В статье рассматриваются вопросы оптимизации конструкций из стандартных профилей путем применения программных пакетов, позволяющих проектировать детали, узлы и конструкции в полном цикле. Анализируется цикл современного проектирования, частью которого является обязательная оптимизация и его основные этапы. После осуществления перечисленных этапов проектирования производится переход к опытному конструированию и натурным испытаниям полученной конструкции или детали. Имеющееся на рынке программное обеспечение в основном не позволяет реализовывать все этапы проектирования. Однако некоторые программные продукты, первоначально разработанные для создания 3D-моделей и конструкторской документации в рамках реализации первого этапа проектирования («Компас», «AutoCAD» и «Autodesk Inventor»), начали расширять функционал для осуществления стандартных задач следующих этапов проектирования, включая функции по расчетам прочности конструкции и ее оптимизации. В работе исследуется часть цикла проектирования конструкции с расчетом нагрузок и ее оптимизация в программе «Autodesk Inventor». Рассмотрено решение этого вопроса на примере конструкции барабана экспериментальной установки, изготовленного из металлического стандартного профиля, а также проанализирована методика определения оптимальной конструкции. Перед проведением исследовательской работы были установлены задачи оптимизации. Они подразумевают определение математически вычисленной оптимальной толщины и длины элементов конструкции. Описывается ход проведения исследования в пакете инженерного анализа «Autodesk Inventor». Это исследование заключается в проведении статического анализа в «Autodesk Inventor» и последующем сравнении получившегося коэффициента запаса прочности с рекомендованным. Основным результатом исследовательских работ в подобных программных комплексах является облегчение конструкции без потери необходимого уровня прочности, что положительным образом сказывается на технологичности и экономической эффективности конструкций и сооружений, создаваемых из стандартных профилей.
Современные технологии. Системный анализ. Моделирование
2021. — Выпуск 2(70)
Содержание:
На промышленных объектах многие проблемы возникают из-за синхронных машин, которые работают на выпрямительную (несимметричную) нагрузку. В них важную роль играют 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 метод симметричных составляющих, являющийся основным методом расчета несимметричных установившихся режимов линейных трехфазных (многофазных) цепей, содержащих в качестве источника электрической энергии или нагрузки вращающиеся машины. Исследование проводится на примере шестифазной цепи с несимметричной нагрузкой. В рассмотренном методе на основании законов Кирхгофа составляется система уравнений, в которых несимметричные системы переменных, действующие в линейной многофазной цепи, заменяются симметричными системами, три из которых являются симметричными системами прямой, обратной и нулевой последовательностей. Для каждой из последовательностей расчетным или экспериментальным путем определяются параметры электрической цепи (например, электрических машин). Преобразованная с учетом этих параметров система уравнений решается относительно неизвестных симметричных составляющих переменных (токов и напряжений). Действительные, несимметричные токи и напряжения находятся методом суперпозиций как векторные суммы соответствующих симметричных составляющих каждой из фаз.
Ключевые слова
Предпосылкой рассмотрения суперпозиции вращений в механизмах является принцип суммирования прямолинейных равномерных движений. Цель работы - установить, как в подобной ситуации обстоит дело при сложении вращательных синхронных или кратных движений. Задачи исследования состоят в аналитическом описании и построении годографов комбинированных вращательных механических движений. Практический аспект темы определяется тем, что во многих механизмах, таких как мультиинертный осциллятор, планетарные передачи, приводы фрез в машинах для очистки труб больших диаметров и т. п. реализуется суммирование вращательных движений, и форма годографа является полезной информацией при проектировании подобных устройств. Установлено, что подобно тому, как результатом сложения двух равномерных прямолинейных движений является также равномерное прямолинейное движение, результатом сложения двух равномерных однонаправленных круговых движений является также равномерное круговое движение. Годографом при сложении двух равномерных противоположно направленных круговых движений будет эллипс. В частном случае эллипс может вырождаться в отрезок прямой линии. Определены характеристики эллиптического годографа, в том числе большая и малая полуоси, корни характеристического уравнения, эксцентриситет, фокусы, угол наклона осей. Решена обратная задача - определение скоростей вращения по виду годографа. При сложении двух несинхронных вращений возможны годографы в виде улитки, имеющей сходство с улиткой Паскаля. Полученные результаты могут быть использованы при проектировании механизмов, реализующих сложные вращательные движения.
Ключевые слова
Потребность в импортозамещении, проектировании и производстве аппаратуры связи для железнодорожного транспорта выдвигает требования по взаимодействию участников рынка радиоаппаратуры. Предложено использование методик цифровизации для создания цифрового двойника продукции и технологии его изготовления. Приведены основные параметры конструктора коаксиальных радиокомпонентов для сбора информации о требованиях потребителей. При формировании представительства предприятия-производителя коаксиальных радиокомпонентов необходимо создать конструктор изделия для подбора и моделирования конструкции и характеристик потребителями продукции. Основные параметры конструктора должны включать в себя нормируемые характеристики с диапазоном допустимых значений по видам изделий. Сбор и обработка информации об использовании конструктора потребителями позволит начать формировать цифровой портрет потребителя, данные о котором должны быть дополнены информацией из других источников, в том числе не формализуемой информацией, получаемой из блогов, научных статей, тематических сообществ в Интернете. Создание цифрового двойника технологии производства коаксиальных радиокомпонентов позволит осуществлять дополнение и изменение параметров конструктора изделия по мере совершенствования технологий изготовления и расширения диапазона нормируемых характеристик, а данные цифрового портрета потребителя обозначат направления для совершенствования технологий и приведения их в соответствие требованиям потребителя. Возрастающие требования к аппаратуре передачи данных приводят к потребности применения новых изоляционных материалов, обеспечивающих радиационную стойкость и диэлектрическую проницаемость коаксиальных радиокомпонентов, оборудования, оснащенного программируемыми логическими контроллерами и техническими системами регулирования. Необходимым условием для обеспечения работоспособности автоматизированной системы технологической подготовки производства является применение высокоточных станков с числовым программным управлением для микромеханики, контрольно-измерительных машин, автоматизированных линий для гальванического покрытия и сборки, способных передавать данные о выполненных операциях и устанавливать рассчитанные в автоматизированной системе технологической подготовки производства параметры обработки с учетом фактических параметров качества, полученных на предыдущих операциях.
Ключевые слова
В статье рассматриваются теоретические и практические аспекты разработки математических моделей информационно-измерительных комплексов функционального диагностирования и мониторинга технологических объектов тяговых подстанций, а также установок и элементов контактной сети высокоскоростного движения с преимущественным акцентом применения инновационных технологий. Отмечены характеристики электроснабжения находящихся под влиянием сложных динамических и взаимосвязанных технологических режимов энергонапряженных объектов контактной сети и тяговых подстанций, рассредоточенных на большой площади, которые должны обеспечивать надежное функционирование по требуемой мощности и параметрам качества электроэнергии, а также безопасности и устойчивости процесса управления подвижного состава. Для обеспечения взаимоувязанных технико-технологических режимов с учетом многокритериальных оптимальных показателей и формирования решений показана целесообразность непрерывной функциональной диагностики объектов посредством применения современных информационно-измерительных комплексов. Отмечена важность для эксплуатации наличия не только встроенных систем и достаточно достоверных средств для функционального диагностирования технологических объектов электроснабжения, но и конкретных методологических рекомендаций по обработке результатов измерения на основе аналитических законов распределения случайной величины с использованием нормально-гауссовского, экспоненциального, логарифмически нормального и Вейбулла - Гнеденко законов для более точного определения глубины применения интегрированных совместных диагностических признаков. Указана материальная основа нового информационно-измерительного комплекса на основе современных измерительных средств с высокими метрологическими, динамическими и надежностными характеристиками, которые обеспечиваются микропроцессорными устройствами с частотным выходом в канал передачи данных.
Ключевые слова
Умножители числа фаз находят применение в устройствах автоматики, радиоэлектронной аппаратуры, средств связи в случаях, когда нет возможности воспользоваться многофазными цепями или их применение связано с определенными техническими или экономическими трудностями. Наибольшее распространение получили устройства такого типа в виде умножителя числа фаз, которые находят применение в однофазных цепях для питания трехфазных потребителей. С точки зрения схемотехники, наиболее простыми являются умножители числа фаз на базе нелинейных LC-цепей, имеющие высокую надежность и относительно невысокие габариты при питании устройств малой и средней мощности. Однако умножители числа фаз на базе LC-цепей при определенных условиях могут работать в резонансных режимах, следовательно, в них могут возникать скачки напряжений или токов. В статье рассматривается работа параметрического умножителя числа фаз, работающего на основной частоте, находящего применение в однофазных цепях для питания трехфазных потребителей, с точки зрения теории устойчивости колебательных процессов. Исследование устойчивости умножителя числа фаз проводится по критерию устойчивости Гурвица. Анализируются характерные как схемотехнические, так и режимные параметры умножителя числа фаз на базе LC-цепей и их влияние на его устойчивую работу. Получены данные, что изменение нагрузки преобразователя числа фаз на базе LC-цепей от короткого замыкания до холостого хода на режим устойчивости не влияет. Сделан вывод, что с точки зрения теории устойчивости колебаний предлагаемая цепь является пригодной для разработки реальных умножителей частоты малой и средней мощности.
Ключевые слова
Одним из направлений совершенствования уплотнительных соединений, в частности клапанов, работающих при высоких давлениях, температурах, различной агрессивности и в условиях эксплуатационных изменений рабочей среды (например, пульсация давления), может быть их частичная, либо полная разгрузка (уравновешивание). Под разгрузкой уплотнительного соединения обычно принято понимать компенсацию действия давления рабочей среды на элементы затвора с целью обеспечения в уплотнительном стыке соединения, постоянства усилия герметизации. Разгрузка уплотнительного соединения достигается за счет определенной конструкции затвора, на который действует давление герметизируемой среды, вследствие чего может достигаться эффект самоуплотнения соединения (при частичной разгрузке). Кроме того, использование в затворе в качестве золотника и седла металлических элементов позволяет достичь определенных преимуществ и избавиться от недостатков, присущих соединениям с полимерными уплотнениями. При этом использование в качестве уплотнения (седла) со сниженной жесткостью (тонкостенной оболочкой), позволяет уменьшить усилие герметизации, масса-габаритные параметры, обеспечить постоянство усилия герметизации по периметру уплотнения (уйти от проблемы выбора отклонения формы седла). Предложенная схема разгруженного клапана отличается от существующих отсутствием жесткой связи между штоком и золотником затвора. Это позволяет минимизировать передачу действия давления рабочей среды со штока на золотник клапана, что, в свою очередь, позволит сделать седло еще более тонкостенным. При этом снижение приведенной жесткости седла также позволяет уменьшить герметизирующую нагрузку в зоне контакта золотника и седла, однако эти вопросы выходят за рамки данной статьи, и они не рассматривались.
Ключевые слова
В статье представлены результаты физико-механических испытаний предварительно подготовленных резинотехнических образцов уплотнительного кольца клапана сливного прибора вагонов-цистерн марки МБС-С при атмосферном давлении. При проведении экспериментального исследования в качестве рабочих сред использовались наиболее агрессивная среда легких углеводородов (бензин марки АИ-95) и гидравлическая жидкость МГ-15-Б (нефтепродукт с высоким коэффициентом вязкости). За результат испытаний принималось среднеарифметическое значение массы пяти образцов, полученное в определенное время проведения исследования. Эксперимент показал, что наибольшая интенсивность изменения массы образцов в среде легких углеводородов наблюдается в первые 24 ч выдержки. При выдержке образцов в гидравлическом масле наибольшая интенсивность набухания наблюдается в первые 96 ч. Так как длительность экспериментальных исследований процесса набухания резинотехнических изделий будет неприемлемой для промышленных предприятий, было принято решение на основании опыта предыдущих исследований изготовить автоматизированную экспериментально-исследовательскую установку на базе промышленного оборудования термовакуумного наполнения. Для управления электронными устройствами, с целью контроля и регулировки температуры в камере установки использовался программируемый контроллер Atmega 328. Автоматизированный метод исследования показал, что каждые 5 мин. выдержки образцов в среде легких углеводородов приводят к незначительному росту набухания, в среднем масса изменяется на 3,1 %. Наибольшая интенсивность поглощения при испытании в среде гидравлического масла наблюдается в первые 5 мин. испытаний, масса образцов за это время увеличилась на 0,82 % от первоначальной.
Ключевые слова
Стрелочные переводы являются неотъемлемой частью железнодорожных путей и обеспечивают движение поездов и рациональное функционирование железнодорожного транспорта. Стрелочные переводы в основном используются на открытых участках рельсовой колеи, они подвергаются воздействию окружающей среды и, в первую очередь атмосферных осадков - дождь, снег, град, а также влиянию температуры воздуха, которая может изменяться от отрицательных до положительных значений. При этом между подвижными частями стрелочных переводов, на их поверхностях может скапливаться снег, лед, что вызывает затруднение перевода стрелок, вплоть до полного прекращения их функционирования. Для обеспечения бесперебойной работы стрелочных переводов применяют различные способы их очистки от снега и льда - механическая очистка, обогрев, обеспечивающий таяние замерзшей влаги и др. Обогрев стрелочных переводов обладает бесспорным преимуществом по сравнению с механической очисткой, так как не требует прекращения движения поездов на период проведения очистительных работ. В свою очередь, подогрев стрелочных переводов приводит к постоянным энергозатратам, что требует создания рациональных конструкций, обеспечивающих необходимый температурный режим при минимальном энергопотреблении. В статье рассматривается одно из возможных технических решений усовершенствования системы автоматической очистки стрелочных переводов от снега и льда, которое основано на обеспечении рациональной температуры ответственных участков железнодорожных путей с помощью электронагревательных элементов с системой автоматического управления. Предложенное техническое решение апробировано в Санкт-Петербурге на Зеленогорской дистанции пути Октябрьской железной дороги и защищено патентом Российской Федерации № 0056908 U1.
Ключевые слова
Проблема аварийности на автотранспорте приобрела особую остроту в последнее десятилетие в связи с несоответствием существующей дорожно-транспортной инфраструктуры потребностям общества и государства в безопасном дорожном движении, недостаточной эффективностью функционирования этой системы, а также крайне низкой дисциплиной участников дорожного движения. Эффективным способом профилактики дорожно-транспортных происшествий является применение специальных средств фото- и видеофиксации, осуществляющих контроль за соблюдением водителями правил дорожного движения. Современные программно-аппаратные средства на основе применения технологий обработки «больших данных» позволяют анализировать и определять дорожные участки с наиболее частыми случаями дорожно-транспортных происшествий и способствуют оптимизации дорожно-транспортной сети. В данной статье приводится обзор специальных программно-аппаратных средств фото- и видеофиксации, используемых на территории Иркутской области, представлены их основные и сравнительные характеристики, рассмотрены принципы работы. На основе проведенного анализа применяющихся средств фото- и видеофиксации сформулированы следующие выводы: использование средств автоматизированной фото- и видеофиксации административных правонарушений в области дорожного движения в рамках профилактики и обеспечения безопасности дорожного движения на наиболее аварийно-опасных участках автомобильных дорог позволит влиять на уровень аварийности; передислокация мест контроля скорости при небольшом количестве комплексов позволяет существенно повысить эффективность профилактики дорожно-транспортных происшествий и дисциплинирует водителей на различных участках дорог Иркутской области.
Ключевые слова
В настоящее время активно развивается технология управления режимами электроэнергетических систем, основанная на применении устройств распределенной продольной компенсации на воздушных линиях электропередачи. Основные преимущества таких устройств заключаются в следующем: возможность централизованного или автономного регулирования тока линии; высокая надежность благодаря тому, что выход из строя одного устройства не окажет заметного влияния на систему в целом; ослабленная реакция на типичные аварийные ситуации; простая замена вышедшего из строя устройства; быстрая процедура монтажа; минимизация кольцевых потоков мощности и снижение потерь; уменьшение капитальных затрат для повышения передаваемой мощности. Для практического внедрения устройств распределенной продольной компенсации требуется разработка компьютерных моделей, обеспечивающих адекватное моделирование режимов сложных электрических сетей, оснащенных распределенными устройствами продольной компенсации. Такие модели могут быть сформированы на базе методов определения режимов электроэнергетических систем в фазных координатах, разработанных в Иркутском государственном университете путей сообщения. В статье представлены результаты исследований, направленных на разработку компьютерных моделей устройств распределенной продольной компенсации, предназначенных для расчетов электроэнергетических систем в фазных координатах. Результаты исследований показали, что разработанные модели обеспечивают адекватное моделирование режимов электрических сетей, оснащенных распределенными устройствами продольной компенсации. Модели этих устройств реализованы на базе мультифазного представления элементов электроэнергетических систем и могут применяться для решения следующих задач: определение нормальных, аварийных и неполнофазных режимов электроэнергетических систем, оснащенных устройствами распределенной продольной компенсации, а также расчет электромагнитных полей, создаваемых линиями электропередачи, на которых установлены данные устройства.
Ключевые слова
Цифровой подстанцией называется подстанция, в которой организация всех потоков информации при решении задач мониторинга, анализа и управления осуществляется в цифровой форме, а параметры такой передачи определяются единым файлом электронного проекта. В качестве основной среды передачи данных в рамках цифровой подстанции используется локальная вычислительная сеть на базе технологии Ethernet, а в качестве коммуникационных протоколов применяются протоколы, описанные стандартом МЭК 61850. Одной из ключевых особенностей цифровой подстанции является приближение устройств сбора дискретных и аналоговых сигналов и выдачи управляющих воздействий непосредственно к оборудованию с последующей передачей всей информации, необходимой для функционирования комплексов релейной защиты и автоматики и автоматизированной системы управления технологическими процессами подстанций и электрической части станций, в цифровой форме. Благодаря этому достигается сокращение суммарной длины электрических кабелей и вторичных цепей, и, как следствие, происходит снижение вероятности их повреждения и повышение наблюдаемости вторичных систем. В России процесс цифровизации тяговых подстанций электрифицированных железных дорог в настоящее время находится на начальном этапе. Единичные проекты цифровых тяговых подстанций находятся на стадии реализации их первого сегмента, т. е. первого уровня - уровня процесса. Используемое при этом оборудование данного уровня не унифицировано, применяется продукция различных отечественных и зарубежных производителей. Данная работа на базе сравнительного анализа технических показателей, объема возможностей, условий эксплуатации и других характеристик позволяет сформировать перечень наиболее оптимальных видов оборудования отечественного производства уровня процесса для цифровых тяговых подстанций, что создает возможность унифицировать процесс их проектирования и реализации на сети российских железных дорог.
Ключевые слова
В статье предложен путь совершенствования системы защиты от боксования и юза (на примере борьбы с боксованием) современного локомотива, который связан только с подсыпкой песка. Вместо широко используемого метода автоматического управления подсыпкой по релейному принципу, предлагается создать плавное регулирование этого процесса, построенное на адаптивном методе управления. Последний основывается на алгоритме текущей параметрической идентификации математической модели объекта управления с использованием неявной эталонной модели и «упрощенных» условий адаптируемости. Такое управление нацелено на ликвидацию боксования колесных пар локомотива в необходимых случаях с минимально возможным расходом песка, что повышает экономическую эффективность перевозок. Предполагается, что управление автоматически формируется и отрабатывается в условиях неопределенности текущих характеристик сцепления колеса с рельсом, некоторых параметров поезда, угла наклона пути и др. (или только приблизительной информации о них), что является типичной ситуацией на практике. Указанное управление было построено и исследовано на математической модели процесса боксования, сведенной к одной колесной паре локомотива, которая описана в первой части статьи. Это позволяет упростить рассмотрение сути предлагаемого метода без снижения общности выводов для более сложных постановок задач защиты от боксования. Приведены модельные примеры функционирования предлагаемого закона управления пескоподачей для типовых случаев появления боксования: на разгоне поезда при превышении тяги над силой сцепления и при подъеме поезда в гору с наездом на масляные пятна на рельсах. Полученные теоретические выводы и результаты модельных исследований показывают эффективность предложенного адаптивного метода управления пескоподачей и возможность построения несложной микропроцессорной системы управления пескоподачей, дополняющей штатную систему локомотива, направленную на устранение боксования.
Ключевые слова
При современном уровне развития автотранспортного парка на первое место выходят вопросы обеспечения безотказности, надежности и экологичности автомобиля, которые призваны обеспечивать безопасность его эксплуатации. Основным агрегатом автомобиля, на долю которого приходится наибольшее число отказов, является двигатель внутреннего сгорания. Надежность работы двигателей зависит не только от их конструкции, технологии изготовления, условий эксплуатации автомобилей, но в большой степени от организации и качества их обслуживания. Для повышения качества эксплуатационных характеристик двигателя внутреннего сгорания важную роль играет своевременная и достоверная диагностика его технического состояния с своевременной организацией регламентных мероприятий, которые определяются по результатам диагностирования. Можно утверждать, что своевременная диагностика неисправностей двигателя и поддержание его эксплуатационных характеристик на качественно высоком уровне, является важнейшим условием бесперебойной работы автотранспортных средств. В ходе эксплуатации автомобильного транспорта часто возникают различные отклонения в работе двигателя внутреннего сгорания как в процессе движения, так и при работе на холостом ходу. Количество таких отклонений вариативно и зависит от различного сочетания возникших неисправностей механизмов и систем. Возникшие сочетания неисправностей требуют индивидуального подхода к их выявлению. Даже для опытных водителей и механиков, которые хорошо знают принципы работы систем и механизмов двигателя, поиск неисправностей представляет сложность. В подобных случаях используют средства диагностирования. В данной статье рассмотрен один из способов представления правил в иерархической, последовательной структуре - метод деревьев принятия решений, где каждому объекту соответствует единственный узел, дающий решение. Приводятся общие принципы и примеры использования данного метода в задачах диагностики технического состояния двигателя автомобиля. Рассматриваются вопросы экспертной диагностики технического состояния двигателя внутреннего сгорания автомобиля в условиях автосервиса. Предложено дерево решений при низкой величине давления масла в двигателе. Может быть использовано при создании баз знаний для работников станций технического обслуживания автомобилей.
Ключевые слова
Под функциональным качеством строительной продукции, включая объекты инфраструктуры линейных транспортных сооружений, подразумевается пригодность объектов к использованию по установленному (функционально-технологическому) назначению с обязательным соблюдением показателей эксплуатационной эффективности, надежности и безопасности. Обеспечение показателей функционального качества объектов транспортной инфраструктуры является постоянно актуальной задачей и требует привлечения различных методических приемов. Формирование функционального качества сопровождается образованием и функционированием многочисленных структурных элементов, входящих в состав сложной, комплексной и динамически изменяемой системы строительного производства. Как следствие этих особенностей, остаются актуальными инструменты методического совершенствования подходов по управлению функциональным качеством транспортных сооружений. В статье предлагается методическая основа для применения системного подхода к формированию и управлению показателями функционального качества в контексте научно-технического сопровождения. Процесс научно-технического сопровождения основных этапов жизненного цикла рассматриваемой строительной продукции представляется в виде укрупненного алгоритма осуществления контроля данных и разработки управляющих воздействий при выявлении недопустимых отклонений от установленного (нормируемого) уровня функционального качества строительной продукции. Методическую и практическую основу управления функциональным качеством составляют системотехнический подход к контролю процессов формирования и поддержания качества строительных объектов транспортной инфраструктуры и реализации алгоритма целенаправленного воздействия на неблагоприятные факторы, способные привести к отклонениям от установленных показателей. Основным результатом исследований является концепция системного и непрерывного выявления условий соответствия показателей функционального качества первоначальным значениям и предложение перехода на превентивное информационное моделирование особенностей свойств и возможных отклонений от проектируемых показателей функционального качества линейных транспортных сооружений, реализуемых в составе соответствующей программы научно-технического сопровождения. Область применения результатов исследований может быть распространена на процедуры и мероприятия по формированию и актуализации показателей функционального качества в составах информационных моделей функционального качества объектов транспортной инфраструктуры.
Ключевые слова
В статье рассматриваются вопросы контроля и оценки состояния стрелочных переводов. Показана значимость стрелочного перевода как одного из основных объектов инфраструктурного комплекса с широким перечнем контролируемых параметров с указанием их наименования, раздела в форме ПУ-29 и применяемого средства контроля. Представлена существующая технология контроля состояния стрелочных переводов, описан порядок и измерительные устройства, применяемые в процессе контроля состояния стрелочных переводов. Приведена основная форма отчетности по состоянию стрелочных переводов ПУ-29 «Книга записи результатов проверки стрелочных переводов и глухих пересечений» с подробным описанием способа ее заполнения. Указаны предпосылки и важность перехода на использование электронных путевых шаблонов, описаны их отличительные особенности от обычных ручных механических средств диагностики, приведены технические характеристики и рассмотрен принцип работы каждого из устройств. В работе представлена новая технология контроля состояния стрелочных переводов, дана схема взаимодействия автоматизированных путевых шаблонов с программным обеспечением мобильного рабочего места Единой корпоративной автоматизированной системой управления инфраструктурой, которое предназначено для проведения объективного контроля за нормируемыми техническими параметрами стрелочных переводов в эксплуатации. Благодаря использованию данного программного обеспечения исключается влияние человеческого фактора на процессы записи измерений и формирование отклонений в содержании путем управления процессом записи и передачи измеряемых параметров. Приведены примеры измерений отдельных параметров стрелочного перевода автоматизированным путевым шаблоном АПШ-03МС. Представлены достоинства и недостатки внедрения новых средств диагностики. Предлагаются технические решения, позволяющие оптимизировать и улучшить процесс контроля состояния стрелочных переводов.
Ключевые слова
Повышенные скорости движения и увеличение грузопотока на электрифицированных железных дорогах предъявляют высокие требования ко всей инфраструктуре, в том числе и к устройству контактной сети. Она как раз и является зачастую наиболее уязвимым элементом системы тягового электроснабжения. Это связано с тем, что наравне с воздействием климатических и природных явлений, сложных технических условий эксплуатации, она подвергается различным электрическим влияниям, а так как этот элемент электрифицированных железных дорог не имеет резерва ее основных компонентов, то к ней и предъявляются повышенные технические требования. В данной статье рассмотрена задача поиска наиболее рационального способа контроля состояний устройств контактной сети и определение их «слабых мест» в эксплуатации при совмещенном движении различных типов поездов. Проведен анализ нарушений контактной сети на основе теории Парето, определены наиболее частые виды нарушений устройств контактной сети, приведен краткий научный обзор имеющихся наработок по контролю разрегулировки железобетонных опор контактной сети. Также разработан алгоритм обработки полученных данных с измерительных датчиков для определения максимального угла отклонения опорных конструкций контактной сети. В предложенном способе измерения угла наклона опор, влияние конусности железобетонных стоек опор на точность измерений отсутствует. Методика исследования базируется на сборе и обработке исходных данных в целях поиска рационального решения вопроса диагностики устройств контактной сети.
Ключевые слова
Для реализации требований международной организации гражданской авиации по увеличению пропускной способности и эффективности использования воздушного пространства разработана стратегия зональной навигации и ее составляющая - свободная маршрутизация полетов. Целью исследований является анализ влияния траектории динамического управляемого объекта на точность определения координат при зональной навигации и свободной маршрутизации полетов. В статье проведен анализ влияния выбранного маршрута полета на точность определения навигационных параметров в рамках использования алгоритма расширенного фильтра Калмана. Показано, что существует однозначная зависимость радиальной погрешности, геометрического фактора и меры наблюдаемости от угла поворота траектории. На основе проведенного анализа предложено использовать меру наблюдаемости для формирования критерия оптимизации при реализации зональной навигации. Методами имитационного статистического моделирования подтверждена однозначная зависимость между геометрическим фактором, мерой наблюдаемости и следом ковариационной матрицы ошибок фильтрации для различных траекторий движения динамического управляемого объекта. Предложенный подход представляется более рациональным по сравнению с вычислением ковариационной матрицы ошибок оценивания при практической реализации алгоритмов оптимального управления в навигационном процессоре благодаря уменьшению объема вычислений. Результаты проведенного анализа позволяют в дальнейшем рассматривать максимум меры наблюдаемости в качестве решающего правила в задачах оптимизации траектории, в том числе и в алгоритмах управления наблюдениями.
Ключевые слова
Восточный полигон является ключевой транспортной артерией Российской Федерации, которая позволяет доставлять различные грузы в Азиатско-Тихоокеанский регион. Данное направление является перспективным в рамках поставленных задач Правительством РФ для экономического роста страны. На сегодняшний день приоритетной задачей является организация тяжеловесного движения на сети железных дорог Восточного полигона. Это требует пересмотреть подход к организации ряда показателей эксплуатационной работы. Один из таких параметров - количество плановых технических осмотров локомотивов. При использовании машин нового типа появится возможность уменьшить количество технических осмотров. Это позволит увеличить длину пробега локомотива и, следовательно, сократить количество стоянок на технических станциях. В статье рассмотрены варианты работы тяговых плеч локомотивов на Восточном полигоне. Среди них были выделены наиболее проблемные, которые влияют на эксплуатационные показатели работы, а именно, увеличивают число технических осмотров. Это влечет за собой увеличение времени простоя на станциях, а в некоторых случаях требует подвода дополнительных тяговых единиц на станции. В работе предлагается измененная схема работы локомотивов на участках Восточного полигона, что позволит исключить технические осмотры на станции Карымская и даст возможность увеличить длину пробега локомотивов. Данное предложение позволит более эффективно использовать как тяговые ресурсы, так и время работы локомотивных бригад.
Ключевые слова
В статье обозначена проблема оценки грузовой матрицы корреспонденций с учетом данных товарно-транспортных накладных и интенсивности движения. Большинство методов оценки матриц корреспонденций основано на сравнении расстояний между восстановленной и исходной матрицей с учетом ограничений потока. В современной практике транспортного моделирования при оценке матрицы корреспонденций грузового движения чаще всего используется два вида информации. Это данные товарно-транспортных накладных и интенсивности транспортных потоков. Матрица, полученная на основе товарно-транспортных накладных, отражает только структуру движения грузов. Из-за ошибок, имеющихся в информации, матрица может отличаться от реального варианта транспортировки товаров. Цель исследования - оценить реальную матрицу корреспонденций, учитывая данные товарно-транспортных накладных (в виде матрицы движения товаров в обследуемой зоне) как исходную (априорную) матрицу, а также данные подсчета интенсивности движения (в соответствии с ограничениями производительности). Согласно имеющейся информации о товарно-транспортных накладных и подсчетах интенсивности транспортных потоков рассмотрен вариант оценки реальной матрицы корреспонденций грузового движения с применением стохастических моделей и с учетом схем выбора маршрута. Проведен анализ возможных ошибок в источниках информации - товарно-транспортной накладной и данных интенсивности движения - с оценкой каждого варианта. Для нахождения оптимальной оценки матрицы возможно использование откалиброванной модели максимизации энтропии с составной целевой функцией. Таким образом, с использованием геоинформационной системы, калиброванных моделей распределения, а также функции энтропии становится доступна оценка матрицы корреспонденций на основе данных товарно-транспортных накладных.
Ключевые слова
Эффективная работа по реализации планов увеличения пропускной и провозной способностей транспортной инфраструктуры Восточного полигона в полной мере обеспечивается локомотивным комплексом. Повышение тягово-энергетических, скоростных характеристик и экономичности локомотивного парка ОАО «Российские железные дороги» возможно за счет обеспечения устойчивой работы элементов подвижного состава. Актуальность представленной работы доказывает производство и испытание современных локомотивов нового поколения с асинхронным тяговым приводом. Основным ориентиром конструкторов и разработчиков являются решения, которые позволят обеспечить высокие тягово-энергетические показатели электровоза. Учет специфических условий эксплуатации и факторов, оказывающих непосредственное влияние на режимы работы, долговечность и надежность, позволили обосновать структуру и разработать алгоритм работы предложенной системы управления. Руководствуясь отчетами и статистическими данными локомотивных депо Восточного полигона о надежности работы электрооборудования, находящихся в эксплуатации электровозов следует, что используемые для защиты вспомогательных машин аппараты имеют недостатки, обусловленные наличием большого количества случайных факторов, предопределяющих их срабатывание. Технической предпосылкой разработки предложенной системы с адаптацией к условиям эксплуатации является реализация последовательного пуска электродвигателей нагрузки на пониженной частоте вращения. Отказ от использования различных систем автоматического регулирования производительностью вентиляторов электровозов обусловлен низкими энергетическими показателями преобразователей в режимах управления. Фазорасщепитель, обладая несомненными достоинствами, в свою очередь, не позволяет реализовать «мягкий» пуск электродвигателей нагрузки. В настоящее время существуют множество устройств плавного пуска, преимущества применения которых очевидны благодаря широкому спектру функциональных возможностей. Сопоставление данных устройств с предложенной в рамках статьи системой доказывает ее целесообразность как с технической, так и финансово-экономической позиции.
Ключевые слова
Оценка угроз безопасности информации необходима для разработки соответствующей модели угроз. Также результаты оценки угроз применяются для выбора и обоснования требуемых мер при построении системы защиты информации. В работе описана значимость проведения оценки угроз безопасности информации при разработке системы защиты информации объекта информатизации. Сравнение нового методического документа по оценке угроз безопасности информации, утвержденного Федеральной службой по техническому и экспортному контролю России в феврале 2021 г. с действовавшим ранее методическим документом показало увеличение трудоемкости процесса оценки актуальности угроз. В связи с этим в статье обоснована необходимость автоматизации процесса оценки угроз безопасности информации. Выделены факторы, которые влияют на увеличение трудоемкости процесса. Наглядно продемонстрирована динамика роста количества угроз безопасности информации в Банке данных угроз Федеральной службы по техническому и экспортному контролю России за время существования этого информационного ресурса. Указано юридическое обоснование возможности автоматизации процесса оценки угроз безопасности информации. В качестве метода автоматизации процесса оценки угроз безопасности выбран метод экспертных систем. Приведены преимущества и недостатки этого метода применительно к указанной задаче. Процесс оценки угроз безопасности информации выделен в формальное представление в виде логического выражения. На основе логического выражения и этапов проведения оценки угроз сформирована схема алгоритма работы экспертной системы. Описано функциональное назначение компонентов схемы. Определены вопросы для дальнейшей проработки при реализации программного комплекса автоматизации оценки угроз безопасности информации методом экспертной системы.
Ключевые слова
В статье выявлены значимые факторы и причины дорожно-транспортных происшествий (в том числе и с участием детей) на автомобильных дорогах России с применением онтологии предметной области обеспечения безопасности дорожного движения и системного анализа статистических данных Госавтоинспекции за 2019 и 2020 г. С использованием пакета Statgraphics Plus при обработке данных статистики с 2015 по 2020 г. получены регрессионные модели численности общих дорожно-транспортных происшествий, происшествий со смертельным исходом, детского смертельного травматизма в возрасте до 16 и 18 лет и суммарной численности травмированных (раненых и погибших) в дорожно-транспортных происшествиях с участием подростков в возрасте до 16 и до 18 лет на автодорогах общего пользования. Найденные модели удовлетворяют 96,4-98,8 % статистических данных, что позволяет их использовать для прогнозирования показателей травматизма. Выполнен сравнительный анализ показателей травматизма за 2019 и 2020 г. и получены градации причин возникновения дорожно-транспортных происшествий. Основные их причины - столкновение транспортных средств (42,51 %), наезд транспортного средства на пешехода (26,74 %) и на препятствие (5,78 %). Выявлено существенное снижение всех показателей травматизма в 2020 г. по сравнению с 2019 г., что, видимо, обусловлено особенностью этого года: существенными ограничениями для перемещений при пандемии, снижением интенсивности потоков автотранспорта, частичной интенсификацией профилактической работы, техническими и организационными мерами обеспечения безопасности движения.