Современные технологии. Системный анализ. Моделирование

Целесообразность транспортировки контейнеров в полувагонах

Алина Аркадьевна Аксенова — 2025-05-25

В статье проанализирована актуальность и значимость процесса оптимизации эксплуатации железнодорожного подвижного состава при организации транспортировки контейнеров. Нехватка специализированного подвижного состава для этих целей в связи с увеличением объемов перевозок импортных грузов, а также ростом числа контейнерных поездов в сообщении с Дальним Востоком способствует оптимизации использования подвижного состава путем применения технологии транспортировки контейнеров в полувагонах. Данное исследование базируется на анализе текущих объемов перевозок и оценивает целесообразность внедрения указанной технологии. Основной аргумент в ее пользу заключается в значительной диспропорции между количеством доступного специализированного подвижного состава для контейнерных перевозок и потребностями рынка. Транспортировка контейнеров в полувагонах представляется эффективным решением проблемы вывоза импортных контейнеров, в том числе вопросов минимизации порожнего пробега составов и оптимизации процессов вывоза контейнерных грузов. В рамках исследования проблематики обеспечения безопасности транспортировки грузов, а также сохранности самих грузов и подвижного состава проведен анализ современных инновационных разработок, касающихся методов размещения и систем крепления контейнеров в полувагонах, которые находятся на стадии активного внедрения. Однако применение существующей технологии предполагает необходимость реализации комплекса организационных и реконструкционных мероприятий. Инфраструктурные и технические ресурсы контейнерных терминалов в настоящее время не обеспечивают достаточную перерабатывающую способность для обработки текущих объемов перегруза. При изучении целесообразности транспортировки контейнеров с помощью полувагонов будет использоваться методика «Диаграмма баланса сил», созданная Куртом Левином. Данная методика предполагает систематическое выявление и оценку факторов, оказывающих влияние на процесс принятия решений, что позволит определить потенциальные силы, способствующие внедрению рассматриваемой технологии или препятствующие этому.

Оценка возможности применения теплоизоляционных материалов, производимых с использованием золошлаковых отходов, для основной площадки земляного полотна

Дмитрий Александрович Ковенькин — 2025-05-25

В статье вкратце рассказано о планомерной модернизации Южного дублера Транссибирской железнодорожной магистрали, который позволяет быстрее доставлять грузы к Восточному полигону ОАО «РЖД» из добывающих и промышленных центров Южной Сибири. Затронута проблема поиска решений по стабилизации основной площадки земляного полотна, возникшая при строительстве вторых путей на участках Южного хода. Дело в том, что один из существующих способов борьбы с пучением замерзающих грунтов и осадкой оттаивающих не всегда дает нужный эффект. Речь идет о применении пенополистирольных плит. В работе обозначены дефекты таких плит, проявляющиеся во время укладки. Для борьбы с пучением грунтов рассматривается новый материал на основе золошлаковых отходов. Он разработан и предложен учеными Забайкальского института железнодорожного транспорта. Определяется возможность его использования для основной площадки земляного полотна. Расчеты проводились с помощью программного комплекса Frost 3D Universal. Для расчета были взяты показатели реального объекта, расположенного на перегоне Запань – Тагул Красноярской железной дороги. При проведении исследования выяснилось, что применять композиционные материалы на особогрузонапряженных железнодорожных линиях, а также на линиях I–III категорий на основной площадке земляного полотна возможно, однако это потребует увеличения толщины слоя теплоизоляционных материалов, что, в свою очередь, может привести к удорожанию проекта. Это не относится к линиям IV категории, на которых использование композиционных материалов в целом достаточно целесообразно.

Краткий обзор применения гасителей колебаний в конструкциях рессорного подвешивания подвижного состава железнодорожного транспорта и анализ их достоинств и недостатков

Сергей Викторович Трескин — 2025-05-25

В статье проведен обзор конструкций гасителей колебаний, используемых в рессорном подвешивании подвижного состава, приведены положительные результаты применения указанных устройств, а также произведен их анализ на предмет недостатков и достоинств. Было выполнено теоретическое описание единой механической системы, включающей подвижной состав и железнодорожный путь. Рассмотрены колебательные движения, возникающие при движении подвижного состава, а также причины, вызывающие их. Проведено компьютерное моделирование колебательных движений двухмассовой системы в среде Mathcad в двух расчетных случаях. В первом расчет выполнялся с двухмассовой системой, включающей упругие и диссипативные элементы, во втором система включала только упругие элементы. С помощью данных вычислений можно наглядно показать поведение подвижного состава с исправными и неисправными или отсутствующими гасителями колебаний. В работе проанализированы полученные графики вертикальных перемещений элементов, входящих в состав двухмассовой системы (тележка и кузов). Выполнен обзор существующих типов гасителей колебаний, обозначены их преимущества и недостатки. Описана классификация гидравлических гасителей колебаний на основе их расположения в рессорном подвешивании подвижного состава, указаны конструктивные исполнения гидрогасителей. Отмечено, однако, что наибольшее распространение получили гасители телескопической конструкции. Возможной альтернативой гидравлических гасителей колебаний являются пневматические гасители, но они обладают существенными недостатками, ограничивающими их применение. Обозначены некоторые направления совершенствования гидрогасителей. Повышение работоспособности различных конструкций гасителей колебаний может стать одним из факторов, обеспечивающих увеличение осевой нагрузки и рост скорости движения подвижного состава, а в некоторых случаях позволит снизить негативное влияние на окружающую среду.

Анализ состояния транспортно-логистического бизнеса холдинга «РЖД» с учетом контролируемых факторов влияния внутренней среды

Наталья Васильевна Власова — 2025-05-25

В настоящее время для усиления конкурентных преимуществ ОАО «РЖД» в области транспортно-логистических услуг целесообразна реализация комплекса мер по выстраиванию программ развития, ориентированных на предложение продуктов, максимально соответствующих требованиям клиентов, в том числе планирование перспективного портфеля услуг на основе маркетинговых программ, а также формирование интегрированной ценовой политики с учетом рыночных условий, конкуренции в рамках единой скоординированной стратегии и синхронизированных бизнес-планов дочерних и зависимых обществ транспортно-логистического бизнеса холдинга. При сохранении существующих трендов его развития разрыв между потребностями потребителей и возможностями холдинга «РЖД» по их обеспечению в ближайшее время может привести к тому, что экономика столкнется с серьезными инфраструктурными ограничениями роста. В новых экономических условиях стратегия ОАО «РЖД» включает цели, задачи, мероприятия, направленные на минимизацию рисков, преодоление имеющихся барьеров и ограничений развития транспортно-логистического бизнеса, текущие ресурсы которого анализируются авторами в данной работе с целью выявления его сильных и слабых сторон. Ключевым ограничением в настоящее время является недостаточность инвестиций и денежного потока, генерируемого для развития транспортно-логистического бизнеса холдинга «РЖД», роста доли в конкурентных сегментах рынка. При реализации сквозных транспортно-логистических услуг ценообразование осуществляется на основе выбора наиболее эффективной транспортно-технологической схемы мультимодальной перевозки с учетом целевой маржинальности продукта для этого бизнеса, обеспечения наиболее эффективного финансового результата от совместных транспортно-логистических операций в рамках транспортно-логистической деятельности ОАО «РЖД». В условиях импортозамещения требуется: определение потребности развития объектов терминально-логистической инфраструктуры с учетом устранения их лимитирующих «узких мест»; реализация поэтапного комплекса мероприятий по модернизации существующего терминально-складского комплекса; обоснование технологических мощностей объектов региональной терминально-логистической инфраструктуры и обеспечение их необходимой перерабатывающей способностью.

Перспективы развития информационных технологий в сфере взаимодействия железнодорожного транспорта в международном сообщении

Роман Сергеевич Большаков — 2025-05-25

В статье рассматриваются возможности интегрирования существующих логистических программных систем, характерных для железнодорожного транспорта Российской Федерации, в используемые зарубежными странами специализированные программные продукты. На примере Китайской Народной Республики оценивается потребность и готовность применения грузоотправителями, экспедиторскими компаниями и иными организациями зарубежных стран, экспортирующими грузы железнодорожным транспортом на территорию Российской Федерации и транзитом через Россию, специализированного информационного ресурса, расположенного в глобальном информационном пространстве. Данный интернет-ресурс позволяет самостоятельно вносить или загружать в автоматизированном режиме сведения, необходимые для осуществления предварительного таможенного информирования с последующей печатью документа для предъявления принимающему груз к перевозке железнодорожному перевозчику. Проанализированы негативные тенденции, связанные с заполнением перевозочных документов, снижающие качество получаемых об отправляемом грузе сведений. В работе приведены некоторые предпосылки для изменения существующей информационной системы, используемой на железнодорожном транспорте, оценивается перспективность увязки отечественного программного обеспечения, применяемого для оформления грузовых перевозок, с зарубежными системами, имеющими различные особенности доступа к данным по перевозимым грузам. Приведены статистические данные об изменении объемов перевозок по транспортным коридорам. В первом приближении проведен анализ целесообразности использования предлагаемого информационного ресурса с учетом положительных и отрицательных сторон процесса его интеграции с автоматизированными системами, используемыми на железнодорожном транспорте на территории зарубежных стран.

Вопросы формирования порядка и периодичности предоставления технологических створов, определения ограничивающих сегментов, разработки оптимальных схем многосуточных закрытий перегонов

Виктория Александровна Оленцевич — 2025-05-25

Стабильный прирост грузовой базы железных дорог на восточном направлении Российской Федерации в последние годы способствует увеличению интенсивности эксплуатации объектов инфраструктурного комплекса ОАО «РЖД» в рамках работы Восточного полигона, в связи с чем вопросы организации оптимальных схем многосуточных закрытий железнодорожных перегонов для производства технического обслуживания и обеспечения плановых показателей ремонтной деятельности на объектах инфраструктурного комплекса Восточного полигона приобретают стратегическое значение. В данных условиях функционирования формирование четкого порядка и периодичности предоставления технологических створов, определение ограничивающих участков, разработка оптимальных схем многосуточных закрытий являются весьма актуальными и своевременными. Практическое применение этих процессов позволит повысить уровень пропускных и провозных мощностей на всех элементах инфраструктуры полигона, обеспечить возможности для реализации перспективного размера грузопотока. Проведено формирование и анализ моделей графиков движения поездов, которые помогут создать оптимальный технологический процесс функционирования железнодорожной транспортной системы на Восточном полигоне железных дорог, а также предоставят возможности по сокращению эксплуатационных расходов ОАО «РЖД», грузоотправителей и грузополучателей, собственников подвижного состава и прочих участников перевозочного процесса. На основе модели предоставления «окон» и ограничений в движении поездов на лимитирующих участках разработаны этапы организации технологических «окон», определены оптимальные схемы формирования технологических створов на примере работы участка Мариинск – Тайшет Транссибирской магистрали.

Анализ надежности и экономичности асинхронных вспомогательных машин электровозов

Виктор Васильевич Макаров — 2025-05-25

В статье приводятся проанализированные данные сервисных локомотивных депо и отделов ремонта, эксплуатационных локомотивных депо Красноярской, Восточно-Сибирской и Забайкальской дирекций тяги и управлений «Локо-Тех» по заходам электровозов на межпоездной ремонт по итогам работы в 2023–2024 гг. с новым типом мотор-вентиляторов производства Новосибирского энергомашиностроительного завода «Тайра». Рассмотрены и приняты во внимание наработки Иркутского государственного университета путей сообщения по отказам вспомогательных машин электровозов переменного тока. Изучены этапы производства и изготовления асинхронных вспомогательных машин в советский и современный периоды. Исследованы конструкционные особенности асинхронных вспомогательных машин для электровозов переменного тока, работающих на Восточном полигоне, а также динамические особенности роторов с алюминиевым сплавом и со сварной медной клеткой. В работе выдвинута гипотеза, в соответствии с которой при существующих системах питания глубокопазных асинхронных вспомогательных машин проявляется не только эффект вытеснения тока в обмотке ротора, но и возникают токи Фуко, индуцированные магнитным потоком наиболее высокой частоты в верхних слоях обмотки ротора, вызывающие подплавление его поверхности (по принципу работы электрических индукционных печей). Авторами предложен способ сохранения ресурса изоляции статорных обмоток асинхронных вспомогательных машин. Однако при этом существует острая необходимость продолжения исследования работы данных машин в различных режимах их эксплуатации.

Эффективность организации производства за счет пересмотра норм времени

Наталья Николаевна Григорьева — 2025-05-25

Социально-экономическое развитие общества обусловливается одним из самых важных условий – это рост эффективности организации производственных процессов за счет непосредственного повышения производительности труда при одновременном учете интересов и потребностей человека. В современном мире эффективная организация производства играет основополагающую роль в формировании экономики, особенно это важно для компании ОАО «РЖД», которая является крупнейшим оператором железнодорожного транспорта в России. Одно из актуальных на сегодняшний день средств решения этих задач – нормирование труда в каждом структурном подразделении компании. Функционирование локомотивного хозяйства в новых экономических реалиях требует инновационных подходов к урегулированию вопросов технического перевооружения, внедрения прогрессивных ресурсосберегающих мероприятий, изыскания резервов с целью организации производства и осуществления экономической и кадровой политики. Интеграция полигонных технологий оказала непосредственное влияние на работу эксплуатационных локомотивных депо и локомотивных бригад. Применяемые нормативы не соответствуют текущим технологическим и трудовым операциям, так как они были приняты довольно давно и не подходят для современных производственных процессов, отсюда и нерациональное расходование не только рабочего времени, но и трудовых ресурсов. В целях оптимизации рабочего графика локомотивных бригад и осуществления комплекса мероприятий, направленных на эффективное использование локомотивов, в статье анализируется вариант пересмотра норм времени на приемку локомотива и сокращения опробования автотормозов с применением параллельности операций.

Модальный анализ и валидация модели остова тягового электродвигателя НБ-514Б электровоза 2(3)ЭС5К

Олег Валерьевич Мельниченко — 2025-05-25

В данной статье представлено моделирование колебаний оболочек с использованием в качестве примера остова тягового двигателя НБ-514 и цилиндрических резервуаров, а также проведена проверка на сходимость колебаний их физических объектов. Особое внимание уделено анализу сеточной сходимости и ее критическому влиянию на точность определения частоты основной моды колебаний. В ходе исследования было установлено, что для достижения удовлетворительной сходимости результатов моделирования необходимо обеспечить надежное закрепление объекта, а также следует применять сетку, шаг которой не превышает 3–5 толщин стенки оболочки. Соблюдение указанных условий позволяет значительно снизить погрешность моделирования частоты основной моды колебаний, достигая уровня около 10 % относительно экспериментальных данных. Полученные результаты подтверждают высокую эффективность и широкую применимость метода конечных элементов для численного анализа сложных конструкций. Это также представляет собой важный шаг вперед на пути к созданию цифровых двойников изделий. Разработанная методика позволяет существенно сократить расходы на физическое тестирование и значительно улучшить прогнозирование характеристик оборудования. Работа развивает современные и инновационные подходы к исследованию, проектированию и повышению надежности электрооборудования электровозов, что делает ее особенно актуальной в сфере современного локомотивостроения, открывая новые перспективы для интеграции численного моделирования в практику проектирования и эксплуатации тягового подвижного состава.

Системный подход к моделированию работ по устранению инцидентов информационной безопасности применительно к корпоративной информационной системе

Юрий Мечеславович Краковский — 2025-05-25

В статье рассмотрен системный подход к моделированию работ по устранению инцидентов информационной безопасности для корпоративной информационной системы. С целью повышения эффективности выполнения работ по защите информации предложено использовать денежный фонд, в котором накапливаются необходимые финансовые средства и затем расходуются. Безопасность корпоративной информационной системы обеспечивается при ограничении финансовых средств, необходимых для нее, поэтому предложены новые показатели в виде однофакторных финансовых рисков. В денежном фонде происходит взаимодействие финансовых потоков по накоплению и расходам. Наличие сложных связей приводит к системному эффекту, который называют эмерджентностью. В нашем случае процесс, описывающий состояние фонда, получается нестационарным, хотя взаимодействующие потоки являются либо регулярными, либо стационарными. Для моделирования этого процесса разработано специальное алгоритмическое обеспечение, основанное на календаре событий. Моделирование происходит от события к событию. Для каждого кода события создается подпрограмма по его обработке. Важным компонентом этих подпрограмм является планирование следующего события с таким же кодом. Предложенное математическое обеспечение с учетом новых показателей эффективности реализовано в виде программного обеспечения, ядром которого является моделирующая программа на основе дискретно-имитационного моделирования. Программное обеспечение разработано с использованием языка программирования Python версии 3.12. В созданном обеспечении используются модули из библиотеки Python (csv, random, sys, time, math и др.). В целях моделирования значений случайных величин, характеризующих интервалы между инцидентами и затраты на их устранение, моделирующая программа поддерживает различные законы распределения, выбор которых обусловлен их применимостью в теории рисков, имитационном моделировании и страховой математике. Проведена апробация созданного программно-алгоритмического обеспечения, показавшая его работоспособность, получены научные и практические рекомендации.

Моделирование тонкостенных металлических уплотнений пониженной жесткости

Юрий Игоревич Белоголов — 2025-05-25

В статье рассматриваются вопросы снижения нагрузки на тонкостенное уплотнение затвора клапана и, как следствие, минимизации требуемого усилия герметизации создаваемого движущейся частью затвора («золотником») на тонкостенное металлическое уплотнение («седло»), выполненное в виде осесимметричной оболочки. Уменьшение нагрузки со стороны привода может быть достигнуто за счет компенсации («разгрузки») затвора от давления герметизируемой среды, а также за счет снижения приведенной жесткости уплотнения (оболочки). В последнем случае тонкостенная оболочка может быть размещена на пластине (наиболее технологически рациональное исполнение). Такие конструктивные решения будем называть тонкостенными металлическими уплотнениями пониженной жесткости. Расчет и анализ тонкостенных уплотнений пониженной жесткости более сложной геометрической формы, по сравнению с указанной выше, следует проводить с использованием специализированных программных комплексов CAE моделирования, например APM WinMachine. Моделирование тонкостенных уплотнений выполнено в модуле конечно-элементного анализа APM Structure 3D. При нагружении тонкостенных уплотнений, составляющая давления герметизируемой (рабочей) среды не учитывалась, так как процесс нагружения происходит достаточно быстро. По итогам расчетов были получены «Карты» эквивалентных напряжений SVM и «Карты» перемещений. Результаты этого исследования сравниваются с ранее полученными данными для тонкостенной осесимметричной оболочки и оболочечно-пластинчатого «седла». Можно говорить о том, что для тонкостенных уплотнений пониженной жесткости имеется возможность уменьшения рациональных размеров (толщины) оболочки и есть необходимости увеличения рациональных размеров (толщины) пластины при принятых исходных геометрических параметрах.

Программный комплекс для оценки качества пилотирования летчика по данным бортовых устройств регистрации полетной информации

Виктор Владимирович Кашковский — 2025-05-25

Эксперты по безопасности полетов сходятся во мнении, что причиной многих авиационных инцидентов является недостаточный уровень летной подготовки. Причина этого заключается в том, что благодаря цифровизации практически весь полет, кроме взлета и посадки, происходит при помощи системы автоматического управления. В результате даже летчики с большим стажем теряют навыки управления воздушным судном. Следовательно, как считают эксперты, капитанов воздушных судов нужно постоянно учить летать «на руках». Для повышения эффективности летной подготовки необходима объективная автоматическая оценка качества пилотирования. В данной работе представлен анализ предметной области, концепция оценки качества пилотирования и результаты применения разработанного программного комплекса для оценки качества пилотирования летчика по данным бортовых устройств регистрации полетной информации. В основе предложенной концепции оценки качества пилотирования лежит то, что в координированном посадочном маневре полетные параметры коррелированы между собой. С его помощью построены модели захода на посадку для параметров: барометрическая высота, приборная скорость, нормальная перегрузка, тангаж и крен. Практика показала, что комплекс объективно и достоверно выявляет полеты с отклонениями посадочного маневра от модели захода на посадку. Это делает его эффективным инструментом для авиакомпаний, поскольку оценка качества пилотирования – это информация, необходимая не только руководителям, отвечающим за качество летной подготовки, но и самим летчикам, чтобы им были видны их недостатки. Одной из наиболее перспективных областей применения разработанного комплекса программного обеспечения являются летные училища и центры по переучиванию на новую технику.