Параметрическая цифровая модель полувагона с произвольным положением центра тяжести

Одной из целей цифровизации железнодорожного транспорта является создание цифровых двойников вагонов, позволяющих управлять их жизненным циклом. Начальными этапами создания цифрового двойника вагона являются, во-первых, разработка цифровых моделей всех модификаций основных узлов вагона конкретной модели и, во-вторых, расширение функций этих моделей для обеспечения возможности прогнозирования работоспособности узлов вагона в конкретных условиях эксплуатации с заданными параметрами и возможными дефектами, что делает эти модели цифровыми тенями конкретных узлов конкретного вагона. Кроме прогнозирования работоспособности узлов и, следовательно, всего вагона, их цифровая тень позволяет обоснованно устанавливать причины неисправностей, препятствующих эксплуатации, сходов подвижного состава, аварий и крушений, то есть использоваться в судебной экспертизе при спорах хозяйствующих субъектов об ответственности за возникновение неисправностей или расследовании происшествий. Начальным этапом разработки цифровой тени полувагона является создание параметрической цифровой модели кузова полувагона с грузом. Рассматривается вопрос об использовании результатов коммерческого осмотра полувагона с сыпучим грузом для моделирования положения суммарного центра масс кузова и груза. Предложен алгоритм определения максимальной нагрузки на пружину рессорного комплекта тележки полувагона. Найденное значение максимальной нагрузки на пружину используется для расчета напряженно-деформированного состояния пружины и определения коэффициента запаса по различным критериям.

1. Агафонов, М. С. Отцепки грузовых вагонов в неплановый ремонт за 9 месяцев 2024 г. / М. С. Агафонов // Вагоны и вагонное хозяйство. – 2024. – № 4 (80). – С. 8–9. – ISSN 1817-6089.

2. Бороненко, Ю. П. Причины излома пружин тележек типа 18-100 в эксплуатации / Ю. П. Бороненко, С. В. Меркушев // Транспорт Российской Федерации. Журнал о науке, практике, экономике. – 2021. – № 4 (95). – С. 41–43. – ISSN 1994-831X.

3. РД 32 ЦВ 052-2009. Общее руководство по ремонту. Ремонт тележек грузовых вагонов тип 2 по ГОСТ 9246 с боковыми скользунами зазорного типа : утвержден Советом по железнодорожному транспорту государств – участников Содружества 13–14 мая 2010 г. № 52 (ред. от 11.06.2025). – Москва, 2010. – 80 с.

4. РД 32 ЦВ-056-97. Грузовые вагоны железных дорог колеи 1520 мм. Руководство по текущему отцепочному ремонту : утвержден МПС РФ 2 сентября 1997 г. (ред. от 19.10.2018). – Москва : МПС РФ, 1997. – 32 с.

5. Прогрессивные системы взвешивания вагонов // Железные дороги мира. – 2015. – № 5. – С. 55–59. – ISSN 0321-1495.

6. Технические условия размещения и крепления грузов в вагонах и контейнерах : утверждены МПС России 27 мая 2003 г. № ЦМ-943. – Москва : Юртранс, 2003. – 544 с.

7. Винокурова, Т. А. Алгоритм автоматизированного контроля смещения общего центра тяжести груза в вагоне при перевозке железнодорожным транспортом / Т. А. Винокурова, А. Б. Галушкин, А. А. Рахмилевич // Вестник Научно-исследовательского института железнодорожного транспорта. – 2019. – Т. 78, № 5. – С. 266–273. – DOI 10.21780/2223-9731-2019-78-5-273.

8. Попович, С. И. Определение горизонтальной жесткости и оценка напряженного состояния при проектировании пружин тележек грузовых вагонов / С. И. Попович, Д. В. Шевченко, А. М. Орлова // Проблемы и перспективы развития вагоностроения : сборник научных трудов VIII Всероссийской научно-технической конференции, Брянск, 18–19 апреля 2019 года. – Брянск : Брянский государственный технический университет, 2019. – С. 135–138. – ISBN 978-5-907270-40-4.

9. Попова, Т. А. Многокритериальный подход к определению устойчивости подвижного состава / Т. А. Попова, Г. И. Петров // Труды Ростовского государственного университета путей сообщения. – 2025. – № 1 (70). – С. 117–125. – ISSN 1818-5509.

10. Хатламаджиян, А. Е. Применение современных цифровых технологий и технических средств для повышения безопасности и эффективности перевозочного процесса подвижного состава / А. Е. Хатламаджиян, И. А. Яицков, И. А. Степин // Труды Ростовского государственного университета путей сообщения. – 2020. – № 1 (50). – С. 107–110. – ISSN 1818-5509.

11. Осипова, Т. П. Модель технического обслуживания грузовых вагонов с сокращением влияния человеческого фактора / Т. П. Осипова, А. В. Жебанов // Наука и образование транспорту. – 2025. – № 1. – С. 62–64. – EDN FGAJKO.

12. Жебанов, А. В. Оптимизация осмотра грузовых вагонов на пунктах технического обслуживания при использовании возможностей искусственного интеллекта / А. В. Жебанов, Ю. А. Печенкина // Актуальные проблемы современного транспорта. – 2024. – № 4 (18). – С. 27–36. – eISSN 2949-091X.

13. Хатламаджиян, А. Е. Интегрированный пост автоматизированного приема и диагностики подвижного состава на сортировочных станциях / А. Е. Хатламаджиян, А. И. Лебедев // Вагоны и вагонное хозяйство. – 2019. – № 2 (58). – С. 9–13. – ISSN 1817-6089.

14. Жебанов, А. В. Передовая технология технического обслуживания подвижного состава в различных условиях / А. В. Жебанов, А. Р. Вильданов // Передовые технологии и инновации в образовании и науке для улучшения качества жизни и стимулирования устойчивого экономического роста : сборник статей VIII Международной научно-технической конференции 03–05 декабря 2025 года ; Белорусский государственный технологический университет. В 3 т. Т. 2. – Минск : Учреждение образования Белорусский государственный технологический университет, 2025. – С. 212–216. – ISBN 978-985-897-319-3.

15. Шевченко, Д. В. Методология построения цифровых двойников на железнодорожном транспорте / Д. В. Шевченко // Вестник Научно-исследовательского института железнодорожного транспорта. – 2021. – Т. 80, № 2. – С. 91–99. – DOI 10.21780/2223-9731-2021-80-2-91-99.

16. Печенкина, Ю. А. Формирование базы данных с целью создания цифрового двойника грузового вагона при его эксплуатации / Ю. А. Печенкина, А. В. Жебанов // Цифровые системы и модели: теория и практика проектирования, разработки и использования : материалы Международной научно-практической конференции, Казань, 10–11 апреля 2025 года. – Казань : Казанский государственный энергетический университет, 2025. – С. 519–521. – ISBN 978-5-89873-689-7.

17. Петрова, А. В. Цифровые двойники и цифровые тени в транспортно-логистической сфере / А. В. Петрова // Железнодорожный транспорт и технологии : сборник трудов международной научно-практической конференции, Екатеринбург, 29–30 ноября 2022 года / Уральский государственный университет путей сообщения (УрГУПС). Вып. 1 (249). – Екатеринбург : УрГУПС, 2023. – С. 206–208. – ISBN 978-5-94614-528-2.

18. ГОСТ 33211–2014. Вагоны грузовые. Требования к прочности и динамическим качествам. – Москва : Стандартинформ, 2016. – 54 с.

19. ГОСТ 13765-86. Пружины винтовые цилиндрические сжатия и растяжения из стали круглого сечения. Обозначение параметров, методика определения размеров. – Москва : ИПК «Издательство стандартов», 1999. – 13 с.

20. Балалаев, А. Н. Цифровой стенд для виртуальных испытаний двухрядных пружин различной высоты с имитацией отрицательных температур окружающей среды / А. Н. Балалаев // Наука и образование транспорту. – 2025. – № 1. – С. 10–14. – EDN BHYVXZ.

21. ГОСТ 13764-86. Пружины винтовые цилиндрические сжатия и растяжения из стали круглого сечения. Классификация. – Москва : Стандартинформ, 2007. – 6 с.

22. Балалаев, А. Н. Выявление на виртуальном испытательном стенде пружин рессорного подвешивания с недопустимыми в эксплуатации параметрами / А. Н. Балалаев, А. В. Жебанов // Транспорт Урала. – 2025. – № 2 (85). – С. 29–36. – DOI 10.20291/1815-9400-2025-2-29-36.