В статье рассматривается способ непрерывного мгновенного контроля скользящего контактного соединения, подверженного воздействию переменного по величине электрического тягового тока, внешних факторов, технических неисправностей, вызывающих искрение, образование электрической дуги, значительные изменения сопротивления контакта, возникающих в процессе движения электрического подвижного состава. Скользящий электрический контакт по сравнению с обычными электрическими контактами имеет свои особенности из-за постоянного движения контакта в пространстве. При движении электрического подвижного состава по железной дороге на разных участках контактной сети нарушения в нормальной работе скользящего контактного соединения могут встречаться по отдельности, в разных сочетаниях или все вместе в зависимости от состояния контактного провода, пантографа, других конструктивных и внешних факторов. Суть способа сводится к тому, что электрический тяговый ток, проходящий через скользящий контакт между пантографом и контактным проводом, раскладывается в ряд Фурье в реальном масштабе времени. Из полученного спектра электрического тягового тока вычитаются гармоники тока, связанные с нормальной работой электрооборудования электрического подвижного состава. Оставшиеся гармоники спектра тока будут характеризовать мгновенное интегральное состояние скользящего электрического контакта. Сравнение гармоник полученного спектра с гармониками эталонного спектра, характеризующего нормальную работу скользящего контакта, позволяет дать оценку неисправностям пантографа и контактного провода. Непрерывный, практически мгновенный контроль, позволяет определять место контакта пантографа на контактном проводе на участке движения электрического подвижного состава при условии согласования работы анализатора спектров с положением электроподвижного состава на участке пути.
Современные технологии. Системный анализ. Моделирование
2020. — Выпуск 3(67)
Содержание:
В статье приводится разработанная методика расчета зависимости частоты вращения плосколопастной крыльчатки с трубой от расхода потока жидкости и результаты экспериментальной проверки предложенной методики. Актуальность работы обусловлена тем, что устройства с вращающейся крыльчаткой и трубой являются перспективными для интенсификации процесса переноса теплоты, а приемлемая инженерная методика их расчета в настоящее время отсутствует. В основу методики расчета положено модифицированное классическое уравнение движения крыльчатки, представленное в виде баланса движущего момента вращения крыльчатки и суммы моментов потерь, с учетом момента трения во вращающейся вместе с крыльчаткой трубе и с учетом массы вращающейся жидкости. Методика расчета справедлива для плосколопастных крыльчаток со ступицей, имеющей конусообразные выступы на торцах, причем лопасти крыльчатки жестко крепятся к стенкам трубы. Показано, что по результатам расчета из-за потерь энергии на трение во вращающейся трубе, крыльчатке, подшипниковых опорах и манжетных уплотнениях частота вращения плосколопастной крыльчатки снижается на 9,4 % в сравнении с максимальной (идеальной частотой вращения). Предложенная методика расчета позволяет получить линейное уравнение зависимости частоты вращения крыльчатки от расхода потока жидкости в трубе с достоверностью аппроксимации 0,968 в диапазоне расхода воды 1,7-3,4 м3/ч. Выполнена экспериментальная проверка расчетной зависимости, полученной в результате расчета по методике. Допустимое отклонение результатов расчета от результатов эксперимента в размере 8,1-14,7 % наблюдается в диапазоне расхода воды 1,95-2,8 м3/ч. При расходе воды менее 1,7 м3/ч труба вращалась нестабильно. Разработанная методика расчета и полученные уравнения зависимости частоты вращения от расхода воды будут востребованы при разработке новых устройств для интенсификации процессов переноса тепла за счет вращения крыльчатки с теплообменной трубой потоком жидкости.
Ключевые слова
В статье рассматривается течение потока, расходящегося в щелевом зазоре между двумя близко расположенными стенками с поперечной подачей потока в зазор через центральное отверстие в одной из стенок, приводятся основные положения гипотезы и анализируется современное состояние исследования течения потока сжимаемых сред. Принято допущение, что в зазоре поток движется безотрывно с образованием кольцевых зон разрежения. Этот процесс практически не изучен, но имеется подтверждение, что в зазоре непосредственно за кромкой сопла образуются кольцевые зоны, в которых разрежение чередуется с повышенным давлением. Исследования показали, что за первой кольцевой зоной обнаружена вторая и даже третья кольцевые зоны разрежения. Установлено также, что если одна из пластин выполнена из упругого или эластичного материала, то за счет разрежения в кольцевых зонах пластина будет совершать колебательные движения. Поэтому в предложенной работе сделана попытка изучения характера потока при его безотрывном течении между пластинами и приводится обоснование волнообразного течения потока в зазоре, которое вызывает пониженное (разрежение) и повышенное (выше атмосферного) давление в кольцевых зонах между близко расположенными пластинами. На примере упрощенной математической модели безотрывного течения потока даны определения некоторых его параметров в образующихся кольцевых зонах. Натурными исследованиями было замечено, что по мере удаления потока от питающего сопла наблюдается изменение давления расходящегося потока, исследование проводилось не с помощью манометров и вакуумметров как обычно принято, а с помощью рецепторов, содержащих дискретные струйные логические элементы, чувствительность которых несколько выше, чем, например, манометров и вакуумметров. При этом исследовались распределение потока в зазоре с образованием концентричных кольцевых зон (каверн), зависящих от давления и расхода потока, проходящего через канал питания, скорости потока в зазоре, устанавливалось наличие этих зон и их размеры. Исследования проводились на довольно простых установках, но показали некоторые возможности практического применения этого течения. Они могут быть полезны при разработке широкого спектра различных устройств, в том числе для распознавания положения, ориентации и захвата пластинчатых деталей при автоматической сборке. В работе показана также возможность осуществления эжектирования и многокомпонентного смешивания текучих сред для образования пульсаций газожидкостных смесей в тепло- и массообменных процессах при абсорбции, ректификации, диспергировании, эмульгировании, создании вибрации для очистки стенок от отложений, а также в других технологиях и устройствах.
Ключевые слова
С каждым годом вагонный парк все больше совершенствуется, проектируются и внедряются новейшие вагоны. Растет количество единиц подвижного состава и увеличивается оборот вагона. Все эти и множество других факторов, безусловно, требуют улучшения обслуживания и ускорения ремонта, при этом затраты на ремонт необходимо минимизировать, а его качество не должно ухудшаться. Самым лучшим решением является внедрение автоматизации в процесс ремонта вагонов, что позволит повысить производительность труда и тем самым прийти к увеличению объема готовой продукции, облегчить условия труда работников и повысить качественные показатели деятельности вагоноремонтной отрасли. В работе рассматривается повышение эффективности процессов обточки колесных пар за счет их автоматизации. Улучшение производственного процесса происходит путем назначения оптимальных режимов (в частности, автоматизации измерения поверхности катания колесных пар) и параметров обточки. Приведенный статистический анализ отцепок вагонов в текущий ремонт показал, что ежегодно на сети дорог во внеплановый ремонт отцепляется более 800 тыс. вагонов, из которых 48 % имеют неисправность коленных пар. Поэтому вопросы, связанные с изучением показателей надежности работы колесных пар в эксплуатации и организации их ремонта, остаются актуальными для вагонного хозяйства железных дорог. В результате статистического моделирования доказано, что наработка колесной пары до первой обточки подчиняется нормальному закону распределения, а математическое ожидание наработки до первой обточки составляет 86 тыс. км.
Ключевые слова
В статье предложен метод анализа информационной эффективности систем технического диагностирования, по которому рассчитана информационная эффективность основных видов систем диагностирования оборудования локомотивов. Системы технического диагностирования по принципу действия соответствуют законам диалектического познания объективной реальности, в том числе понятиям И. Канта «вещь в себе» (ноуменальный мир) и «вещь для нас» (феноменальный мир). Ноуменальный мир обладает энтропией, феноменальный - информацией. Отличие диагностирования заключается в наличии нескольких асимптотически достигаемых уровней знаний - об исправности, работоспособности и правильности функционирования объекта диагностирования. Таким образом, диагностирование всегда осуществляется в условиях ограниченности информации - наличия энтропии. Системы технического диагностирования должны строиться как автоматизированные цифровые информационные системы с использованием в составе микропроцессоров и (или) компьютеров. Поэтому в работе рассматриваются автоматизированные системы технического диагностирования. Их информативность можно оценить через коэффициент эффективности как отношение информативности таких систем к энтропии объекта диагностирования. При оценке информационной эффективности автоматизированных систем технического диагностирования следует учитывать вероятность наступления отказов и стоимость их устранения (восстановления работоспособности). Разработана соответствующая методика, согласно которой произведена оценка информационной эффективности различных систем диагностирования. Доказано, что эффективность бортовых автоматизированных систем технического диагностирования даже после доработки конструкции локомотива полностью не исключает использование деповских стационарных и переносных систем диагностирования, в том числе автоматизированных реостатных испытаний, вибродиагностики и испытательно-наладочных стендов отдельных узлов локомотивов. Статья полезна тем, что может использоваться в качестве методических рекомендаций при разработке системы технического обслуживания и ремонта сложных систем с оптимизацией применения автоматизированных систем технического диагностирования.
Ключевые слова
В настоящее время передвижение на автомобиле является неотъемлемой частью жизни в российских городах. Проблемы с парковками снижают привлекательность владения автомобилем. Поэтому в мире и России активно развиваются услуги каршеринга. Основным преимуществом для клиента является отсутствие проблем с парковкой, и в отличие от такси клиент имеет возможность управлять автомобилем самостоятельно. В первую очередь эта услуга развивается в крупных городах. Однако Красноярск, один из крупнейших городов России, получил отрицательный опыт работы каршеринга. Для анализа проблем построена математическая модель эффективности поиска автомобиля. Сначала были собраны статистические данные, которые указывают на низкий спрос на каршеринг. Был выбран район с наибольшим количеством заказов. Для этого района получены формулы с целью расчета среднего расстояния между клиентом и автомобилем. Модель основана на вероятности нахождения автомобиля в зоне пешей доступности. Полученные формулы позволили рассчитать вероятность того, что автомобиль будет найден, в зависимости от количества свободных автомобилей и предельного расстояния до него. Оказалось, что при небольшом автопарке практически невозможно найти свободный автомобиль. Сделан вывод, что нужно значительно увеличить автопарк, для того чтобы обеспечить необходимое качество услуги для стимулирования спроса.
Ключевые слова
При расследовании обстоятельств дорожно-транспортных происшествий для выяснения механизма столкновения важно точно определить скорости, с которыми двигались транспортные средства. Работа посвящена оценке точности методики определения скорости транспортного средства перед наступлением дорожно-транспортного происшествия по возникшим остаточным деформациям элементов конструкции автомобилей. Для определения точности методики проводилось натурное экспериментальное исследование остаточных деформаций. Основой методики эксперимента является принцип подобия Кирпичева - Барба - Кика. Описан порядок проведения эксперимента, применяемая установка и исследуемые образцы, включающие как масштабные модели, так и реальные элементы конструкции автомобиля. Экспериментальная установка позволяет с управляемой энергией удара деформировать различные образцы, а затем по измеренным деформациям произвести определение эквивалентной энергии методом смещенного объема. Приведены полученные экспериментальные данные в виде массивов координат деформированных узлов масштабных моделей. Отражены результаты теоретического определения энергии удара, затраченной на деформацию образцов. Проводились эксперименты и для реальных элементов конструкции автомобилей. Количество поглощенной энергии определялось методом смещенного объема. Для определения зоны распространения пластической деформации был произведен металлографический анализ структуры зоны деформации. Проведенный анализ экспериментальных и расчетных значений определения энергии деформации образцов показал, что метод определения поглощенной энергии дает погрешность не более 14 %, при этом повышение точности измерений деформированного объекта позволяет повысить точность результата. Сделан вывод, что методика расчета скорости перед дорожно-транспортным происшествием по остаточным деформациям транспортного средства имеет высокую точность и представляет собой инструментальную базу для объективного исследования механизма дорожно-транспортного происшествия.
Ключевые слова
В статье рассматриваются вопросы имитационного моделирования работы систем тягового электроснабжения постоянного тока с применением систем накопления электроэнергии. Развитие имитационного моделирования позволяет исследовать влияние одного или ряда факторов на показатели работы системы тягового электроснабжения. К указанным факторам относят массу, техническую скорость, нагрузку на ось, рекуперативное торможение, особенности расписания для грузового движения и др. Моделирование позволяет оценить степень влияния одного или группы факторов на такие показатели работы, как напряжение на токоприемнике, нагрузочная способность силового оборудования, температура нагрева проводов и тросов, тяговое электропотребление, объем рекуперации энергии, технические потери и др. В настоящее время имитационное моделирование позволяет выполнить серию расчетов для получения статистической оценки влияния факторов на показатели (работы системы тягового электроснабжения), а также аналитического представления полученных зависимостей, необходимых для решения задач анализа и прогнозирования изменения показателей работы системы тягового электроснабжения этих показателей. В работе приводятся схемы многовариантных расчетов, выполняемых с целью оценки влияния параметров инфраструктуры, подвижного состава и организации движения на показатели работы систем тягового электроснабжения. Дополнение схем замещения, используемых в настоящее время для расчетов систем тягового электроснабжения, позволяет выполнять большинство расчетов по оценке влияния работы систем накопления электроэнергии на энергетические показатели и оценивать условия их работы. Особенностью расчета схем замещения систем тягового электроснабжения, содержащих устройства накопления электроэнергии, известными методами, в частности, методом узловых потенциалов, является необходимость учета их включенного и отключенного состояния, определяемого ограничениями мощности и энергоемкости, уровнем напряжения в контактной сети. Предложено дополнить существующие методы расчета алгоритмом расчета, учитывающим условия работы системы накопления. Метод расчетов позволяет оценить условия работы систем накопления с электротяговой нагрузкой, требования к их основным параметрам и влияние на показатели работы системы тягового электроснабжения.
Ключевые слова
В связи с планируемым увеличением объема грузоперевозок к 2025 г. по исследуемому участку Восточно-Сибирской железной дороги на основе модели системы внешнего и тягового электроснабжения участка Слюдянка - Гончарово выполнен анализ пропускной способности. Результаты анализа подтвердили острую необходимость усиления данного участка в связи с существенным отклонением от нормируемых значений многих параметров нормального режима работы как системы внешнего, так и системы тягового электроснабжения участка. С целью обеспечения заданной пропускной способности участка исследованы некоторые возможные способы усиления. Так, в рамках усиления системы внешнего электроснабжения предложено установить дополнительный автотрансформатор на районной трансформаторной подстанции Подкаменная. Однако данный способ не дал желаемых результатов. Для усиления системы тягового электроснабжения проверены такие варианты усиления, как включение тяговых трансформаторов в параллель на перегруженных тяговых подстанциях; изменение мощности устройств продольной компенсации на тяговых подстанциях; изменение мощности устройств параллельной компенсации на постах секционирования; установка дополнительных постов секционирования в межподстанционной зоне. Ни один из рассмотренных способов усиления в отдельности не помог добиться нормируемых значений параметров режима работы. Поэтому рассмотрено комбинирование указанных способов усиления. Проанализировав различные комбинации, пришли к выводу, что оптимальным вариантом является изменение мощности устройства параллельной компенсации на посту секционирования, включение тяговых трансформаторов в параллель на ряде тяговых подстанций и установка автотрансформатора на районной подстанции.
Ключевые слова
В статье отмечается актуальность проблемы накопления порубочных остатков вдоль полосы отвода железных дорог. Одним из возможных решений является применение методов многофакторного анализа. Полученные результаты в ходе построения аналитических зависимостей и расчета вероятностного выбора свидетельствуют о том, что наиболее благоприятными и экономически выгодными стратегическими решениями, имеющими минимальную вероятность негативных последствий, являются вывоз порубочных остатков, а также их уничтожение на месте. Представленный анализ современных технологических приемов по утилизации древесины и порубочных остатков показал, что на объектах железнодорожного транспорта разрешенным и закрепленным методом является механический способ утилизации остатков с использованием мульчера. Рабочий агрегат мульчера вырезает растительный покров, измельчая остатки до щепы и равномерно перемешивает их с верхним слоем почвы, тем самым активизируя быструю деструкцию. Щепа и опилки, образующиеся от работы при данном технологическом процессе, могут быть рекомендованы в качестве сорбционного материала для улавливания нефтепродуктов, содержащихся в сточных водах предприятий железнодорожного транспорта, или для получения из опилок активного угля, как сорбента в технических средствах обеспечения экологической безопасности. Следует отметить, что в данном случае не возникает проблема регенерации использованного сорбента, поскольку отработанный сорбент в виде опилок с примесями может быть использован в качестве топлива. Предложенные в статье подходы решают и задачи ресурсосбережения, что также отмечено в стратегии развития железных дорог.
Ключевые слова
В статье проанализированы способы оценки эффективности управления перевозочным процессом. Основное внимание уделяется методам и средствам мониторинга его основных показателей. Рассмотрены структуры данных для хранения информации по вагонам и их рейсам, выявлено, что в рамках современных реалий существующие способы мониторинга недостаточно эффективны, поскольку требуется обработка объемных данных. Проведен анализ существующей структуры, обнаружено, что исходная структура данных включает в себя набор разрозненной информации, что создает сложности и неточности при мониторинге перевозочного процесса, поэтому предложена ее реструктуризация. Новая структура позволяет устранить несоответствия в грузовых операциях, разрешить сложности и сократить ошибки при мониторинге перевозочного процесса. Для решения проблемы анализа вагоно- и грузопотоков по сети Российских железных дорог предлагается выделить новую структуру данных, которая позволит минимизировать объем хранимой информации в целевом статистическом срезе. В связи с увеличением количества и сложностью транспортных данных в качестве решения проблемы предлагается использовать технологию больших данных. Применение хранилища рейсов вагонов обеспечивает возможности мониторинга текущего перевозочного процесса и выявления проблемных направлений перевозок. Полученные результаты могут быть использованы для планирования и прогнозирования грузоперевозок. Предложенный подход к реализации хранилища значительно упрощает разработку систем анализа вагоно- и поездопотоков. Реализуемые технологии обеспечивают возможность дополнения архитектуры другими сведениями и прогнозирование фактического грузопотока, исходя из информации за прошлые периоды.
Ключевые слова
В статье рассматривается инфракрасное излучение с позиции совместимости воздействия тепловой энергии, генерируемой в излучателях различных типов, и полимерного электроизоляционного материала, применяемого в процессе изготовления или ремонта электрических машин тягового подвижного состава. Наглядно представлены результаты процесса локального нагрева коротковолновым, средневолновым и длинноволновым тепловым излучением образцов стеклослюдинитовых лент, пропитанных в жидких электроизоляционных полимерных лаках, широко используемых для изоляции обмоток электрических машин тягового подвижного состава. Произведен расширенный анализ физики и техники возникновения теплового излучения при использовании керамических излучателей, а также свойств и роли керамического покрытия в процессе образования импульсного узкополосного излучения и высокой скорости передачи тепла. С использованием классических уравнений Максвелла показана зависимость степени черноты от удельного сопротивления материала инфракрасного излучателя, а также от его температуры. С опорой на произведенные исследования получен результат использования наиболее эффективного генератора теплового инфракрасного излучения, который позволяет судить о том, что использование излучателей с низким удельным сопротивлением для восстановления электрической изоляции тел ведет к большим потерям электроэнергии, а значит энергетически неэффективно при интенсивном применении. Отмечен тот факт, что для этой цели подходят только инфракрасные излучатели со свойствами, приближенными к абсолютно черному телу, а именно керамические излучатели с затемненной поверхностью с фронтальной стороны и золотистым покрытием противоположной части. Рассмотрены перспективы развития технологии при использовании микродугового оксидирования, главным свойством которой является возможность регулирования параметров нагрева, а также возникновение модифицированных структур с особыми свойствами. Практическое применение теплового излучения в локомотивостроении позволит достичь идеально гладкой поверхности изоляционных конструкций, в частности, изоляционных пальцев кронштейнов щеткодержателей тяговых электродвигателей, что приведет к отсутствию микродефектов и пористостей, характерных для традиционной конвективной сушки.
Ключевые слова
Цель представленных в статье компьютерных исследований состояла в разработке методики моделирования электромагнитных влияний тяговых сетей железных дорог переменного тока на трубопроводы, проложенные на поверхности земли. Рассмотрены ситуации, отвечающие сложным траекториям сближения трубопроводов с трассами железных дорог. Моделирование выполнялось в программном комплексе «Fazonord», разработанном в Иркутском государственном университете путей сообщения. В этом комплексе формируется решетчатая схема замещения многопроводной системы путем использования выражений для собственных и взаимных сопротивлений отдельных проводников, при этом применяется алгоритм реализации формул Карсона, приемлемый с точки зрения охвата ближней, промежуточной и дальней зон и обладающий достаточным быстродействием для выполнения многократных расчетов, проводимых для учета перемещения тяговых нагрузок. Представлены результаты моделирования для примера тяговой сети 25 кВ и трубопровода наземной прокладки. Рассматривалась ситуация сложной траектории их сближения. Для сравнения выполнены расчеты при параллельных трассах. Показано, что максимум наведенного напряжения в последнем случае может достигать 100 В. Для сложной траектории этот показатель составляет 85 В, что также превышает допустимое значение (60 В). С целью обеспечения безопасных условий работы персонала требуется реализация мер по снижению наведенных напряжений. Предложенная методика может использоваться для решения практических задач, связанных с проектированием и эксплуатацией участков сближения трубопроводов для транспорта нефти и газа с трассами электрифицированных железных дорог переменного тока. Методика отличается универсальностью и может применяться для любых траекторий сближения трубопроводов с тяговыми сетями. Возможен учет неодинаковых электрических характеристик грунтов на отдельных участках. Работа выполнена по гранту государственного задания Минобрнауки России на тему «Повышение качества электрической энергии и электромагнитной безопасности в системах электроснабжения железных дорог, оснащенных устройствами Smart Grid, путем применения методов и средств математического моделирования на основе фазных координат».
Ключевые слова
В условиях частичной неопределенности принять окончательное решение об итоге какого-то события не представляется возможным. В данном случае лицо, принимающее решение, руководствуется либо собственными предпочтениями, рискуя принять неверное решение, либо использует критерий выбора из конкурентоспособных вариантов. В различных ситуациях варианты могут быть заданы с какой-либо долей вероятности осуществления. Это, в свою очередь, дает возможность проанализировать каждое решение и выбрать наиболее эффективное с минимальными потерями. Реконструктивные мероприятия для повышения скоростей движения на железной дороге должны проектироваться так, чтобы были обеспечены безопасность и бесперебойность движения поездов, сократилось время пассажиров в пути при обеспечении потребных размеров перевозок и наименьших строительно-эксплуатационных расходах. Теория принятия решений помогает выбрать оптимальный вариант реконструкции участка железной дороги. Необходимость принимать решения, для которых не полностью учтены предопределяющие их условия, а также последующее их влияние, встречаются во всех областях техники, в частности при введении скоростного движения на железных дорогах. Методику выбора технических параметров реконструкции при повышении скоростей движения в условиях неопределенности исходной информации можно проводить согласно алгоритму, предложенному в статье, суть которого заключается в установлении множества расчетных условий и назначении различных вариантов, способных сформировать матрицу показателей частных критериев. Следующим этапом является уже принятие решения в условиях неопределенности с помощью различных критериев: минимаксный критерий (ММ-критерий, критерий Вальда), критерий Севиджа (S-критерий, критерий минимального риска), критерий Гермейера, критерий произведений (Р-критерий) и др. Каждый из критериев может дать лицу, принимающему решение, конкретный алгоритм действий.
Ключевые слова
Транспортное моделирование связано с оптимизацией (поиском наилучшего из возможных решений) транспортной сети. Данное исследование направлено на полное удовлетворение грузового спроса в рамках ограничений производственных мощностей при минимально возможных затратах. Рассмотрена постановка задачи транспортной модели относительно критериев оптимизации (стоимости, времени). Приведены основные алгоритмы, позволяющие находить базовые решения методами Фогеля, северо-западного угла, наименьшей стоимости, двойного предпочтения, а также методом потенциалов и распределительным методом поиска оптимального решения. Представлены базовые алгоритмы поиска начального пути. По результатам тестирования наименьшие транспортные затраты показал метод Фогеля, который считается наиболее трудозатратным, но план перевозок, построенный этим способом, часто близок или является оптимальным. С помощью протестированных методов построения первоначального плана можно получить опорный план. Для поиска оптимального решения применялись распределительный метод и метод потенциалов. Результаты тестирования показали, что оба метода при нахождении оптимального решения дали одинаковые значения. В результате можно сделать вывод, что при решении транспортных задач могут применяться различные методы линейного программирования, но результативность их будет зависеть от таких факторов, как особенности перевозок, ограничения, используемая целевая функция и др. Тестирование методов транспортного планирования позволяет найти оптимальное решение путем применения итеративного процесса. Это значительно снижает сложность и трудозатраты на проведение расчетов и допускает применение методов оптимизации при моделировании транспортной сети и транспортном планировании.
Ключевые слова
Наземное обслуживание в аэропортах является одним из ключевых направлений деятельности, в технологический процесс которого вовлечены различные структурные подразделения, сторонние компании и контролирующие органы. От качества и четкости организации технологического процесса наземного обслуживания, напрямую зависит безопасность и регулярность полетов. В условиях конкурентной борьбы между операторами соответствующие наработки и опыт становятся значительным преимуществом, позволяющим заключать договора с новыми клиентами, а также удерживать имеющихся. Разработка уникальных технологий работы, совокупность которых и является технологическим процессом, в большей степени относится к компаниям, занимающимся наземным обслуживанием рейсов бизнес авиации, чем непосредственно к главным операторам аэропортов. Ничтожное количество действующих аэропортов на территории Российской Федерации и, как следствие, отсутствие конкуренции между ними, за исключением аэропортов Московского авиационного узла, не является стимулом для внедрения инноваций, оптимизации и модернизации технологических процессов обслуживания. Совершенствование технологического процесса компаниями по наземному обслуживанию рейсов бизнес авиации является системным, что позволяет конкурировать в том числе и с главным оператором, основная деятельность которого сосредоточена на обслуживании регулярных рейсов. Для решения поставленной задачи предлагается совокупно и последовательно использовать технологии по видам работ в рамках технологического процесса работы аэропорта. Исследование позволило установить новые алгоритмы и процессы работы структурных подразделений аэропорта в условиях непрерывной деятельности. По результатам проведенного анализа разработаны конкретные предложения, имплементация которых позволит повысить эффективность технологического процесса на основе технически-грамотной разработки и внедрения инструкций взаимодействия (подразделений) с распределением по видам соответствующих работ.
Ключевые слова
Транспортная инфраструктура - важнейший компонент городского функционирования, играющий ключевую роль в экономике, безопасности и социальной структуре. В частности, сеть автомобильных дорог России является составляющей всех перевозок по стране, ведь большая часть грузопотоков следует автомобильным транспортом. С каждым годом нагрузка на улично-городскую сеть возрастает с геометрической прогрессией. Урбанизация городов приводит к тому, что пропускная способность дорог не удовлетворяет текущие и будущие потребности региона. В статье рассматривается использование автономных транспортных средств на дорогах общего пользования как одно из возможных решений обозначенной проблемы. Технологии решения поставленной задачи позволяют осуществлять движение транспортных средств с соблюдением меньшей дистанции на более высоких скоростях, что будет способствовать увеличению пропускной способности участков улично-дорожной сети без каких-либо изменений и реконструкций. За последние десятилетия был достигнут значительный прогресс в области систем управления и контроля транспортными средствами. Автономные транспортные средства используют набор (комплекс) датчиков для сканирования окружающей среды, а встроенный микропроцессор осуществляет контроль за системами торможения, рулевого управления и скорости движения. Со временем эта технология будет дополнена возможностью связи автономных транспортных средств с системами управления дорожного движения и другими транспортными средствами. Такой уровень связи облегчит поток движения автономных транспортных средств в больших группах. В работе приводятся результаты моделирования, на основании которого можно сделать вывод, что автономный поток транспортных средств может увеличить пропускную способность улично-дорожной сети в четыре раза без строительства дополнительных полос движения. Результаты исследований позволяют выработать комплекс мероприятий, направленных на регулирование указанных технологий с целью обеспечения безопасной интеграции автономных транспортных средств с транспортной инфраструктурой.
Ключевые слова
В статье представлена методика выбора проектных параметров круговых кривых высокоскоростной железнодорожной магистрали при движении на ней нескольких категорий поездов - высокоскоростных пассажирских, скоростных пассажирских и специальных грузовых. Методика основана на решении многокритериальной задачи и позволяет определять оптимальные параметры круговых кривых в условиях совмещенного движения с учетом технико-экономических факторов и особенностей движения поездов различной массы с различными скоростями в криволинейных элементах плана трассы. Разработанная методика обладает устойчивостью к неравномерности размеров движения во времени, с ее помощью можно определять оптимальную скорость специального грузового поезда. Особенностью данной методики является применение имитационного компьютерного моделирования взаимодействия пути и подвижного состава на этапе проектирования плана трассы высокоскоростной железнодорожной магистрали. Результаты имитационного моделирования используются для построения математической модели, характеризующей влияние радиуса и непогашенного ускорения на величину боковой силы. Известные значения боковой силы позволяют исключить варианты круговых кривых, в которых движение специальных грузовых поездов оказывает негативное воздействие на путь. В работе также рассмотрены условия, при которых возможно снижение скорости высокоскоростного поезда. Обоснование понижения скорости высокоскоростного поезда строится на основе теории игр. Увеличение объемов грузовых перевозок с течением времени приводит к необходимости снижения скорости высокоскоростного поезда во избежание неоправданного увеличения радиуса круговой кривой.
Ключевые слова
Железнодорожный транспорт ежегодно укрепляет свое место в транспортной системе страны. В структуре грузооборота по видам транспорта перевозка железными дорогами занимает второе место и составляет 47 %. Для того чтобы освоить растущие объемы перевозок Российские железные дороги различными способами увеличивают перевозочную мощность линий. Оптимизация эксплуатационной работы на железной дороге производится за счет улучшения плана формирования поездов и графика движения, т. е. внедрения новой комплексной технологии управления движением поездов. С целью повышения качества транспортного обслуживания, оптимизации использования пропускной способности, улучшения количественных и качественных показателей реализуется программа развития с внедрением инновационных технологий. Это позволит обеспечить выполнение единой технологии перевозочного процесса и рационализировать эксплуатационные затраты. Одним из вариантов решения данной проблемы может быть внедрение микропроцессорной системы с тональными рельсовыми цепями с центральным размещением аппаратуры в шкафном варианте на сети ОАО «Российские железные дороги». В работе рассматривается участок Петровский Завод - Хилок. Его протяженность составляет 149,2 км. В состав диспетчерского участка входят две участковые, одна грузовая и пять промежуточных станций. Рассчитана технико-экономическая оценка эффективности при внедрении на участок системы АБТЦ-МШ при различных объемах работ и действующем техническом оснащении. Экономический эффект участка, полученный за счет внедрения системы АБТЦ-МШ, составил 544,11тыс. руб. в год. Внедрение данной системы приведет к получению будущих экономических выгод и увеличит доходы ОАО «Российские железные дороги».
Ключевые слова
Одной из важнейших задач стратегических документов ОАО «Российские железные дороги» является повышение грузооборота сети железных дорог к 2025 г. на 42 %. Одним из способов достижения поставленной цели является повышение технической скорости движения грузовых поездов. В настоящее время после достижения максимального напряжения на 4-й зоне регулирования выпрямительно-инверторного преобразователя дальнейшая регулировка скорости осуществляется изменением магнитного потока за счет подключения параллельно обмоткам возбуждения тяговых электрических двигателей системы ослабления поля контакторно-реостатного типа. В статье рассмотрены недостатки данной системы. Приведено аналитическое обоснование потерь скорости и ускорения при ступенчатом переключении ослабления поля тяговых электрических двигателей электровоза. Для проверки данного утверждения проведено моделирование электровоза переменного тока серии «2ЭС5К» со ступенчатым и с плавным регулированием ослабления поля тяговых электрических двигателей в программном комплексе «Кортес» при следовании по участку Зима - Иркутск-Сортировочный. Результаты моделирования показали, что плавное регулирование ослабления поля тяговых электрических двигателей обеспечивает повышение технической скорости электровоза не менее чем на 2,5 км/ч. Предложена усовершенствованная система ослабления поля тяговых электрических двигателей на базе современных силовых полностью управляемых полупроводниковых приборов IGBT-транзисторов, обеспечивающих плавное регулирование тока возбуждения. Экономический эффект от внедрения предлагаемой системы на один электровоз серии «3ЭС5К» составит 393,71 тыс. рублей.
Ключевые слова
Одним из основных направлений совершенствования перевозочного процесса в железнодорожной транспортной системе на сегодняшний день является разработка технологии интервального регулирования, использование которой позволит определять расстояние между поездами не свободными блок-участками, а ориентируясь на текущее месторасположение подвижного состава. Практическое использование предложенной в рамках статьи технологии позволит сократить интервал попутного движения поездов, увеличить пропускную и провозную способности железнодорожных линий. В целом эффективность внедрения интервального регулирования движения поездов по системе «виртуальная сцепка» представлена в работах многих авторов, однако вопросы использования существующей инфраструктуры системы тягового энергоснабжения в работах не рассмотрены. Сопоставление технологии «виртуальная сцепка» с вождением соединенных поездов заключается в оценке резерва пропускной способности и графиков движения поездов. Использование современных программных средств математического моделирования позволит решить не только поставленные задачи, но и выполнить оценку совместимости используемой в настоящее время системы тягового электроснабжения. Из полученных авторами результатов видно, что при движении поездов в режиме «виртуальная сцепка» расход энергии, потери в тяговой сети, ограничивающий коэффициент нагрузки, температура в контактной сети и отсасывающей линии ниже, чем при движении соединенного поезда. Напряжение в контактной сети при использовании поездов с виртуальной сцепкой значительно выше, чем при использовании соединенных поездов. На основании изложенного можно сделать вывод, что использование поездов с виртуальной сцепкой на рассматриваемом участке целесообразней, чем соединенных.
Ключевые слова
В статье рассматривается возможность реализации схем фазовой автоподстройки частоты в измерительных органах тока и напряжения микропроцессорных устройств релейной защиты. Показано, что применение схем фазовой автоподстройки частоты вместо цифровых фильтров позволяет достоверно выделить первую гармонику измеряемого сигнала, отследить изменение частоты без использования сложных алгоритмов определения числа выборок и значительно упростить устройства релейной защиты. Для этих целей рассмотрены реальные осциллограммы тока и напряжения на выходе измерительных трансформаторов, произведена линейная интерполяция сигналов с последующим разложением в ряд Фурье. Осуществлен синтез схемы фазовой автоподстройки частоты в известной программе электронного моделирования «Multisim 11.0», синтезированы исследуемые сигналы, проведена имитационная проверка. Использование схем фазовой автоподстройки частоты с целью выделения первой гармоники позволит снизить погрешность за счет точной подстройки частоты и фазы управляемого генератора, осуществляющего генерацию первой гармоники, к фазе и частоте измеряемого сигнала, поступающего с выхода трансформатора тока или напряжения, а также упростить существующую схему релейной защиты марки ЦЗА-27,5-ФКС, уменьшив число ее ложных срабатываний. Экспериментальная проверка подтвердила практическую возможность использования схем фазовой автоподстройки частоты в микропроцессорных устройствах релейной защиты в качестве первичных преобразователей измерительных органов тока и напряжения. Проведенные исследования также показали целесообразность снятия токового сигнала без применения измерительных трансформаторов путем размещения измерительной обмотки поверх проводника с током. Данный способ позволяет исключить искажения измеряемого сигнала, однако из-за низкого уровня сигнала требует проведения дополнительных исследований.