Рассмотрены этапы проектирования механических дисковых бункерных загрузочных устройств, при выполнении которых будут обеспечиваться высокая надежность и требуемая производительность систем автоматической загрузки асимметричных деталей формы тел вращения в современное технологическое оборудование. Показаны основные задачи каждого этапа и пути их решения, способствующие повышению надежности и обеспечению требуемой производительности бункерного загрузочного устройства для деталей с асимметрией. Решение поставленных задач в указанном порядке позволяет на ранних этапах проектирования разработать оптимальную по всем параметрам конструкцию бункерного загрузочного устройства и не требует дорогостоящих вложений в создание опытных образцов для проведения испытаний, по оценке его работоспособности.

Предлагается использовать погрузочно-транспортный агрегат на базе штабелера с манипулятором последовательной структуры, поворотной платформой и универсальным клещевым захватом, что позволит увеличить рабочую зону обслуживания относительно вилочного погрузчика, функциональные возможности погрузчика, уменьшить затрачиваемое время на маневрирование шасси погрузчиком до 12 % и увеличить коэффициент производительности погрузочно-транспортного агрегата до 0,7.

В результате проведенных исследований разработана конструкция погрузочно-транспортного агрегата. Предложен технологический процесс погрузки, транспортировки и укладки бочек с нефтью в складских помещениях. Посчитана степень подвижности манипуляционного механизма погрузчика по формуле Сомова-Малышева. Проведен кинематический анализ, рассчитана теоретическая рабочая зона обслуживания выходного звена грузозахватного органа погрузчика, сформированная в программном комплексе Mathcad.

Тормозные устройства подвижного состава отличаются от устройств, применяемых в других видах транспорта, за счет наличия передающего механизма в приводе. Многозвенность прижимающего механизма не только увеличивает прижимное усилие в рабочих парах тормоза, но и становится причиной усиления колебательного процесса в трибоконтакте тормозных устройств. В статье приведены аналитические зависимости для определения угловых перемещений рычага и тормозной колодки прижимающего механизма тормозного устройства. С помощью математического моделирования удалось установить, что с увеличением разницы частот рычага и тормозной колодки прижимающего механизма силового устройства количество и амплитуда отскока тормозной колодки от рабочей поверхности диска возрастают, что приводит к снижению параметров стабильности эксплуатационных характеристик тормоза.

Разработана методика проектирования силовых устройств дисково-колодочного типа с различными прижимающими механизмами на основе оценки эксплуатационных параметров стабильности, эффективности и энергоемкости указанных устройств. Ее отличие от известных ранее методов расчета состоит в учете количества, размеров и геометрии размещения прижимающих элементов тормозного устройства. Итоги расчетов эксплуатационных параметров тормозных устройств с полиприжимающими элементами по предложенной методике привели к выводу о преимуществе тормозного механизма с двумя прижимающими элементами перед серийными механизмами с идентичными параметрами диска и колодок. Другой особенностью методики является связь между эксплуатационными параметрами тормоза и теплоотдающей способностью узла охлаждения устройства. В результате расчета температурного поля и способности теплопередачи от нагретых поверхностей механизма внешней среде с использованием разработанной многослойной тепловой модели «вентилируемый тормозной диск – внешняя среда» установлено, что силовое устройство с двумя прижимающими элементами увеличивает тормозной момент в центре давления относительно серийного тормозного механизма на 29,7 %, а коэффициенты стабильности и колебаний тормозного момента данного устройства возрастают соответственно на 14,1 и 3,6 %.

Как правило, зубошлифование является окончательным методом обработки всех более-менее точных зубчатых колес. Оно позволяет обеспечить высокую точность профиля зуба и сравнительно малую шероховатость, заданную чертежом. Его начинают использовать для изготовления закаленных зубчатых колес, начиная с 7 до 2 степени точности. В статье рассматриваются вопросы формирования шероховатости при выполнении шлифования зубьев, проведены расчеты влияния скорости резания и зернистости круга на критическую глубину проникновения и шероховатость поверхности, причем результаты проведенных расчетов представлены графическим материалом. Полученные зависимости проверены при проведении экспериментальных исследований и могут быть рекомендованы для прогнозирования шероховатости обработанной поверхности при зубошлифовании.

При выполнении фрезерных работ на зубофрезерных станках на рабочих местах фрезеровщиков возникают повышенные уровни шума, которые достигают 10–18 дБ. В статье рассматриваются вопросы обоснования выбора систем защиты от шума при выполнении работ на зубофрезерных станках. Расчет основан на теоретических исследованиях процесса шумообразования и экспериментальных данных, а также на акустическом расчете, выполненном при проектировании систем снижения шума. Технологический процесс зубофрезерования и компоновка рабочего места фрезеровщика позволяют выполнить снижение шума в источнике его возникновения. Автором предложена конструкция систем шумозащиты станочников и представлены результаты экспериментальных испытаний эффективности этой системы.

Рассмотрено современное состояние транспортной системы с учетом особенностей Южного региона. Определены основные задачи развития логистических систем пассажирского комплекса. Для повышения качества управления пассажирскими перевозками предлагается использовать современные методы прогнозирования пассажиропотоков. Предложен механизм повышения мобильности населения на основе развития инфраструктуры пассажирского комплекса с учетом региональных аспектов. Разработан алгоритм выбора и оценки влияния социально-экономических объемных и качественных показателей на параметры региональной логистической транспортной системы.

Рассматриваются меры по согласованному развитию инфраструктуры взаимодействующих железнодорожного и морского видов транспорта на подходах к порту Оля в условиях прогнозируемого роста грузопотоков по транспортному коридору «Север – Юг». Определены перспективные объемы экспортных перевозок по данному коридору. Оцениваются пропускные способности железнодорожных подходов к порту Оля и рассматриваются предложения по развитию железнодорожной инфраструктуры в соответствии с планируемыми мощностями порта для освоения всего объема грузопотока. В случае отсутствия ожидаемого эффекта от каждого мероприятия по увеличению пропускной способности в отдельности предлагается рассмотреть комплекс мероприятий, позволяющих достичь необходимых размеров пропускной способности инфраструктуры взаимодействующих видов транспорта. Проведен анализ зарубежного и отечественного опыта для обеспечения эффективного взаимодействия различных видов транспорта. Применен опыт организации значительного экспортного грузопотока в адрес портов юга России на новом направлении с учетом особенностей работы исследуемого объекта. Для решения поставленных задач использована методика расчета пропускной способности, в результате чего предложены варианты её повышения на грузонапряженном участке и выбран наилучший вариант, обеспечивающий высокую надежность перевозок, своевременную доставку и выгрузку грузов.

Представлен анализ вождения соединенных поездов и поездов повышенной массы и длины на железных дорогах Российской Федерации. Также рассмотрены возможности их эксплуатации в некоторых странах: США, ЮАР, Китай и др.

Практика вождения соединенных поездов и повышенной массы и длины создает возможности для дальнейшего роста грузооборота, увеличения пропускной способности существующих железнодорожных участков, позволяет оперативно реагировать на изменения объема перевозок без увеличения числа поездов или отказов в выполнении заказов, что способствует повышению уровня клиентоориентированности.

Основными факторами, ограничивающими сквозное движение длинносоставных поездов и поездов повышенной массы с использованием имеющегося подвижного состава, выступают короткая длина приемоотправочных путей станций и недостаточная располагаемая мощность системы тягового электроснабжения на отдельных участках железных дорог.

Рост населения крупных городов России приводит к ухудшению экологической ситуации, вызванной увеличением загрязнения окружающей среды от использования общественного и индивидуального транспорта. Разрешение данной проблемы рассматривается по двум направлениям снижения негативного воздействия транспортной сферы на окружающую среду: переход на использование экологически чистого топлива и внедрение практики эксплуатации железнодорожного транспорта для внутригородских перевозок.

Проведен анализ типовой маршрутной сети общественного транспорта, проанализированы факторы, влияющие на возможность развития железнодорожных путей сообщения в городских условиях, изучен опыт других крупных городов России.

Представлена модель развития оптимизации маршрутной сети с позиций экологического развития, а также направления развития общественного транспорта г. Ростова-наДону.

Рассматриваются проблемы в логистических центрах Вьетнама, что является актуальной темой в свете развития логистической инфраструктуры этой страны и разработке имитационных моделей для логистических центров Лаокай и Фуок Лонг с помощью программного обеспечения AnyLogic. Использование имитационных моделей Лаокай и Фуок Лонг позволило более точно оценить эффективность работы этих логистических центров и выявить возможные узкие места в их функционировании. Реализация имитационного моделирования мер приведет к улучшению работы уже существующих логистических центров и формированию более эффективной и конкурентоспособной логистической системы в Республике Вьетнам. Оптимизация логистических процессов в стране способствует развитию международной торговли и улучшению экономических показателей региона.

Рассмотрены вопросы организации мультимодальных транспортно-логистических центров (МТЛЦ) – ведущих элементов логистической инфраструктуры России. Учитывая большую протяженность территории Российской Федерации, деление ее на административно-территориальные единицы, витиеватую сеть путей сообщения, необходимость в перевозке и переработке огромных объемов грузов, а также в оптимальном выборе логистики, уже в ближайшее время будет необходимо образование около 80 МТЛЦ федерального, регионального и территориального уровня. Предложен проект организации МТЛЦ регионального уровня на территории Новосибирского транспортного узла.

Определены факторы внешних и внутренней систем и проведен анализ их влияния на пропускную и перерабатывающую способность участков железных дорог Восточного полигона.

При анализе зависимости элемента пропускной способности (участковая скорость в грузовом движении) от величины рабочего парка железных дорог определена область, не отображающая принципов взаимосвязи между данными параметрами.

Проведена детализация составообразования поездопотоков Восточного полигона с учетом применения фактора – путевое развитие станций и участков железных дорог.

Определена причина снижения пропускной и перерабатывающей способности железных дорог Восточного полигона.

Проведен анализ применения законов управления, разработанных на базе метода квазиоптимального синтеза с помощью подхода на основе условия максимума функции обобщенной мощности с применением аппарата нечеткой логики в задачах интеллектуализации прикладных задач управления транспортными системами на железной дороге. Построены схемы рассматриваемых систем в среде MATLAB Simulink, блок нечеткого логического вывода Такаги – Сугено реализован в Fuzzy Logic Designer. Анализ результатов моделирования позволяет утверждать, что предлагаемый закон управления дает возможность повысить эффективность управления по функционалам быстродействия и точности в сравнении с известным решением на основе подхода дифференциальных игр и принципа максимума Понтрягина в задачах управления типовыми динамическими объектами.

Приведен краткий анализ зависимости быстродействия алгоритмов расчета быстрого преобразования Фурье от объема обрабатываемых данных. Все существующие алгоритмы в работе не учитывают аппаратные возможности вычислительных устройств в полном объеме. В результате неоптимального использования памяти процессоров для различных объемов данных количество операций может сильно возрастать. Визуальный анализ графиков зависимостей производительности быстрого преобразования Фурье (БПФ) от его размера позволяет предположить кусочно-непрерывный характер этой зависимости и причины возникновения различных непрерывных участков графика. При разработке реализаций алгоритмов, использующих БПФ, необходимо получить метод численной оценки границ участков графиков. Разрабатываемый метод позволяет с высокой степенью достоверности определить границы участков на графике зависимости производительности БПФ от его размера, на которых изменяется производная графика. Алгоритмы цифровой обработки сигналов, использующие БПФ, желательно разрабатывать таким образом, чтобы размер БПФ не превышал границу, определяемую объемом кэш-памяти первого уровня.

Традиционные алгоритмы обработки измерительной информации не всегда обеспечивают необходимую точность оценки в условиях внешних воздействий и требуют больших вычислительных мощностей, которые сложно реализовать в условиях ограничений на массогабаритные характеристики транспортных БПЛА. Применение алгоритмов динамической оценки угловой ориентации БПЛА на основе адаптивной модели в совокупности с использованием многослойных нейронных сетей прямого распространения позволяет снизить ошибку оценки параметров динамической системы без существенного увеличения вычислительных затрат. В статье приводится синтез системы оценки ориентации БПЛА с многопараметрическим нейросетевым идентификатором, позволяющий повысить точность оценки в сравнении с классическим фильтром Калмана.

Рассмотрены структура и принципы организации учебно-лабораторного комплекса «Виртуальная железная дорога», созданного в Ростовском государственном университете путей сообщения, а также идея и реализация моделей устройств сигнализации, централизации и блокировки, использующихся на железнодорожном транспорте Российской Федерации с целью расширения функциональных возможностей комплекса. Рассмотрен принцип работы устройств сигнализации на железной дороге на примере диаграммы классов реализации, схем, а также алгоритма работы внедряемой системы с указанием допущений, применяемых при построении программных моделей. Представлен алгоритм работы программного кода проекта с пояснениями на основе изначальной структуры реализации.

В обзорной статье дан краткий анализ работ, представленных на конференции IITI’22, рассмотрены основные направления как теоретических, так и прикладных исследований в области современного искусственного интеллекта (ИИ). Традиционно основной акцент в большинстве принятых к публикации материалов был сделан на применении современных информационных и интеллектуальных технологий в технике. Были выделены четыре основные направления, представленные на конференции IITI’21: прикладные интеллектуальные системы, машинное обучение, интеллектуализация производственных процессов, нечеткие и нетрадиционные логики. По каждому из направлений сделан анализ наиболее интересных докладов для популяризации результатов исследований в области прикладного искусственного интеллекта среди русскоязычной аудитории.

В рамках конференции был организован круглый стол, на котором также обсуждались проблемы использования ИИ в медицине, бизнесе и образовании. Лучшие работы также вошли в сборник трудов конференции «Proceedings of the Sixth International Scientific Conference „Intelligent Information Technologies for Industry” (IITI’22)».

В настоящее время распространение и актуализация использования систем машинного обучения открывают новые горизонты использования систем речевого распознавания во всех областях промышленности, в том числе в железнодорожном транспорте, где предъявляются особо повышенные требования к безопасности пассажиров. Авторами проведен обзор актуальных патентов существующих систем распознавания речи, выделены возможные связи между патентами. В работе также рассматривается возможное использование трансферного обучения для повышения производительности распознавания речи диктора. Исходя из анализа литературы, сформулирована цель исследований как разработка алгоритма распознавания команд устойчивого к шумам и независимого от диктора. В рамках данной статьи рассматривается решение задачи классификации имен собственных с использованием мел-частотных кепстральных коэффициентов и сверточной нейронной сети. Авторы приводят анализ результатов обучения нейронной сети на тестовой выборке для разного количества мел-частотных кепстральных коэффициентов.

Работа посвящена исследованию способов повышения оперативности восстановления мостов в результате произошедших конструктивных деформаций. Исследование выполнено на основе анализа применяемых методических и технических документов, регламентирующих вопросы оперативного восстановления объектов железнодорожного транспорта, а также современных достижений отечественной и зарубежной науки, техники и технологий, связанных со способами оперативного восстановления искусственных сооружений железнодорожного транспорта. С учетом результатов проведенных исследований предложены способы повышения оперативности аварийновосстановительных работ, учитывающие вопросы организационного характера и конструктивно-технологические особенности современного уровня развития техники, технологий и материалов и сформулированы предложения по совершенствованию существующей практики ведения аварийно-восстановительных работ.

Выполнен анализ воздействий природного и техногенного характера, а также воздействий, вызванных злонамеренными и военными действиями, на искусственные сооружения железнодорожного транспорта. Одним из таких сооружений наиболее, подверженных внешним воздействиям, являются мостовые сооружения через водные преграды. Рассмотрено множество воздействий различной природы, оценены наиболее значимые с точки зрения вероятности их возникновения и способности привести к полному отказу искусственных сооружений. Определены вероятные виды разрушений и применяемые виды восстановительных работ. Предложены несколько видов сценариев развития ситуации при половодье, паводке, подтоплении, наводнении и подрыве конструкции.

При прохождении железнодорожной тележки криволинейных участков пути возникают значительные силы давления гребней колес на наружную рельсовую нить, которые приводят к повышенному сопротивлению движению и интенсивному боковому износу контактирующих поверхностей. Причиной этому является образование больших величин углов набегания колес на рельсы, поэтому для их устранения применяют управляемые устройства, обеспечивающие радиальную установку осей колесных пар в кривой. Однако недостатки, имеющиеся в известных системах управляемого разворота колесных пар, не дают возможности в полной мере использовать такие системы на тяговом подвижном составе. Для решения данной проблемы в работе представлена модернизированная конструкция буксового узла электровоза. Оценка работоспособности предложенного узла проводилась по результатам прочностного расчета с использованием метода конечных элементов в наиболее неблагоприятных режимах работы буксы. Анализ показал, что модернизированный узел соответствует требованиям к прочности конструкции.

Предложен метод повышения энергоэффективности тяговых двигателей автономных локомотивов за счет применения дискретно-адаптивного управления количеством задействованных двигателей в тяге, что позволяет перейти в область более высоких значений напряжения тягового генератора, в результате чего снижаются потери, зависящие от токовой нагрузки. В результате использования предложенной системы адаптивного регулирования, эксплуатационный коэффициент полезного действия тяговых двигателей, по предварительным оценкам, возрастет на 10 %, что способствует повышению топливной экономичности перевозочного процесса.

Предложена трехмерная модель конструкции усовершенствованной системы пескоподачи с применением эффекта виброожижения с помощью поршневого пневматического вибропульсатора одностороннего типа для плавного непрерывного регулирования количества песка из корпуса форсунки песочницы и использованием эжекции дополнительного количества воздуха через газоструйный инжектор для увеличения скорости истечения песковоздушной смеси при раздельном независимом питании сжатым воздухом инжектора и вибропульсатора. Представлены результаты моделирования транспортировки песковоздушной смеси с целью определения зависимости скорости истечения и массового расхода сжатого воздуха от величины давления перед рабочим соплом газоструйного инжектора для двух различных диаметров проходного сечения сопла 3,9 и 5 мм. По полученным результатам для реализации регулирования скорости транспортировки песковоздушной смеси путем управления величиной давления сжатого воздуха, подводимого к рабочему соплу газоструйного инжектора, с целью компенсации потерь на различные сопротивления в системе пескоподачи рациональнее использовать сопло диаметром проходного сечения 5 мм.

Сделан обзор современных автоматизированных систем, использующихся для измерения диаметра колеса вагона, и предложена система классификации подобных систем на основе кинематических особенностей относительного движения внутри системы «источник – приемник – объект». Показаны основные особенности измерительных систем и предсказаны особенности еще не применяющихся на железнодорожном транспорте измерительных устройств. На примере задачи измерения диаметра колеса показан синтез структуры и расчет основных характеристик позиции для контроля диаметра колеса вагона в составе колесной пары и тележки в условиях размещения позиции на поточной линии либо пути-накопителе.

На интенсивность теплоотвода путем конвективного теплообмена от вентилируемых тормозных дисков транспортных средств напрямую влияет количество и время прохождения воздушного потока через вентиляционный аппарат. Чем интенсивнее на входе в вентиляционный аппарат и медленнее на выходе воздушный поток, тем интенсивнее будет проходить охлаждение самого тормозного диска. Замедлить скорость прохождения воздушных потов можно путем создания искусственных препятствий или путем перехода воздушных потоков из ламинарного в турбулентный режим течения. Методика проведения исследования, предложенная в данной статье, позволит охарактеризовать механизм формирования в вентиляционном канале мест повышенного и пониженного давления и возникновения вихревых потоков при турбулентном протекании воздушного потока.

Предложен метод управления мониторингом и техническим обслуживанием устройств электроснабжения тяги поездов. Метод реализует комплексный подход к повышению эффективности эксплуатации устройств электроснабжения с возможностью прогноза вероятности состояния силового трансформатора (работоспособность или восстановление). Реализация метода позволит принимать обоснованные решения по использованию полного ресурса трансформатора без угрозы риска отказа или преждевременного вывода из эксплуатации.

Рассмотрена задача расчета токов короткого замыкания, протекающих в металлической оболочке ВОЛС, интегрированной в систему заземления опор контактной сети. Приведена методика определения токов в металлической части ВОЛС для различных вариантов питания межподстанционной зоны. Сделаны выводы, предложены критерии определения возможности применения ВОЛС в качестве дополнительного проводника с позиций обеспечения расчётного срока службы оптоволоконного кабеля.