Научный архив: статьи

Рассматриваются концепции обеспечения комплексной безопасности зоны управления автоматизированных систем управления железнодорожным транспортом верхнего уровня и основные требования регулятора по обеспечению защиты информации. Показано, что представленные концепции не противоречат требованиям ФСТЭК России.

Цель. Провести исследование работы процесса функционирования существующих переездных устройств. Рассмотреть подробный алгоритм работы заградительных устройств, в котором учитывается исправная работа каждого элемента. В действующих системах ограждения переезда применяются упрощенные алгоритмы работы. Уделить внимание процессу формирования извещения к переезду при движении поезда по участку извещения. Подробно рассмотреть работу операторов, которые определяют расстояние до подвижной единицы и, как следствие, определяют время начала включения заградительных устройств. Что позволит корректировать время включения заградительных устройств и, как следствие, уменьшить простой автотранспорта. Методы. Предложен метод, который заключается в непрерывном измерении акселерометром виброперемещений рельсовой линии у переезда. При постоянном измерении значений виброскорости (V) и виброусокрения (a) у границы переезда, формируется множество измеренных значений Vi и ai. С использованием этих значений составляется система уравнений координаты расположения поезда, правая часть которого приравнивается к значениям координат поезда. Решая систему уравнений координаты расположения поезда, по значениям виброскорости (V) и виброусокрения (a) у границы переезда при приближении поезда к переезду можно определить координату подвижной единицы в определенный момент времени. Как следствие, скорость и характер движения на всем участке извещения. Из полученных значений можно определить время, за которое голова поезда проедет переезд. Сравнивая расчетное время включения заградительных устройств с временем, полученным от характера движения конкретного поезда, можно определилить момент включения заграждения переезда. Результаты. Проведенное исследование показало, что существующие системы формирования извещения к железнодорожным переездам в пределах станции, как правило, заблаговременно включают заградительные устройства. Что может привести к излишнему простою автотранспорта перед переездом. При фиксированной длине участка приближения фактическое время оповещения обратно пропорционально скорости поезда и может значительно превышать минимально необходимое время. Излишнее время оповещения может повлечь за собой негативные последствия, что требует решения. При регулярном длительном закрытом состоянии переезда водители будут стараться ускорить процесс пересечения переезда при включении заградительных сигналов, что может привести к аварийной ситуации, столкновении поезда и автотранспортного средства. Полученные данные о фактическом времени приближении поезда к переезду позволят сократить время простоя автотранспорта у заградительных устройств переезда при закрытых переездных устройствах до времени, равного расчетному времени закрытия и времени проследования через переезд поезда. Средняя скорость движения поездов по Российской Федерации составляет 35,7 км/ч [1], а расчет извещения проводится для максимальной скорости. Заключение. Время простоя автотранспорта перед заградительными устройствами можно сократить в среднем в 3-4 раза. Как следствие, снизить аварийность на переездах.

В результате длительной работы экипажной части тягового подвижного состава (рамы и кузова, их шкворневых узлов, рам тележек, осей колесных пар и др.), под действием знакопеременных циклических нагрузок происходит деградация прочностных свойств металла деталей, снижается их сопротивление усталости, что может впоследствии привести к разрушению конструкции. Поэтому прочность конструкций локомотивов и вагонов необходимо подтверждать не только коэффициентами запаса, как предусмотрено действующими нормативами, но и расчетами на долговечность (ресурс), конструкций с заданными уровнями надежности. Цель. Совершенствование традиционных подходов к оценке и обеспечению безопасной эксплуатации подвижного состава. Метод. Оценка ресурса и срока службы элементов конструкции выполняется расчетно-экспериментальными методами с использованием методов, разработанных Институтом Машиноведения Российской академии наук (ИМАШ РАН), адаптированных к конструкциям железнодорожного подвижного состава на базе опыта их эксплуатации и с использованием данных, накопленных ВНИКТИ. Результат. Расчеты долговечности и ресурса критически важных объектов, определение приемлемого уровня риска эксплуатации локомотива. Заключение. Риск-ориентированный подход способствует повышению безопасности движения на железнодорожном транспорте.

В статье рассматриваются текущие цифровые преобразования в судостроительной отрасли, особое внимание уделяется тому, как новые технологии, такие как искусственный интеллект (ИИ), машинное обучение (ML), блокчейн, Интернет вещей (IoT), цифровые дневники и расширенный анализ данных, меняют производственные процессы, требования к навыкам персонала и результаты устойчивого развития судостроительной отрасли. Проведенный анализ различных источников показал, что цифровая трансформация судостроительной отрасли является сложным управленческим процессом, для реализации которого необходимо применять комплексный подход по изменению бизнес-процессов и организационной культуры судостроительных предприятий. Опираясь на опыт различных стран и действуя в рамках импортозамещения, специалисты Объединенной судостроительной корпорации (ОСК) направляют все силы на разработку отечественных программ, внедрение которых будет способствовать взаимодействию всех участников судостроительной отрасли и поможет заменить зарубежных производителей, которые покинули Россию из-за санкций западных стран.

Цель. Статья посвящена описанию валидации анализа рисков в рамках исследовательского проекта по автоматизированному ведению поезда.

Методы. Валидация проводилась с использованием нескольких различных методов. Полученные результаты сопоставлялись с результатами, полученными из других источников. Кроме того, был проведен независимый анализ рисков с использованием альтернативного метода MEM (минимальная эндогенная смертность).

Результаты. Валидация показала, что результаты, полученные в рамках проекта, являются достоверными. Подтвержден уровень полноты безопасности (SIL) 1 или 2 для систем, заменяющих машиниста поезда.

Выводы. Показано, что для валидации результатов анализа рисков целесообразно использовать различные методы. При этом необходимо учитывать, что будут получены сопоставимые, но не идентичные результаты.

Цель. Рассмотреть структуру и составляющие безопасности существующих транспортных систем, чтобы на их основе рассматривать все множество опасностей и угроз, характерных для инновационного рельсо-струнного транспорта. Определить конкретные условия и функции эффективного и безопасного движения рельсовых транспортных средств, чтобы на их основе формировать требования к разрабатываемой АСУ перевозочным процессом. Методы. Проведен анализ нормативных документов, посвященных вопросам безопасности существующих транспортных систем, а также условий и функций обеспечения безопасности движения рельсового транспорта. Рассмотрены вопросы полноты и корректности предлагаемых функций, особенностей их реализации, предусмотренных различными стандартами. Результаты. Предложен набор базовых элементарных функций безопасности движения рельсового транспорта, на основе которых детализируются алгоритмы функционирования подсистем струнного транспортного комплекса. Даны комментарии об особенностях реализации функций. Предложена терминология безопасности струнного транспортного комплекса и взаимосвязи ее составляющих: безопасности эксплуатации, функциональной безопасности и безопасности движения. Заключение. Предлагаемая терминология и набор базовых функций безопасности движения позволяют систематизировать разработку современной безопасной АСУ перевозочным процессом. Использование элементарных несовместных функций безопасности движения допускает их модульную (независимую) реализацию, позволяет минимизировать их количество. Это способствует снижению трудоемкости разработки и подтверждения соответствия АСУ предъявляемым требованиям.

Современная среда отличается неоднозначностью: с одной стороны научно - технический прогресс и появление передовых производственных технологий открывают возможности для совершенствования и реинжиниринга производственного процесса; с другой экономические ограничения и социальная инерция сдерживают инвестиции в модернизацию отечественной промышленности. Дилемма между механизированным производством и автоматизацией, освоением киберфизических систем, о которых было заявлено автором концепции Индустрия 4.0 немецким экономистом, профессором Клаус Швабом, требующих коренных, системных преобразований производственной инфраструктуры и характеристик человеческого капитала организации, определяет необходимость детальных расчетов и обоснованных доводов в пользу принятия дорогостоящих инновационных решений. В этой связи статья посвящена экономической оценки целесообразности автоматизации производственных процессов ООО «Булат - Двери» - предприятия металлургической отрасли Чувашской Республики. Работа нацелена на отражение фактически полученных преимуществ и недостатков реализации проекта автоматизации на предприятии. В рамках исследования проведен анализ производственных показателей до и после внедрения автоматизированных систем, оценена экономическая эффективность инвестиций, а также исследовано влияние автоматизации на качество продукции и производительность труда. Основные результаты исследования демонстрируют увеличение рентабельности производства, повышение производительности труда, снижение уровня брака, сокращение времени простоя оборудования.

Рассматривается задача автоматического назначения рецензентов на основе исторических данных о ранее поступивших и прорецензированных рукописях. В традиционной редакционной практике подбор экспертов опирается на субъективные решения редактора, что может приводить к задержкам и снижению качества экспертизы. Цель исследования – продемонстрировать, что использование простых моделей обработки естественного языка позволяет эффективно и прозрачно автоматизировать этот процесс. В качестве исходных данных использованы тексты опубликованных и отклоненных рукописей научно-технического журнала «Вестник Концерна ВКО «Алмаз – Антей» (с 2011 по 2024 г.), сопровожденные информацией о назначенных рецензентах. Методологически подход основан на предварительной лемматизации текстов, удалении стоп-слов и знаков пунктуации, а также последующей векторизации с использованием моделей bag-of-words (BoW) и Term Frequency-Inverse Document Frequency (TF-IDF). Близость текстов оценивалось путем вычисления максимального косинусного расстояния между их векторными представлениями. Предполагается, что статья, прорецензированная ранее и демонстрирующая наибольшую близость к поступившей, была рассмотрена рецензентами, которых система может рекомендовать для оценки новой рукописи. Результаты показывают, что простые частотные модели (BoW, TF-IDF) демонстрируют более высокую точность назначения рецензентов (до 99 %) по сравнению с нейросетевыми подходами (например, моделью Doc2Vec), особенно при дополнении графом связей между экспертами. При этом модель остается интерпретируемой, не требует значительных вычислительных ресурсов и может быть реализована на компьютере офисного уровня. Показано, что модель эффективно работает в условиях дисбаланса классов и применима даже к относительно небольшим корпусам, начиная от 30 статей. Однако ее обобщение на мультижурнальные редакции требует локальной адаптации, а для решения задачи прогнозирования вероятности принятия к публикации необходимо существенно увеличить объем выборки и привлечь модели глубокого обучения. Предложенный подход может быть легко интегрирован в цифровые редакционные системы для сокращения времени принятия решений, повышения прозрачности экспертизы и снижения нагрузки на сотрудников журнала.

В условиях глобального изменения климата и стремительного роста интереса к устойчивым технологиям, электромобили рассматриваются как одно из ключевых решений для снижения негативного воздействия транспорта на окружающую среду. Настоящее исследование направлено на всестороннюю оценку экологических и экономических последствий использования электромобилей по сравнению с автомобилями, оснащёнными двигателями внутреннего сгорания. В работе проводится анализ жизненного цикла транспортных средств, включая производство, эксплуатацию и утилизацию, с учётом региональных различий в энергетическом миксе. Также рассматриваются аспекты совокупной стоимости владения, влияние на качество воздуха в городах, а также социально - политические факторы, определяющие динамику перехода к электрическому транспорту. Результаты исследования могут быть полезны для формирования эффективной государственной политики, направленной на развитие экологически устойчивой мобильности.

В статье рассмотрены глобальные и региональные тенденции развития аккумуляторного рынка с акцентом на сегмент систем накопления электроэнергии (СНЭЭ, ESS), стартерные и тяговые аккумуляторные батареи (АКБ). Особое внимание уделено оценке динамики рынка и рыночным драйверам. Отдельно рассмотрены перспективы развития рынка аккумуляторов в СНГ и Беларуси, а также стратегия перехода к инновационным и энергоэффективным решениям холдинга 1AKGROUP как крупнейшего белорусского производителя аккумуляторных батарей.

В работе предложен сопряженный алгоритм, представляющий собой комбинацию метода конечных элементов (МКЭ) и метода блочных элементов (МБЭ), для моделирования механического поведения массивов горных пород в окрестности глубоких подземных сооружений. МКЭ используется для расчета напряженно-деформированного состояния (НДС) вмещающего массива горных пород и выявления зон предельного состояния (ПС) в окрестности подземного сооружения посредством использования комплексного критерия предельного состояния. В таких зонах в дальнейшем применяется МБЭ для моделирования механического состояния области массива дискретной структуры с использованием деформируемых блочных элементов, что позволяет точно описывать локализованные зоны нарушения сплошности в массиве (разрушения, сдвигов и вывалов породных масс). Эффективность алгоритма подтверждена численным решением двух классических задач геомеханики: задачи об устойчивости одиночной выработки и задачи моделирования обрушения породных масс при ведении горных работ лавами применительно к месторождениям калийных солей Беларуси. Верификация результатов моделирования данными натурных замеров показала погрешность 5–17 % в количественных показателях при адекватном качественном повторении исследуемых геомеханических процессов. Среди преимуществ разработанного алгоритма учет неоднородности породных массивов (за счет использования методов механики дискретных сред), экономия вычислительных и временных ресурсов при проведении численных расчетов.

Выполнены расчеты и проведен анализ их результатов для случаев изо- и неизотермического вязкоупруго-вязкопластического и вязкоупругопластического изгибного деформирования цилиндрических панелей из стеклопластика, имеющих прямоугольную удлиненную форму в плане. Сравниваются пологие оболочки с традиционной 2D-структурой армирования и с пространственной 4D-структурой при одинаковом расходе волокон. Стеклопластиковые конструкции жестко закреплены по всей кромке и фронтально нагружаются избыточным кратковременным давлением высокой интенсивности со стороны вогнутой или выпуклой лицевой поверхности. Продемонстрировано, что в процессе осцилляций при отсутствии внешних источников тепла немеханического происхождения температура достигает таких пиковых значений, которые всего на 8–17 °C больше температуры естественного состояния композитной панели. Стабилизированные максимальные значения температуры (после затухания осцилляций конструкции) всего на 3–10 °C превосходят температуру естественного состояния. Пологие оболочки с 4D-структурой армирования нагреваются несколько больше, чем конструкции с 2D-структурой. Показано, что, несмотря на столь незначительный нагрев, расчет неупругой динамики таких панелей обязательно нужно проводить, учитывая не только чувствительность пластических свойств их компонентов композиции к скорости деформирования, но и температурный отклик. Продемонстрировано, что при динамическом нагружении искривленной панели со стороны любой из лицевых поверхностей в процессе осцилляций она прощелкивает в сторону вогнутости. В результате чего после затухания колебаний удлиненная цилиндрическая стеклопластиковая панель приобретает гофрированную форму со складками, ориентированными в продольном направлении. Показано, что в относительно тонкой пологой оболочке замена 2D-структуры армирования на пространственную 4D-структуру является неэффективной.