При торможении грузового железнодорожного поезда с помощью тормозных колодок кинетическая энергия преобразуется за счет трения в тепловую, часть из которой переходит в тормозные колодки, другая часть переходит в колеса, а из колес теплота переходит в рельсы и окружающую среду. Цель работы состоит в определении доли теплоты в колесах грузовых вагонов при различных режимах торможения и различных скоростях движения поезда, а также различной загрузке вагонов. В работе выполнялось моделирование процесса торможения колесной пары с помощью метода конечных элементов в среде SolidWorks. Выполненные расчеты позволили установить доли тепловых потоков, направленных в тормозную колодку и в рельс при различных режимах торможения грузового состава. Установлено влияние на эти доли температуры окружающей среды и загрузки вагона. Полученные результаты позволяют более точно прогнозировать температуру поверхности катания и боковой поверхности обода колеса, что позволит диагностировать тормозную систему грузового состава в движении.

Рассматривается алгоритм автоматической калибровки датчиков системы технического зрения, который применяется для всех видов сенсоров с различными физическими принципами. Система технического зрения в данном случае выступает как элемент системы автоматического управления движением поездов и служит для обнаружения препятствий на пути движения поезда. Отдельно приводятся схемы и описание калибровки для камер видимого диапазона и тепловизоров с различными фокусными расстояниями. Для лидаров приведены описание и схема расчета внешних параметров с учетом преобразования 3D-облака точек в 2D-псевдоизображения для поиска маркеров по расстоянию, координате и рефлективности с одновременной фильтрацией псевдоизображений по глубине и по рефлективности. Использование автоматической калибровки датчиков системы технического зрения при подготовке поезда в депо и при осуществлении поездки на станциях калибровки позволит повысить точность измеряемых параметров поезда, снизить время реакции на внештатные ситуации, оптимизировать энергозатраты, снизить расходы на зарплатный фонд и уменьшить влияние человеческого фактора на работу поездов, а, следовательно, повысить безопасность движения.

Наряду с исследованием электромагнитных и тяговых характеристик линейных асинхронных двигателей важное значение имеет изучение тепловых процессов в них, которые оказывают значительное влияние на эксплуатационные показатели и надежность работы линейных электрических машин. В данной статье представлены результаты стендовых тепловых испытаний индуктора тягового линейного асинхронного двигателя с дискретной конструкцией магнитопровода и трехфазной обмотки, предназначенного для высокоскоростного магнитолевитационного транспорта, в стационарном режиме работы. Приведены результаты тепловых испытаний для двух значений токовой нагрузки обмотки индуктора тягового линейного асинхронного двигателя, определены значения постоянных времени нагрева обмотки, графоаналитическим путем установлено значение часового тока для номинального режима работы двигателя.

Исследована система управления профессиональными рисками в хозяйстве электрификации и электроснабжения. Рассмотрены основные опасные и вредные производственные факторы, воздействующие на работников в отрасли энергетики. Анализ производственного травматизма позволил сделать вывод, что человеческий фактор в большей степени является причиной травмирования работников хозяйства электрификации и электроснабжения и именно его необходимо исследовать с целью формирования достаточных, эффективных мер, направленных на предупреждение травм и аварий в перспективе. Действующая система управления профессиональными рисками не учитывает в должной степени человеческий фактор при оценке рисков. Представлены меры по модернизации системы в части учета человеческого фактора при оценке профессиональных рисков, позволившие значительно повлиять на снижение производственного травматизма.

Рассмотрены внутренние силовые факторы, возникающие в поперечном сечении рабочего витка кузовной пружины при воздействии на нее вертикальной динамической нагрузки. Проанализировано их влияние на распределение нагрузки по осям колесных пар, а также на параметры упругой поперечной связи тележки с кузовом. Приведен и обоснован рациональный вариант установки кузовных пружин с точки зрения уравновешивания внутренних силовых факторов и обеспечения благоприятного вписывания тележки локомотива в кривые участки пути.

С использованием критериального подхода при движении двухтележечного симметричного локомотива в кривом участке пути рассмотрено влияние вариантов расположения концевых витков кузовных пружин на боковую силу, воздействующую на колесную пару и являющуюся основным фактором износа гребней бандажей.

Работа посвящена изучению физико-механических свойств глинистых и песчаных грунтов, использованных при строительстве нового и реконструкции существующего земляного полотна железных дорог по направлению Котельниково – Тихорецкая – Крымская для развития портов в Азово-Черноморском регионе России и построению корреляционных соотношений, полученных по результатам корреляционно-регрессионного анализа свойств грунтов. Такие соотношения могут оказаться востребованными при контроле точности лабораторных испытаний свойств грунтовых материалов и повысить скорость инженерно-геологических изысканий и подборе карьера при дальнейшем развитии дорожной сети в заданном регионе. Кроме того, регрессионные соотношения могут повысить скорость принятия решения о применении определенного вида грунта для восстановления земляного полотна с использованием некоторых характеристик, которые могут быть определены с наименьшими временными затратами.

Рассматривается визуализация процессов выполнения маневров на вытяжных путях с использованием программы AnyLogic. Имитационные модели выполнения маневров в программе AnyLogic позволят визуализировать процессы выполнения маневров на вытяжных путях и повысить вероятность их понимания обучающимися в учебных заведениях железнодорожного транспорта и работниками железнодорожного транспорта. Применение имитационного моделирования при апробации технических и технологических решений, направленных на повышение эффективности работы станции, позволит существенно сократить не только финансовые, но и временные затраты, связанные с проведением исследований на реальном объекте. В приведенных примерах рассмотрено создание имитационных моделей выполнения маневров на вытяжных путях такими способами, как осаживание и толчки.

Снижение потребления электроэнергии на тягу поездов было и остается одной из приоритетных задач ОАО «РЖД». Одним из способов снижения потребления электроэнергии является рациональное вождение поездов в режиме тяги, которое зависит как от локомотивной бригады, так и от конструкции электроподвижного состава. Как известно, чем быстрее поезд разгонится, тем быстрее запасет кинетическую энергию, оптимальное использование которой позволит снизить потребление электроэнергии. В настоящее время на современных отечественных электровозах для дополнительного разгона используется система ослабления возбуждения тяговых электродвигателей. Выполнен тяговый расчет, который позволяет сравнить потребление электроэнергии при разгоне поезда в процессе работы электровоза со ступенчатым и плавным регулированием ослабления возбуждения тяговых электродвигателей. С помощью тягового расчета при разгоне поезда доказана энергетическая эффективность системы ослабления возбуждения с плавным регулированием возбуждения электровоза.

Приведены результаты исследования, посвящённого оценке актуальности и перспективности применения накопителей энергии в системе тягового электроснабжения электрифицированных железных дорог. Авторами предложена схема подключения накопителя энергии к контактной сети и алгоритм его работы. По результатам моделирования в специализированном программном комплексе приведена предварительная оценка актуальности и перспектив использования накопителей энергии для системы тягового электроснабжения железнодорожного транспорта. На участках, где возможна рекуперация, авторами проведена оценка энергетического потенциала и степени его использования при существующем оборудовании на тяговых подстанциях и размерах движения. Кроме этого, выполнен анализ рынка накопителей энергии для применения в системе тягового электроснабжения железных дорог.

Проведенные исследования параметров электроснабжения тяги поездов позволяют наполнить базы данных экспертных систем и повысить их качество для выбора энергосберегающих режимов работы электротяговых сетей. Проведены серии статистических измерений токов фидеров на тяговых подстанциях, питающих перегоны, станционную нагрузку и подъездные пути локомотивных депо, а также напряжений холостого хода смежных тяговых подстанций. Получены статистические характеристики фидерных нагрузок, питающих конечные граничные участки, станции, подъездные пути депо, железнодорожные узлы, напряжения холостого хода и углы δ между напряжениями холостого хода смежных тяговых подстанций. Предложены алгоритмы наполнения баз данных.

К нетяговым потребителям относят устройства сигнализации, централизации и блокировки, силовые и осветительные нагрузки промежуточных станций, служебные и бытовые здания, локомотивные и вагонные депо. Полученные значения параметров планируется затем использовать при разработке и теоретическом обосновании метода поиска мест повреждения кабеля в условиях гальванического и индуктивного влияния электрифицированного железнодорожного транспорта. Для достижения данной цели проведены экспериментальные исследования в лабораторных условиях с помощью метода двух электродов, при использовании которого нет необходимости учитывать параметры дополнительного электрода. Для определения сопротивления и емкости границы раздела «металл – электролит» выведены формулы. В результате эксперимента получены зависимости переходных параметров в месте повреждения медной жилы кабеля ВВГ. Полученные значения переходных параметров в месте повреждения подземных кабелей электроснабжения железнодорожного транспорта будут использованы при разработке и научном обосновании метода поиска мест повреждения кабеля в условиях гальванического и индуктивного влияния электрифицированного железнодорожного транспорта.

Работа силовых трансформаторов сопровождается вибрацией и шумом элементов конструкций силового трансформатора. В работе апробирована методика расчёта вибрации и шума вспомогательного оборудования системы охлаждения силового трансформатора. В качестве основного источника шума системы охлаждения силового трансформатора рассматривался асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором 4А100S4У3. Проведены различные варианты исследований вибрации и шума асинхронного двигателя при питании от источника промышленной частоты и преобразователя напряжения. Определены амплитуды пространственно-временных волн магнитной индукции, соответствующие модам пространственных колебаний статора и ротора, в процессе исследований были также рассчитаны амплитуды колебания (вибрации) статора и ротора, соответствующие модам пространственных колебаний. Даны рекомендации по снижению вибрации и шума системы охлаждения силовых трансформаторов.

Фактические нагрузочные характеристики тяговых электродвигателей локомотива с электрической передачей мощности по данным микропроцессорных систем управления необходимы для уточнения реальных тяговых характеристик локомотивов при выполнении оперативных тяговых расчетов. В работе использовались методы теории электрических машин, статистической обработки и регрессионного анализа экспериментальных данных. На основании статистического анализа данных регистрации подсистемы бортовой диагностики 20 секций тепловозов 2ТЭ116У и ТЭП70БС предложена и обоснована методика определения фактических нагрузочных характеристик тяговых электродвигателей. Полученные результаты позволяют уточнить параметры тяговой характеристики локомотива и могут использоваться при выполнении оперативных тяговых расчетов.

Рассмотрены вопросы, связанные с исследованием энергоемкости процессов осушки сжатого воздуха с применением различных марок цеолитов. Выполнен анализ теплофизических свойств рассматриваемых адсорбентов, определены условия проведения процессов адсорбции в виде задания диапазонов изменения скоростей движения сжатого воздуха через адсорбер, диапазона изменения относительной влажности атмосферного воздуха с учетом определенного класса чистоты сжатого воздуха в соответствие с нормативным документом. На основании полученных результатов, визуализированных в виде гистограмм, проведен анализ энергоэффективности рассматриваемых марок цеолитов, сформулированы выводы.

Авторы предлагают к рассмотрению новый подход к анализу формирования уровня качества некоторых композитных и других материалов при модификации их нанокомпонентами. Исследуются не только вопросы модификации свойств гетерогенных смесей и композитов, но и технологические способы и особенности производства самих модифицирующих компонентов. В качестве машин и агрегатов для производства наномодифицирующих компонентов, на примере производных графена, представлены защищенные технические решения в виде роторного модуля для гидроэксфолиации графита и барабанной мельницы. В качестве композитных материалов и изделий с новыми или улучшенными свойствами предложены премиксы с повышенной эффективностью использования, строительные бетоны с повышенными прочностными характеристиками, металлорежущий инструмент с повышенными демпфирующими свойствами, а также синтетические смазки и масла со сверхнизкой температурой замерзания. Сформулировано соответствие данных технологий общей концепции всеобщего управления качеством.

Рассмотрены основные проблемы ориентирования деталей с неявной асимметрией в традиционных механических дисковых бункерных загрузочных устройствах, при которых резко снижаются их надежность и производительность. Предложенные конструктивные решения обеспечат требуемые значения указанных показателей при захвате и ориентировании деталей формы тел вращения с неявной асимметрией. Показаны зоны допустимых значений основных конструктивных параметров захватывающих и ориентирующих органов, усовершенствованных механических дисковых бункерных загрузочных устройств. Разработанные конструктивные ограничения позволяют определить оптимальные параметры основных рабочих органов бункерных загрузочных устройств для широкой номенклатуры деталей с неявной асимметрией.

В наши дни одним из важнейших условий в развитии машиностроения является автоматизация производственных процессов. Основными составляющими производственного процесса считаются как автоматизированные технологические процессы механической обработки, так и сборки, при помощи которых достигается необходимая производительность и качество получаемых изделий. Использование автоматизированных систем, состоящих из универсальных станков, станков с ЧПУ, обрабатывающих центров, характерно как для серийного, так и для мелкосерийного производства. Для разработки операций на станках с ЧПУ и технологического процесса необходимы определённые подходы из-за их особенности: при использовании автоматического замкнутого цикла увеличивается значение машинного времени; влияние протекающего процесса при работе; величина числа операций; использование различных инструментов; наличие автоматической загрузки, обработки, разгрузки, контроль, транспортировка; исправление управляющих программ; быстрая переналадка; выполнение различных технологических операций на одном станке; применение базовых циклов; встраивание АСУ ТП в структуру организации; создание общего и частичного управления всем процессом.

Каждая компрессорная установка включает два агрегата – непосредственно компрессор и источник энергии (двигатель). Причем используется два типа двигателей: электродвигатели для компрессоров малой мощности и двигатели внутреннего сгорания для компрессоров большой мощности. Следует отметить, что практически на всех участках компрессорных станций уровни звукового давления превышают допустимые нормативные величины, в особенности у компрессоров большой мощности. В условиях эксплуатации компрессоров и двигателей снизить уровни шума в самом источнике не представляется возможным, поэтому была разработана методика виброакустического расчета для замкнутых помещений и фактически на этой основе обоснованы системы шумовиброзащиты операторов компрессорных станций по критерию выполнения санитарных норм на рабочих местах. Получающиеся в ходе расчета собственные моды колебаний распределяются по ширине соответствующих октав, серединой которых являются среднегеометрические частоты соответствующих октавных фильтров.

Методами физико-химического анализа – термогравиметрическим, рентгенометрическим, ИК-спектроскопическим исследована диаграмма состояния системы метафосфат меди – триоксид молибдена, в которой образуется соединение 2Cu(PO₃)₂∙4MoO₃. Изучалось использование присадки фосфоромолибдата меди для улучшения физико-химических свойств пластичных смазок, применяемых в узлах трения железнодорожной техники. Проводились триботехнические испытания созданных смазочных материалов с многофункциональной присадкой 2Cu(PO₃)₂∙4MoO₃. Рассмотрен механизм смазочного действия противоизносной, противозадирной, антикоррозионной присадки фосфоро-молибдата меди в модельных основах, в качестве которых использовали пластичные смазки: ЛЗ-ЦНИИ, применяемая в узлах трения железнодорожной техники, и ЦИАТИМ-201, предназначенная для узлов трения автомобильной и авиационной техники.

Рассмотрена перспективная силовая автоматическая трансмиссия, разработанная учёными РГУПС. В конструкции этой автоматической коробки перемены передач (АКПП) используется оригинальная, не имеющая аналогов муфта-шестерня, использующаяся в качестве фрикционного усилительного звена. Благодаря применению муфты-шестерни удалось увеличить КПД АКПП, ввиду того что практически отсутствуют разрывы потока передаваемой мощности, благодаря этому скорость включения передач увеличилась. Также был разработан алгоритм управления трансмиссией. Его принцип действия основан на движении электромагнита, перемещающегося параллельно герконам, которые являются активаторами для замыкания ключей. Электромагнит жестко закреплен на соленоиде, двигающемся вверх и вниз в соответствии с ростом или уменьшением напряжения, изменяющегося в большую или меньшую сторону за счет скорости вращения выходного вала двигателя. Конструкция схемы управления трансмиссией проста в исполнении и обладает высокой надежностью.

Рассмотрен вопрос оптимизации параметров проектирования объектов инфраструктуры. Проанализированы возможные признаки, по которым можно сгруппировать отдельные участки и направления железных дорог в кластеры, определены наиболее приоритетные из них применительно к вопросу проектирования. Исходя из задач, которые должны решать кластеры внутри полигонов, а также ряда принципов, сформулированных для выделения кластеров из полигонов железных дорог, предложен новый подход, который позволит синхронизировать процесс проектирования с перевозочным процессом. Кластеризация позволит повысить эффективность вложения финансов в развитие железнодорожной инфраструктуры и создать предпосылки для автоматизации процесса формирования набора технических и технологических параметров объектов.

Выполнен анализ оборота вагона в условиях государственного управления вагонным парком и рыночной экономики. Установлено, что в условиях советской экономики оборот вагона в действительности в большей степени характеризовал эффективность его использования и за его выполнением осуществлялся постоянный контроль. В рыночных условиях, когда весь вагонный парк находится в собственности множества компаний – операторов подвижного состава, оптимизация оборота вагона не отражается на доходности операторов от перевозок грузов, и, соответственно, по их мнению, не следует уделять должного внимания его ускорению. Отсюда следует вывод, что в условиях большого количества собственников подвижного состава оборот вагона перестал быть основным показателем качества эксплуатационной работы железных дорог. Как следствие, происходит рост встречного порожнего пробега, увеличение оборота вагона и локомотива, что ведет к дополнительным затратам ОАО «РЖД», вызывает потребность увеличения поездных локомотивов и бригад, усиления инфраструктуры из-за задержки большого количества поездов и др. Предложены меры по ускорению оборота вагона и повышению эффективности эксплуатационной работы транспорта.

Приводится обоснование необходимости разработки ряда моделей, используемых при формировании программ среднесрочного и долгосрочного развития парка средств измерений ОАО «РЖД». Представлены модели управления этапами жизненного цикла средств измерений ОАО «РЖД», включая модели создания научно-технического задела, разработки и производства средств измерений на основе использования дискретной полумарковской модели и логистической модели. Представлены результаты математического моделирования. Рассмотрены достоинства и недостатки предлагаемых математических моделей. Сделан вывод о дальнейших перспективах использования рассматриваемых полумарковских моделей при создании сложных технических систем и другой высокотехнологичной продукции.

Проект объединения корейских железных дорог необходим для конкурентоспособности международной логистики. Транспортный узел Пусан будет ключевым объектом на Транскорейской железнодорожной магистрали, которому в перспективе потребуется развитие для освоения увеличивающегося объема грузовых перевозок. Поэтому цель данной работы заключается в оценке эффективности мероприятий этапного развития транспортного узла Пусан. Задачи включают математическое описание этапного перехода между организационно-технологическими, техническими и инфраструктурными мероприятиями. Предмет исследования – железнодорожная, портовая и автотранспортная подсистемы транспортного узла Пусан. Работа выполнена с помощью математических методов исследования. В работе предложено создание Центра управления транспортного узла, который осуществляет оперативный обмен информацией с администрацией порта Пусан, компанией KORAIL, терминалами и контролирующими органами. Организация Центра управления транспортного узла повысит эффективность мультимодальных перевозок за счет исключения дублирования задач при управлении и передаче информации между субъектами транспортно-логистического процесса. В завершении статьи рассмотрен четвертый этап развития транспортного узла в виде создания нового транспортного узла или «сухого порта», а также описан экономический эффект для участников логистического процесса и транспортной системы Республики Корея.

В рамках реализации лабораторного комплекса «Виртуальная железная дорога» решается задача имитации движения поездов по реальному участку железной дороги с учетом исполнения нормативного графика движения поездов. Рассматриваются архитектура подсистемы и алгоритмы, которые реализуют имитационную модель автоматического движения поездов с возможностью исполнения нормативного графика, учитывая скоростные ограничения и сигналы автоматической локомотивной сигнализации (АЛСН). Представлена структура взаимодействия данной подсистемы с учебно-лабораторным комплексом «Виртуальная железная дорога» (ВЖД). Описаны алгоритмы работы программной имитационной модели движения поезда. Рассмотрены варианты работы алгоритмов при различных значениях кодов АЛСН. Уделено внимание описанию программных технологий, использованных при разработке конечного программного обеспечения. Приведено описание работы программного обеспечения и результаты его внедрения в рамках комплекса ВЖД.

Рассматривается новая технология интеллектуального мониторинга процессов железнодорожных перевозок с использованием динамического метода главных компонент. Она включает рекурсивный алгоритм вычисления главных признаков и три статистических критерия, используемых в механизме принятия решений. Применение предложенной схемы демонстрирует реализуемость и эффективность рекурсивных алгоритмов адаптивного мониторинга сложных слабоформализованных процессов в онлайн-режиме.

Поскольку в большинстве технологических процессов происходят медленные, эволюционирующие изменения, такие как старение напольного оборудования, дрейфы датчиков, периодическое обслуживание и модернизация технических средств, ожидается, что предложенная в статье схема адаптивного мониторинга найдет широкое применение на железнодорожном транспорте.