Исследование включает разработку и анализ математической модели микрополярного смазочного материала в модифицированной конструкции подшипника скольжения с композиционным фторопластсодержащим покрытием на поверхности вала и канавкой, которая способствует улучшению распределения смазочного материала и повышению долговечности системы.
На основе уравнения движения, исследуемого жидкого смазочного материала, уравнения неразрывности и уравнения состояния получены новые математические модели, учитывающие дополнительно такой его параметр, как сжимаемость.
Новизна работы заключается в разработке методики инженерных расчетов конструкции радиального подшипника скольжения с полимерным покрытием при учете наличия в нем канавки, а также зависимости вязкости от давления и сжимаемости смазочного материала, позволяющих определить величину основных триботехнических параметров.
Результаты исследования обеспечили снижение погрешностей по несущей способности и по коэффициенту трения модифицированного подшипника в сравнении с традиционными конструкциями. В результате удалось добиться увеличения срока службы радиальных подшипников, что имеет большое значение для их промышленного применения.

На сегодняшний день создание экономически эффективных и прочных фторсодержащих покрытий с высокой адгезионной прочностью к различным металлическим подложкам является актуальной задачей. Один из перспективных подходов заключается в создании многослойных покрытий, где фторсодержащий компонент формирует внешний слой, а внутренний слой, обогащенный армирующим компонентом, обеспечивает прочное сцепление с металлической подложкой. Механизм адгезии в таких композиционных материалах основан на оптимизации поверхностных взаимодействий. Стандартная методика оценки адгезионной прочности основана на измерении усилия, необходимого для отслаивания покрытия от субстрата при его отгибе на 180 градусов. Так как состав матричного связующего представляет собой трехкомпонентную систему, а их сумма равна 100 %, основой разработки стало использование симплекс-решетчатых планов типа состав-свойство.

Проведен анализ изменения состояния поверхности металлического контртела при взаимодействии с антифрикционным покрытием на основе ткани с волокном ПТФЭ при использовании термостойкого матричного связующего холодного отверждения на основе фенилона. Анализ проводился на основе трибологических испытаний на машине трения ИИ-5018 по схеме «вал – частичный вкладыш». Для оценки состояния поверхности был использован интерференционный микроскоп – оптический профилометр NewView-600 фирмы ZYGO. Показано, что после приработки величина среднего арифметического отклонения профиля от средней линии на протяжении всего периода работы трибосистемы сохраняет значение, не превышающее Ra ≤ 0,5 мкм, что обеспечивает работоспособность трибосопряжения.

Настоящая статья посвящена новой разработанной методике расчета основных параметров эксцентриситета радиального подшипника скольжения с учетом минимальной величины пленки жидкого смазочного материала, а также значению дополнительной угловой координаты, определяющей положение эксцентриситета вала относительно вектора нагрузки в рабочем зазоре рассматриваемой трибосистемы. Экспериментальные исследования, полностью подтверждающие итоги теоретических результатов, проводились на стандартной модернизированной машине трения модели ИИ-5018 типа «Амслер». На основе разработанной расчетной методики, проверенной на точность результатов в сравнении с итогами экспериментальных исследований, был получен новый, отличный от стандартного, алгоритм уточненного расчета параметров подшипника скольжения, работающего в гидродинамическом режиме смазывания.

Представлены результаты экспериментальных исследований спектров шума и вибраций, проявляющихся в зубодолбежных станках при их промышленной эксплуатации под различными технологическими нагрузками. В зависимости от технических параметров этих станков в процессе выполнения работ согласно технологическому регламенту идентифицируются источники, создающие повышенные уровни шума, а именно резец и заготовка, тогда как влияние станины можно проигнорировать. Это подтверждается теоретическими выводами о закономерностях формирования виброакустических характеристик зубодолбежных станков. На основании проведенных исследований удалось выделить ключевые факторы, влияющие на величину шумов и вибраций в зубодолбежных станках. В первую очередь это конструктивные особенности резца и материала заготовки. Различные геометрические параметры резца, такие как угол заострения, форма и степень заточки, существенно изменяют картину распределения вибраций в процессе резания. Более того, материалы с более высоким модулем упругости и плотностью способствуют повышению общей амплитуды вибраций, что отражается на спектре шума.

Рассмотрена перспективная силовая автоматическая трансмиссия, разработанная учеными РГУПС. В устройстве данной автоматической коробки переключения передач (АКПП) используется оригинальная, не имеющая аналогов муфта-шестерня, используемая в качестве фрикционного усилительного звена. Ввиду отсутствия разрывов потока передаваемой с помощью данной муфты-шестерни мощности и, как следствие, увеличения скорости включения передач удалось увеличить коэффициент полезного действия АКПП. В процессе длительной эксплуатации компоненты и детали данного агрегата, в частности шестерни, подвергаются износу. Одним из способов повышения их износостойкости является нанесение вакуумных покрытий, защищающих поверхности от их интенсивного изнашивания. Для реализации данной задачи методом магнетронного распыления получено высокоэнтропийное покрытие CuCrMnFeCoNi на подложке из стали 40ХН2МА, обладающее однородной структурой и плотным прилеганием к подложке. Трибологические исследования позволили установить низкий коэффициент трения m = 0,12, который значительно ниже значений подложки из стали. Разработанное покрытие позволит уменьшить коэффициент трения и износ муфты-шестерни.

Представлена разработка новой фрикционной многодисковой соединительной муфты с тремя каскадами усиления взамен импортного аналога от машиностроительного концерна Voith. Первый и третий каскады представляют собой многодисковые муфты, работающие в масле, а второй – фрикционное усилительное звено (ФУЗ) в виде двух дисков и тел качения. Данный агрегат имеет электромагнитное управление, которое приводит его в работу. Установлено, что использование трех каскадов усиления повышает прочность соединения и снижает износ деталей. За счет применения многокаскадной системы затрачивается меньшее количество энергии на включение муфты. Ее конструкция с электромагнитным управлением обеспечивает надежное соединение агрегатов.

Железнодорожный транспорт потребляет более 7 % энергии, вырабатываемой электростанциями РФ, которая расходуется как на тягу поездов, так и на питание нетяговых потребителей (депо, станций, мастерских, а также районных потребителей). Таким образом, электрическая подстанция (ЭП) должна обеспечивать надежное электропитание различных устройств железнодорожного транспорта и электроснабжение всех потребителей железнодорожного транспорта. В связи с этим возникает потребность в своевременном выявлении неисправностей в работе ЭП для обеспечения бесперебойного питания, а также предупреждения аварийных ситуаций. В настоящей работе приведена обобщенная схема мониторинга и идентификации неисправностей ЭП с использованием гибридной нейронной сети (ГНС). Схема представлена в нотации IDЕF0 с подробным описанием выполняемых функций. Рассмотрен алгоритм предобработки данных для проверки четких и нечетких значений выбранных параметров, влияющих на работу ЭП. Предложена структура ГНС, которая основана на работе сверточной нейронной сети, извлекающей признаки и шаблоны значений параметров, а также рекуррентной нейронной сети, обрабатывающей четкие входные данные. Разработанная ГНС позволит сократить время обработки входных данных, своевременно получить оценку технического состояния ЭП в условиях разнородных данных, а также провести мероприятия, направленные на предупреждение выхода подстанции из строя.

В статье рассмотрены вопросы определения расхода электроэнергии на нужды тяги для электрифицированных железных дорог постоянного тока, а также основные проблемы, с которыми связана сложность непосредственного измерения расхода электроэнергии на тягу поездов. В качестве метода, позволяющего решить поставленную задачу без необходимости установки на электроподвижной состав устройств ГЛОНАСС, предлагается метод, который основан на прямых измерениях токов и напряжений в нескольких точках тяговой сети. Представленный в статье алгоритм обработки этих данных позволяет определить все исходные величины, необходимые для расчетов расхода электроэнергии на тягу.

Эффективное управление энергетическим комплексом железнодорожного транспорта требует оперативной обработки больших объемов информации, поступающих из автоматизированной системы коммерческого учета электроэнергии. Прогнозные оценки составляют базовую информацию для принятия решений о планировании электропотребления. Точность прогнозов потребления электроэнергии определяет эффективность управления энергетическим комплексом железнодорожного транспорта и обеспечивает экономию электроэнергии и снижение затрат на ее приобретение, поскольку правилами функционирования энергорынков установлена обязанность потребителей по точному планированию объемов электропотребления. Таким образом, актуальность работы заключается в повышении точности методов прогнозирования потребления электрической энергии с применением современных технологий обработки информации, предоставляющих диспетчерскому персоналу возможность выбора и реализации выданных системой эффективных алгоритмов планирования потребления электроэнергии, что позволит существенно улучшить качество управления электропотреблением электроустановок на железнодорожном транспорте.

Цель исследования заключается в разработке методики оценки надежности систем хранения данных, использующих RAID-массивы, на основе математического аппарата нечеткого вывода. Методика позволяет учитывать различные аспекты надежности, в том числе восстанавливаемость и резервируемость, а также адаптироваться к неопределенностям данных, что делает подход гибким и точным. Научная новизна работы состоит в применении нечеткого вывода для оценки надежности систем с RAID-массивами. В отличие от классических методов, предлагаемый подход позволяет учитывать неопределенности, опираясь на экспертные знания и лингвистические переменные. Практическая значимость исследования определяется программной реализацией метода оценки надежности и управления конфигурацией систем, использующих RAID-системы, что способствует снижению вероятности отказов и потери данных. Основным результатом работы является успешная реализация алгоритма оценки надежности с использованием нечеткой логики в среде MATLAB, демонстрирующая возможность точной оценки уровня надежности и управления конфигурацией информационных систем с RAID-массивами с учетом неопределенности параметров и реальных условий эксплуатации.

Приводится краткое реферирование наиболее интересных докладов 8-й Международной научной конференции «Интеллектуальные информационные технологии в технике и на производстве» (IITI’24), организованной ФГБОУ ВО РГУПС, АО «НИИАС» и Харбинским политехническим университетом (Китай) при поддержке Российской ассоциации искусственного интеллекта, которая проходила в период с 1 по 7 ноября 2024 г. в Китае (гг. Шанхай и Харбин). Открытие конференции IITI’24 состоялось в г. Шанхай в рамках Международного форума по обмену опытом CIEP 2024 по приглашению Министерства трудовых ресурсов и социального обеспечения Китая, в котором приняли очное участие свыше 2000 ученых из более чем 120 стран.
Целью IITI’24 являлся обмен передовым опытом в области фундаментальных и прикладных исследований в сфере искусственного интеллекта, информационных технологий и автоматизации, а также развитие международных контактов. Особое внимание было уделено передовым интеллектуальным технологиям и их применению в различных областях промышленности, в том числе на железнодорожном транспорте.

В данной статье представлена система мониторинга дорожного движения, основанная на принципах машинного зрения. В основе системы лежат простые веб-камеры, установленные над дорожным полотном, которые фиксируют изображения транспортных средств. Далее, с применением алгоритмов обработки изображений и методов машинного обучения, система осуществляет определение количества и классификацию транспортных средств на дороге. Система включает в себя несколько ключевых модулей: модуль вычитания фона, модуль сегментации переднего плана, модуль получения контуров, модуль обучения и классификации контуров, модуль выделения свойств и модуль кластеризации. Каждый из этих модулей выполняет специфические функции, направленные на обеспечение точного и надежного обнаружения транспортных средств.
Система была протестирована на изображениях дорожного движения. Результаты тестирования подтверждают способность системы адаптироваться к различным условиям и сценариям, что является критически важным для систем видеонаблюдения и управления дорожным движением.
В статье также обсуждаются перспективы дальнейшего развития системы, включая возможность использования более сложных архитектур нейронных сетей и интеграции с другими системами.

Обоснованы организационно-технологические решения по развитию транспортной сети Северо-Восточного региона индустриального освоения РФ. Дана характеристика Верхне-Ленского ТПК: нефтедобывающего комплекса, производства минеральных удобрений, лесопромышленного комплекса и др. Приведены результаты проектных изысканий по формированию основных направлений железнодорожной линии Усть-Кут – Киренск – Непа – Верхнечонский центральный пункт сбора (ЦПС) нефти. Проанализированы Бамовско-Ульканский, Бамовско-Киренчский и БамовскоМакаровский варианты, Тунгусское и Калининское направление, а также Ярактинский вариант. Сделан вывод, что Северо-Сибирская магистраль как основа Северного транспортного коридора станет второй после Транссибирской магистрали артерией в пределах Ближнего Севера, соединяющей Азиатскую и Европейскую части страны.

Рассматриваются методические подходы к обеспечению надежности и снижению рисков в реализации транспортно-логистических цепей поставок. Проведен анализ концептуальных подходов к оценке и управлению рисками, классификации и учета рисков, направлений повышения надежности реализации транспортно-логистических цепей как многоагентных систем. Рассмотрены разные подходы к формализованному представлению моделей надежности транспортно-логистических цепей, статистические и динамические аспекты управления рисками, модели привлечения инвестиций для повышения надежности транспортно-логистических цепей с учетом экономической привлекательности для агентов и фокусной компании в цепи. Показаны направления обеспечения надежности и снижения рисков в условиях стохастичности поведения агентов, возможностей резервирования сегментов логистических цепей, вариативности рынка – наличия монополии, олигополии и конкурентного рынка.

Оценка риска эксплуатации малоинтенсивных железнодорожных линий позволяет выявлять и существенно снижать потенциальные затруднения в их работе. В статье предложен инструмент оценки рисков мероприятий для повышения эффективности эксплуатации малоинтенсивных линий, включающий в себя механизм контроля показателей работы подобных линий. Предлагаемый механизм контроля показателей основан на наборе технических, технологических и экономических показателей, которые являются случайными величинами с заданными средними значениями и ковариационной матрицей, учитывающей корреляции между показателями и сезонной неравномерностью. Разработан комплекс вариантов эксплуатации малоинтенсивных железнодорожных линий (МИЛ), учитывающий изменение показателей для выбора эффективных направлений при заданных начальных условиях. Представлены результаты моделирования оценки вероятности возникновения альтернативных вариантов с использованием метода Монте-Карло для вероятностного распределения рисков и их совокупного воздействия на показатели. Дана количественная и качественная оценка возможных вариантов эксплуатации МИЛ при изменении ее финансового результата.

Выполнена оценка оптимального использования пропускной способности альтернативных маршрутов следования, входящих в состав транспортного коридора «Север – Юг». Представлена блок-схема распределения грузопотока, принятия решений о развитии инфраструктуры и освоении грузопотока для эффективного управления транспортными потоками на направлении коридора «Север – Юг». Основным критерием принятия решений является пропускная способность, рассчитываемая по методике, применяемой в открытом акционерном обществе «Российские железные дороги» (ОАО «РЖД»), учитывающей дополнительные резервы пропускной способности. Для разгрузки основного направления коридора «Север – Юг» и формирования сети альтернативных маршрутов следования в транспортном коридоре для обеспечения гарантированных перевозок на случай форс-мажорных обстоятельств рассмотрена возможность распределения грузопотока по параллельным ходам, организации тяжеловесного движения, внедрения автоматической локомотивной сигнализации (АЛСО) с подвижными блок-участками, строительство двухпутной вставки и второго пути. Принимаются решения о необходимости ввода мероприятия по повышению пропускной способности и организации пропуска всех поездов по основному направлению коридора «Север – Юг». Данная методика предполагает ввод исходных данных. Сложность заключается в необходимости учитывать пропускные способности не одного маршрута, а совокупность нескольких параллельных маршрутов при решении данной задачи.

Рассмотрено исследование перевозок пассажиров с транспортными средствами для личного пользования железнодорожным транспортом. Отличительная черта таких перевозок заключается в том, что транспортные средства для личного пользования не могут быть загружены в вагоны с платформ, предназначенных для посадки и высадки пассажиров. Погрузка таких транспортных средств в железнодорожный подвижной состав должна осуществляться на станциях, оборудованных специальными погрузочными устройствами и расположенных в близости от автомобильных дорог и вокзального комплекса. Создание подходящих условий для совершенствования перевозок пассажиров с транспортными средствами для личного пользования железнодорожным транспортом повлечет за собой привлечение дополнительного пассажиропотока на железнодорожный транспорт. Такие перевозки особенно будут удобны для тех пассажиров, кто предпочитает исследовать новые места и не зависеть от общественного транспорта на удаленном расстоянии от мест постоянного пребывания. В работе представлены схемы погрузки и разгрузки вагонов через боковую, а также торцовую рампы на попутных станциях при движении транспортных средств для личного пользования передним ходом.

Рассмотрен вопрос повышения эффективности использования универсальных вагонов-платформ при перевозке грузов с применением съемных многооборотных средств крепления грузов (МС). Приведен обзор серийных универсальных вагоновплатформ и анализ использования их грузоподъемности при применении МС. Отмечено значительное занижение допускаемой эксплуатационной нагрузки на стоечную скобу универсального вагона-платформы по сравнению с расчетными значениями, что приводит к недоиспользованию грузоподъемности вагонов-платформ при перевозке грузов с применением МС для размещения и крепления грузов. Отдельные результаты исследований использованы при разработке схем размещения и крепления грузов для местных технических условий размещения и крепления лесоматериалов.

Рассмотрены перспективы развития Восточного полигона, установлена необходимость повышения ресурса работы оборудования эксплуатируемых электровозов. Приведена статистика отказов оборудования электровозов серии «Ермак». Выявлено, что наибольшее количество отказов приходится на тяговый электродвигатель, а именно на его коллекторно-щеточный аппарат из-за возникновения переброса электрической дуги и пробоя изоляции. Рассмотрены причины их появления. Предлагается оснастить тяговый электродвигатель дополнительными датчиками, а именно сигнализатором искрения, что позволит своевременно обнаруживать искрение в коллекторнощеточном аппарате и предотвращать образование кругового огня, а также температурными датчиками, которые позволят напрямую определять температуру обмоток. Представлены места для установки данных датчиков.

Для серийных грузовых вагонов в отечественной практике используется традиционная тормозная рычажная передача (ТРП) с односторонним нажатием композиционных тормозных колодок на колеса. Она обладает определенными недостатками. В статье отмечается, что в последнее время на сети железных дорог проводятся работы по совершенствованию перевозочного процесса путем использования инновационных грузовых вагонов (с осевой нагрузкой 25 тс и более и скорости до 120 км/ч), а также внедрением так называемых длинносоставных поездов. В целях обеспечения безопасности движения и нормативных длин тормозных путей грузовых поездов с инновационными полувагонами предложена новая компоновка тормозной рычажной передачи грузового вагона с двусторонним нажатием тормозных колодок и одним тормозным цилиндром, действующим на одну тележку, а также подобраны величины плеч рычагов, удовлетворяющие условию обеспеченности поезда тормозными средствами. По результатам проведенных теоретических и экспериментальных исследований видно, что фактический тормозной коэффициент грузового поезда с инновационными вагонами получился больше потребного, следовательно, поезд обеспечен тормозными средствами.

Представлена оценка влияния параметров, характеризующих макронеровность на поверхности тормозного диска на распределение контактирующих сил в системе «полиприжимающий механизм – тормозная колодка – тормозной диск» и развиваемый тормозной диск. В качестве основных параметров, характеризующих макронеровность на рабочих поверхностях тормозного диска, были выбраны углы наклона реального профиля поверхности в тангенциальном и радиальном направлениях. Были получены зависимости для расчета положения центра давления в тангенциальном и радиальном направлениях в системе «полиприжимающий механизм – тормозная колодка – тормозной диск» с учетом углов наклона профиля в двух направлениях. Для оценки влияния углов наклона на распределение сил по площади контактирующих поверхностей тормоза были построены твердотельные модели тормозных устройств с моделируемыми реальными профилями рабочих поверхностей диска. В качестве объектов моделирования использовались поверхности диска с циклическими макронеровностями и с одной областью. При взаимодействии рабочих пар тормозного устройства с одной макронеровностью на поверхности происходила инверсия распределенных контактирующих сил, в сравнении с диском, на поверхности которого были циклические макронеровности.

Проводится анализ и сопоставление существующей системы плановопредупредительного ремонта пассажирского подвижного состава с перспективной предиктивной моделью контроля состояния ответственных узлов в режиме реального времени для выявления зарождения нестабильной работы его элементов. Экономическая реальность диктует необходимость поиска решений снижения затрат по содержанию подвижного состава вагонов в технически исправном состоянии. Предлагаемый поэтапный переход в системе технического обслуживания пассажирских вагонов по фактическому техническому состоянию, позволяет сократить трудозатраты, затраты на материальное обеспечение на проведение технического обслуживания и ремонта вагонов за счет устранения дефектов каждого контролируемого узла, а также снизить уровень повреждаемости диагностируемых узлов и повысить экономическую составляющую в процессе их эксплуатации.