian Railways” — of the grounding systems for communication, signaling, centralization and blockage (SCB). Methods: Comparative analysis of the technical characteristics of devices existing in the relevant telecommunications equipment market that implement the Internet of things technology and standard switching solutions for various devices with a unified monitoring and administration system (UMAS). Results: An optimal solution has been obtained for collecting and automatically transmitting information of such a parameter as the electrical resistance of the grounding device. A technical solution is proposed that allows to coordinate the collection of information by means of necessary sensors used in the implementation of the Internet of Things technology, network equipment and the transmission of information to the UMAS by means of a modular diagnostic complex and transmitting devices (switching equipment and multiplexers) provided by LLC “Pulsar-Telecom Design Bureau”. Practical significance: A comprehensive solution for collecting, transmitting and monitoring the condition of the object is proposed, which allows to respond promptly to changes in such an important parameter as the resistance of the grounding device in order to plan the activities of repair, operational and restoration teams and other services of enterprises of the directorates of communications and infrastructure. A comparative analysis of three technologies of the Internet of Things — LoRaWAN, NB-IoT, STRIZH, allowing to assess the advantages and disadvantages of each in achieving the goal.

Keywords: The Internet of things, unified monitoring and administration system, automatic measurement of grounding resistance, LoRaWAN, NB-IoT, STRIZH

Contacts: evdokimova@pgups.ru, kutsenko@pgups.ru, bair.meshkov@yandex.ru

Цель: Выработать научно-технические решения построения комплексной системы синхронизации и доставки шкалы времени, включающей подсистемы тактовой сетевой синхронизации (ТСС) и единого времени (СЕВ) как единой системы хронирования, решающей задачи синхронизации по частоте, времени и фазе в крупных распределенных системах технологического назначения. Методы: Методы исследования основаны на фундаментальных положениях теории систем и теории принятия решений. Результаты: Предложена методика формирования комплексной системы синхронизации и доставки шкалы времени, отличающаяся комплексным подходом к построению систем единого времени и частоты в сетях связи технологического сегмента, независимостью от типов применяемого генераторного оборудования и средств доставки сигналов ТСС и СЕВ, а также требований потенциальных потребителей услуг частотно-временного обеспечения. Предложенная методика формирования комплексной системы синхронизации и доставки шкалы времени позволит обоснованно подходить к построению систем доставки сигналов единого времени и частоты в сложных гетерогенных сетях связи. Практическая значимость: Решения на основе представленной методики позволят обеспечить независимую от сторонних операторов связи инфраструктуру для обеспечения единства тактовой сетевой синхронизации и единого времени, необходимых для корректной работы телекоммуникационного оборудования технологической сети связи; удовлетворить потребности по предоставлению полного спектра услуг в сигналах синхронизации и единого времени для действующих и перспективных потребителей; предоставить возможность поэтапного перехода организации сетей связи от технологий коммутации каналов к пакетно-ориентированным технологиям за счет гибкого подхода к используемым маршрутам и системам передач для распространения сигналов синхронизации и единого времени.

Ключевые слова: Телекоммуникационная система, тактовая сетевая синхронизация, система единого времени, частотно-временное обеспечение, шкала времени, комплексная система синхронизации

Контакты: OnapuH@mail.ru

The Methodology for the Formation of a Comprehensive System of Synchronization and Delivery of the Time Scale for a Large-Scale Distributed Technological Purpose System E. V. Oparin
DOI: 10.20295/1815-588X-2023-3-768-784

Purpose: To develop scientific and technical solutions for constructing a comprehensive synchronization system and delivery of the time scale, which includes subsystems of network clock synchronization (NCS) and unified time (UT), as a unified timekeeping system addressing the challenges of frequency, time, and phase synchronization in large-scale distributed technological purpose systems. Methods: Research methods are based on the fundamental provisions of the theory of systems and the theory of decision-making. Results: A methodology for the formation of a comprehensive synchronization system and the delivery of a time scale is proposed, which is characterized by an integrated approach to building unified time and frequency systems in the communication networks of the technological segment, the independence of the types of generator equipment used and the means of delivery of NCS and UT signals, as well as meeting the requirements of potential consumers of frequency and time services. The proposed methodology for the formation of a comprehensive synchronization system and delivery of a time scale will allow to reasonably approach building systems for delivering unified time and frequency signals in complex heterogeneous communication networks. Practical significance: Solutions based on the presented methodology will allow the provision of an infrastructure independent of external communication operators to ensure the unity of network clock synchronization and unified time. This is necessary for the correct operation of telecommunication equipment of the technological communication network. The methodology will also meet the needs for providing a full range of synchronization and unified time signal services to existing and prospective consumers. Additionally, it will enable a gradual transition of the organization of communication networks from channel-swithching to packet-oriented technologies due to a flexible approach to the routes and transmission systems used for the distribution of synchronization signals and unified time.

Keywords: Telecommunication system, network clock synchronization, a unified time system, frequency and time provision, time scale, complex synchronization system

Contacts: OnapuH@mail.ru