Preview

Мир транспорта

Расширенный поиск
Том 18, № 3 (2020)
Скачать выпуск PDF

ВОПРОСЫ ТЕОРИИ

6-26 47
Аннотация

Статья описывает применение моделей информационных вероятностных ситуаций для решения задач управления движением на железной дороге. Раскрывается содержание ситуационного управления. Показано различие между визуальной и «слепой» ситуацией при движении транспорта.

Информационная ситуация вокруг подвижного объекта может быть детерминированной и стохастической. Вводится понятие «стохастическая управленческая информационная ситуация». Выбор альтернатив в стохастических управленческих ситуациях характеризуется организационной, технологической и информационной неопределённостями. Это мотивирует разработку методов и алгоритмов управления, учитывающих неопределённость и многокритериальность при управлении подвижными объектами в таких ситуациях. Ситуационное управление может быть использовано в автоматизированном, кибер-физическом и интеллектуальном управлении.

Статья предлагает модель управления подвижными объектами, основанную на вероятностном подходе в стохастической ситуации и учёте ряда стохастических факторов. Модель основана на расчёте вероятности существования препятствия на пути движения транспортного объекта. Такая модель может применяться в условиях плохой видимости и возможности получения ошибочной информации от датчиков. Статья даёт систематику вероятностных характеристик стохастической информационной ситуации, сопровождающей подвижный объект. Обосновано применение дихотомического и оппозиционного анализа при изучении препятствий на трассе движения. Модель обнаружения постороннего объекта на трассе движения строится на предположении наличия достоверной и ошибочной информации. В качестве основы анализа используется теория Демпстера–Шафера. Модель стохастической информационной ситуации использует вероятностные характеристики наличия препятствия на трассе. Вероятность существования объекта оценивается с помощью теоремы Байеса. Предлагаемая модель учитывает три фактора стохастической ситуации: информационную неопределённость в сигнале, ложные сигналы, погрешность измерений датчиков. Область применения данной ситуационной модели: цифровая железная дорога, интеллектуальные транспортные системы, транспортные кибер-физические системы.

28-43 42
Аннотация

Цель статьи – получение зависимостей, связывающих затраты времени пассажиров на поездки транспортом общего пользования с основными факторами, формирующими элементы этих затрат. При написании статьи использованы методы аналитического моделирования, математической и транспортной статистики, обзорно-аналитического и логического анализа, методологии транспортных исследований.

Рассмотрены математические модели определения затрат времени пассажиров на совершение поездок в городах с использованием транспорта общего пользования. Обращено внимание на формирование каждого из элементов затрат времени на поездку и взаимосвязи этих элементов друг с другом. Такими элементами являются: время пешего подхода к остановочному пункту отправления и пешего отхода от остановочного пункта прибытия до цели поездки; время ожидания посадки в транспортное средство; время следования в транспортном средстве по маршруту. Установлены зависимости указанных элементов от факторов, формирующих затраты времени. Исследовано увеличение затрат времени на ожидание посадки в транспортное средство в зависимости от сокращения планового числа транспортных средств на маршруте из-за сходов с линии. Приведённые модели могут использоваться при транспортном планировании и оценке качества перевозок городским транспортом по показателю затрат времени пассажирами на поездки.

44-52 31
Аннотация

Современные технологии умной мобильности дают возможность решать проблемы городского транспорта, что позволяет улучшить качество городских перемещений, повысить доступность транспорта и обеспечить его эффективность. Цель исследования состоит в том, чтобы выявить ключевые тренды научных исследований по теме умной мобильности в научной литературе за последние годы. Автором с использованием программы VOS Viewer был выполнен библиометрический анализ публикаций, размещённых в базах данных Web of Science и Scopus и содержащих ключевые слова, связанные с умной городской мобильностью.

Для всего массива отобранных публикации были проанализированы: совместное цитирование, перекрёстные ссылки, совместно используемые ключевые слова, совместное авторство. В результате была построена карта связей публикаций в сфере умной мобильности с определением существующих отношений между ключевыми словами и авторами в этой сфере. Также была построена карта кластеров, которая отображает близость публикаций друг к другу. Кластер образует группа тесно связанных по темам, авторам и ключевым словам исследований. Была проведена кластеризация публикаций и выделено шесть кластеров, каждый из которых отражает одно перспективное направление исследований в сфере умной мобильности. Полученные результаты позволяют установить перспективные направления умной мобильности путём автоматизированной обработки высококачественного массива публикаций. Результаты могут быть использованы городскими властями, транспортным бизнесом и научными исследователями для обзора и анализа перспективных технологий умной мобильности и обоснования решений в сфере городского транспортного планирования.

НАУКА И ТЕХНИКА

54-71 34
Аннотация

В статье проанализированы механизмы вылета щебня при высокоскоростном движении. Целью работы является исследование и выявление основного механизма вылета щебня из балластной постели. Обосновано, что им является выдавливание частиц из верхнего слоя гранул и их подъём над щебёночной постелью в результате действия продольных и поперечных напряжений в балласте, а наиболее вероятным местом их вылета является граница контакта шпал и верхнего слоя щебёночной постели.

Представлена физика этого процесса, состоящая в подъёме балласта турбулентными вихрями, «взвешивании» частиц щебня над постелью под действием вибрации, в соударении движущихся частиц и процессе выдавливания и вылета гранул балласта.

Показаны причины возникновения горизонтальных и поперечных напряжений в щебёночном балласте.

72-83 20
Аннотация

Связь с подвижными объектами на железнодорожном транспорте осуществляется только по радио, поэтому представляет интерес вопрос максимизации её частотной эффективности и помехоустойчивости. Этого можно добиться, используя двукратную абсолютную ФМн (ДФМн) на 180˚, однако на практике она до сих пор не используется из-за обратной работы обоих когерентных детекторов её сигналов.

Целью данной статьи является разработка когерентного детектора без обратной работы, что позволяет использовать его на практике без снижения помехоустойчивости, также предложен фильтро-фазовый метод формирования одной боковой полосы частот с фазовой манипуляцией на 180˚ (ОБП ФМн), эквивалентный ДФМн по частотной эффективности.

Предложенный когерентный детектор сигналов ДФМн включает в себя формирователь опорного колебания (ФОК) из входного сигнала, два когерентных детектора и введённые последетекторные блоки, устраняющие обратную работу этих когерентных детекторов. Однополосная ФМн формируется по клиппированному речевому сигналу и его квадратуре.

84-106 39
Аннотация

Анализ эффективности транспортных систем, использующих сжиженный природный газ (СПГ) в качестве топлива, невозможен без комплексного понимания объёмов потерь топливного СПГ от испарения в ходе основных технологических операций: перевозки (хранения), бункеровки и захолаживания топливных ёмкостей. Несмотря на активное развитие водного и наземного газомоторного транспорта, практические подходы для получения соответствующих оценок в широком диапазоне характеристик грузовых ёмкостей ранее не публиковались.

Целью настоящей работы является анализ потерь СПГ в автомобильных, железнодорожных и судовых цистернах (вместимостью до 5600 м3), а также в танк-контейнерах при условии хранения СПГ с избыточным давлением около 5–7 атмосфер.

В работе в качестве метода использовано численное моделирование. Процесс испарения СПГ описывается с помощью моделей теплообмена между жидкой фазой СПГ, его парами, а также грузовым танком и внешней средой. Это позволяет моделировать поведение и фазовые превращения СПГ при его хранении в ёмкости, а также в ходе основных технологических операций.

Численное моделирование термодинамических процессов при хранении СПГ производится с помощью компьютерной имитационной модели, реализованной в среде AnyLogic. Количественные оценки потерь СПГ при бункеровке и захолаживании топливных танков получены на основе аналитических расчётов.

Анализ чувствительности созданных моделей к различным параметрам, а также массовые численные расчёты позволили построить регрессионные зависимости для определения потерь СПГ в ходе рассматриваемых операций. Полученные зависимости могут быть использованы для поиска наиболее эффективных конфигураций системы малотоннажной перевозки СПГ, а также для выполнения экономических оценок целесообразности использования СПГ в качестве топлива на водном и наземном транспорте.

ПРОБЛЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

108-119 35
Аннотация

Устойчивое развитие любой из систем невозможно без долгосрочного планирования. Механизмом реализации долгосрочного планирования в части транспортного обслуживания населения является разработка соответствующих документов транспортного планирования, а именно: программ комплексного развития транспортной инфраструктуры, комплексных схем организации дорожного движения, комплексных схем организации транспортного обслуживания населения общественным транспортом.

Настоящая статья посвящена рассмотрению характерных ошибок, которые могут быть допущены разработчиками соответствующих документов. Целью статьи является освещение ключевых ошибок, направленное на снижение их количества, и, соответственно, повышение качества разрабатываемых документов.

При подготовке статьи использовался сравнительный анализ разработанных и утверждённых органами власти крупных и крупнейших городов документов транспортного планирования и требований к их содержанию, установленных нормативными документами.

В статье, на основе использования российского опыта, приведена разбивка по ключевым обязательным разделам документов транспортного планирования, и для каждого из них выделены характерные ошибки при подготовке. В конце статьи приведены ключевые направления снижения рисков при разработке и утверждении документов транспортного планирования. Общие подходы, выявленные в результате исследования, носят в значительной мере универсальный характер и могут быть применены не только в отношении проанализированного свода документов, а также и в других странах.

120-133 37
Аннотация

В статье рассматривается процесс планирования работы городского транспорта в форме комплексной транспортной схемы (КТС), являющейся транспортной частью генерального плана развития города и рассматривающей вопросы организации городского транспорта. Цель статьи – сформулировать основные направления разработок в сфере транспортного планирования на основе современного отечественного и зарубежного опыта и знаний, в том числе с использованием ретроспективного анализа изменений в сфере планирования городского транспорта.

Анализ представлен для условий Российской Федерации, особенностями которых являются относительно поздняя (по сравнению со странами Европы и США), но быстро протекающая автомобилизация страны, изменение квалификационного состава специалистов, работающих в сфере планирования городского транспорта, определённая потеря опыта и умения разработки КТС за последние годы.

Предложенные выводы представляют собой краткое описание концепта общего инструментария, схем и наиболее перспективных методов разработки подходов к развитию комплексных транспортных схем и требуют дальнейших углублённых исследований по каждому направлению.

134-147 26
Аннотация

В современных рыночных условиях особая роль в деятельности компаний, направленной на повышение их конкурентоспособности, принадлежит эффективности корпоративного управления. Это в полной мере относится и к деятельности зарубежных и российских транспортных компаний.

Одной из крупнейших в мире транспортно-логистических компаний является холдинг «Российские железные дороги». Учитывая масштабность деятельности ОАО «РЖД», в том числе обусловленную протяжённостью и пространственно-географической распределённостью сети, вовлечённость компании в решение крупных социально-экономических задач, и в контексте изучения опыта ведущих мировых транспортных компаний целесообразно обобщение опыта формирования корпоративной политики ОАО «РЖД», структуры и процессов модернизации системы корпоративного управления.

В предлагаемой статье содержится составленный на основе опубликованных корпоративных документов обобщённый обзор и краткий анализ данных вопросов, который может служить основой для дальнейших исследований.

148-162 32
Аннотация

Процесс выгрузки железорудного сырья металлургического комбината в адрес агломерационной фабрики долгое время не был предметом специального рассмотрения. За прошедшие годы условия металлургического производства претерпели определённые изменения – произошла его интенсификация, которая влечёт за собой необходимость переоценки параметров стабильной работы агломерационного производства.

Целью представленного исследования является рассмотрение вопросов возможного технико-технологического улучшения, гармонизации транспортных потоков с требованиями основного процесса производства. Для достижения данной цели используется методика, основанная на применении методов математического моделирования, в частности, математического аппарата линейного программирования, графоаналитического метода, метода теории вероятности.

Первостепенную позицию занимают вопросы процесса выгрузки, хранения железорудного сырья, его подготовки к агломерационному производству.

В статье представлены основные позиции процесса оптимизации выгрузки агломерационной шихты металлургического комбината. Приведена общая характеристика технологии металлургического производства и каждого процесса в частности. Более подробно рассмотрен агломерационный процесс. Приведены таблицы исходного железорудного сырья для агломерационного производства за определённые отчётные периоды, в целях наглядности данные одной из таблиц сведены в диаграмму. Рассмотрена схема стандартного склада руды эстакадного типа, на которой последовательно показаны основные процессы агломерационного производства от подачи сырья на вагоноопрокидыватель до попадания посредством ленточного конвейера в штабель, а далее – в приёмные бункеры. Также в статье приведён пример формирования штабелей железорудного сырья с использованием марганцовистого известняка.

В основу исследования закладывается динамическая транспортная задача с задержками (ДТЗЗ), учитывающая время движения грузов, динамику объёмов производства по времени, динамику потребления, запасов у поставщиков и потребителей, стоимости перевозок и хранения, стоимости убытков потребления. В данном исследовании есть несколько монозадач с моногрузом, которые накладываются друг на друга, образуя мультипликативное наложение однопродуктовых задач.

БЕЗОПАСНОСТЬ

164-173 35
Аннотация

Рассматривается проблема количественного анализа безопасности микроэлектронных и микропроцессорных систем железнодорожной автоматики и телемеханики. Проблема остаётся актуальной, так как предметом анализа безопасности являются редко происходящие, но очень опасные события. В качестве основных характеристик безопасности выбраны риск и значимость отказа. Определение значимости отказа выбрано по стандарту MIL-STD‑1629A как наиболее адекватное.

Приведены расчётные выражения для значимости отказа. Вероятность возникновения опасного отказа получена методом модельного анализа. Вероятность перерастания отказа в аварию предлагается рассчитывать методами сценарного анализа путём построения древа событий. Приведены расчётные соотношения для рейтингов нарушений, позволяющие сравнивать опасные отказы и аварийные последовательности, в которые отказ может перерасти. Оценка риска эксплуатации систем железнодорожной автоматики выбрана не связанной с экономическими категориями, удобная для нормирования. Она основана на вероятностных представлениях о природе риска и рассчитывается методами теории вероятности. Разработанные расчётные соотношения и модели позволяют анализировать выполнение функций систем обеспечения безопасности движения поездов методами, общими для систем управления, но вместе с тем отражающими особенности работы железнодорожной автоматики.

174-188 50
Аннотация

Беспилотные летательные аппараты (БПЛА), также известные как дроны или беспилотники, получают всё большее практическое применение в современном обществе, в том числе как инструменты реализации концепций «умного города», «умного здравоохранения», «умной индустрии», Интернета вещей, 3D‑картографии, цифрового транспорта. Но, в настоящий момент, применение БПЛА на определённых объектах, в том числе и транспортной инфраструктуры (ОТИ), в первую очередь, в аэропортах, невозможно в силу существующих ограничений, вызванных угрозами безопасности, возникающими при полёте БПЛА.

Авторами в данной работе была поставлена цель предложить решение, позволяющее начать эксплуатацию беспилотных летательных аппаратов на объектах транспортной инфраструктуры, в настоящий момент закрытых для полётов БПЛА.

Для достижения цели работы, с применением анализа и синтеза, сравнения и обобщения, сформулированы факторы и условия безопасного применения БПЛА на ОТИ, с учётом которых разработаны метод повышения безопасности движения беспилотных летательных аппаратов и реализующая его система контроля маршрутов беспилотных летательных аппаратов.

Предложенная система делает возможным безопасно применять БПЛА на ОТИ за счёт ограничения зоны их полёта строго в обозначенном коридоре, что позволяет исключить угрозу столкновения БПЛА с другими транспортными средствами (ТС), эксплуатируемыми на ОТИ, опасными элементами ОТИ, людьми и т.д.

Для функционирования системы не требуется электроэнергия, что позволяет внедрять систему без создания вспомогательной энергообеспечивающей инфраструктуры.

Практическое применение предложенной системы и, как следствие, внедрение большего количества возможностей, возникающих при применении БПЛА, способно генерировать на объектах транспорта принципиально новые технологические процессы и структуры, что является одним из направлений создания транспортной инфраструктуры следующего поколения, основанной на IoT и искусственном интеллекте.

КОЛЕСО ИСТОРИИ

190-213 39
Аннотация

Строительство Великого Сибирского пути – героическая страница нашей страны. В статье рассматриваются главные вехи эпохальной стройки. В 1837 году в России ещё не было железных дорог, а уже начали поступать предложения по строительству Транссиба. Заинтересованное правительство неоднократно обсуждало этот вопрос. Показательно мнение министра финансов А. И. Вышнеградского: «Сибирская железная дорога нужна, но в стране есть более важные вопросы». Положение кардинально изменилось в 1892 г. с назначением министром финансов С. Ю. Витте. Он нашёл необходимые деньги, фактически руководил стройкой и занимался переселение людей в Сибирь. Статья с помощью большого числа иллюстраций показывает беспрецедентный масштаб железнодорожного строительства в трудных природных условиях и в сжатые сроки.

214-224 22
Аннотация

Статья посвящена Евгению Оскаровичу Патону – выдающемуся советскому учёному, обладавшему блестящим инженерным талантом. Именно он создал уникальную школу мостостроения. Самое известное творение Евгения Оскаровича носит его имя, – это знаменитый мост Патона в Киеве.

Е. О. Патон – автор более 300 научных трудов и нескольких теоретических курсов по мостостроению и сварке: «Расчёт сквозных ферм с жёсткими узлами», «Железные мосты» в 4 томах, «Деревянные железнодорожные мосты», «Автоматическая сварка голым электродом под слоем флюса», фундаментальный учебник «Курс мостов» в 5 томах и другие. Организатор и главный редактор журнала «Автоматическая сварка» (1949– 1953). По многим его учебникам учатся до сих пор.

Имя выдающегося учёного носят НИИЭС ВУАН в Киеве (с 1945), цельнометаллический 1542-метровый мост через Днепр в Киеве (с 1953), малая планета, улицы в Днепропетровске, Львове, Херсоне, Нижнем Тагиле, Омске, Макеевке. В Киеве у здания Киевского политехнического института Е. О. Патону установлен памятник (2002), на фасаде главного корпуса КПИ, на фасаде здания института электросварки и на доме, в котором жил – мемориальные доски. Также мемориальная доска установлена в городе Днепропетровск на здании завода металлоконструкций им. И. В. Бабушкина.

225-241 27
Аннотация

110 лет назад для профессионального железнодорожного сообщества остро стоял вопрос о соотношении коммерческих и государственных интересов в деятельности железных дорог страны. Делались попытки классифицировать отдельные дороги в этих целях по направлениям и предназначению. Затрагивались проблемы соотношения монопольного и конкурентного аспектов. Поднимался вопрос о строгом контроле за выделяемыми на строительство новых железных дорог средствами, об извлечении прибыли или её направлении на инвестиции в будущее развитие, о справедливых тарифах. Отдельно была поставлена проблема, выражаясь современным языком, связанности территорий: увеличивать ли провозную способность существующих магистральных, или же строить новые второстепенные дороги там, где их ещё вообще нет. Обращает на себя внимание и отдельно поднятая проблема о повышении внимания к экономической подготовке специалистов как условии успешной коммерческой работы железных дорог: как служащих – в сети железнодорожных училищ, так и будущих руководителей в институтах, чтобы «в рассадниках железнодорожных инженеров, дающих контингент начальников железных дорог, – студентам давалась полная экономическая подготовка к их будущей деятельности».

КНИЖНАЯ ЛОЦИЯ

244-247 30
Аннотация

Рецензируемый словарь – это первая попытка издать словарь-справочник, который включает в себя термины, применяемые при разработке, производстве и эксплуатации магнитолевитационных транспортных систем. При этом собственно термины сопровождаются определениями и пояснениями. Словарь-справочник структурирован по 16 тематическим разделам и включает в общей сложности 513 терминов и определений. Каждый раздел посвящён определенной предметной области магнитолевитационных транспортных систем: от физики магнитной левитации до эксплуатации и технического обслуживания. Издание адресовано специалистам транспортных, производственных и научных организаций, которые заинтересованы в развитии маглева.

ЭКСПРЕСС-ИНФОРМАЦИЯ



Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1992-3252 (Print)