ВЕСТНИК СИБИРСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Работа сортировочной станции представляет собой сложный процесс, в котором задействовано множество участников. Особая трудность связана с необходимостью получать, воспринимать и обрабатывать большие объемы информации, поступающей от участников сортировочного процесса; от того, насколько полно, достоверно и своевременно будет получена и проанализирована информация, зависит принятие конкретного решения руководящим персоналом сортировочной станции.

Основным предметом исследования в данной статье является автоматизация управления механизмами и производственными процессами сортировочной станции, а также оптимизация технологического процесса работы сортировочной станции на основе совершенствования информационного обмена. Рассмотрены возможные варианты автоматизации технологических процессов при организации работ на примере сортировочной горки. Проведен анализ алгоритма работы сортировочной станции по формированию грузовых составов с помощью оптимального построения информационных связей. Предложены и описаны основные функции модульной автоматизированной системы выработки предварительных решений, учитывающей больший объем данных, получаемых автоматически из соответствующих информационных систем, таких как автоматизированная система контроля технического состояния подвижного состава, автоматизированная система управления сортировочной станцией и др. Составлены требования к разрабатываемому алгоритму автоматической системы управления работой сортировочной станции по формированию грузовых составов.

В работе отмечены преимущества внедрения модульной автоматизированной системы предварительных решений, которая позволит руководящему персоналу каждого участка станции выбирать оптимальные варианты решений из предложенных системой с учетом анализа большего объема обработанной информации.

В статье выполнен анализ загрязненности (частицами менее 25 и 0,1 мм) щебеночного балласта железнодорожного пути в зависимости от удаленности от Кузбасса по Транссибирской и Среднесибирской магистралям на 141 опытном участке. Также приводятся усредненные результаты влияния срока службы (пропущенного тоннажа) на уровень загрязненности балласта на участках с одинаковой удаленностью от Кузбасса.

Загрязненность балласта по Транссибирской магистрали с ростом удаленности (от 300 до 1 100 км) от мест массовой погрузки угля (Кузбасс) по I пути: для фракции менее 25 мм при 700-900 млн т в среднем снижается с 37 до 30 %, при 900-1 100 млн т - с 41 до 38 %; для фракции менее 0,1 мм при 700-1 500 млн т -с 5,5 до 3,5 %; по II пути: для фракции менее 25 мм при 900-1 100 млн т - снижается с 36 до 33 %, при 1 1001 300 млн т - с 36 до 34 %; для фракции менее 0,1 мм при 700-1 300 млн т - находится на уровне 3-5 %.

Уменьшение загрязненности балласта по Среднесибирской магистрали по I пути с ростом удаленности от Кузбасса (от 300 до 900 км): для фракции менее 25 мм при 900-1 100 млн т - с 35 до 32 %; для фракции менее 0,1 мм - с 9 до 6 %.

Грузовые перевозки по магистральным железным дорогам служат важной составляющей экономики России. В условиях роста масштаба и интенсивности перевозок усиливается внимание к обеспечению их эффективности. В 2023 г. технические преобразования, оказывающие непосредственное влияние на работу Дальневосточной железной дороги и Восточного полигона ОАО «РЖД», претерпели существенные изменения. Закончены работы по реконструкции ключевых станций, на постоянной основе ведется работа по сокращению межпоездных интервалов посредством виртуального сцепления грузовых поездов, модернизируются локомотивный и вагонный парки.

Вместе с тем стабильность перевозочного процесса и повышение качества операционной деятельности железных дорог России в значительной степени обеспечивается посредством развития цифровых технологий, в частности внедрения динамической модели загрузки инфраструктуры. Цифровая трансформация эксплуатационной деятельности дороги вместе с централизованным управлением погрузкой посредством использования данной модели послужили основой для качественного изменения работы сети дорог ОАО «РЖД».

Несмотря на существенные преобразования работы Дальневосточной магистрали и сети дорог в целом, решение стратегических задач требует изыскания технологических резервов, а также совершенствования моделирования ключевых транспортных процессов.

В статье предложен способ увеличения объема стабильных перевозок на сети дорог посредством согласования маршрутов перевозок на железнодорожных станциях зарождения и погашения потока. Решается оптимизационная задача распределения грузопотоков на основе моделирования маршрутов грузовых поездов, использования алгоритма целочисленного линейного программирования. Предложенный способ позволяет удовлетворить возрастающий спрос на транспортные услуги, повысить доходность от перевозок массовых грузов.

В статье проведен обзор отечественных методов цифровизации и интеллектуализации транспортно-технологических процессов. Введено авторское определение терминов «аксиомата» и «акси-оматная модель», формализованы понятия базовой и модернизированной аксиоматной модели транспортного процесса и объекта. Исследованы аспекты развития метода аксиоматного моделирования в части цифрового анализа и повышения эффективности работы железнодорожных инфраструктурных объектов, а также последующей оптимизации их работы на принципах теории нечетких множеств, рекуррентных нейронных сетей, теории активных систем, используемых для расширения математического аппарата аксиоматного моделирования. Построена аксиоматная модель действующего транспортного объекта, исследованы схемы взаимодействия массивов данных объектов транспортной инфраструктуры, приведены логические группы транспортных процессов базовой модели и рекуррентных нейронных сетей графологического формирования вариантов аксиомат транспортно-технологических процессов для условий управления, представлен алгоритм развертки рекуррентных нейронных сетей при формировании вариантов аксиомат транспортно-технологических процессов в виде последовательностей шагов перевода модели из базовой в модернизированную. Выделены уровни сложности модернизированной аксиоматной модели транспортного объекта. Определен подход к выбору вариантов цифровых управленческих решений в транспортном производстве на основе учета транспортных конфликтов. Представлена классификация транспортных конфликтов по вариантам пересечения транспортных потоков в системе. Рассмотрено влияние разнородных транспортных конфликтов на работу аксиоматной модели объекта, и смоделированы транспортные конфликты взаимодействия аксиомат транспортно-технологических процессов. Представлена программная реализация авторского проекта на языке программирования Python в аспектах взаимодействия железнодорожного и водного транспорта, предназначенная для расчета параметров транспортных процессов. Выделены модули модельной схемы инфраструктурных объектов, сформирована базовая модель транспортно -технологических процессов железнодорожной станции. На основе итераций работы программного комплекса сделаны выводы о путях сокращения простоя местного вагона.

В современном мире важную социальную и экономическую роль в крупных городах играет общественный транспорт. Качественное предоставление услуги и эффективная работа маршрутной сети способствуют повышению транспортной мобильности горожан, снижению загрязнения окружающей среды, повышению безопасности дорожного движения и улучшению пространственной организации города, что позитивно отражается на качестве жизни населения в крупных городах.

Улично-дорожная сеть в городах России при проектировании и застройке не была адаптирована под массовую автомобилизацию. В результате чего расширение дорожных полос и увеличение количества парковочных мест имеют ограниченные возможности и не позволяют в полной мере устранить негативные последствия, возникающие в ходе роста числа автомобилей. Оптимизация транспортной инфраструктуры в условиях массовой автомобилизации не может устранить возникшую проблему ввиду ограниченности возможности реконструирования улично-дорожной сети. Вследствие чего ключевым решением развития транспортной системы страны является адаптация общественного транспорта к потребностям современного общества.

В статье рассматривается зависимость класса и количества общественного транспорта, работающего на маршрутах, от корреспонденций пассажиров в одном и в другом направлении по маршруту регулярных перевозок. Целью настоящего исследования являлось повышение эффективности работы пассажирского автотранспорта крупных городов путем разработки инструментария для корректировки количества и класса транспортных средств на основании анализа пассажиропотока, фиксируемого на маршруте.

Разработан алгоритм корректировки количества и класса транспортных средств на основе данных о пассажиропотоке. Алгоритм позволяет выявлять неэффективную работу действующих расписаний по маршрутам, неактуальные рейсы для пассажиров, определять требуемый класс и количество транспортных средств для предоставления транспортных услуг, что, в свою очередь, способствует эффективному функционированию маршрутной сети.

В статье рассмотрена значимость железнодорожного транспорта в организации доставки грузов. В настоящее время участники внешнеэкономической деятельности: экспортеры, импортеры, логисты и экспедиторы - все чаще предпочитают использовать в качестве основного вида транспорта железную дорогу. Она предоставляет достаточно быстрый, предсказуемый и гораздо более дешевый сервис по сравнению с авиа и автотранспортом. Установлено, что средняя скорость движения контейнерных поездов по российским железным дорогам составляет свыше 1 000 км/сут. Время следования груза на направлении запад - восток в среднем составляет 7,6 сут, что на 0,4 сут опережает показатель, установленный Комплексным планом модернизации и расширения магистральной инфраструктуры. На сегодняшний момент чистое время в пути при доставке грузов авиационным транспортом в разы меньше, чем при доставке железнодорожным. Тем не менее масса времени уходит на наземные операции, в том числе на ожидание борта. Вместимость поезда позволяет одним рейсом доставить количество груза, для перевозки которого необходимо совершить до шести рейсов на самолете, что в итоге увеличивает разницу в стоимости перевозок до 30 раз и неизбежно отражается на конечной стоимости товара. Этим и объясняется высочайший спрос на железнодорожные перевозки с большим плечом доставки, особенно в сообщении со странами Азиатско-Тихоокеанского региона. При организации железнодорожных перевозок в срок доставки грузов входят также операции, выполняемые на железнодорожной станции. В целях сокращения времени нахождения вагонов на железнодорожной станции и, следовательно, улучшения сервиса для клиентов в работе рассмотрены операции, выполняемые на железнодорожной станции К. Детально изучена технология работы при минимальных, максимальных и перспективных объемах переработки местных вагонов. Выявлены непроизводительные простои вагонов в ожидании необходимых операций путем построения суточных планов-графиков. При помощи диаграммы Исикавы определены основные направления улучшения деятельности железнодорожной станции в области сокращения непроизводительных простоев. Предложено мероприятие для сокращения времени нахождения местного вагона на станции, определенное посредством инструмента бережливого производства - воронки оптимизации. Составлен суточный план-график с учетом предлагаемого мероприятия. Определены показатели простоя местного вагона. Выполнены экономические расчеты по существующей технологии организации операционной деятельности и по предлагаемой.

Современные подходы к проектированию, строительству и эксплуатации бесстыкового пути недостаточно полно учитывают специфику его напряженно-деформированного состояния. В частности, не учтен фактор торможения поездов, один из наиболее неблагоприятных факторов внешнего воздействия на конструкцию бесстыкового пути.

В статье обозначена необходимость теоретико-экспериментального подхода к повышению достоверности оценки надежности температурной работы бесстыкового пути в вариативных эксплуатационных условиях при наличии фактора торможения поездов, ведомых современными и перспективными видами локомотивов.

Представлены результаты численного моделирования бесстыкового пути при наличии фактора электродинамического торможения локомотива. Полученные по результатам моделирования значения упругих перемещений рельсовой плети сопоставлены со значениями перемещений, зарегистрированных в ходе натурных экспериментов, с расчетными значениями по методике профессора Н. И. Карпущенко и по усовершенствованной методике, учитывающей план железнодорожной линии, вариативность значений коэффициента сцепления колеса и рельса, а также особенности режимов торможения локомотива. Разброс значений упругих перемещений, найденных по результатам моделирования и эксперимента, находится в пределах 18 %, что говорит о достаточной точности модели.

Разработана и верифицирована численная модель рельсовой плети методом конечных элементов. Предложен теоретико-экспериментальный подход к оценке напряженно-деформированного состояния бесстыкового пути при наличии фактора торможения с использованием метода конечных элементов.

Подтверждена гипотеза о том, что локально возникающие продольные силы инициируются тормозящим поездом в рельсовых плетях бесстыкового пути и оказывают влияние на резерв его устойчивости.

В данной работе исследуются современные проблемы городской логистики, связанные с необходимостью адаптации маршрутов различных транспортных средств к изменяющимся условиям городской среды. Основное внимание уделяется задаче многих коммивояжеров (MTSP), которая формализована в мультиагентной постановке (MATSP) с обязательным посещением выделенных точек погрузки/разгрузки, поскольку задача в таком контексте позволяет рассматривать сценарии, приближенные к типичным для систем городского распределения. В статье анализируются различные методы решения: эволюционные алгоритмы, алгоритмы роевого интеллекта (пчелиного роя и муравьиной колонии) и алгоритм имитации отжига. В рамках проведенного исследования сформулирована математическая модель задачи MATSP, позволяющая определить основные ограничения, а также целевую функцию, подвергаемую оптимизации. Далее проведены сравнительные вычислительные эксперименты для задачи нескольких коммивояжеров с точками вывоза для определения оценки эффективности на тестовых наборах данных с выделенными областями обслуживания. Данные эксперименты позволяют наглядным образом выявить особенности каждого из алгоритмов, что дает основу для определения целевого алгоритма в зависимости от входных данных. Отдельное внимание уделено классификации задачи MATSP, которая содержит в себе следующие классы: базовый, сбалансированный, динамический и с выделенными точками погрузки/разгрузки. Исследуются как статические, так и динамические аспекты задачи, включая онлайн-добавление точек и перерасчет маршрутов в реальном времени. Полученные результаты исследования демонстрируют перспективность использования мультиагентного подхода для решения задач городской маршрутизации, особенно в условиях изменяющихся параметров и необходимости оперативного реагирования на изменения.

В статье исследуется роль муниципальной маршрутной сети в обеспечении экономического и социального функционирования крупных городов с численностью свыше 1 млн чел. Особое внимание уделяется влиянию таких параметров, как транспортная инфраструктура, вид тарифа, стоимость проезда в пассажирском автотранспорте, пассажиропоток. Осуществлен анализ зависимости качества предоставляемых транспортных услуг местному населению от эффективности работы действующей муниципальной маршрутной сети.

В работе использованы данные из реестров муниципальных маршрутов регулярных перевозок на территории анализируемых городов, нормативно-правовые документы по организации пассажирских перевозок, методические рекомендации и статистические данные, влияющие на функционирование муниципальной маршрутной сети. Полученные результаты демонстрируют взаимосвязь между параметрами маршрутной сети и уровнем удовлетворенности пассажиров, а также указывают на необходимость комплексного подхода к ее планированию и оптимизации.

Установленная взаимосвязь между параметрами муниципальной маршрутной сети и уровнем удовлетворенности пассажиров служит основанием для формирования рекомендаций по улучшению транспортного обслуживания в крупных городах. В частности, результаты анализа подчеркивают важность оптимизации маршрутной сети в соответствии с действительными потребностями населения и динамикой пассажиропотока.

В заключение приведен анализ структуры подвижного состава и факторов, влияющих на пассажирские перевозки в анализируемых городах, который указывает на необходимость индивидуального подхода к формированию транспортных решений. Успешная организация системы общественного транспорта, способной удовлетворить потребности местного населения, и управление ею требуют комплексного исследования существующей инфраструктуры, прогнозирования ее развития и учета взаимодействия ключевых факторов, таких как типы транспортных средств, тарифная политика, пассажиропоток и расстояние между остановочными пунктами.

В данной статье рассмотрен вопрос использования композитных шпал на особогрузонапряженных участках Западно-Сибирской дирекции инфраструктуры. Представлены результаты комплексной оценки опытного участка с уложенными композитными шпалами на основании данных, предоставленных различными структурными подразделениями Западно-Сибирской железной дороги. Анализ состояния шпал и участка пути в целом проводился посредством натурных осмотров и с использованием результатов оценки путеизмерительным вагоном в период с мая 2023 г. по июнь 2024 г. Для точной привязки графической диаграммы к физическому расположению каждой шпалы использовались результаты видеоконтроля.

Участок с уложенными композитными шпалами оценивался как по состоянию геометрии рельсовой колеи, так и по распределению трудозатрат на линейном участке. Каждая шпала рассматривалась в отдельности по основным параметрам геометрии рельсовой колеи. Наибольший объем работ по содержанию рельсовой колеи на участке с композитными шпалами приходится на весенний период. За весь анализируемый период была выявлена одна неисправность по сужению рельсовой колеи, после регулировки ширины колеи данное отступление не повторялось.

В ходе исследования была разработана опытная технологическая карта работы по замене железобетонной шпалы на композитную. Выполнен хронометраж времени и зафиксированы основные проблемные места в производстве данной работы. Проведен расчет затрат труда на выполнение работ по замене шпал в зависимости от технологии и вида шпал и скреплений. За время эксплуатации композитных шпал продолжительностью один год в рамках текущего содержания участка железнодорожного пути явных трудностей в их эксплуатации, а также дефектов композитных шпал не обнаружено.

Обеспечение надежности способов размещения и крепления грузов остается актуальной задачей в области безопасности перевозочного процесса. В настоящее время надежность способа погрузки на этапе разработки оценивается по разобщенным критериям, которые не дают комплексного представления об уровне риска его применения. Целью статьи является разработка методики расчета интегрального показателя, характеризующего надежность способа размещения и крепления груза на этапе разработки и согласования.

Исследования проводились на основе анализа методики расчетного обоснования способов размещения и крепления грузов. Выполнен анализ, обобщение информации, основных показателей, содержащихся в схемах погрузки. Представлена методика расчета интегрального показателя, характеризующего надежность способа размещения и крепления груза на этапе разработки и согласования. В статье подробно рассмотрены три первых, наиболее важных, этапа методики.

Определены категории показателей, характеризующих надежность способов размещения и крепления грузов и отражаемых в расчетно-пояснительных записках к схемам погрузки: размещение груза, устойчивость; прочность креплений груза; прочность деталей и узлов подвижного состава. Оценка произведена по 11 показателям, которые разбиты на ряд параметров. Для нормирования параметров показателей введены индикаторы, находящиеся в интервале от 0 до 1. Значения показателей надежности по каждой категории находятся как среднеарифметическое значение.

Результаты работы направлены на минимизацию ошибок при разработке и согласовании способов погрузки, могут быть использованы при автоматизации процесса разработки и согласования способов размещения и крепления грузов, а также ориентированы на повышение эффективности мероприятий по повышению надежности способов размещения и крепления грузов.

Интеграция цифровых технологий в процесс взаимодействия грузовых железнодорожных станций и путей необщего пользования - это сложная многоцелевая задача, которая требует разработки научно-методического подхода по рациональному внедрению цифровых технико-технологических решений с учетом существующей технической и технологической базы. В ранее представленных работах были освещены первые два этапа формирования такого подхода, включающие разработку математической модели на основе теории массового обслуживания и создание классификатора для выбора релевантных решений. Настоящая работа посвящена построению алгоритма на основе древа решений для комбинирования всех возможных вариантов цифровых технико-технологических решений применительно к конкретному барьерному узлу. Для этого была написана программа на языке Java, обеспечивающая быструю генерацию всех возможных комбинаций цифровых технико-технологических решений. Также в статье определены критерии отбора релевантных вариантов комбинации цифровых решений, соответствующих целям и приоритетам стратегии цифровой трансформации ОАО «РЖД» до 2030 года, а именно: себестоимость переработки одного вагона; простой местного вагона на ответственности ОАО «РЖД»; производительность труда; производственный травматизм.