В данной статье рассматривается возможность использования трехэкспозиционного метода голографической фотоупругости для определения оптических постоянных материалов, используемых для создания объемных моделей рельсов при решении контактной задачи «рельс - колесо». Для определения оптических постоянных С1 и С2 надо подобрать такой вид нагружения, при котором по оси симметрии образца одно из напряжений было равно нулю. Этому требованию соответствует задача Фламана. Трехэкспозиционный метод голографической фотоупругости позволяет получать различные семейства интерференционных полос в универсальном интерферометре, что значительно упрощает проведение эксперимента. Для проведения испытаний используются объемные составные модели, основная часть которых изготовлена из оргстекла, а в центральную часть вклеена тонкая пластинка из оптически чувствительных материалов. Одна модель имеет вклейку из эпоксидной смолы, вторая - из поликарбоната. К материалам объемных составных моделей предъявляются такие требования, как равенство упругих постоянных оргстекла основного блока модели, оптического материала вклейки и отвердевшего клея и различие оптических постоянных С1 и С2, поэтому возникает необходимость проведения тарировочных испытаний. Для данных целей была решена задача «действие жесткого штампа на упругую полуплоскость». Тарировочные испытания проводились в универсальном интерферометре. Сравнение экспериментальных результатов с теоретическим решением показало достаточно высокую точность определения оптических постоянных с помощью трехэкспозиционного метода голографической фотоупругости.
Современные технологии. Системный анализ. Моделирование
2020. — Выпуск 2(66)
Содержание:
Статья посвящена исследованию перспектив применения электрофизикохимических методов удаления заусенцев с деталей сверхвысокочастотной электроники, которые являются малогабаритными, имеющими высокие требования точности до 7 квалитета, конструкцию с труднодоступными поверхностями. Заусенцы на этих деталях то техническим требованиям не допускаются. Исключить появление заусенцев на этапе лезвийной механообработки не удается. Применяемые на производстве методы ручного и механического удаления заусенцев являются затратными. Поиск менее затратных методов удаления заусенцев с малогабаритных деталей сверхвысокочастоной электроники, имеющих труднодоступные поверхности, является актуальной задачей. Цель исследования оценить перспективы применения электрофизикохимических методов удаления заусенцев для данных деталей. В статье приведен обзор электрофизикохимических методов удаления заусенцев с малогабаритных высокоточных деталей сверхвысокочастотной электроники, рассмотрены образцы установок, основанных на применении электрофизикохимических методв удаления заусенцев, как российского, так и импортного производства. Приведены особенности применения этих методов для данных деталей, их преимущества и недостатки. Оборудование импортного производства значительно дороже, чем отечественного. Сделан вывод о перспективности применения электрофизикохимических методов удаления заусенцев с деталей сверхвысокочастотной электроники при условии адаптации под особенности производства. Оборудование импортного производства более широко опробовано на производствах подобного типа. Применение российского оборудование потребует больших затрат на отработку технологии.
Ключевые слова
В статье рассматривается способ преобразования энергии маятниковых колебаний в электрическую энергию, а также рассчитывается выработка и потребление системы генерации энергии через маятниковые колебания. Система для преобразования энергии гравитации в электрическую энергию состоит из физического маятника, каркаса, на котором он закреплен с помощью подшипников, минимум одной ведомой и одной ведущей шестерни передаточного механизма, самого генератора, присоединяющегося к маятнику через передаточный механизм, аккумулятора, куда поступает вся вырабатываемая энергия и из которого берется энергия на поддержание системы, двух электромагнитов, поддерживающих колебания маятника незатухающими, и двух реле времени, оптимизирующих энергопотребление электромагнитов и задающих режим их работы согласно периоду полного колебания маятника. Исходя из результатов расчета, возможность, получения электроэнергии с помощью такой системы подтверждена посредством выработки мощности 2,7 Вт и потребления 2,26 Вт, вследствие чего было запущено изготовление прототипа данного генератора электрической энергии. Ввод генератора в эксплуатацию положительно повлияет на энергетическую обстановку во всем мире. Данный генератор электрической энергии не имеет привязок к определенным географическим объектам, а также не зависит от прочих факторов, таких как время суток, время года, и других проблем, возникающих при работе известных источников возобновляемой энергии.
Ключевые слова
В данной статье разработана и отработана методика компьютерного моделирования элемента корпуса спец. изделия для повышения его эффективности за счет использования современных информационных технологий. Показано, что модернизация элемента корпуса специального изделия за счет компьютерного моделирования и вычислительного эксперимента с 3D-моделями позволяет повысить технико-экономические показатели производства специального изделия. Эксперименты, проведенные на элементе корпуса спец. изделия, подтверждают результаты, полученные при использовании стандартных образцов. Проведен сравнительный анализ экспериментальных данных с результатами компьютерного моделирования, у последних наблюдается занижение коэффициента запаса прочности, что связано с неполным учетом основных свойств объекта. Повысить прочностные характеристики и уменьшить себесто-имость при изготовлении элемента корпуса специальные изделия можно при следующей модерни-зации: замена материала АД-33 на АК-6 и уменьшении количества опор с четырех до трех. Экспериментальные данные, полученные с помощью современных информационных технологий, показывают, что прочностные характеристики элемента корпуса специального изделия с тремя опорами из алюминиевого сплава марки АК-6 превышают на 11 % характеристики стандартного элемента корпуса с четырьмя опорами из сплава АД-33. Система автоматизированного проектирования (средней категории) позволяет определить значение напряжения, которое испытывает элемент корпуса в момент нагружения. Так, для появления микротрещин на его опорах необходимо приложить нагрузку в 15,6 кН.
Ключевые слова
Существует множество методов оценки состояния высоковольтной изоляции. Все они прямо или косвенно регистрируют поверхностные частичные разряды или частичные разряды, которые образуются на поверхности и/или внутри диэлектрика. Одной из причин деструкции изоляции как раз и является большое количество подобных разрядных процессов. Проведенное моделирование схемы замещения высоковольтной изоляции позволяет, самое главное, провести временной анализ переходного процесса, происходящего при подаче импульсного напряжения на высоковольтную изоляцию, увидеть и оценить время переходного процесса от начала моделирования до наступления устойчивого режима работы модели. В статье приводятся режимы работы схемы, которые имитируют образование частичного разряда посредством работы электронного ключа или ключей в случае моделирования двух включений (двух частичных разрядов). Схема замещения изоляционного промежутка, используемая при моделировании, основана на классической теории образования частичных разрядов в высоковольтной изоляции, но с учетом особенностей, которые позволяют добиться более достоверных результатов, совпадающих с экспериментальными данными. Также модель дает возможность оценить временные параметры разряда с помощью изменения электрических величин элементов схемы замещения. В результате можно сделать вывод о наличии и примерном количестве частичных разрядов внутри изоляции. Отмечены значительные отличия между временем переходного процесса у схем, содержащих разное количество локальных неоднородностей (включений). Такой анализ, как оценка длительности переходного процесса, несомненно, можно использовать в качестве одного из критериев диагностики состояния высоковольтной изоляции, и на его основании делать выводы о дальнейшей ее эксплуатации, планировать сроки замены изоляции.
Ключевые слова
В статье описывается способ определения и оценки дефектов и внутренних напряжений в протяженных стальных изделиях с симметричными поперечными сечениями, представляющими собой большой класс объектов в промышленности и на транспорте. Суть способа сводится к созданию симметричного внешнего магнитного поля относительно оси (осей) симметрии геометрической фигуры поперечного сечения изделия, изготовленного из однородного ферромагнитного материала, и к анализу симметрии созданного таким образом магнитного поля. Неоднородности в материале поперечного сечения делают неоднородным сопротивление несинусоидальному току участков площади сечения, что ведет к искажению исходной формы кривой тока в таком сечении. Для контроля нарушения симметрии внешнего магнитного поля поперечных сечений устанавливаются датчики, измеряющие индукцию в характерных попарно симметричных точках на поверхности поперечного сечения относительно оси (осей) симметрии геометрической фигуры поперечного сечения. При этом показания попарно симметричных датчиков поперечного сечения будут отличаться при обнаружении дефектов, структурных изменений или внутренних напряжений в поперечном сечении как при стационарных измерениях, так и при движении датчиков поперечного сечения вдоль контролируемого изделия. В качестве примера приводятся картины моделирования магнитных полей поперечных сечений рельса, а также результаты эксперимента с образцом рельса с дефектом, извлеченного из действующего полотна электрифицированной железной дороги. В результате эксперимента определяются и оцениваются дефект и внутренние локальные напряжения в образце рельса на основе измерения магнитной индукции в попарно симметричных точках на поверхности поперечных сечений на контролируемом участке образца рельса. Первоначально образец был намагничен несинусоидальным тяговым током, затем постоянным магнитом в целях создания симметричного магнитного поля относительно геометрической фигуры поперечного сечения образца. В первом и втором случаях определяются сечения с дефектом и локальными внутренними напряжениями.
Ключевые слова
В работе на основе обобщенных данных анализируются ранее созданные автоматизированные системы научных исследований высокочастотной электротермии и обосновывается новый принцип построения автоматизированных систем научного исследования, позволяющий решать задачи определения параметров теплообмена, электрофизических параметров и фазовых превращений в полимерных и композитных материалах при воздействии на них высокочастотного поля в реальном режиме времени. В разработанной методологии исключается характерная для стандартных методов определения характеристик и параметров полимеров и композитов необходимость сбора и обработки большого объема данных, не порождается суммирующаяся погрешность измерения, а исходные значения параметров при измерениях защищены от возмущающих воздействий. Построена методология нового (универсального) класса автоматизированных систем научных исследований высокочастотной электротермии. На основе разработанного и интегрированного в нее «банка знаний» и алгоритма его использования у исследователей появляется возможность оперативно определять направление построения как универсальных, так и узкоспециальных систем исследований в различных областях процессов воздействий высокочастотного поля на полимерные и композитные материалы. Разработанная автором методология нового (универсального) класса автоматизированных систем научных исследований высокочастотной электротермии, основанная на совокупности элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, позволила построить архитектуру «банка знаний», обеспечивающую возможность их абстракции, что в свою очередь позволяет не только пользоваться «банком знаний», но и оперативно поддерживать его независимость и вести базу различным группам пользователей. Предложенная автором методология помогает определить путь исследователя в области его изысканий по тематике электротермического воздействий высокочастотного поля на полимерные и композитные материалы.
Ключевые слова
Начало XXI века ознаменовалось появлением на железных дорогах России отечественных локомотивов с бортовыми микропроцессорными системами управления. Изначально они создавались с целью управления тяговым приводом локомотивов, однако функциональные возможности позволили применять их для контроля режимов работы различного оборудования локомотивов. Реформа железнодорожного комплекса в России способствовала развитию диагностических систем, поскольку сервисные компании, выполняющие текущее обслуживание и ремонт локомотивов, получают прибыль не за количество ремонтов, а за полезный пробег локомотивов. С целью увеличения полезного пробега появилась задача повысить качество текущего обслуживания и ремонта и надежность локомотивов. С 2012 г. в сервисных локомотивных депо созданы группы диагностики, осуществляющие расшифровку данных поездки локомотивов с бортовых микропроцессорных систем управления. В процессе эксплуатации выявлены многочисленные случаи нарушений режимов эксплуатации со стороны локомотивных бригад. Несмотря на выявление и фиксацию случаев нарушений режимов эксплуатации, причинно-следственная связь между этими фактами и ухудшением технического состояния локомотива не обоснована. Проанализированы эксплуатационные данные по всему локомотивному парку, обслуживаемому в группе компаний «ЛокоТех». С использованием такого математического инструмента, как корреляционный анализ, доказана зависимость между нарушением режимов эксплуатации и ухудшением технического состояния локомотивов. На основании импортированных данных и с учетом корреляционного анализа составлена матрица влияния нарушений режимов эксплуатации на локомотивы, в которой указаны наиболее проблемные зоны по локомотивному оборудованию и группам серий.
Ключевые слова
В статье описываются результаты изучения проблемы повышения пропускной и провозной способности линии в связи с планируемым повышением объемов перевозок грузов на железнодорожном транспорте. Массовые виды грузов, следующие на дальние расстояния и имеющие экспортную ориентацию, составляют значительную долю от общего объема грузооборота. За счет этих перевозок возрастают требования к развитию сети. В связи с этим в работе выполнена оценка объемов погрузки и произведен сравнительный анализ показателей, влияющих на степень загрузки инфраструктуры. Сделан вывод, что обеспечение надежной доставки грузов при увеличении объемов перевозок может привести к ряду проблем. Для их решения рассмотрены методики выбора оптимальной схемы развития линии и методы расчета пропускной способности, обоснован выбор критериев расчета, рассмотрены условия и способы модернизации технического оснащения линий. Исследование проведено с применением методов системного анализа. В работе изучен зарубежный опыт, который показывает, что проблеме развития технического оснащения сети железных дорог уделяется большое внимание и в других странах. Основными направлениями в этой области являются: развитие инфраструктуры, внедрение новых средств автоматики и связи, а также разработка эффективных систем управления поездом. С целью выявления оптимальной последовательности мероприятий по повышению пропускной способности однопутного участка были определены начальные параметры технического состояния линии, выявлены лимитирующие элементы с учетом проводимой в настоящий момент модернизации. Исходя из полученных в ходе исследования результатов, сделан вывод о том, что основные проблемы связаны с перегонами, где производится подталкивание и имеются тоннели. Для оценки наличной пропускной способности использовались аналитические зависимости, так как применение других методов значительно усложняет этот процесс. Для этого были проанализированы условия модернизации и рассмотрены мероприятия для повышения пропускной способности в зависимости от планируемых объемов перевозок и технического срока реконструкции линии. Выбраны рекомендуемые схемы поэтапного совершенствования технического оснащения и представлен подход решения проблемы развития и использования инфраструктуры.
Ключевые слова
При увеличении мощностей производства любого промышленного предприятия возникает необходимость развития примыкающих дорожных сетей. С учетом наличия технических и финансовых возможностей рационально выполнять реконструкцию существующих дорог, например, за счет расширения проезжей части, устройства дорожных развязок и прочих мероприятий. При отсутствии таких возможностей разрабатываются альтернативные мероприятия по улучшению транспортной доступности. Особенностью городской застройки является ограниченность свободных территорий для выполнения транспортных коридоров. Ко многим предприятиям, оказывающим услуги экспорта и импорта товаров, ведут железнодорожные пути. В некоторых местах железнодорожные пути препятствуют устройству подъездных автотранспортных путей частных предприятий. Открытие железнодорожного переезда стало бы хорошим решением, позволяющим сократить издержки предприятия на транспортные расходы. Железнодорожные переезды - это места повышенной опасности и на них периодически по различным причинам происходят аварии, поэтому устройство новых переездов возможно только при строгом соблюдении действующих регламентирующих документов с последующим соблюдением правил всеми участниками дорожного движения. В данной статье на основе анализа нормативной документации раскрываются два основных условия открытия железнодорожных переездов в обстановке городской застройки: техническая возможность и технико-экономическое обоснование. В технико-экономическом обосновании предлагается порядок движения, основанный на сокращении издержек на пробег автомашин, в том числе при движении по автодорогам с «плохим покрытием».
Ключевые слова
Система мониторинга служит для непрерывного контроля всех ключевых параметров трансформатора, диагностики его состояния, формирования заключений о состоянии и прогнозов его работы. Система мониторинга должна быть удобной в использовании, работать как автоматическое и интерактивное средство, обеспечивающее выявление дефектов трансформаторов на ранней стадии. Оценка фактического состояния изоляционной системы трансформатора является важнейшей и актуальной проблемой. Фактическое состояние изоляции энергетического оборудования в процессе эксплуатации практически очень значимо, особенно при организации технического обслуживания и ремонта на этапе перехода на обслуживание по фактическому техническому состоянию от классического планово-предупредительного. В системах мониторинга появляется все больше инструментов, что связано с изменившимися условиями эксплуатации оборудования, повышенными требованиями к работоспособности, переходом на новые формы финансовой и хозяйственной деятельности предприятий, а также с внедрением новой техники и технологий, диагностического и специального оборудования, широким использованием систем информации и вычислительной техники современных комплексов автоматизации и телемеханизации, повышенными требованиями экологической и трудовой безопасности эксплуатации объектов. Для реализации задач повышения надежности и экономичности работы оборудования в этих условиях выбрана новая стратегия технического обслуживания и ремонта оборудования на основе оценки его фактического технического состояния с сохранением основных положений системы планово-предупредительного обслуживания и ремонта по отказу.
Ключевые слова
В рамках данной статьи рассмотрены особенности формализации работы локомотивных бригад на участках. Выявлена проблема, заключающаяся в способе описания процессов на участках обращения локомотивов. Рассмотрены основные существующие концепции реализации потоковой визуальной модели организации движения локомотивов внутри участков обращения, произведено их описание и приведены примеры их использования. Проанализированы аспекты классической методики, базирующейся на сетевой потоковой модели для формализованного описания технологии работы локомотивов и локомотивных бригад в грузовом движении. Данная методика оперирует схемами участков обращения локомотивов и работы локомотивных бригад, которые учитываются при составлении нормативного графика движения поездов. Показано, как в рамках модернизации системы «Программное обеспечение прогноза показателей работы локомотивов и локомотивных бригад на нормативный график движения грузовых поездов» под особенности полигонов Октябрьской и Западно-Сибирской железных дорог были произведены структурные и алгоритмические изменения. Данные модификации позволяют с большей гибкостью описывать участки работы локомотивных бригад. Продемонстрированы различия существующих моделей работы локомотивных бригад в зависимости от типа участков их оборота. В качестве средства моделирования предлагается использовать нотацию Business Process Model and Notation. Она призвана облегчить понимание процессов, происходящих внутри участков работы локомотивных бригад, и анализ масштаба работы бригад на участках. Предложены альтернативные варианты реализации потоковой визуальной модели перевозочных процессов для оценки потребности локомотивов и локомотивных бригад в нотации Business Process Model and Notation. Произведено сравнение существующей и предложенной концепций, на основании которого сделаны выводы.
Ключевые слова
Техническое состояние подвески автомобиля значительно влияет на его устойчивость и управляемость, что в свою очередь определяет безопасность движения автомобиля. Однако существующие методы диагностики подвески не дают возможности постоянного контроля за состоянием подвески в процессе эксплуатации. В статье рассматривается методика применения спектрального анализа при поэлементной бортовой диагностике ходовой части наземных транспортных средств, приводится описание недостатков стационарных систем контроля технического состояния автомобильных гасителей колебаний, составлена структурная схема работы адаптивной системы мониторинга технического состояния автомобильных амортизаторов, обоснована экономическая целесообразность внедрения системы непрерывного контроля технического состояния автомобильных амортизаторов, позволяющая избежать затрат на дорогостоящее диагностическое оборудование и оплату труда операторам и снижения коэффициента технической готовности автотранспортных средств. Оценено влияние износа деталей амортизатора на его динамические характеристики и коэффициент сопротивления. Впервые представлена одномассовая колебательная расчетная схема подвески в общей колебательной системе автомобиля, в которой учтена нелинейность и несимметричность динамических характеристик гасителя колебаний. Изложен подход к осуществлению мониторинга технического состояния автомобильных амортизаторов с применением математического аппарата спектрального анализа, позволяющий оперативно оценить их пригодность к дальнейшей эксплуатации по рассогласованию спектральной плотности вертикальных ускорений подрессоренных масс. Предложенная система позволяет оперативно производить мониторинг технического состояния автомобильных амортизаторов, определять их остаточный ресурс, не используя дополнительное диагностическое оборудование, обеспечив, тем самым, предотвращение критического износа элементов амортизатора и повышение надежности системы подвески, а также безопасности и комфортности движения автомобиля.
Ключевые слова
Одной из важнейших задач, решаемых в ОАО «Российские железные дороги», является повышение пропускной и провозной способности железнодорожной сети. Она решается с помощью различных технологий и средств: внедрение комплексных полигонных технологий, изменение Единого сетевого технологического процесса, модернизация и совершенствование системы интервального регулирования движения поездов, обеспечение интероперабельности перевозок за счет организации вождения соединенных поездов на постоянной основе. В данной работе повышение провозной способности дистанций пути предлагается осуществлять за счет рациональной организации «окон», необходимых для выполнения ремонтно-восстановительных работ. В качестве примера выбран перегон Дальневосточной железной дороги «Ванино - Дюанка» по нескольким причинам. Во-первых, он расположен максимально близко к точке завершения технологического процесса перевозки грузов. Во-вторых, на этом участке необходимо выполнить несколько различных по видам и назначению работ (выправка пути, пополнения балласта, замена дефектных рельсов на звеньевом пути и замена рубок на бесстыковом пути с одновременной сваркой плетей. В-третьих, наблюдается полное исчерпание пропускных способностей этого участка пути. С помощью расчетов установлено, что при правильной организации «окон» для ремонта пути можно сократить число «потерянных» пар грузовых поездов с 38 до 10 и, тем самым, получить значительный экономический эффект. В перспективе возможна разработка и совершенствование технологических процессов не только в хозяйстве пути, но и включение в них обслуживания контактной сети и устройств сигнализации, централизации и блокировки.
Ключевые слова
На основе анализа системы организационного управления ОАО «Российские железные дороги» выявлены особенности реализации корпоративного обучения массовым рабочим специальностям. Отмечены отличительные признаки иерархии управления в системе действующих учебных центров, обусловленные спецификой мотивационных связей в системе подготовки кадров по рабочим специальностям. Определены структура и характер взаимодействия учебных центров с внешним окружением и выявлены особенности формирования мотивационных воздействий со стороны различных контрагентов. В частности, показано влияние изменения требований к содержанию и качеству подготовки кадров массовых рабочих специальностей, сформулированных системой профессиональных стандартов. В статье дается оценка принадлежности системы организационного управления учебными центрами ОАО «Российские железные дороги» к категории многоуровневых иерархических систем управления на основании особенностей вертикального и горизонтального взаимодействия между элементами системы. Проведенный функциональный анализ связей в системе организационного управления подготовкой рабочих кадров массовых специальностей показал возможность локализации проблем управления, обусловленных трансформацией воздействий внешнего окружения в набор формальных требований к уровню и качеству подготовки кадров. Функциональный анализ также указывает на необходимость формирования координирующих воздействий в системе организационного управления, направленных на делегирование полномочий по формированию отдельных модулей учебных программ региональным учебным центрам. Вследствие этого показана возможность частичной дезинтеграции системы организационного управления подготовкой кадров, осуществляемой в рамках учебных центров ОАО «Российские железные дороги» на основе унификации координирующих взаимодействий. Данный результат, позволяющий получать более качественный уровень организации учебного процесса, имеет важное прикладное значение, в первую очередь, с точки зрения реорганизации системы учебных центров ОАО «Российские железные дороги».
Ключевые слова
В работе раскрыто понятие устойчивости перевозочного процесса, представлено соотношение критериев устойчивости и уязвимости перевозочного процесса в условиях чрезвычайной ситуации, перечислены основные признаки чрезвычайной ситуации, рассмотрено понятие риска и приведены подходы к его количественному определению, описана структура объектов железнодорожного транспорта в зависимости от масштабов последствий, возникающих вследствие нарушения их функционирования, обоснована важность прогнозирования при перевозке опасных грузов, отмечена эффективность применения оценки ущербов при прогнозировании и предупреждении чрезвычайных ситуаций, исследованы методики определения ущербов МЧС России, ОАО «Российские железные дороги», а также частная методика определения экологических рисков на основе определения ущербов. В соответствии с Единой межведомственной методикой оценки ущерба от чрезвычайных ситуаций предлагается рассчитывать полный экономический ущерб путем объединения прямого и косвенного экологических ущербов. При этом предполагается, что определение физических параметров производится отдельно для каждой из отраслей с применением собственных методик. Методические рекомендации по расчету ущерба от транспортных происшествий являются простыми, но в то же время не обладают достаточными возможностями для расчета ущерба от чрезвычайных ситуаций. Наиболее полной представляется методика расчета экологических рисков, позволяющая количественно определять риск и принимать управленческие решения как в части минимизации вероятности проявления факторов опасности, так и в части снижения экологического ущерба в случае их проявления. Сделан вывод о критериях выбора методов оценки ущербов.
Ключевые слова
Статья посвящена исследованию параметров вибрации рельсового пути под элементами подвижного состава. Одной из проблем рельсового пути является его расширение и сжатие, вызываемое изменением температуры рельса, стыковыми сопротивлениями, погонными сопротивлениями и температурными перемещениями его сечения, что приводит к созданию дополнительных напряжений в рельсах. Значимость проблемы существенно возросла при переходе от рельсов длиной 25 м к бесстыковым сварным рельсам длиной до 800 м. При этом в настоящее время отсутствуют способы замера растягивающих усилий рельсового пути, результаты которых являлись бы наиболее достоверными и имели малую восприимчивость к влиянию внешних факторов. В статье рассматривается задача определения внутренних напряжений рельсового пути с использованием расчетного и экспериментального подходов, анализируется метод измерения напряжений растяжения и сжатия рельса путем использования способа исследования изменений резонансных частот. В результате изготовлено полноразмерное устройство, позволяющее создавать колебания в рельсовой плети, снимать амплитудно-частотную характеристику этих колебаний и по ней определять резонансные частоты, на основании которых можно сделать вывод о силах растяжения или сжатия, действующих внутри рельса. Приведены результаты исследования амплитуды вибрации, возникающей на рельсах полноразмерного макета железнодорожного пути, при сжимающих и растягивающих усилиях (на математической модели) и при их отсутствии (на математической и физической моделях).
Ключевые слова
Пожары - одна из самых больших проблем Иркутской области. Ежегодно горят тысячи гектаров леса и с каждым годом ситуация ухудшается. В 2019 г. площадь лесов, уничтоженных огнем, составила примерно 1,5 млн га. Аэрофотосъемка для контроля окружающей среды использовалась еще в прошлом веке. Современные технологии позволили существенно расширить возможности мониторинга с воздуха и сделать его более доступным, что, в свою очередь, способствует оперативному предотвращению возникающих экологических проблем и оказанию помощи МЧС, в том числе и в решении ситуаций, связанных с лесными пожарами. Таким образом, целью статьи является описание разработки компьютерных методов проектирования беспилотных летательных аппаратов, предназначенных для контроля МЧС пожарной обстановки в отдаленных и северных районах Иркутской области. Существует четыре вида лесных пожаров: подземный (торфяной), полевой (степной), верховой и низовой. Каждый вид имеет свои особенные характеристики - территория распространения, скорость, площадь, форма и температура очага. Однако, несмотря на различия, возможность эффективного применения беспилотных летательных аппаратов имеется в каждом случае. Классификация беспилотных летательных аппаратов помогла более точно определить оптимальную концепцию беспилотника для отдаленных и северных районов Иркутской области. Для визуализации и компьютерных испытаний была разработана трехмерная модель с помощью системы автоматизированного проектирования SolidWorks 2019. В дальнейшем планируется c использованием возможностей программы SolidWorks провести инженерный анализ модели, исследовать ее физические свойства и организовать компьютерные эксперименты. Применение данной программы также позволит создать полный комплект конструкторской документации в соответствии с Единой системой конструкторской документации.
Ключевые слова
В промышленности решение многих проблем напрямую связано с разработкой и исследованием синхронных машин, которые работают на выпрямительную (несимметричную) нагрузку. В них играют фундаментальную роль переходные процессы, которые в синхронных машинах описываются системой нелинейных дифференциальных уравнений. При исследовании синхронных машин достаточно рассмотреть электромагнитные переходные процессы в силу большой инерционной постоянной машины. Уравнения становятся линейными, но с периодическими коэффициентами, которые также не имеют общего решения, поскольку содержат периодические коэффициенты. Возможности практического применения таких уравнений ограничиваются в общем случае трудностями, связанными с определением собственных чисел. В работе применяется преобразование дифференциальных уравнений с периодическими коэффициентами к уравнениям с постоянными коэффициентами на основе представления системы с периодическими коэффициентами матричным интегральным уравнением Вольтерра второго рода. Исследование проводится на примере трехфазного магнитоэлектрического генератора, работающего на активно-индуктивную нагрузку. В статье на основе сопоставления с классической теорией систем с периодическими коэффициентами установлено, что постоянная матрица В не является строго определенной в рассмотренном методе. Предложенный метод моделирования позволяет исследовать как симметричные, так и несимметричные переходные процессы в синхронных машинах. Метод не имеет ограничения, связанного с синусоидальным пространственным распределением магнитодвижущих сил обмоток синхронных машин, и может быть применен с учетом высших гармоник индуктивностей таких машин.
Ключевые слова
Городская логистика направлена на решение задач экономического и социального развития городских грузовых перевозок. Основная цель исследования заключается в изучении отдельных заинтересованных сторон и решения поставленной задачи как компонента интегрированной логистической системы. Это подразумевает координацию грузоотправителей, перевозчиков и маршрутов следования, а также объединение отправлений грузов нескольких клиентов и перевозчиков в одном и том же транспортном средстве. Городская логистика стремится оптимизировать системы городского транспорта. Общая цель планирования работы системы городской логистики - это эффективная эксплуатация системы при одновременном обеспечении спроса с минимально возможным воздействием на условия городского движения, что соответствует классической цели тактического планирования для систем грузовых перевозок с консолидацией. Статья направлена на решение задачи интегрированного краткосрочного планирования операций и управления ресурсами для общего случая, включающего двухуровневую структуру распределения. Общая цель исследования состоит в том, чтобы уменьшить влияние движения грузовых транспортных средств на условия жизни населения (снизить заторы и повысить мобильность) с минимизацией ущерба для городской социально-экономической деятельности. Более узкой целью является контроль за грузовыми транспортными средствами, работающими в городской черте, и сокращение их количества посредством повышения эффективности грузоперевозок и уменьшения порожних поездок. Общая математическая формулировка задачи дает возможность получения вариантов перспективных путей решения и позволяет осуществить разработку методологических подходов для использования в планировании.
Ключевые слова
В статье проводится сравнение беспилотных грузовиков методом критериального анализа, позволяющего количественно и качественно оценить различные модели беспилотных транспортных средств в российских реалиях. Были оценены такие показатели, как мощность транспортного средства, степень его автономности, тип двигателя, грузоподъемность, запас хода, стоимость модели и др. Предметом исследования выбран метод критериального анализа, объектом исследования - грузовой беспилотный транспорт. Поставленная задача решается в работе путем применения современных методов анализа и сбора данных (наблюдение, аналитический, структурно-функциональные и системные методы, а также сравнительный анализ), а также различных методов с использованием моделей искусственного интеллекта после оценки специфики российского рынка грузоперевозок. На сегодняшний день сущность перевозочного процесса сводится к необходимости подготовки определенного набора данных для их четкого ранжирования и более точной обработки. Проведенное исследование по оценке наиболее оптимального варианта при выборе беспилотного транспортного средства позволило сделать вывод о том, что российский беспилотных грузовик КамАЗ 5350 проявил себя наилучшим образом при оценке методом критериального анализа. В будущем планируется активно использовать методы искусственных нейронных сетей, генетических алгоритмов, методов нечеткой логики и др. Предложенный способ решения задачи сравнительной оценки позволяет в кратчайшие сроки определить наиболее оптимальный вариант решения согласно поставленной проблеме.
Ключевые слова
Сложность структуры транспорта определяется его пространственной дифференциацией, глубокой иерархичностью и параметрической многомерностью. Теоретически, любая система, независимо от ее масштабов и сложности, может быть описана комбинацией трех компонентов, что позволяет выявить означенные три первоосновы с необходимой в том или ином случае, точки зрения, в определенной проекции. В свете озаглавленной проблемы наиболее наглядно представление основы транспортной системы следующей трехкомпонентной базой: технического оснащения, технологии функционирования и организационно-правовой структуры. Рассмотрение технологической составляющей в качестве отдельной системы позволяет раскрыть присущие ей свойства, ее построение, установить основные факторы и механизмы влияния применяемых технологий на устойчивость и эффективность функционирования транспортных систем. В качестве парадигмы исследования применен синергетический подход. Внутреннее содержание технологического комплекса, как самоорганизующегося объекта, раскрывается с позиций самоподобия его структуры, сходства принципов построения и сценариев поведения на всех иерархических уровнях, что позволяет получить последовательность проекций, каждая из которых строится на основе какого-либо выделенного ряда на предыдущем уровне декомпозиции. На каждом шаге формируется новая координатная ось в дополнение к добавленной на предыдущем шаге и остающейся актуальной в следующем сечении. Построение новых, все более детализированных проекций, осуществляется вплоть до необходимого уровня решаемой задачи. При необходимости реализации индуктивного метода тот же алгоритм применяется «в обратную сторону»: несколько построенных сечений более низкого иерархического уровня объединяются агрегированием в одну проекцию более высокого уровня, обобщающую сведения, содержащиеся в ее сечениях. В результате появляется инструментарий четкого представления и общей структуры, и подробного систематического упорядочения отдельных транспортных технологий.
Ключевые слова
Сантехнические устройства вагонов, локомотивов, а также станций, не имеющих центрального водоснабжения и канализации, ограничены по времени их функционированию в связи с лимитированным запасом воды и очисткой выгребных ям при их наличии. Снабжение водой предусматривается из расчета действующих санитарных норм расхода воды - на каждого пассажира - 25 л в сутки, из них до 10-12 л расходуется на каждый смыв унитаза. Так как объем водяных баков вагона составляет 1 000- 1 200 л, вагоны заправляют водой, как правило, через каждые 12 ч хода поезда, при этом каждая заправка требует участия работников экипировочных бригад и вынужденного простоя составов на срок до 10 мин. В статье предложена замена транспортных гидравлических сантехнических узлов (ватерклозетов) на более совершенные (главным образом, в отношении экономии расхода воды) прежде всего в подвижном парке и в стационарных путевых хозяйствах на железной дороге. Инновационные предложения базируются на авторских, запатентованных в последние годы (В.С. Гурьянов и др.) системах (устройствах) нового поколения. Эффективность модернизации подтверждена экспериментально как в лабораторных условиях, так и на практике - в государственных учреждениях и в частном секторе. Предлагаемые ресурсосберегающие устройства позволяют снизить расход воды до 30 %, при этом увеличивается периодичность заправки пассажирских вагонов до 17 часов, снижаются время вынужденного простоя составов и количество задействованных работников экипировочных бригад.
Ключевые слова
В статье приведены принципиально новые подходы к организации управления трудовыми ресурсами на железнодорожном транспорте. В основе разработок лежат концепции организационного дизайна, мотивационной модели ОАО «РЖД» и оплаты труда по грейдам как наиболее актуальные вопросы реформирования организационной структуры производства в ОАО «РЖД». Труд работников основных производственных групп нормируется в соответствии с новыми требованиями, предъявляемыми компанией к созданию бережливого производства и выполнению трудовых функций, в результате постоянно пересматривается и организационная структура предприятий транспорта. Однако функционирование компаний в новых экономических условиях предъявляет и новые требования к организации производства - учет фактора риска при принятии управленческих решений. Существующая система организации труда на транспорте подвержена системным рискам, что выражается в постоянном пересмотре бюджетных параметров и систематическом невыполнении бюджетов. По этой причине предлагается внедрить систему управления рисками еще на стадии определения организационной структуры, т. е. на начальных стадиях применения организационного дизайна. Методология управления рисками включает обширный математический аппарат исследования, данная статья посвящена поиску и обоснованию математических моделей оценки и управления рисками, пригодных для оптимизации труда на предприятиях транспорта. Наиболее применимыми методами оценки рисков в организации производства являются теория игр, метод иерархий и использование законов распределения вероятностей. Выбор конкретных инструментов оценки и управления рисками обусловлен субъектно-объектными отношениями, возникающими в производственном процессе, с учетом иерархии организационных единиц и конкретных задач, решаемых транспортным предприятием.
Ключевые слова
Оставаться конкурентоспособным на мировом рынке, максимально удовлетворять потребности в перевозках при возрастающих объёмах работы, обеспечивать доступность и качество оказываемых услуг на железнодорожном транспорте в сфере организации перевозочного процесса необходимо применение современных цифровых подходов. В статье дана оценка существующей технологии организации вождения соединенных поездов на примере работы участка Мариинск - Красноярск-Восточный Краснояркой железной дороги. С развитием технологии вождения соединенных поездов появилась возможность объединять поезда посредством виртуальной сцепки, которая не подразумевает физическое сцепление поездов с помощью автосцепного устройства при этом поезда находятся на постоянном, равноудаленном, положении друг от друга. Для анализа эффективности при организации вождения сдвоенных поездов в режиме «Виртуальной сцепки» авторами статьи произведено построение графиков движения поездов с интервалом для сдвоенных поездов в четыре минуты, а в перспективе с интервалом в две минуты. Произведен расчет основных показателей графика движения поездов и пропускной способности линии. Расчетами выявлено, что при введении технологии интервального регулирования по системе «Виртуальная сцепка» потребная пропускная способность железнодорожной линии увеличивается на 19,05 % относительно существующего графика движения с использованием сдвоенных поездов. Использование поездов с «Виртуальной сцепкой» на участке Мариинск - Красноярск-Восточный предпочтительнее, так как при их применении снижаются потери в тяговой сети, расход электроэнергии и остальные параметры тяговой сети, а напряжение на токоприемниках локомотивов существенно выше, чем при использовании соединенных поездов. Экономический эффект от применения данной технологии организации работы участка Мариинск-Красноярск Восточный составляет 894,14 тыс. руб/год.
Ключевые слова
Пригородные пассажирские перевозки занимают особое место в работе железнодорожного транспорта России. Это обусловлено их высоким социально-экономическим значением в жизни общества. Формирование агломерации требует создания современной транспортной системы. Транспортная система представляет собой один из важнейших элементов социально-экономического комплекса любого населенного пункта. Пассажирский транспорт определяет мобильность населения города и пригородов, создает конфигурацию и влияет на географические направления роста городских агломераций. В этой связи весьма актуальными и представляющими научный и практический интерес являются исследования возможностей и способов повышения эффективности пригородных пассажирских перевозок для г. Иркутска. Одним из решений указанного вопроса может стать реализация проекта «Городская электричка», с организацией движения пригородных поездов по III, IV пути на участке Гончарово - Иркутск-Сортировочный. Для анализа конкурентов и возможной стратегии перевода пассажиропотока на железнодорожный транспорт составлена сравнительная карта характеристик транспортного сообщения по видам транспорта. Реализация мероприятия «Городская электричка» позволит решить проблему доставки пассажиров до работы и обратно от населенных пунктов Мамоны, Максимовщина, Смоленщина, снизить выбросы в атмосферу города, сформировать привлекательную среду для застройщиков и бизнеса, разгрузить автомобильные дороги (минимизация «пробок»), повысить мобильность населения агломерации и безопасность транспортного обслуживания, стимулировать рост пассажирских перевозок, будет способствовать экономическому развитию территорий, интеграции внутригородских маршрутов в железнодорожную сеть. Данный проект поможет привлечь до 800 тыс. пассажиров в год.