Результаты поиска

В статье рассматриваются временные характеристики и результаты анализа работы реле-дифференциального шунта при полном снятии пакета стали на ветви меньшего сечения. Сделаны выводы о возможностях его применения при проходе электроподвижным составом изолирующих сопряжений. Предложен метод выбора уставок реле-дифференциального шунта, учитывающий задержку времени при его срабатывании.

В статье представлен анализ отказов узлов механической части магистральных электровозов 2ЭС6 «Синара» в эксплуатации на полигоне Западно-Сибирской железной дороги, определены причины и следствия выхода из строя наиболее уязвимых узлов. Анализ отказов узлов механической части показал, что значительная их доля приходится на узлы колесно-моторного блока локомотива. Проведен анализ конструктивных особенностей экипажной части. Основное конструктивное отличие подвешивания заключается в отсутствии в буксовой ступени рессорного подвешивания листовых рессор, которые имели широкое применение на электровозах предыдущих поколений. В кузовной ступени взамен люлечного подвешивания применены винтовые пружины (Flexicoil). Связь тягового двигателя с рамой тележки маятниковая. Подвешивание тягового двигателя к раме тележки осуществлено через поводок. При рассмотрении колебаний железнодорожных экипажей принято представлять локомотив и путь единой механической системой. Поставлена задача формирования математической модели системы «электровоз - путь» и сформирована математическая модель вертикальных колебаний электровоза с учетом динамики колесно-моторных блоков на основе уравнения Лагранжа второго рода в виде матричного уравнения, которая позволяет оценить нагруженность узлов механической части в эксплуатации. Математическая модель представляет собой систему дифференциальных уравнений, в которой шесть уравнений определяют колебания подпрыгивания и галопирования кузова и тележек, четыре - галопирование колесно-моторных блоков, четыре - подпрыгивание колесных пар вместе с приведенной массой пути. Полученная математическая модель позволяет определить уровень динамической нагруженности узлов механической части электровоза 2ЭС6 «Синара» путем интегрирования матричного уравнения с помощью прикладного пакета MathCAD.

В работе предложен алгоритм для прогнозирования расхода электрической энергии нетяговыми железнодорожными потребителями на основе искусственных нейронных сетей. Предложен усовершенствованный метод выбора наиболее подходящей структуры нейронной сети на основе применения коэффициента, характеризующего однородность выборок смоделированных и фактических значений расхода электрической энергии.

Авторами предложена модель обоснования продолжительности работы выправочно-подбивочно-рихтовочных и строительных машин. С помощью этой модели можно оценить эффективность и надежность машин на любом объекте. Это позволит наиболее достоверно прогнозировать сроки производства отдельных видов работ и их стоимость еще на стадии проектирования. В статье приведены показатели натурных испытаний и дана оценка надежности производства работ. Одним из основных факторов надежности работы строительных машин является коэффициент использования их по времени. Во всех нормативных документах приводятся устаревшие данные по коэффициентам использования машин в течение рабочего времени, которые требуют обновления, так как машины постоянно совершенствуются. Для оценки надежности продолжительности работы машин авторами создана база данных по результатам натурных испытаний выправочно-подбивочно-рихтовочных машин, кранов, экскаваторов, бульдозеров, трубоукладчиков, буровых станков и земснарядов. Для доказательства обоснованности значений базы данных по результатам натурных испытаний проводились два этапа проверки: логическая и математическая. После формирования выборки в соответствии с ГОСТ Р 8.736-2011 проверялась ее принадлежность закону нормального распределения с помощью критерия согласия Пирсона. Далее рассчитывались надежность и риск завершения запланированного объема работ в намеченный промежуток времени. При этом рассматривался коэффициент использования машин по времени и риск его отклонения от среднего значения. Использование предлагаемого подхода к оценке продолжительности работы выправочно-подбивочно-рихтовочных и строительных машин может быть распространено на любой тип техники и позволит получить численные значения оценки надежности произ- водства работ в запланированный срок, что весьма актуально при строительстве, ремонте и текущем содержании пути.

В статье рассматриваются методы оптимизации управления транспортными потоками в крупных агломерациях путем применения методов кластеризации, маршрутизации и принципов теории массового обслуживания. Основное исследование посвящено перераспределению ресурсов за счет внедрения системы приоритетов в обработке заявок. Проанализировано влияние таких параметров, как срочность, плотность и пропускная способность грузопотока на работу системы и предложены алгоритмы оптимизации для сокращения времени ожидания, снижения затрат и повышения эффективности транспортных процессов. Методология исследования включает в себя применение многоканальной модели массового обслуживания для оценки влияния приоритетного распределения заявок на пропускную способность системы. Для анализа перераспределения ресурсов использованы математическое моделирование, методы линейного программирования и расчет NPV для оценки экономической эффективности. Результаты исследования подтверждают, что внедрение системы приоритетного обслуживания заявок позволяет сократить время ожидания для срочных грузов. Определены зависимости между уровнем загрузки ресурсов и долей приоритетных заявок в потоке. Разработанный алгоритм перераспределения ресурсов корректирует загрузку транспортной системы в условиях изменяющейся интенсивности потоков. Расчеты показали, что при высокой загрузке системы увеличение доли приоритетных заявок может привести к росту времени ожидания менее приоритетных клиентов, что требует поиска оптимального показателя для соблюдения баланса нагрузки. Применение предложенных методов позволило сократить среднее время ожидания приоритетных заявок в 1,5 - 2 раза в зависимости от сценария, а также подтвердило экономическую эффективность решений за счет положительного значения NPV. Оптимизированное перераспределение ресурсов способствует снижению затрат на обслуживание и сокращению совокупных операционных расходов. Практическая значимость исследования заключается в повышении эффективности транспортных процессов за счет динамического перераспределения ресурсов. Внедрение предложенных методов может применяться в логистике и транспортных компаниях для оптимизации обработки заявок, улучшения клиентского сервиса и сокращения затрат.

На основе предложения формирования железнодорожного пути оперативного развертывания без балласта с применением подрельсового основания с вязкоупругим элементом, принудительно наполняемым жидкостью Ньютона и укладываемым на неподготовленную поверхность без балласта, приводится пример расчета взаимодействия колеса и рельса с этим элементом на основе энергетического метода. Обосновывается возможность применения конструкции подрельсового устройства для оперативной укладки железнодорожного пути в сложных условиях на неподготовленную поверхность без балластного слоя пути. Рассматривается упругое динамическое воздействие колеса на рельс с начальными скоростями по подрельсовому основанию в виде короба с оболочками, уложенного на неподготовленную поверхность. Кинетическая энергия колеса, ударяющего о рельс, уложенный на предлагаемое подрельсовое основание, переходит не только в потенциальную энергию деформации, но и в энергию волновых и колебательных процессов. Для повышения точности решения задачи динамического воздействия учитывается переход части энергии в энергию местных деформаций в контактной области колеса с рельсом. В течение короткого промежутка времени после касания колеса с некоторой скоростью все элементы рельса приобретают некоторую скорость деформации. Предполагается, что в момент касания колеса рельс не изменяет свою первоначальную форму, а уменьшение скорости колеса происходит за счет местного деформирования контактирующих тел; данный период удара будет длиться до выравнивания скоростей двух тел, после чего начнется изменение формы срединной поверхности рельса, моделируемого балкой типа Бернулли - Эйлера. Поскольку кинетическая энергия колеса переходит в потенциальную энергию изгиба, при расчете масса ударяемого тела учитывается как нагрузка колеса на рельс.

В настоящее время высокоскоростной пассажирский поезд «Аfrosiyob» курсирует на участках Ташкент - Самарканд, Самарканд - Карши, Самарканд - Бухара. В ближайшем будущем планируется запустить грузовые поезда на участках маршрута Бухара - Мискен. На высокоскоростных двухпутных участках Ташкент - Самарканд, Самарканд - Наваи предусмотрено движение грузовых поездов совмещенно с пассажирскими поездами, что отрицательно сказывается на пропускной способности станций и перегонов. В связи с этим актуальным вопросом является движение грузовых поездов на этих участках. Необходимы дополнительные исследования по увеличению пропускной способности участков, где курсируют грузовые и высокоскоростные пассажирские поезда. В статье рассматриваются варианты аэродинамического взаимодействия грузовых и высокоскоростных пассажирских поездов, движущихся в попутном или встречном направлении. При этом была выдвинута идея безопасной организации движения грузовых поездов при встречном и попутном движении высокоскоростных пассажирских поездов. Результатом данного исследования является определение возможности движения грузовых поездов в одном направлении или в противоположном направлении при обеспечении безопасности движения на двухпутных участках, по которым курсируют высокоскоростные электропоезда «Аfrosiyob». Это дает возможность выработать рекомендации по более эффективному использованию пропускной способности участков. При расчете аэродинамического взаимодействия выполнен анализ научных идей, выдвинутых учеными Европы, США, России и других стран. Описаны способы решения уравнений Навье - Стокса с использованием существующих моделей программирования.

В статье проанализировано текущее состояние систем технологической радиосвязи, приведены перс-пективы их развития, обоснована необходимость дальнейшего использования аналоговых каналов радиосвязи. Выполнен анализ статистических данных об отказах оборудования радиосвязи, используемого на Южно-Уральской железной дороге.

В последнее время для анализа сложных нелинейных процессов все большее внимание уделяется математическому аппарату вейвлет преобразования. Обусловлено это тем, что в отличие от традиционного преобразования Фурье вейвлет-преобразование предоставляет информацию об исследуемом сигнале в частотно-временной области. Целью исследования является анализ и моделирование несинусоидального нестационарного режима на основе пакетного вейвлет-преобразования, применение данного метода для передачи цифрового потока данных исследуемого сигнала. Моделирование проведено при помощи программного комплекса Simulink. В результате проведенного исследования установлено, что пакетное вейвлет-преобразование с высокой точностью позволяет определить наличие высших гармоник в системе электроснабжения, показана эффективность применения вейвлет-преобразования для сжатия цифрового потока данных исследуемого сигнала.

В статье решается задача оптимального подбора объектов подвижного состава внутри групп по критерию минимума суммы квадратов отклонений текущих значений заданного показателя от оценки его математического ожидания для объектов группы. Решение задачи получено на основе методов, базирующихся на идеях целочисленного программирования, использующих булевы переменные и понятия тесноты связи между объектами и между группами объектов.

В настоящее время при капитальном ремонте железнодорожного полотна используются новые материалы, которые вносят существенные изменения в электрическую структуру балластной призмы, существенно повышая переходное сопротивление «рельс - земля» и, как следствие, потенциал рельсов относительно удаленной земли. В статье предложена методика оценки условий электробезопасности заземления на рельс устройств тяговой сети при капитальном ремонте железнодорожного полотна, подтверждена высокая опасность поражения электрическим током устройств, присоединенных к тяговому рельсу.

Приведена математическая модель диагностики состояния твердой изоляции высоковольтных трансформаторов по информационной оценке косвенных показателей, т. е. энтропии, например, по содержанию примесей различных газов, растворенных в трансформаторном масле, позволяющей определять техническое состояние без снятия рабочей нагрузки. Произведены расчеты величин средней информации об исправном и неисправном состоянии изоляции по различным видам газовых примесей.

В связи с негативными последствиями, вызываемыми неисправностью изоляторов в воздушных линиях 6 - 10 кВ, предложено контролировать состояние штыревого изолятора устройством, срабатывающим при прохождении через изолятор тока пробоя. Описана работа устройства для определения дефектов изоляторов. Приведены схемы замещения подключения сигнального устройства к изолятору ВЛ. Рассмотрены основные процессы, происходящие в системе «изолятор - опора ВЛ» в исправном состоянии и при наличии дефекта с учетом геометрической емкости, тока абсорбции, тока сквозной проводимости, включенных в составляющие поверхностного тока пробоя.

Статья посвящена вопросу измерения потерь мощности в тяговых сетях постоянного тока. Целью работы является определение показателей, которые характеризуют степень точности оценки значений потерь энергии при использовании метода восстановления поездной ситуации. В публикации проведен анализ величины методической погрешности, возникающей при измерении потерь энергии в тяговой сети постоянного тока. Возникновение меры неопределенности обусловлено методом косвенных измерений, в основе которого лежит принцип синтеза мгновенных схем в режиме реального времени. Синтез осуществляется на основе проведения прямых измерений величин токов и напряжений на шинах смежных питающих и коммутирующих точек, например, тяговой подстанции и поста секционирования. Полученные данные обрабатываются в соответствии с принятыми в статье алгоритмами, в результате чего вычисляются координаты нагрузок и потребляемый ими ток. В процессе синтеза мгновенных схем возможно появление такой поездной ситуации, которая приведет к возникновению методической погрешности измерения, обусловленной особенностями логико-математического аппарата метода восстановления поездной ситуации. В работе выполнен вероятностный анализ возможности возникновения методической погрешности, когда на измерительном участке будет присутствовать одновременно несколько тяговых нагрузок, т. е. зависимость возникновения меры неопределенности от суточного размера движения поездов и зависимость возникновения меры неопределенности от минимального межпоездного интервала. В результате исследования установлены границы использования предлагаемой методики по критерию возникновения допустимой погрешности измерения потерь энергии. Проведена оценка значения методической погрешности метода измерения при различных вариантах движения на исследуемом участке железной дороги.

Организация перевозочного процесса в масштабах Российской Федерации на железнодорожном транспорте претерпела множество изменений с момента начала структурной реформы. Была создана конкурентная среда на рынке грузовых перевозок путем выделения вагонной составляющей в тарифе на перевозку. В результате возник рынок собственников подвижного состава, который определил потребность в новых инструментах для оптимизации технологических процессов взаимодействия участников процесса перевозок. Цель работы - проанализировать деятельность операторских компаний с точки зрения выполняемых ими функций и определить потенциальные направления развития. Проведен анализ организационной структуры и организационно-распорядительной документации крупных операторских компаний, а также проанализированы результаты маркетинговых исследований журнала «РЖД-Партнер» по оценке удовлетворенности грузоотправителей услугами операторов подвижного состава. Рассмотрены теоретические направления исследовании в области повышения эффективности управления вагонным парком за счет консолидации разобщенного вагонного парка под управлением единого координирующего органа управления. Выделены основные функции, исполняемые операторами в настоящий момент на транспортном рынке. Оценка индекса качества позволила выяснить, что поведение собственников подвижного состава коррелирует с конъюнктурой рынка, а сами собственники проводят клиентоориентированную политику. Показано, что возможности диверсификации бизнеса в этой области изучены слабо, хотя для удовлетворения потребностей клиентов компании расширяют перечень предоставляемых услуг. На основе систематизированного анализа предлагается для операторских компаний возможность диверсификации операторского бизнеса технологическим аутсорсингом, который позволит повысить качество их основных услуг, а также интегрироваться в соответствующие функциональные подсистемы контрагентов - транспортные предприятия и грузоотправители.

Для кардинального решения вопроса продления срока службы колесных пар грузовых вагонов, предлагается наплавлять не только годные к эксплуатации колеса, но и колеса, подлежащие к распрессовке по недопустимой толщине обода. Показано, что при многослойной наплавке усложняется возможность получения высокого качества металла, а нагрев тонкого обода может оказать неблагоприятное влияние на расстояние между внутренними поверхностями колес. Цель работы - оптимизировать технологические параметры режима многоэлектродной наплавки, определить величину коробления диска колеса и изучить качество наплавленного металла при эксплуатационных испытаниях колесных пар. На оптимальных параметрах многоэлектродного процесса, выполнены опытные наплавки и предложена методика измерения величины коробления колеса в условиях многослойной наплавки. Представлены результаты исследований по влиянию многоэлектродного процесса наплавки на структуру металла и коробление колеса. Показано, что при оптимальном режиме наплавки создаются благоприятные условия для получения в околошовной зоне мелкозернистых структур. Проведены ходовые испытания колесных пар грузовых вагонов для выявления эффективности и надежности метода автоматической многоэлектродной наплавки обода колеса. Задачей испытаний являлась сравнительная оценка сопротивляемости исследуемых колес дефектам и износу. Реализация поставленной задачи предусматривала получение для исследуемых колесных пар данных по количеству случаев выхода из эксплуатации колес по причине недостаточного качества металла наплавки. Установлено, что коробление колеса не вызывает опасений, угрожающих безопасности движения, а металл наплавки имеет необходимую стойкость к растрескиванию под действием эксплуатационных нагрузок.

В настоящей статье представлено обоснование необходимости изменения методики определения абсолютного и относительного значений потерь электроэнергии на тягу поездов. Показано, что при определении относительного значения потерь необходимо учитывать объем энергии рекуперации, возвращаемой в контактную сеть по счетчикам электроподвижного состава. Для повышения точности определения абсолютного значения потерь необходимо учитывать расход электроэнергии на нужды системы тягового электроснабжения для профилактического подогрева и плавки гололеда на проводах контактной сети, а также для обеспечения сохранного напряжения на малодеятельных электрифицированных участках железных дорог. Предложена формула для оценки составляющей потерь электроэнергии в контактной сети от протекания энергии рекуперации с учетом изменений в методологии определения потерь электроэнергии на тягу поездов.

В статье рассматривается процесс разработки адаптивной модели управления энергетическим комплексом железнодорожного предприятия на основе продукционных правил. Представлен алгоритм управления расходом топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) на нетяговые нужды в структурных подразделениях железнодорожного транспорта с использованием математического аппарата нечеткой логики. Предложено использовать базу правил нечетких выводов для оценки адекватности разработанной модели управления процессом потребления ТЭР.

В данной статье были рассмотрены существующие в настоящее время способы определения коэффициента трения скольжения трибологической пары любой инженерно-технической системы. Коэффициент трения является одним из основных параметров, характеризующих работу трибологических пар. Устойчивая и эффективная работа трибологических пар в подобных системах наряду с высокими прочностными и усталостными характеристиками является не только основой безопасности, но и перспективным направлением с точки зрения экономических выгод при проектировании и эксплуатации различных устройств и систем. Соответственно эта область исследования является весьма актуальной для железнодорожной отрасли, в частности, для подвижного состава. Обусловливается это большим количеством пар трения в разных узлах пассажирских и грузовых вагонов, а также локомотивов, обеспечивающих безопасное и бесперебойное движение подвижного состава в целом на железных дорогах. Трибологические процессы важны как непосредственно при осуществлении движения, так и для осуществления бесперебойных процессов торможения. В этом вопросе на первый план выходит фактор определения и анализа коэффициента трения скольжения. Одной из таких пар трения является система «колодка - колесо», представляющая собой исполнительный орган тормозной системы железнодорожного поезда. Оптимизация контакта в этой системе является одним из определяющих факторов роста тормозной эффективности при осуществлении торможения, увеличении рабочего ресурса элементов пары трения, сокращении вероятности возникновения дефектов. Поиск новых подходов к изучению вопросов трения является непосредственным катализатором научно-технического прогресса в инженерной отрасли.

В статье приведен краткий теоретический анализ особенностей железнодорожных экипажей с нелинейными упругими элементами. Рассмотрены отличительные черты рессорного подвешивания электровозов старого и новых поколений. На основе отличий построена расчетная схема и выведена математическая модель вертикальной динамики условного «одноосного» электровоза нового поколения, позволяющая оценить критическую скорость железнодорожного экипажа и показатели его динамических качеств.

В статье изложены современные подходы к определению максимально допустимого длительного тока магистральных токоприемников на стоянке и в движении. Рассмотрены особенности методик, позволяющих достоверно учесть эксплуатационные факторы при проведении испытаний в лабораторных условиях. Описана математическая модель для исследования распределения токовой нагрузки в аварийном режиме обрыва токоведущего шунта.

Выполнены анализ структуры комплекса локомотивных устройств безопасности (КЛУБа) и сравнение технических характеристик и особенностей конструкции наземных стационарных и транспортных антенн приемной аппаратуры глобальной спутниковой радионавигационной системы (СРНС). На основе анализа важности применения в структуре КЛУБа приемной аппаратуры СРНС и особенностей ее функционирования показано, что уменьшение ошибок позиционирования локомотивов, связанное с необходимостью повышения отношения «сигнал/шум» на входе приемника, может бать достигнуто применением активных фазированных антенных решеток (АФАР), которые способны формировать узконаправленные диаграммы направленности с коммутацией направлений их максимумов в соответствии с координатами навигационных спутников рабочего созвездия. Рассмотрены особенности формирования узконаправленных диаграмм направленности и возможности управления ими в линейный и плоской равномерных АФАР. Показано, что применение АФАР в наземной аппаратуре пользователя сопряжено с необходимостью: а) изменения подхода к конструированию ее для конкретных областей применения - в конструкции должна быть предусмотрена плоская поверхность необходимого размера; б) модернизации алгоритма приема и обработки сигналов СРНС, который должен учитывать конечное время переключения диаграмм направленности, угол маски, количество и координатное распределение навигационных спутников в рабочем созвездии.

В настоящее время отсутствует эффективное решение по оценке коррозионного состояния подземной части железобетонных опор контактной сети, не требующее откопки опоры. Данная проблема делает актуальной задачу по разработке программно-аппаратного комплекса определения коррозионного состояния подземной части железобетонных опор контактной сети. Авторами данной статьи сформирован программный модуль, позволяющий реализовать панорамную съемку внутренней поверхности подземной части опоры, повысить качество полученных изображений, провести поиск неоднородностей и определить их геометрические параметры, а также выполнить анализ обнаруженных неоднородностей. Внедрение результатов проведенной работы позволит снизить временные и трудовые затраты и повысить эффективность диагностических работ на опорах контактной сети.

Выполнен анализ особенностей процесса оптимизации сложных систем видеонаблюдения и видеорегистрации на территориально распределенных объектах железнодорожного транспорта. Предложена методика постановки задачи оптимизации на локальном уровне для группировки смежных кластеров в суперкластеры и пошаговой оптимизации всей системы на глобальном уровне. Методика двухуровневой оптимизации и объединение соседних информационных кластеров системы в суперкластеры позволяют совместить методы линейного и динамического программирования для оптимизации сложных разветвленных систем по критерию минимальных затрат.

В статье рассмотрен один из способов повышения энергетической эффективности системы тягового электроснабжения переменного тока магистральных железных дорог 25 кВ, 50 Гц. Предложенный подход позволяет определить оптимальное место размещения и мощность нерегулируемого устройства поперечной емкостной компенсации по критерию минимума потерь активной мощности в тяговой сети. Моделирование движения поездов на участке было выполнено с использованием мгновенных схем, описание системы тягового электроснабжения реализовано методом узловых потенциалов и комплексным методом, определение оптимальных значений реактивной мощности для всех возможных мест размещения компенсирующего устройства было рассчитано численным оптимизационным методом Хука - Дживса по критерию минимума потерь активной мощности в тяговой сети. Математическая модель позволяет учитывать элементы тяговой сети, графики движения поездов, изменение тяговых токов электровозов, схемы питания контактной сети. Предложенный подход был рассмотрен на примере тестовой задачи, в результате решения которой были определены оптимальное место размещения и необходимая реактивная мощность нерегулируемого компенсирующего устройства. Размещение компенсирующего устройства в определенном месте на участке позволит минимизировать потери мощности в контактной сети, рельсовой цепи и тяговых трансформаторах от протекания реактивной составляющей тока в среднем для всех мгновенных схем с различными тяговыми нагрузками. Одно нерегулируемое компенсирующее устройство на межподстанционной зоне позволяет снизить расход электроэнергии на тягу поездов на 1 - 2 %