Рассматривается задача обеспечения автоматического управления динамическими объектами, входящими в состав интеллектуальной транспортной системы и функционирующих в различных режимах, что требует повышения эффективности используемых законов управления с целью сохранения быстродействия, устойчивости и др. Исходная система представлена в виде уравнений Лагранжа 2-го рода, на которую наложены ограничения, гарантирующие полную управляемость системы. Для построения управления применяется принцип декомпозиции, разбивающий систему с n степеней свободы на n независимых подсистем с ограниченными возмущениями. В работе построен интеллектуальный закон управления подсистемой с априорно неизвестными возмущениями на основе квазиоптимального по быстродействию закона и закона, обеспечивающего максимизацию области притяжения, с использованием нечеткого логического вывода. Проведено моделирование на примерах с различными нелинейными видами возмущений. Анализ результатов моделирования показывает, что построенный закон управления обеспечивает достижение окрестности терминальной точки за время, близкое к оптимальному, при этом в сравнении с известным квазиоптимальным по быстродействию законом управления предлагаемый закон не входит в колебательный режим вблизи терминальной точки, а также не имеет точек разрыва на траектории движения нелинейной динамической системы. Показано, что применение принципа декомпозиции позволяет построить интеллектуальные законы управления для системы с несколькими степенями свободы.

Для повышения эффективности принятия решений при диагностировании промышленного оборудования предложен подход к проверке базы знаний (БЗ), содержащей смешанные продукционные правила (СПП), интеллектуальных систем диагностирования оборудования. Представлена классификация структурных ошибок в БЗ с их определением и представлением в виде ориентированного графа, а также рекомендациями по их устранению. Данный подход позволит уменьшить объем БЗ, что сделает процесс поиска более эффективным и облегчит организацию управления выводом. Приведены фрагменты экранных форм разработанной программной системы автоматического поиска структурных ошибок в БЗ. Программная система позволит безошибочно удалять лишние правила без потери полезной информации.

Рассмотрена возможность использования интеллектуального алгоритма управления на основе условия максимума функции обобщенной мощности и аппарата нечеткой логики в задаче автоматического управления скоростью электровоза нового поколения с асинхронным тяговым двигателем. Построен автоматический регулятор скорости электровоза, проведено моделирование движения пассажирского поезда с локомотивом ЭП20 с заданной скоростью на участках Москва – Рязань и Москва – Адлер с соответствующем профилем пути. Анализ результатов моделирования позволяет сделать вывод, что разработанный интеллектуальный алгоритм управления можно использовать при построении системы автоматического управления (САУ) скоростью электровоза нового поколения с асинхронным тяговым двигателем для обеспечения движения с заданной скоростью в различных режимах работы локомотива в условиях априорно неизвестных воздействий.

В исследовании проводится анализ как теоретических, так и технологических основ действующей технико-технологической модели управления перевозочным процессом на полигоне в направлении портов Азово-Черноморского бассейна (АЧБ). Выполнен анализ объемов местной работы, объемов поступления вагонопотоков по стыкам дороги, на основании которого даны предложения по оптимизации модели управления перевозочным процессом с учетом «узких» мест по продвижению вагонопотоков. Цель работы - на основании существующей модели управления перевозочным процессом, имеющихся ограничений пропускной способности, проводимых мероприятий по развитию транспортной инфраструктуры, динамики поступления вагонопотоков по стыкам в адрес конкретных припортовых станций и их доли маршрутизации сформировать предложения по организации продвижения вагонопотока в адрес АЧБ с вынесением предложений по корректировке модели управления перевозочным процессом на полигоне Северо-Кавказской железной дороги в направлении припортовых станций.

Увеличению числа и потенциала транспортных коридоров способствует динамика глобального рынка. Рассматриваемый в работе транспортный коридор «Север - Юг» является одним из стратегических в обеспечении товаропотока в направлении Индия - Иран - Азербайджан - Россия - Европейский союз.

Проведен прогнозный анализ динамики развития грузооборота транспортного коридора, определены драйверы и барьеры его развития в условиях изменений геополитического и экономического окружения рынков. Уделено внимание вопросам сбалансированного развития потенциала транспортных коридоров с учетом формирования узловых транспортно-логистических центров в пересечениях меридиональных и широтных коридоров.

Показано, что железнодорожный транспорт в МТК «Север - Юг» в его российском сегменте становится ключевым фактором развития и конкурентоспособности перевозок по сравнению с альтернативными маршрутами. Рассмотрены вопросы конкурентоспособности контейнерных перевозок МТК «Север - Юг» в условиях роста мультимодальности и роста контейнеропригодных грузов. Перспективы развития МТК «Север - Юг» в будущем зависят от активных организационных решений в обеспечении планирования и регулирования потоков, исключающих международные барьеры в его развитии, а также внедрения цифровых технологий мониторинга и управления потоками.

Представлены результаты исследования ключевых показателей эффективности в контексте стратегического развития и постановки целевых результатов деятельности компании. Раскрыто содержание системы сбалансированных показателей и ключевых показателей эффективности, а также специфика приведенных показателей в сфере транспортно-логистической деятельности. На основе анализа действующих KPI выявлены проблемы взаимодействия подразделений ОАО «РЖД» при выполнении перевозочного процесса и сформулированы новые сквозные KPI, позволяющие устранять «узкие места» в управлении Единым сетевым технологическим процессом. Деятельность дирекции управления движением определена как результирующая в управлении эффективностью сквозного процесса. Сформулированы требования к моделированию бизнес-процессов ОАО «РЖД» на основе управления KPI.

Предложены методические принципы выбора маршрутов для организации регулярного контрейлерного сообщения, учитывающие особенности перевозок генеральных грузов автотранспортом. Для выявления наиболее востребованных полигонов железных дорог, на которых целесообразна организация контрейлерного сообщения, была проанализирована сеть автомобильных дорог и маршруты следования автомобильного транспорта, максимально соответствующие железнодорожным линиям. На основе анализа статистических данных были определены маршруты передвижения автопоездов и регионы с наибольшей частотой их присутствия. Выявлены направления наиболее интенсивной загрузки федеральных автомобильных трасс автопоездами. Дана оценка технико-технологическим возможностям железнодорожной инфраструктуры, а также готовности терминально-логистических объектов к организации регулярного контрейлерного сообщения. В результате исследования были определены основные маршруты для организации регулярного контрейлерного сообщения с учётом специфики организации данных перевозок и взаимодействия с инфраструктурой автомобильного транспорта. Полученные результаты могут быть использованы для обоснования системы организации контрейлерного сервиса на сети российских железных дорог, в том числе для определения его ключевых потребителей.

Выполнен анализ прохождения сигнала со сложной двоичной амплитудной манипуляцией через нелинейный частотно-селективный усилитель. Получены выражения для спектра амплитудно-манипулированного сигнала. Записаны формулы для основных гармоник выходного сигнала в виде отрезков функциональных рядов Вольтерра. Проведено компьютерное моделирование схемы входного усилительного устройства приемника радиостанции Motorola GP300 с помощью методов численного интегрирования и функциональных рядов Вольтерра. Получен спектр и временная функция выходного сигнала при различных параметрах частот и амплитуд манипулированного сигнала. Оценена вероятность ошибки в зависимости от частоты огибающей амплитудно-манипулированного сигнала. Выполнен анализ коэффициента усиления и исследовано влияние амплитуды сигнала на степень искажения информации при прохождении через усилитель.

В настоящее время в нефтегазовой отрасли широко внедряются современные средства управления технологическими процессами, системы противоаварийной защиты, образующие вместе с технологическим оборудованием автоматизированные технологические комплексы (АТК) и позволяющие в значительной степени снизить риски возникновения аварийных ситуаций.

Развитие технологического процесса на нефтеперерабатывающих предприятиях повышает требования к быстродействию, надежности и универсальности автоматизированных систем противоаварийной защиты.

В связи с этим возникают три основных направления исследования данной проблематики:

-          во-первых, получение, обработка и выдача информации о режиме работы автоматизированной системы противоаварийной защиты (АСППЗ);

-          во-вторых, управление алгоритмом функционирования противоаварийной защиты (ПАЗ) с помощью команд, задаваемых АСППЗ;

-          в-третьих, диагностирование ПАЗ во время технологического процесса.

Сложность разработки систем безопасности обусловлена ростом технологических процессов. Сегодня при проектировании и разработке автоматизированных систем противопожарной защиты необходимо внедрять искусственный интеллект, чтобы системы функционировали по назначению. Целью данного исследования является создание основы математической модели автомата управления противоаварийной защитой технологической установки полимеризации.

Представлен подход к построению цифровых двойников бизнес-процессов энергообеспечения тяги поездов на полигонах железных дорог. Подход основан на матричной структуре представления бизнес-процессов грузовых перевозок и их обеспечения со стороны центральных дирекций ОАО «РЖД». В качестве формы построения цифровых двойников (моделей) предложено использовать функционалы, а в качестве параметров цифровой модели - показатели, имеющие наибольший уровень корреляционной взаимосвязи с фактическим показателем энергообеспечения тяги поездов. В качестве показателей бизнес-процессов рассматривались: расход электроэнергии на тягу поездов; удельный расход электроэнергии на тягу поездов; небаланс электроэнергии; работа в электротяге; участковая скорость; средний вес грузового поезда и другие.

Статья посвящена исследованию режимов оптимального торможения асинхронным электроприводом с использованием принципа максимума. Критерием оптимизации выбран минимум квадрата питающего электродвигатель напряжения. Управляющими воздействиями являлись частота и амплитуда питающего напряжения. При расчетах использовалась математическая модель обобщенной электрической машины. Определено, что для случаев, когда требуется сокращение времени торможения асинхронного электропривода в соответствии с условиями работы электрооборудования, необходимо учитывать, что сокращение времени торможения приведет к увеличению электрических потерь в обмотках асинхронного двигателя и росту амплитудных значений тока и электромагнитного момента. Увеличение времени торможения позволит уменьшить электрические потери. Зависимость электрических потерь в обмотках асинхронного двигателя от времени оптимального торможения не линейна, следовательно, время торможения целесообразно выбирать на пологом участке этой зависимости.

Психологические аспекты безопасности трудовой деятельности становятся все более актуальными, несмотря на автоматизацию производственных процессов, человек был и остается постоянным участником и одновременно самым уязвимым элементом в системе «человек - машина». На сегодняшний день положение дел с производственным травматизмом в хозяйстве электрификации и электроснабжения свидетельствует о том, что уровень культуры безопасного труда не достиг того положения, когда безусловное выполнение основных требований безопасности является обязательным для всех работников. В статье рассмотрены вопросы формирования методики анализа и оценки профессиональных рисков с учетом влияния человеческого фактора как действенного инструмента по снижению травматизма.

Учет влияния атмосферы на результаты астрономических, геодезических, фотограмметрических работ, а также дистанционного зондирования является актуальной задачей при реализации различных научных и практических проектов современности. Использование современных средств и методов геодезических измерений, изменяющиеся параметры атмосферы Земли вследствие природных и антропогенных процессов, повышение требований к точности полученных результатов обусловливают необходимость разработки более совершенных способов учета влияния рефракции и замедления скорости электромагнитных волн на точность измерений как в световом, так и в радиодиапазоне. В работе показана необходимость учета влияния рефракции на измеряемые расстояния при зенитных расстояниях более 45 градусов. Предложена формула для высокоточного определения поправок из-за влияния рефракции в измеренные радиооптическими системами расстояния.

Изменение нормативных параметров в конструкции пути и его элементах, а также изменение технологии производства работ приводит к изменению характера взаимодействия подвижного состава и элементов пути, изменению вида и характеристик различных неисправностей, в особенности для условий интенсивной эксплуатации пути. Расчетами (с учетом моделирования) установлено, что для исправной и работоспособной конструкции пути коэффициент запаса прочности по напряжениям в наиболее нагруженном поперечном сечении рельса составляет 1,7 при жестком (стабилизированном) подрельсовом основании, 1,3 при слабом (мягком, сразу после ремонта подрельсовом основании). Как при слабом, так и при жестком подрельсовом основании в случае разрушения принимающей шпалы или её отсутствии коэффициент запаса прочности составил 0,82. В настоящее время, учитывая сравнительно невысокую трудоёмкость выполнения работ с применением регулировочных прокладок (карточек) на локальных участках, а также сравнительно короткий промежуток времени, необходимый для выполнения этих работ, данный способ получил широкое распространение для устранения неисправностей в виде локальных просадок, перекосов, других отклонений положения рельсовых нитей железнодорожного пути в профиле. На предварительной стадии установлено, что следствием уменьшения подрельсовой опорной площадки при использовании регулировочных прокладок (карточек) является уменьшение модуля упругости подрельсового основания на 7-15 % и увеличение на 8-12 % усталостных процессов деградации рельсовой стали.

Рассмотрены нормативные документы и иные открытые источники, в которых приведены нормы продолжительности строительства мостовых сооружений в зависимости от их вида и параметров. Выполнен анализ сроков строительства мостовых сооружений, которые имели полную длину от 30 до 1800 м. В результате анализа определены сроки строительства в основной и подготовительный периоды, получены средние значения продолжительности на погонный метр сооружения. На основе полученных данных из нормативных документов и открытых источников построены графики зависимостей продолжительности строительства от протяженности мостового сооружения. По совокупности полученных данных построены графики минимальных, максимальных и средних сроков строительства. Полученные значения были сопоставлены со сроками, затраченными на восстановление реальных объектов (мостовых сооружений), которые были разрушены в результате воздействий природного характера.

Рассматривается реализация проекта автоматического управления маневровыми локомотивами при работе на сортировочной станции. Приведена информация о реализованном проекте модернизации тепловозов ТЭМ7А для возможности диагностирования оборудования локомотива при работе в беспилотном режиме. Представлена структурная схема бортового оборудования маневрового тепловоза ТЭМ7А, имеющего возможность эксплуатироваться в автоматическом режиме под управлением систем верхнего уровня, а также осциллограммы результатов математического моделирования процессов надвига и роспуска составов. Приведены результаты опытных поездок локомотива с разработанным алгоритмом на сортировочной станции Лужская Октябрьской ж. д. (с различными скоростями движения и массами состава).

Представлена конструкция раздвижной колесной пары для вагонов, обращающихся в межгосударственном сообщении с разной шириной колеи. Представлены основные элементы разработанной раздвижной колесной пары, рассмотрено их взаимодействие при смене ширины колеи. Отличительной особенностью предлагаемой конструкции является использование в качестве фиксаторов стопорных пластин, которые работают исключительно на срез без сдвигающих усилий и дополнительно прижимаются к пазам за счет центробежной силы инерции при вращении колеса, что обеспечивает фиксацию колес при движении в случае поломки механизма Данная конструкция характеризуется компактностью конструкции, повышенной надежностью и долговечностью. Также предложена инфраструктура железнодорожной станции для обеспечения смены колеи.

Методами математического описания и расчета обосновано преимущество реализации тормозной кривой пассажирского поезда с обеспечением постоянного коэффициента запаса по нажатию, определенного ранее для обеспечения одинаковых условий по свойству заклинивания колесных пар (юза) на всем периоде торможения. Выведена зависимость ускорения торможения от данного коэффициента. Решением интегральных уравнений для типовых параметров поезда построены зависимости пройденного пути от скорости (тормозная кривая), ускорения торможения от скорости и времени торможения при постоянстве указанного коэффициента. Названные характеристики были сравнены с аналогичными параметрами при реализации других способов управления торможением на одном и том же тормозном пути: при постоянном ускорении и постоянном тормозном нажатии (постоянном давлении в тормозной магистрали). Показана эффективность предлагаемого метода торможения в сравнении с вышеописанными.

Тематика статьи обусловлена необходимостью организации перевозок застывающих наливных грузов на территории Российской Федерации при отрицательных температурах. К таким грузам можно отнести котельные и флотские мазуты, крекинг-остатки, тяжелые нефтяные масла, гудроны и нефтебитумы и др. Рассматривается способ, обеспечивающий создание первичных каналов в застывшей массе нефтепродукта с возможностью использования как пароразогревающей системы, так и электро-разогревающей системы, оборудованных линейными нагревательными элементами. Устройство обеспечивает быстрый размыв затвердевшей фракции, проводимый практически одновременно с выгрузкой. Предлагаемые мероприятия, направленные на повышение устойчивости движения вагона-цистерны или автомобильной цистерны, а также снижение затрат времени и тепловой энергии при выгрузке застывающих наливных грузов, легко осуществимы.

Повышение надежности и гарантирование бесперебойной работы железной дороги - это задача, решение которой лежит в области функциональных возможностей магнитоиндукционных датчиков. Результаты данного исследования получены на основе многолетнего опыта эксплуатации магнитоиндукционных датчиков в системах железнодорожной автоматики (ЖАТ). Был изучен алгоритм идентификации дефекта колеса, основанного на выделении полезного сигнала, а также определение сигнала, соответствующего определенному типу дефекта. Результаты исследования позволили сформулировать план модернизации магнитоиндукционных датчиков с перспективой объединения их в систему мониторинга, которая будет непрерывно диагностировать техническое состояние поверхности качения колес подвижного состава при движении над датчиком. Внедрение данной методики анализа позволит диагностировать изъяны железнодорожных колесных пар непосредственно на маршруте следования поезда и гарантирует снижение аварийности на железных дорогах нашей страны. Также разрабатываются алгоритмы сигналов, соответствующих конкретному дефекту, и внедрение разработанного программного обеспечения для расширения функциональных возможностей магнитоиндукционных датчиков.

Рассмотрена разработка математических моделей напряженно-деформированного состояния металлических опор контактной сети железных дорог. В качестве математического аппарата использованы методы теории планирования эксперимента. Напряженно-деформированное состояние характеризуется максимальным напряжением в элементе по Мизесу, максимальным продольным нормальным сжатым и растянутым напряжением, деформацией элемента. Входными переменными выступают сжимающая/растягивающая сила, наличие повреждения на элементе, его длина и площадь поперечного сечения, дополнительная сила в поперечном направлении. Проведен полный факторный эксперимент из 32 опытов. Опыты проведены с использованием программного комплекса конечноэлементного моделирования Femap. По результатам опытов с помощью эконометрического пакета Gretl построены четыре математических модели регрессионного типа. С их помощью выявлены факторы, оказывающие наиболее сильное влияние на напряженно-деформированное состояние.

Работа посвящена исследованию новых керамополимерных покрытий, сформированных методом микродугового оксидирования (МДО), при трении в экологически безопасных смазочных материалах, в качестве которых использовали полиальфаолефин (ПАО), полиэтиленгликоль (ПЭГ) и диизотридецил адипат (ДИТА). Формирование покрытий производили в слабощелочном электролите с добавлением суспензии фторопласта при использовании цикличного режима. Для улучшения прочности сцепления фторопласта с оксидной матрицей производили дополнительную термическую обработку. Полученные керамополимерные покрытия состоят из оксидной матрицы с внедренными в нее частицами фторопласта. Проведенные испытания показали, что новые керамополимерные покрытия имеют улучшенные триботехнические характеристики относительно традиционных МДО-покрытий при трении как по стали, так и по одноименной поверхности.

Рассмотрена возможность применения в узле связи буксового рычага с рамой тележки скоростного электропоезда гидроблока, имеющего частотно-зависимую характеристику радиальной горизонтальной жесткости. Конструкция гидроблока позволяет комбинировать низкие значения продольной жесткости при движении в кривых участках пути с высокими значениями продольной жесткости, необходимыми для устойчивости движения с высокой скоростью. С увеличением скорости движения железнодорожного экипажа частота горизонтальных колебаний колесной пары увеличивается, что приводит к возрастанию динамической жесткости гидроблока и обеспечению высокой критической скорости экипажа. Движение в кривых участках пути, напротив, осуществляется с меньшими скоростями движения и частотами колебаний колесной пары. Подбор оптимальных параметров гидроблока позволяет обеспечить как высокий запас устойчивости, так и уменьшение угла набегания колесной пары при движении в кривых участках пути и, как следствие, снижение износа поверхностей колеса и рельса.