Выпуск 3 - Issue 3

Цель: рассмотреть вопросы, связанные со стандартным определением прочностных характеристик воздушного вяжущего и цементного вяжущего. Показать технологическое решение проблемы регулирования прочности камня из воздушного вяжущего с помощью стабилизации ухода в период схватывания и твердения. Методы: при проведении исследований использовали ГОСТ 23789-2018 «Вяжущие гипсовые. Методы испытаний». Результаты: отличительная особенность реставрационных штукатурных растворов состоит в том, что структурообразование и набор прочности происходят только в воздушно-сухой среде. В итоге наличие утвержденных и применяемых стандартов на изготовление и применение реставрационных штукатурных растворов не гарантирует в полной мере создания надежной и безопасной среды для жизни памятника архитектурного наследия. Установлено, что механические характеристики (пределы прочности на сжатие и изгиб), а также упругие параметры должны быть одинаковыми или меньшими в исторических и реставрационных растворах, чтобы избежать изменений в распределении напряжений. Практическая значимость: разработанные с учетом комплексного ухода за твердеющим камнем гипсоизвестковые вяжущиемогут иметь широкий спектр применения. Их можно использовать в качестве строительных растворов для консервации архитектурного наследия и при реконструкции современных зданий, самонесущих перегородок, элементов противопожарной защиты или гипсокартонов (в таких местах, где ожидается более высокая механическая нагрузка).

Ключевые слова: контроль качества, гипсовое вяжущее, известь, цементное вяжущее, предел прочности при изгибе, предел прочности при сжатии, твердение

Контакты: tusafonova@list.ru

Directions for ensuring the quality of gypsum-lime binders during restoration T. Yu. Safonova
DOI: 10.20295/1815-588X-2024-03-543-552

Purpose: to consider issues related to the standard definition of the strength characteristics of an air binder and a cement binder. To show a technological solution to the problem of regulating the strength of an air binder stone by stabilizing care during setting and hardening. Methods: during the research, GOST 23789- 2018 “Gypsum binders. Test methods”. Results: a distinctive feature of restoration plaster solutions is that structure formation and strength gain occur only in an air-dry environment. As a result, the availability of approved and applied standards for the manufacture and use of restoration plaster solutions does not fully guarantee the creation of a reliable and safe environment for the life of an architectural heritage monument. It has been established that the mechanical characteristics (compressive and bending strength limits), as well as elastic parameters should be the same or lower in historical and restoration solutions in order to avoid changes in stress distribution. Practical significance: developed taking into account the comprehensive care of hardening stone, gypsum-lime binders can have a wide range of applications. They can be used as mortars for the preservation of architectural heritage and in the reconstruction of modern buildings, self-supporting partitions, fire protection elements or drywall (in places where a higher mechanical load is expected).

Keywords: quality control, gypsum binder, lime, cement binder, flexural strength, compressive strength, hardening

Contacts: tusafonova@list.ru

Цель: снижение экологического ущерба от транспортных средств обеспечивается за счет совершенствования их конструкций и двигателей, рабочих процессов двигателей внутреннего сгорания, а также применения альтернативных топлив. Для определения рациональности использования биотоплив в транспортных средствах необходимо оценить экологический эффект, который будет достигнут при их применении. Методы: рассмотрены существующие методики оценки выбросов отработавших газов от автотранспортных средств. В качестве основы для расчета вредных веществ отработавших газов используется существующий способ из «Временной типовой методики определения экономической эффективности осуществления природоохранных мероприятий и оценки экономического ущерба, причиняемого народному хозяйству загрязнением окружающей среды», в качестве основы для расчета выбросов углекислого газа применяется метод, приведенный в приказе Минприроды «Об утверждении методик количественного определения объемов выбросов парниковых газов и поглощений парниковых газов». На их основе выполнены доработки, которые включают в себя ввод дополнительных коэффициентов, учитывающих изменение экологической нагрузки в зависимости от процентного содержания биотоплива в смеси с традиционным углеводородным топливом. Результаты: произведен расчет экологического эффекта от использования биотоплив на примере добавления биодизеля в нефтяное дизельное топливо, для определения которого на основе статистических данных от Агентства по охране окружающей среды США и данных НАМИ были установлены зависимости изменения годовых выбросов вредных веществ и углекислого газа для грузового транспортного средства большой грузоподъемности. В дополнение к расчету в статье представлены графики выбросов вредных веществ с учетом их относительной агрессивности и количества выделяемого углекислого газа в процессе сгорания биодизельных смесей. Практическая значимость: предложенный способ расчета экологического эффекта позволяет производить оценку объемов выбросов вредных веществ и углекислого газа в зависимости от концентрации биотоплива в смеси с традиционным топливом. Такой подход может обеспечивать общую картину эффекта применения биодизеля, и вместе с тем используемые коэффициенты нуждаются в уточнении.

Ключевые слова: биотопливо, биодизель, нефтяной дизель, экологический ущерб, альтернативные топлива, расчет ущерба

Контакты: apenkin1@gmail.com, v.s.smirnof@yandex.ru, nttk@pgups.ru

Methodology for assessing the environmental effect of the use of biofuels А. А. Vorobev, A. L. Penkin, V. S. Smirnov
DOI: 10.20295/1815-588X-2024-03-553-560

Purpose: the fight for ecology in the transport sector is ensured by improving the design of vehicles and engines, the working processes of internal combustion engines, as well as the use of alternative fuels. To determine the rational use of biofuels in vehicles, it is necessary to assess the environmental effect that will be achieved when using them. Methods: the existing methods of estimating exhaust gas emissions from motor vehicles are considered. Based on them, improvements have been made, which include the introduction of additional coefficients that take into account changes in the environmental load depending on the percentage of biofuels mixed with traditional hydrocarbon fuels. Results: the calculation of the environmental effect from the use of biofuels was carried out using the example of adding biodiesel to petroleum diesel fuel, for which, based on statistical data from the US Environmental Protection Agency and data, WE established dependences of changes in annual emissions of harmful substances and carbon dioxide for a heavy-duty cargo vehicle. In addition to the calculation, the article presents graphs of emissions of harmful substances, taking into account their relative aggressiveness and the amount of carbon dioxide released during the combustion of biodiesel mixtures. Practical significance: The proposed method for calculating the environmental effect makes it possible to estimate the volume of emissions of harmful substances and carbon dioxide depending on the concentration of biofuels mixed with traditional fuels. Such an approach can provide an overall picture of the effect of using biodiesel, and at the same time, the coefficients used need to be clarified.

Keywords: biofuels, biodiesel, mixed fuels, ecology, the use of alternative fuels, calculation methods

Contacts: apenkin1@gmail.com, v.s.smirnof@yandex.ru, nttk@pgups.ru

Проведен анализ тесноты междисциплинарных связей, построенной с помощью экзаменационных оценок, полученных студентами по предшествующим и последующим дисциплинам, согласно их последовательности в учебном плане. Рассмотрены влияние знаний математических дисциплин на знание общеинженерных дисциплин и связь знаний между дисциплинами специального блока, полученных как при очной, так и при дистанционной формах обучения. Теснота междисциплинарных связей устанавливалась на основании результатов экзаменационных экзаменов бакалавров направления «Информатика и вычислительная техника», проводимых как до возникновения, так и в период развития пандемии.

Ключевые слова: ЕГЭ по математике, математические и инженерные дисциплины, коэффициент корреляции, экзаменационные оценки, теснота связи

Контакты: pv39@mail.ru

Diagnostics of the closeness of interdisciplinary connections based on semester examination assessments of students P. V. Gerasimenko
DOI: 10.20295/1815-588X-2024-03-561-568

The analysis of the closeness of interdisciplinary connections, built with the help of exam grades received by students in previous and subsequent disciplines, according to the sequence of their study according to the curriculum. The influence of the knowledge of mathematical disciplines on the knowledge of general engineering disciplines and the dependence of knowledge between the disciplines of a special block, achieved both in full-time and distance learning, is considered. The closeness of interdisciplinary ties was established on the basis of the results of the bachelor’s examinations in the field of Computer Science and Computer Engineering, conducted both before the outbreak and during the development of the pandemic.

Keywords: Unified State Examination in mathematics, mathematical and engineering disciplines, correlation coefficient, exam scores, closeness of connection

Contacts: pv39@mail.ru

Цель: оценка эффективности очистки торфяных грунтовых вод сочетанием двух методов ультрафильтрации и ионного обмена. Выявление специфических характеристик исходного состава торфяных или грунтовых вод, определение предполагаемых возможных методов очистки данных вод для обеспечения соблюдения требований СанПиН 2.1.3684–21 «Санитарно-эпидемиологические требования к содержанию территорий городских и сельских поселений к водным объектам, питьевой воде и питьевому водоснабжению населения, атмосферному воздуху, почвам, жилым помещениям, эксплуатации производственных, общественных помещений, организации и проведению санитарно-противоэпидемических (профилактических) мероприятий» к качеству питьевой воды. Определение перечня показателей состава, по которым требуется очистка. Оценка методов очистки сточных вод, используемых для очистки торфяных грунтовых вод. Проведение исследования состава очищенной грунтовой воды до и после очистки, определение эффективности используемых методов очистки по различным показателям. Определение концентраций компонентов состава грунтовой воды с использованием утвержденных методик в соответствии с ГОСТ Р 5716-2010 п.5; ГОСТ Р 57164-2010 п.6; ПНД Ф 14.1:2:4.207-04; ПНД Ф 14.1.2:3:4.121-97; ПНД Ф 14.1:2:4.114-97; ГОСТ 31594-2012 Метод А; ПНД Ф 14.1:2:4.50-96; ПНД Ф 14.1.2:3:4.111-97; ПНД Ф 14.1.2:3:4.111-97; ПНД Ф 14.1.2:3.154-99; ПНД Ф 14.1.2:3:4.123- 97; ГОСТ 31859-2012; ПНД Ф 14.1.2:3:4.4-95; ГОСТ 31940-2012 п.6; ПНД Ф 14.1.2:4.178-02; ПНД Ф 14.1.2:4.214-06. Анализ полученных данных о составе торфяных грунтовых вод до и после очистки, определение эффективности методов ультрафильтрации и ионного обмена. Оценка результатов выполненных исследований эффективности очистки торфяных грунтовых вод с использованием методов ультрафильтрации и ионного обмена для оценки на соответствие качества очищенных грунтовых вод требованиям, установленным СанПиН 2.1.3684-21. Практическая значимость: полученные результаты выполненных исследований эффективности очистки торфяных грунтовых вод с использованием методов ультрафильтрации и ионного обмена свидетельствуют о возможности использования данных методов, так как они обеспечивают соответствие качества воды требованиям СанПиН 2.1.3684-21.

Ключевые слова: грунтовые воды, торфяные воды, метод ультрафильтрации и метод ионного обмена, эффективность очистки, концентрации компонентов состава грунтовой воды

Контакты: kolbikov@yandex.ru, suolko@gmail.com, aa.fedoseenko@mail.ru

Purification of peat groundwater by ultrafiltration and membrane purification A. M. Kolbikov, O. K. Suvorova, A. A. Fedoseenko
DOI: 10.20295/1815-588X-2024-03-569-574

Purpose: assessing the effectiveness of peat groundwater purification using a combination of two methods of ultrafiltration and membrane purification. Identify specific characteristics of the composition of peat or groundwater, determine possible possible methods of treating these waters to ensure compliance with the requirements of SanPiN 2.1.3684–21 “Sanitary and epidemiological requirements for the maintenance of territories of urban and rural settlements, for water bodies, drinking water and drinking water supply to the population, atmospheric air, soil, residential premises, operation of industrial and public premises, organization and implementation of sanitary and anti-epidemic (preventive) measures” to the quality of drinking water. Determine the list of composition indicators that require cleaning. Conduct an assessment of wastewater treatment methods used to treat peat groundwater. Togo, Conduct research on the composition of purified groundwater before and after treatment, determine the effectiveness of the treatment methods used according to various indicators. Determination of the concentrations of groundwater composition components was carried out using approved methods in accordance with GOST R 57164-2010 clause 5; GOST R 57164-2010 clause 6; PND F 14.1:2:4.207-04; PND F 14.1.2:3:4.121-97; PND F 14.1:2:4.114-97; GOST 31594-2012 Method A; PND F 14.1:2:4.50-96; PND F 14.1.2:3:4.111-97; PND F 14.1.2:3:4.111- 97; PND F 14.1.2:3.154-99; PND F 14.1.2:3:4.123-97; GOST 31859-2012; PND F 14.1.2:3:4.4-95; GOST 31940-2012 clause 6; PND F 14.1.2:4.178-02; PND F 14.1.2:4.214-06. An analysis of the results of laboratory studies of the composition of peat groundwater before and after treatment was carried out, and the effectiveness of ultrafiltration and membrane water purification methods was determined. The results of studies of the effectiveness of purification of peat groundwater using ultrafiltration and membrane purification methods show that purified groundwater meets the sanitary and epidemiological requirements for the quality of drinking and domestic water supply established by SanPiN 2.1.3684-21. Practical significance: the results obtained from studies of the effectiveness of peat groundwater treatment using ultrafiltration and membrane treatment methods indicate the possibility of using these methods, because they ensure that water quality meets the requirements of SanPiN 2.1.3684-21.

Keywords: ultrafiltration method and membrane groundwater purification method, efficiency of groundwater treatment, concentrations of groundwater composition components

Contacts: kolbikov@yandex.ru, suolko@gmail.com, aa.fedoseenko@mail.ru

Цель: разработка метода определения конфигурации транспортно-складской системы контейнерного терминала, который поможет в процессе проектирования определить количество козловых кранов, терминальных тягачей, а также количество и расположение мест хранения. Методы наблюдение и анализ технологии работы современных контейнерных терминалов. Применяется системный подход к их проектированию. Результаты: разработан метод определения конфигурации транспортно-складской системы контейнерного терминала, отличием которого является хранение контейнера на полуприцепе. Практическая значимость: разработанный метод позволит оценить производительность контейнерного терминала и капитальные затраты перед началом проектирования.

Ключевые слова: подъемно-транспортная машина, терминал, контейнерно-транспортная система, рациональное распределение ресурсов

Контакты: kol.pgups@mail.ru

Organization of terminal operations when storing containers on semi-trailers N. V. Malyshev
DOI: 10.20295/1815-588X-2024-03-575-584

Purpose: development of a method for determining the configuration of a container terminal that will help in the terminal design process to determine the number of gantry cranes, terminal trucks, and the number and location of storage areas. Methods: materials from open sources are used in the work. A systematic approach to the design of a container terminal is applied. Results: a method for determining the configuration of a container terminal is developed, the difference being the storage of a container on a semi-trailer. Practical importance: the developed method will allow estimation of container terminal performance and capital costs before design.

Keywords: lifting and transport machine, terminal, container transport system, rational allocation of resources

Contacts: kol.pgups@mail.ru

Цель: оценка работоспособности системы мониторинга инженерных конструкций и оценка текущего состояния конструкций вантового моста через Петровский канал в створе автомобильной дороги «Западный скоростной диаметр» в городе Санкт-Петербурге по причине возникновения нештатных ситуаций, при которых акселерометрами на пилонах фиксируются значения, превышающие предельные. Методы: для получения результатов используются статистические данные с баз данных действующей системы мониторинга инженерных конструкций. Поставленные в рамках исследования задачи решены посредством применения теоретических методов научного познания: аналитического метода, теории математической статистики, индукции. Результаты: предложен структурный подход к оценке работоспособности системы мониторинга инженерных конструкций и текущего состояния конструкций вантового моста, по полученным данным с акселерометров, включающий три этапа: I этап — предварительный анализ; II этап — выборочный анализ; III этап — детальный анализ. Практическая значимость: полученный структурный подход по оценке работоспособности системы мониторинга инженерных конструкций на вантовых мостах позволяет уменьшить количество ложных срабатываний системы и оценить текущее состояние мостового сооружения. В рамках III этапа структурного подхода предлагается разработка методики оценки работоспособности системы мониторинга инженерных конструкций с последующей оценкой текущего состояния конструкций вантового моста.

Ключевые слова: мониторинг искусственных сооружений, управление техническим состоянием, объект транспортной инфраструктуры, вантовый мост, напряженно-деформированное состояние, акселерометр, вибрационный мониторинг

Контакты: andrey.makhonko@nch-spb.ru, lazarev_yug@spbstu.ru, aaa.12.03.1992@mail.ru

Structural approach to assessing the performance of the monitoring system of engineering structures of the cable-stayed bridge over the Petrovsky Canal in the construction of the western speed diameter highway in St. Petersburg. Part 2 A. A. Makhonko, Y. G. Lazarev, A. A. Antonyuk
DOI: 10.20295/1815-588X-2024-03-585-597

Purpose: assessing the performance of the monitoring system for engineering structures and assessing the current state of the structures of the cable-stayed bridge across the Petrovsky Canal in the alignment of the Western High-Speed Diameter highway in the city of St. Petersburg due to the occurrence of emergency situations in which accelerometers on the pylons record values exceeding the limit. Methods: statistical data from the databases of the existing system of monitoring engineering structures is used to obtain the results. The tasks, set within the framework of the study, are accomplished by applying the theoretical methods of scientific knowledge: the analytical method, the mathematical statistics theory, induction. Results: the resulting structural approach to assessing the performance of the monitoring system for engineering structures on cable-stayed bridges makes it possible to reduce the number of false alarms of the system and assess the current state of the bridge structure. Within the framework of the III stage of the structural approach, it is proposed to develop a methodology for assessing the performance of the monitoring system for engineering structures with subsequent assessment of the current state of cablestayed bridge structures. Practical significance: the results of the work are important for construction as they expand the understanding of the features of the mechanism of soil freezing.

Keywords: structural artificial monitoring, technical condition management, transport infrastructure object, cable-stayed bridge, stressed-deformed condition, accelerometer, vibration monitoring

Contacts: andrey.makhonko@nch-spb.ru, lazarev_yug@spbstu.ru, aaa.12.03.1992@mail.ru

Цель: рассмотрение вопроса применения гидравлических гасителей колебаний в рессорном подвешивании различных видов подвижного состава железнодорожного транспорта. В статье проведен обзор схем расположения гидравлических гасителей колебаний в рессорном подвешивании подвижного состава, приведены их достоинства и недостатки. Методы: обзор и анализ конструкций рессорного подвешивания различных типов тягового и нетягового подвижного состава, находящихся в эксплуатации, а также запатентованных конструкций. Анализ схем расположения гидравлических гасителей колебаний в рессорном подвешивании подвижного состава. Результаты: основной причиной применения гидравлических гасителей в рессорном подвешивании является неспособность цилиндрических пружин минимизировать влияние колебательных движений подвижного состава, возникающих при его движении. Обоснована необходимость применения гидравлических гасителей колебаний в конструкциях различных видов подвижного состава. Рассмотрены схемы расположения гидравлических гасителей колебаний. Приведены примеры использования гидрогасителей в рессорном подвешивании различных видов подвижного состава. Практическая значимость: показана необходимость применения гидравлических гасителей колебаний не только в конструкциях ходовой части пассажирских вагонов и локомотивов, но и в рессорном подвешивании грузовых вагонов. Применение гидравлических гасителей колебаний позволяет минимизировать негативное влияние колебательных движений как на конструкцию подвижного состава, так и на состояние здоровья пассажиров и локомотивных бригад, а также повысить комфорт их пребывания. Использование же гидрогасителей в рессорном подвешивании грузового подвижного состава может позволит повысить скорость его движения путем повышения ходовых качеств грузовых вагонов и степени сохранности перевозимых грузов.

Ключевые слова: подвижной состав, локомотив, электровоз, тепловоз, пассажирский вагон, фитинговая платформа, рессорное подвешивание, колебательное движение, гидравлический гаситель, гидродемпфер

Контакты: sergei.tresckin@yandex.ru, e.dulskiy@mail.ru, victor.kruchek@yandex.ru, savl.ivanov@mail.ru

Analysis of the use of hydraulic vibration dampers in spring suspension structures of railway rolling stock S. V. Treskin, E. Yu. Dul`skij, V. A. Kruchek, P. Yu. Ivanov
DOI: 10.20295/1815-588X-2024-03-598-608

Purpose: consideration of the issue of the use of hydraulic vibration dampers in spring suspension of various types of railway rolling stock. The article provides an overview of the layout of hydraulic vibration dampers in the spring suspension of rolling stock, their advantages and disadvantages are given Methods: review and analysis of spring suspension designs of various types of traction and non-traction rolling stock in operation, as well as patented designs. Analysis of the arrangement schemes of hydraulic vibration dampers in the spring suspension of rolling stock. Results: the main reason for the use of hydraulic dampers in spring suspension is the inability of cylindrical springs to minimize the influence of oscillatory movements of rolling stock that occur during its movement. The necessity of using hydraulic vibration dampers in structures of various types of rolling stock is substantiated. The arrangement schemes of hydraulic vibration dampers are considered. Examples of the use of hydraulic dampers in spring suspension of various types of rolling stock are given. Practical significance: the necessity of using hydraulic vibration dampers is shown not only in the structures of the undercarriage of passenger cars and locomotives, but also in the spring suspension of freight cars. The use of hydraulic vibration dampers makes it possible to minimize the negative impact of oscillatory movements on both the structure of the rolling stock and the health of passengers and locomotive crews, as well as to increase the comfort of their stay. The use of hydraulic dampers in the spring suspension of freight rolling stock can increase the speed of its movement by improving the running qualities of freight cars and the degree of safety of transported goods.

Keywords: ctric locomotive,kolling stock, locomotive, ele diesel locomotive, passenger car, fitting platform, spring susp ension, oscillating motion, hydraulic damper, hydraulic damper

Contacts: sergei.tresckin@yandex.ru, e.dulskiy@mail.ru, victor.kruchek@yandex.ru, savl.ivanov@mail.ru

Цель: рассмотреть проблему выдавливания замкового блока, возникающую при строительстве тоннелей метрополитена в Санкт-Петербурге с использованием сборных высокоточных железобетонных обделок повышенной водонепроницаемости диаметром 10,3 м. Проанализировать возможные процессы, приводящие к этому явлению, и методы решения проблемы в условиях строительства. Определить, к каким последствиям приводят применяемые на данный момент варианты решения проблемы. Разработать аналитическую методику определения величины силы трения, действующей по плоскостям радиальных стыков контактирующих блоков на базе классических методов строительной механики. Провести математическое моделирование процесса выдавливания методом конечных элементов и сравнить его результаты с полученными аналитически. Разработать рекомендации по ликвидации выдавливания блока, которые можно как применить в условиях строительства, так и учесть при проектировании конструкций обделок. Проанализировать эффективность предлагаемых рекомендаций. Методы: использовались натурные данные с построенных объектов, аналитические расчеты и математическое моделирование методом конечных элементов. Результаты: предложена аналитическая методика определения величины усилия выталкивания замкового блока и силы трения в радиальных стыках смежных и замкового блоков. Результаты математического моделирования показали высокую сходимость результатов, получаемых двумя методами. Разработаны рекомендации по устранению явления выдавливания, оценена их эффективность. Практическая значимость: результаты исследования могут быть использованы на этапе проектирования конструкций сборных железобетонных обделок повышенной водонепроницаемости для тоннелей большого диаметра, а также в условиях строительства в момент монтажа замкового и смежных блоков.

Ключевые слова: сборная высокоточная железобетонная обделка повышенной водонепроницаемости, замковый блок, тоннелепроходческие механизированные комплексы, тоннели большого диаметра, математическое моделирование, сила трения

Контакты: vasyakonst213@gmail.com, snoval@pgupstm.ru, scarlunch@mail.ru

The key-segment extrusion during the construction of large-diameter transport tunnels V. D. Konstantinov, A. L. Novikov, A. A. Sokornov
DOI: 10.20295/1815-588X-2024-03-609-621

Purpose: to consider the problem of the key-segment extrusion that occurs during the construction of subway tunnels in St. Petersburg using prefabricated high-precision reinforced concrete linings with increased water resistance with a diameter of 10.3 m. To analyze the possible processes leading to this phenomenon and methods of solving the problem in construction conditions. To determine the consequences of the currently used solutions to the problem. To develop an analytical methodology for determining the magnitude of the friction force acting on the radial joints planes of contacting segments based on classical structural mechanics methods (displacement method). To carry out mathematical modeling of the extrusion process by the finite element method and compare its results with those obtained analytically. To develop recommendations for the elimination of block extrusion, which can be both applied in construction conditions and taken into account when designing lining structures. To analyze the effectiveness of the proposed recommendations. Methods: full-scale data from constructed objects, analytical calculations and mathematical modeling by the finite element method were used. Results: an analytical method is proposed for determining the magnitude of the pushing force of the key-segment and the friction force in the radial segment joints. The results of mathematical modeling showed high convergence of the results obtained by the two methods. Recommendations have been developed to eliminate the phenomenon of extrusion, and their effectiveness has been evaluated. Practical importance: the results of the study can be used at the design stage of prefabricated reinforced concrete linings with increased water resistance for large-diameter tunnels, as well as in construction conditions at the time of installation of the key segment.

Keywords: refabricated high-precision reinforced concrete lining with increased water resistance, keysegment, tunnel boring machine, large-diameter tunnels, mathematical modeling, friction force

Contacts: vasyakonst213@gmail.com, snoval@pgupstm.ru, scarlunch@mail.ru

Цель: выполнить сравнительный анализ особенностей существующих теорий расчета холодногнутых стальных тонкостенных профилей, рассмотреть вопрос о необходимости разработки методики расчета и обоснование критериев применимости холодногнутых стальных тонкостенных профилей в основных конструкциях мостовых сооружений, обосновать целесообразность применения конструкций из тонкостенных холодногнутых профилей применительно к мостостроению с целью снижения металлоемкости и повышения экономической эффективности. Методы: сравнение существующих теорий расчета холодногнутых стальных тонкостенных профилей на данный момент, обзор существующей практики применения и технико-экономических показателей тонкостенных профилей в области промышленного и гражданского строительства. Результаты: выполнен сравнительный анализ особенностей, достоинств и недостатков отдельных теорий расчета холодногнутых стальных тонкостенных профилей, установлены критерии выбора теории расчета в зависимости от характера их работы. Приведены некоторые технико-экономические показатели сходных конструкций из холодногнутых стальных тонкостенных профилей в конструкциях зданий промышленного, гражданского, сельскохозяйственного и иного назначения. Анализ показал, что данные конструкции имеют меньшую металлоемкость по сравнению с обычными стальными конструкциями. Практическая значимость: обозначена необходимость в разработке методики расчета конструкций из холодногнутых стальных тонкостенных профилей применительно к мостостроению. Данная методика имеет практическую значимость для внедрения тонкостенных профилей в основных конструкциях мостов. Приведен ряд факторов, которые могут оказаться решающими в пользу выбора холодногнутых стальных тонкостенных профилей в составе несущих конструкций главных балок мостов при соответствующем технико-экономическом обосновании в определенных условиях с учетом их особенностей, достоинств и недостатков.

Ключевые слова: холодногнутый стальной тонкостенный профиль, ЛСТК, теория Власова, теория закритической несущей способности, коробление, бимомент, местная устойчивость, пешеходный мост

Контакты: nikolai_solovev@yahoo.com, sergchizh@yandex.ru, avdej_yuliya@yandex.ru

Methodological justification for the calculation of cold-formed steel thin-walled profiles in bridge structures at the project stage N. A. Solovev, S. V. Chizhov, Yu. V. Avdey
DOI: 10.20295/1815-588X-2024-03-622-637

Objective: perform a comparative analysis of the features of existing theories for calculating cold-formed steel thin-walled profiles, consider the need to develop a calculation methodology and justify the criteria for the applicability of cold-formed steel thin-walled profiles in the main structures of bridge structures, justify the feasibility of using structures from thin-walled cold-formed profiles in relation to bridge construction in order to reduce metal consumption and increase economic efficiency. Methods: a comparison of existing theories for calculating cold-formed steel thin-walled profiles at the moment, a review of the existing practice of application and technical and economic indicators of thin-walled profiles in the field of industria and civil construction. Results: a comparative analysis of the features, advantages and disadvantages of individual theories for calculating cold-formed steel thin-walled profiles has been carried out, criteria for choosing a calculation theory depending on the nature of their work have been established. Some technical and economic indicators of similar structures made of cold-formed steel thin-walled profiles in the structures of buildings for industrial, civil, agricultural and other purposes are presented. The analysis showed that these structures have lower metal consumption compared to conventional steel structures. Practical importance: the need to develop a methodology for calculating structures made of cold-formed steel thin-walled profiles in relation to bridge construction is identified. This technique has practical significance for the implementation of thin-walled profiles in the main structures of bridges. A number of factors are given that may be decisive in favor of choosing cold-formed steel thin-walled profiles as part of the load-bearing structures of the main beams of bridges with an appropriate feasibility study in certain conditions, taking into account their features, advantages and disadvantages.

Keywords: cold-formed thin-walled steel profile, LGSF, Vlasov theory, theory of supercritical load-bearing capacity, buckling, bimoment, local stability, pedestrian bridge

Contacts: nikolai_solovev@yahoo.com, sergchizh@yandex.ru, avdej_yuliya@yandex.ru

Цель: разработать предложения по освоению ожидаемого роста объемов перевозок по транспортному коридору «Север — Юг ». Провести оценку пропускной способности участка Верхний Баскунчак — Астрахань — порт Оля как самого грузонапряженного, на котором происходит слияние грузопотока с нескольких направлений. Показать необходимость разгрузки основного направления коридора «Север — Юг » и формирования сети альтернативных маршрутов следования в транспортном коридоре для обеспечения гарантии перевозок на случай форс-мажорных обстоятельств. Рассмотреть возможность привлечения параллельных маршрутов следования через Северо-Кавказскую железную дорогу (СКЖД). Методы: расчет пропускной способности проведен с использованием методики, применяемой в ОАО «РЖД», и авторских предложений, учитывающих дополнительные резервы пропускной способности. Использованы общелогические методы — количественный и качественный анализ и синтез, индукция и дедукция, аналогии, классификации, сочетание исторического и логического анализа. Предложенный универсальный алгоритм, позволяющий оценивать возможность выбора параллельных ходов, может быть рекомендован к практическому использованию. Результаты: установлено максимальное количество поездов, которое можно перенаправить на параллельные маршруты с учетом имеющихся пропускных способностей и их загруженности экспортным грузопотоком в направлении портов Азово-Черноморского бассейна. Показана актуальность направления развития тяжеловесного движения, направленного на уменьшение потребной пропускной способности, и сокращение межпоездных интервалов для увеличения наличной пропускной способности. Сформирован универсальный алгоритм, позволяющий оценивать возможность выбора параллельных ходов. Практическая значимость: показана необходимость освоения ожидаемого грузопотока и недопущения его ухода на конкурирующие направления, например через Суэцкий канал. В сложившихся политических и экономических условиях международный транспортный коридор (МТК) «Север — Юг » изменяет свой статус: из альтернативы Суэцкому каналу превращается в один из приоритетных маршрутов следования российского экспортного грузопотока.

Ключевые слова: транспортный коридор, грузопоток, участок, пропускная способность, мероприятие, параллельный маршрут следования, алгоритм

Контакты: ekaryazanova@gmail.com, sabir.nauruzbayev@mail.ru, PoluninaAngelina@mail.ru

Evaluation of proposals for the formation of a network of alternative routes for the “North-South” corridor E. V. Ryazanova, S. M. Nauruzbaev, A. O. Kudelina
DOI: 10.20295/1815-588X-2024-03-638-651

Purpose: to develop proposals for the development of the expected growth in traffic volumes along the North–South transport corridor. To assess the capacity of the Upper Baskunchak — Astrakhan — Olya port section as the most heavily loaded, where cargo flows from several directions merge. To show the need to unload the main direction of the North-South corridor and form a network of alternative routes in the transport corridor to ensure transportation guarantees in case of force majeure. Consider the possibility of attracting parallel routes through the North Caucasus Railway (SKZHD). Methods: the calculation of throughput was carried out using the methodology used in JSC “Russian Railways” and the author’s proposals, taking into account additional reserves of throughput. General logical methods were used — quantitative and qualitative analysis and synthesis, induction and deduction, analogies, classifications, a combination of historical and logical analyses. The proposed universal algorithm, which makes it possible to evaluate the possibility of choosing parallel moves, can be recommended for practical use. Results: the maximum number of trains that can be redirected to parallel routes has been established, taking into account the available capacity and their workload with export cargo traffic in the direction of the ports of the Azov-Black Sea basin. The relevance of the direction of development of heavy traffic aimed at reducing the required capacity and reducing inter-train intervals to increase the available capacity is shown. A universal algorithm has been formed that allows evaluating the possibility of choosing parallel moves. Practical significance: the necessity of mastering the expected cargo flow and preventing its departure to competing destinations, for example, through the Suez Canal, is shown. In the current political and economic conditions, the North — South International Transport Corridor (ITC) is changing its status: from an alternative to the Suez Canal, it is becoming one of the priority routes for Russian export cargo traffic.

Keywords: transport corridor, cargo flow, section, capacity, event, parallel route, algorithm

Contacts: ekaryazanova@gmail.com, sabir.nauruzbayev@mail.ru, PoluninaAngelina@mail.ru

Цель: оценка воздействия уровня шума в вагонах Санкт-Петербургского метрополитена. Определить, какие типы вагонов подвижного состава и с каким сроком эксплуатации используются в метрополитене. Провести оценку того, какие типы вагонов используются на различных линиях метрополитена, а также есть ли зависимость между сроком эксплуатации вагонов и уровнем шума в вагоне. Установить, насколько срок эксплуатации вагонов влияет на уровень шума в вагоне. Провести замеры уровней шума внутри вагонов подвижных составов разного типа на различных ветках метрополитена. Соотнести полученные значения с установленными требованиями СП 2.5.3650-20 «Санитарные правила эксплуатации метрополитенов» значениями предельно допустимых уровней шума в вагонах. Провести анализ уровня шумового воздействия на человека в метрополитене и определить возможные мероприятия по снижению уровня шума в метрополитене. Методы: измерения уровня шума на различных станциях и поездах производились специальным инструментальным методом, с использованием цифрового интегрирующего измерителя и анализатора звукового спектра «Октава 110А» 1-го класса точности по ГОСТ Р 53188.1. Результаты: выполнены замеры уровней шума в различных типах вагонов на различных ветках Санкт-Петербургского метро. Проведенный анализ результатов натурных замеров уровней шума по эквивалентным и максимальным уровням в метрополитене свидетельствует о превышениях допустимых уровней шума в вагоне «Балтиец» на красной линии метро, в вагоне 81-717/714 на синей линии метро; в вагоне 81-717/714 на фиолетовой линии метро; в вагоне 81-556.2/557.2/558.2 «Нева» на зеленой линии метро. Практическая значимость: результаты выполненных акустических замеров могут быть использованы для принятия мер по снижению шума в метрополитене, включая замену старых поездов на более новые.

Ключевые слова: метрополитен, уровень шума, вибрация, воздействие, подвижной состав

Контакты: suolko@gmail.com, matveyka20003@mail.com, katerina.bs003@yandex.ru, alina.kholod00@mail.ru

Assessment of noise levels in the St. Petersburg metro M. A. Andronov, E. V. Basak, A. K. Shakhrai, O. K. Suvorova
DOI: 10.20295/1815-588X-2024-03-652-660

Purpose: to assess the impact of noise levels in St. Petersburg metro cars. Identify what types of cars used on various metro lines. Determine what types of rolling stock cars used in the metro. Determine how much the service life of the cars affects the noise level in the car. Conduct measurements of noise levels inside the carriages of rolling stock of various types on various metro lines. Correlate the obtained values with the established requirements of SP 2.5.3650–20 “Sanitary rules for the operation of subways” with the values of maximum permissible noise levels in cars. Conduct an analysis of the level of noise impact on humans in the metro and identify possible measures to reduce the noise level in the metro. Methods: measurements of noise levels at various stations and trains were carried out by a special instrumental method, using a digital integrating meter and an Octave 110A sound spectrum analyzer of 1st accuracy class according to GOST R 53188.1. Results: measurements of noise levels carried out in various types of cars on various branches of the St. Petersburg metro. An analysis of the results of field measurements of noise levels for equivalent and maximum levels in the metro shows that permissible noise levels are exceeded in the “Baltiets” car on the red metro line, in car 81-717/714 on the blue metro line; in car 81-717/714 on the purple metro line; in car 81-556.2/557.2/558.2 “Neva” on the green metro line. Practical significance: identification of the obtained data show necessary measures to reduce noise in the metro. Installation of sound-absorbing materials at stations and on trains. Replacing old trains with newer ones.

Keywords: metro, noise level, vibration, impact, rolling stock

Contacts: suolko@gmail.com, matveyka20003@mail.com, katerina.bs003@yandex.ru, alina.kholod00@mail.ru

Цель: разработка нового способа подачи топлива, так как наиболее часто реализуемые способы топливоподачи в газовых двигателях имеют существенные недостатки. Методы: на основе распределенной и непосредственной подачи топлива был разработан комбинированный способ, представляющий собой совокупность данных видов топливоподачи. Результаты: такой способ подачи топлива компенсирует недостатки как распределенной подачи (снижение наполнения цилиндров, аккумулирование топливовоздушной смеси во впускной системе и потери топлива на перекрытии клапанов), так и непосредственной (некачественное смесеобразование в режимах низких и полных нагрузок). На различных режимах работы двигателя задействуются данные виды впрыска топлива в разных сочетаниях, ввиду чего преимущества распределенного и непосредственного впрыска топлива суммируются. В областях низких нагрузок осуществляется распределенный впрыск либо комбинация распределенного и непосредственного. На средних нагрузках возможно использование только непосредственного впрыска. При полной нагрузке возможен впрыск топлива из двух форсунок за один цикл. Предложено усовершенствование распределенной подачи в составе комбинированной с целью исключения аккумулирования топлива во впускном коллекторе. Такой эффект достигается за счет использования редуктора с электронным управлением, позволяющего подавать топливо с разными величинами давления для создания направленного движения струи газа, что позволяет также улучшить смесеобразование. Практическая значимость: предложенный способ подачи природного газа обеспечивает оптимальный состав топливовоздушной смеси при всех режимах работы, повышение коэффициента наполнения, исключение потерь топлива на перекрытии клапанов.

Ключевые слова: газовое топливо, природный газ, подача топлива, коэффициент наполнения, качество смесеобразования, экологичность двигателей

Контакты: nttk@pgups.ru, apenkin1@gmail.com, v3dernikowad@yandex.ru

The method of supplying fuel to an internal combustion gas engine А. А. Vorobev, A. L. Penkin, D. R. Vedernikova
DOI: 10.20295/1815-588X-2024-03-661-669

Purpose: due to the significant disadvantages of the most commonly implemented fuel supply methods in gas engines, the goal was set to develop a new method of fuel supply. The advantages and disadvantages of existing methods of fuel supply in gas engines, such as central, distributed and direct supply, fuel supply through a dual-fuel nozzle, are considered. Methods: on the basis of distributed and direct fuel supply, a combined method was developed, which is a combination of these types of fuel supply. Results: this method of fuel supply compensates for the disadvantages of distributed supply (reduction of cylinder filling, accumulation of fuel-air mixture in the intake system and fuel losses at valve closures) and direct (poor-quality mixing in low and full load modes). In different engine operating modes, these types of fuel injection are used in different combinations, which is why the advantages of distributed and direct fuel injection are summed up. In areas of low loads, distributed injection is carried out, or a combination of distributed and direct injection. At medium loads, only direct injection is possible. At full load, it is possible to inject fuel from two injectors in one cycle. An improvement of the distributed feed as part of the combined one is proposed in order to eliminate fuel a ccumulation in the intake manifold. This effect is achieved through the use of an electronically controlled gearbox, which allows fuel to be supplied with different pressure values to create a directional movement of the gas jet, which also improves mixing. Practical importance: the proposed method of supplying natural gas ensures the optimal composition of the fuel-air mixture in all operating modes, increasing the filling ratio, eliminating fuel losses on valve closures.

Keywords: gas engine, natural gas, fuel supply, filling ratio, mixing quality, environmental friendliness of engines

Contacts: nttk@pgups.ru, apenkin1@gmail.com, v3dernikowad@yandex.ru

Цель: разработать решение проблемы трудоемкости информационного сопровождения грузовой перевозки с помощью интеллектуальной информационной технологии (далее — ИИТ) на основе изучения проблемных мест взаимодействия перевозчика и грузовладельца, а также существующих методов его улучшения. В статье определена структура ИИТ, усовершенствована система управления процессом приема вагона к перевозке, разработана система поддержки принятия решений в области грузовых железнодорожных перевозок. Схема жизненного цикла перевозочного процесса, построенная с помощью методологии функционального моделирования IDEF0, отражает влияние интеллектуальной информационной технологии на все составляющие при ее внедрении. Практический аспект реализации представлен программным продуктом на базе нейросетевого модельного комплекса. Приведены результаты модельных экспериментов в лабораторных условиях и испытаний в реальных условиях на полигоне Октябрьской железной дороги, которые показали существенное снижение затрат времени на прием вагона к перевозке и влияния человеческого фактора, что в перспективе снижает себестоимость грузовых перевозок. Методы: в исследовании применяются методы системного анализа, теории управления перевозками, нейросетевого моделирования и синтеза существующих моделей. Результаты: предложена технология и разработаны конкретные инструменты повышения качества информационного сопровождения железнодорожных грузовых перевозок. Практическая значимость: внедрение разработанных решений позволит автоматизировать информационное сопровождение железнодорожных грузовых перевозок и обмен данными между перевозчиком и грузоотправителем.

Ключевые слова: интеллектуальная информационная технология, система управления, система поддержки принятия решений, нейросетевая модель, коммерческий осмотр, автоматизация

Контакты: fsmirnov96@gmail.com, novitchihin@bk.ru

Automation of acceptance of wagons for transportation: control system and neural network model F. A. Smirnov, A. V. Novichikhin
DOI: 10.20295/1815-588X-2024-03-670-685

Purpose: the article examines the problem areas of interaction between the carrier and the cargo owner, as well as existing methods for improving it. A solution to the problem of labor-intensive information support for freight transportation is proposed using intelligent information technology. Its structure has been determined, the system for managing the process of accepting a wagon for transportation has been improved, and a decision support system in the field of rail freight transportation has been developed. The life cycle diagram of the transportation process, built using the IDEF0 functional modeling methodology, reflects the influence of intelligent information technology on all components during its implementation. The practical aspect of implementation is represented by a software product based on a neural network model complex. The results of model experiments in laboratory conditions and tests in real conditions at the Oktyabrskaya Railway test site are presented, which showed a significant reduction in the time spent on accepting a car for transportation and the influence of the human factor, which in the future reduces the cost of freight transportation. Methods: the study uses methods of system analysis, transportation management theory, neural network modeling and synthesis of existing models. Results: a technology has been proposed and specific tools have been developed to improve the quality of information support for rail freight transportation. Practical significance: the implementation of the developed solutions will automate information support for rail freight transportation and data exchange between the carrier and the shipper.

Keywords: intelligent information technology, control system, decision support system, neural network model, commercial inspection, automation

Contacts: fsmirnov96@gmail.com, novitchihin@bk.ru

В статье приведены исследования экологической безопасности автоклавного золопенобетона с использованием золы от сжигания осадка сточных вод в построенном и эксплуатируемом производственном здании. Показано, что после продолжительной эксплуатации здание из автоклавного золопенобетона, полученного с использованием золы с завода по сжиганию осадка сточных вод, оказалось экологически безопасным для человека. Цель: зола от сжигания осадка сточных вод обладает высокой средней удельной радиоактивностью (радия и тория), что сильно ограничивает ее дальнейшее применение. Ранее было установлено, что применение золы от сжигания осадка сточных вод в качестве сырья в автоклавном золопенобетоне в различных пропорциях оказывает влияние на содержание естественных радионуклидов в готовой продукции. В статье рассматривается экологическая безопасность автоклавного золопенобетона после продолжительной эксплуатации. Методы: исследования проводились на действующем объекте при помощи поверенного дозиметра-радиометра ATOMEX MKC-AT6130. Результаты: было установлено, что во всех образцах автоклавного золопенобетона с использованием золы от сжигания осадка сточных вод создаваемый радиационный фон был ниже нормы — на границе пороговых значений. Практическая значимость: результаты работы имеют важное значение для строительства, так как расширяют представления об особенностях автоклавного золопенобетона и возможности безопасного использования золы от сжигания осадка сточных вод в строительстве.

Ключевые слова: зола от сжигания осадка сточных вод, утилизация золы, автоклавный золопенобетон, применение автоклавного золопенобетона, строительство зданий, содержание естественных радионуклидов, радиационное исследование золы, экологическая безопасность

Контакты: rusanovaev@mail.ru

Research of ecological safety of autoclaved ash-foam concrete produced with ash from sewage sludge incineration E. V. Rusanova
DOI: 10.20295/1815-588X-2024-03-686-693

The article presents the research of ecological safety of autoclaved ash-foam concrete using ash from sewage sludge incineration in the constructed and operated production building. It is shown that after more than eighteen years of operation, the building made of autoclaved ash-foam concrete obtained using ash from sewage sludge incineration plant turned out to be environmentally safe for humans. Purpose: ash from sewage sludge incineration has high average specific radioactivity (radium and thorium), which strongly limits its further use. Earlier it was found that the use of ash from sewage sludge incineration as a raw material in autoclaved ash-foam concrete in different proportions affects the content of natural radionuclides in the finished product. The paper considers the environmental safety of autoclaved ash-foam concrete after prolonged operation. Methods: the research was carried out at the operating facility using a verified dosimeter-radiometer ATOMEX MKC-AT6130. Results: it was found that in all samples of autoclaved ash-foam concrete produced with ash from sewage sludge incineration the generated radiation background was below the norm, on the border of threshold values. Practical significance: the results of the work are important for construction, as they expand the ideas about the peculiarities of autoclaved ash-foam concrete and the possibility of safe use of ash from sewage sludge incineration in construction.

Keywords: ash from sewage sludge incineration, ash utilisation, autoclaved ash-foam concrete, application of autoclaved ash-foam concrete, building construction, natural radionuclide content, radiation study of ash, environmental safety

Contacts: rusanovaev@mail.ru

Цель: выявить влияние геометрических параметров колесных пар и рельсовой колеи на показатели плавности хода и уровня комфорта езды пассажиров для автоматизированной системы диагностики. Методы: при проведении исследований были использованы статистические методы. Выборка и анализ данных статистических наблюдений позволили выявить существующие подходы оценки уровней взаимодействия системы «колесо — рельс» при разных скоростях движения. Сгруппированные в ряды участки пути по пикетам были оценены по показателям комфорта езды пассажиров и эквивалентной конусности. Использованы материалы общего доступа и официальных сайтов, исследования авторов. Результаты: выявлен перечень факторов, влияющих на условия взаимодействия скоростного подвижного состава и железнодорожного пути. Получены данные показателей комфорта езды и эквивалентной конусности для линии Санкт-Петербург — Москва по пикетам при фактических реализуемых скоростях движения. Практическая значимость: определена возможность использования диагностики дистанционных измерений по определению геометрических параметров колесных пар и рельсов и геометрических параметров рельсовой колеи. Рекомендованы предложения по улучшению качественной оценки взаимодействия системы «колесо — рельс».

Ключевые слова: уровень комфорта, дискомфорт, комфортабельность езды пассажиров, эквивалентная конусность, ускорения, взаимодействие колеса с рельсом, колесная пара, профиль рельса, система диагностики

Контакты: gaponenkoalexandr@mail.ru, zhdp10@gmail.com

Diagnostics of the railway track and rolling stock interaction system according to the parameters of ride comfort and equivalent taper A. S. Gaponenko, A. A. Kiselyov
DOI: 10.20295/1815-588X-2024-03-694-705

Purpose: to identify the influence of the geometric parameters of wheel sets and rail track on the smoothness of the ride and the level of passenger comfort for an automated diagnostic system. Methods: statistical methods were used to conduct the research. Sampling and analysis of statistical observation data made it possible to identify existing approaches to assessing the levels of interaction of the wheel-rail system at different speeds. The track sections grouped into rows along pickets were assessed in terms of passenger ride comfort and equivalent conicity. Materials used in the public domain and official websites, as well as research by the authors. Results: a list of factors influencing the conditions of interaction between highspeed rolling stock and the railway track has been identified. Data were obtained for indicators of ride comfort and equivalent conicity for the St. Petersburg — Moscow line along pickets at actual realizable speeds. Practical importance: the possibility of using remote measurement diagnostics to determine the geometric parameters of wheelsets and rails and the geometric parameters of the rail track has been determined. Suggestions for improving the qualitative assessment of the interaction of the wheel-rail system are recommended.

Keywords: comfort level, discomfort, passenger ride comfort, equivalent conicity, acceleration, wheel-rail interaction, wheelset, rail profile, diagnostic system

Contacts: gaponenkoalexandr@mail.ru, zhdp10@gmail.com

Цель: в работе исследуются свойства коаксиальной магнитной передачи с постоянными магнитами и подмагничивающими обмотками. Выявляются зависимости КПД от частоты вращения и мощности нагрузки, а также зависимость максимального момента, предшествующего нарушению зацепления, от тока подмагничивания и частоты вращения. Методы: экспериментальное исследование на стенде путем нагрузки приводного двигателя через испытуемую передачу на генератор, работающий на резистор. Также описывается процесс исследования стенда, включающий определение потерь в испытательных электрических машинах методом отдельных потерь, а также установление соответствия частоты напряжения тахогенератора и частоты вращения приводного двигателя. Результаты: было установлено, что магнитная передача способна работать как в режиме редуктора, так и в режиме мультипликатора, при этом КПД в режиме редуктора в целом выше и в большей степени зависит от частоты вращения передачи, чем в режиме мультипликатора. Также можно сказать, что применение подмагничивания позволяет увеличить максимальный момент, отдаваемый нагрузке, но снижает КПД ввиду увеличения потерь в стали. Практическая значимость: результаты работы могут быть применены в машиностроении при проектировании нагруженных магнитных передач, работающих в режиме неравномерных нагрузок в приводах машин.

Ключевые слова: коаксиальная магнитная передача, редуктор, мультипликатор, постоянный магнит, коэффициент полезного действия, максимальный момент

Контакты: parovozik_tar@mail.ru, mr.danisimo@yandex.ru, trevlmoimalenki@gmail.com

Test results of a prototype transmission with non-contact gearing based on permanent magnets D.S. Taritsyn, D.A. Orlov, A.I. Petukhov
DOI: 10.20295/1815-588X-2024-03-706-717

Purpose: the paper studies the properties of a coaxial magnetic transmission with permanent magnets and magnetizing windings. The dependences of the efficiency on the rotation frequency and load power are revealed, as well as the dependence of the maximum torque preceding the engagement failure on the magnetizing current and the rotation frequency. Methods: experimental study on a stand by loading the drive motor through the test transmission on a generator loading on a resistor. The process of studying the stand is also described, including determining the losses in test electric machines by the method of individual losses, as well as establishing the correspondence between the frequency of the tachogenerator voltage and the rotation frequency of the drive motor. Results: it was found that the magnetic transmission is capable of operating both in the reducer mode and in the multiplier mode, while the efficiency in the reducer mode is generally higher and depends on the rotation frequency of the transmission to a greater extent than in the multiplier mode. It can also be said that the use of magnetization allows increasing the maximum torque given to the load, but reduces the efficiency due to the increase in losses in the steel. Practical significance: the results of the work can be applied in mechanical engineering when designing loaded magnetic transmissions operating in the mode of uneven loads in machine drives.

Keywords: coaxial magnetic transmission, gearbox, multiplier, permanent magnet, efficiency, maximum torque

Contacts: parovozik_tar@mail.ru, mr.danisimo@yandex.ru, trevlmoimalenki@gmail.com

Цель: повышение эффективности функционирования транспортной сети на основе разработанной сбалансированной системы показателей взаимодействия железнодорожных линий различных категорий. Методы: применены методы теории управления, системного анализа, синтеза и математического моделирования, теории транспортных процессов и систем, планирования на транспорте. Результаты: обоснован набор показателей, влияющих на взаимодействие железнодорожных линий различных категорий, на основе сбалансированной системы показателей, позволяющей вырабатывать корректирующие мероприятия по оптимизации перевозочного процесса. Практическая значимость: реализация предлагаемых решений обеспечивает конкретизацию программы повышения эффективности эксплуатации малоинтенсивных железнодорожных линий общего пользования и корректировку плановых перевозок по данным линиям.

Ключевые слова: малоинтенсивные железнодорожные линии, сбалансированная система показателей, гибкое управление, планирование транспортных процессов

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

Towards improving the technology of planning transport processes of interaction between railway lines of various categories K. E. Kovalev, A.V. Novichikhin
DOI: 10.20295/1815-588X-2024-03-718-728

Purpose: increasing the efficiency of the transport network based on the developed balanced system of indicators for the interaction of railway lines of various categories. Methods: methods of control theory, system analysis, synthesis and mathematical modeling, theory of transport processes and systems, and transport planning methods are used. Results: a set of indicators that influence the interaction of railway lines of various categories is substantiated, based on a balanced system of indicators, which makes it possible to develop corrective measures to optimize the transportation process. Practical significance the implementation of the proposed solutions allows us to develop and specify a program to increase the efficiency of operation of low-intensity public railway lines and adjust scheduled transportation on these lines.

Keywords: low-intensity railway lines, balanced scorecard, flexible management, planning of transport processes

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

Цель: провести анализ причин долгосрочных деформаций пролетных строений из преднапряженного железобетона и проблем, связанных с их прогнозированием. Выполнить краткий обзор существующих методов прогнозирования долгосрочного поведения преднапряженных железобетонных мостов. Актуальность проблемы обусловлена необходимостью обеспечения надежности и долговечности этих конструкций, которые широко применяются в современном мостостроении. Статья направлена на выявление факторов, влияющих на развитие долгосрочных деформаций, и разработку подходов к их точному прогнозированию. Методы: рассмотрение долгосрочных деформаций пролетных строений преднапряженных железобетонных мостов и проблем, связанных с их прогнозированием на примере существующих мостовых сооружений. Проведена оценка существующих методов прогнозирования долгосрочных деформаций в преднапряженном железобетоне. В частности, анализ воздействия релаксации высокопрочной арматуры, а также эффектов ползучести и усадки бетона. Результаты: корректное прогнозирование долгосрочных деформаций является сложной задачей, требующей учета множества факторов, таких как потери предварительного напряжения, условия окружающей среды, свойства материалов и конструктивные особенности мостов. Рассмотренные в статье методы, включая метод множителей и приближенный метод временных интервалов, показывают свою эффективность в оценке долгосрочных деформаций. Однако существует необходимость проведения дальнейших исследований в области улучшения методов прогнозирования для повышения эффективности проектирования преднапряженных железобетонных мостов. Практическая значимость: предоставление инженерам-проектировщикам конкретных методов и подходов для оценки долгосрочного поведения преднапряженных железобетонных мостов. Применение указанных методов позволяет уменьшить риски возникновения сверхнормативных деформаций и прогибов, что в конечном итоге обеспечивает безопасность и надежность мостовых сооружений.

Ключевые слова: преднапряженный железобетон, мост, прогнозирование долгосрочных деформаций бетона, усадка, ползучесть, релаксация арматуры

Контакты: r.avhimovich@spb.gpsm.ru, sergchizh@yandex.ru

A review of long-term behavior prediction methods for prestressed concrete bridges R. A. Avkhimovich, S. V. Chizhov
DOI: 10.20295/1815-588X-2024-03-729-743

Purpose: to analyze the causes of long-term deformations of prestressed concrete bridge spans and the problems associated with their prediction. To provide a brief overview of existing methods for predicting the long-term behavior of prestressed concrete bridges. The relevance of the problem is due to the need to ensure the reliability and durability of these structures, which are widely used in modern bridge construction. The objective of this paper is to identify factors that influence the development of long-term deformations and to develop approaches for their accurate prediction. Methods: the study examines the long-term deformations of prestressed concrete bridge spans and the problems associated with their prediction using existing bridge structures as examples. Existing methods for predicting long-term deformations in prestressed concrete are evaluated. In particular, the effects of high-strength reinforcement relaxation and the effects of concrete creep and shrinkage are analyzed. Results: accurate prediction of long-term deformations is a complex task that requires consideration of many factors, such as prestress losses, environmental conditions, material properties, and structural characteristics of bridges. The methods discussed in this paper, including the multiplier method and the approximate time interval method, demonstrate their effectiveness in evaluating long-term deformations. However, further research is needed to improve the prediction methods and increase the efficiency of prestressed concrete bridge design. Practical significance: provides design engineers with specific methods and approaches for evaluating the long-term behavior of prestressed concrete bridges. Application of these methods can reduce the risk of excessive deformations and deflections, ultimately ensuring the safety and reliability of bridge structures.

Keywords: prestressed concrete, bridge, prediction of long-term concrete deformations, shrinkage, creep, prestress losses

Contacts: r.avhimovich@spb.gpsm.ru, sergchizh@yandex.ru

Цель: оптимизация эффективности стратегий обнаружения и захвата четырехроторных беспилотных летательных аппаратов (квадрокоптеров). Методы: математическое моделирование, аппарат теории игр, венгерский метод решения задачи о назначениях, теория принятия решений, принцип динамического программирования, пакет Maple для решения примеров. Результаты: для выполнения условий решения задачи об оптимальных назначениях необходимо и достаточно, чтобы она была сбалансирована. Данную задачу о назначениях можно сбалансировать, введя необходимое количество фиктивных катеров или убегающих. После этого можно сформулировать и решить двойственную задачу об оптимальных назначениях. Полученную игру можно решить любым методом решения матричных игр. Таким образом можно определить политику преследования и поиска между беспилотными летательными аппаратами. Практическая значимость: все ускользнувшие квадрокоптерные БПЛА могут быть преследованы и успешно перехвачены с использованием разработанных моделей. Приведены примеры исследования математических моделей с помощью программного пакета Maple.

Ключевые слова: теория игр, квадрокоптер, модель, кооперативная теория игр, Simulink MPC- моделирование

Контакты: o.malafeev@spbu.ru, z282250684@mail.ru, i.zaitseva@rshu.ru, garanin@nt-smt.ru

Problems of search and pursuit of unmanned aerial vehicles using the game-theoretic approach O. A. Malafeev, K. Zhang, I. V. Zaitseva, A. V. Garanin
DOI: 10.20295/1815-588X-2024-03-744-760

Currently, the application of mathematical modeling theory is widely used in various fields and, among other things, can be used to prevent illegal actions. This study examines scenarios involving a single pursuer tracking a single evader, as well as situations involving multiple pursuers pursuing multiple evaders. The authors formulate this problem as a search and pursuit problem for four-rotor unmanned aerial vehicles (UAVs) or quadcopters. The solution to the problem is based on game theory, as it provides a mathematical framework for modeling and studying strategic interactions involving multiple decision makers. The authors consider a game where the set of strategies of the runner is the set of possible combinations of speeds and directions of his movement, and the set of strategies of the pursuer is the set of all possible permutations of the elements of his speeds. The matrix of the resulting game consists of elements that are the time of capture. A mathematical problem on the optimal assignments of searching and pursuing unmanned aerial vehicles is formulated and solved. Purpose: optimizing the effectiveness of strategies for detecting and capturing four-rotor unmanned aerial vehicles (quadcopters). Methods: methods of mathematical modeling, game theory apparatus, Hungarian method of solving the problem of assignments, decision theory, the principle of dynamic programming, the Maple package for solving examples were used. Results: In order to fulfill the conditions for solving the problem of optimal assignments, it is necessary and sufficient that it is balanced. This assignment problem can be balanced by entering the required number of fictitious boats or escaping boats. After that, it is possible to formulate and solve the dual problem of optimal appointments. The resulting game can be solved by any method of solving matrix games. In this way, it is possible to determine the policy of harassment and search between drones. Practical importance: All escaped quadcopter UAVs can be chased and successfully intercepted using the developed models. Examples of the study of mathematical models using the Maple software package are given.

Keywords: game theory, quadcopter, model, cooperative game theory, Simulink MPC modeling

Contacts: o.malafeev@spbu.ru, z282250684@mail.ru, i.zaitseva@rshu.ru, garanin@nt-smt.ru