Введение. Пропускные и провозные способности железнодорожных полигонов и транспортные потоки в течение года не постоянны. Допустимые уровни использования пропускной способности определяются из условия беспрепятственного приема поездов станциями. Необходимо рассчитывать баланс провозной способности, позволяющий совместить растущие перевозки с высокими темпами развития инфраструктуры и ремонтных работ. Цель исследования — разработка методических решений для оценки баланса перевозочной мощности железных дорог и обоснования порядка реализации инфраструктурных мероприятий в условиях нарастающей динамики предъявления грузов к перевозке и жестких сроков проведения работ по ремонту и реконструкции инфраструктуры.

Материалы и методы. Разработанные решения базируются на данных информационных систем ОАО ≪РЖД≫, автоматизированном прогнозе инфраструктурных и перевозочных ресурсов железнодорожной сети и гибридных математических моделях.

Результаты. Представлены результаты обоснования нормативных ограничений суточного бюджета времени для пропуска поездов в зависимости от классификации и специализации железнодорожных линий. Определен порядок расчета пропускной способности участков при автоматической локомотивной сигнализации как самостоятельном средстве интервального регулирования движения поездов с изменяемыми в зависимости от скорости и массы поезда ≪подвижными≫ границами блок-участков. Определены характеристики наличной, расчетной, планируемой и потребной пропускной и провозной способностей с разграничением мероприятий по развитию пропускных и провозных способностей и программам инфраструктурных хозяйств. Предложена задача компромиссного управления по обеспечению предъявляемых объемов грузовых и пассажирских перевозок, заданного объема реконструктивных работ по развитию инфраструктуры и ремонтных работ по поддержанию необходимого коэффициента ее готовности. Представлена классификация реконструктивных, технологических, организационно-технических и комплексных мер воздействия на неравномерность транспортных процессов в условиях исчерпания инфраструктурных и графиковых ресурсов.

Обсуждение и заключение. Разработанные решения позволяют повысить обоснованность и эффективность комплексных проектов по развитию пропускных и провозных способностей и мероприятий по совершенствованию эксплуатационной работы полигонов железнодорожной сети.

Введение. В условиях идущей опережающими темпами контейнеризации грузовых перевозок на железнодорожном транспорте становится все более актуальным вопрос поиска новых грузопотоков, пригодных к перевозке в контейнерах или в другой интермодальной транспортной таре на приемлемых условиях для перевозчика и грузоотправителя. Из-за фиксированного размера крупнотоннажного контейнера перевозка в нем не всегда отвечает запросам грузоотправителей по причинам неудовлетворительной грузоподъемности, объема кузова и тарифных условий. В статье исследуется вопрос технико-экономической эффективности использования железнодорожного транспорта при применении различных типов подвижного состава и соответствующих им логистических технологий в рамках поиска новых направлений контейнеризации грузопотоков.

Материалы и методы. На примере перевозок насыпных грузов, слабо подверженных контейнеризации, проведен анализ эффективности использования подвижного состава в зависимости от рода перевозимого насыпного груза (плотности груза). Для сравнения были взяты как распространенные типы подвижного состава (конвенциональный и полувагон с повышенной нагрузкой на ось), так и достаточно редко используемые типы подвижного состава (сочлененный полувагон с повышенной нагрузкой на ось, съемный железнодорожный кузов, контейнеры open top и специализированный bulk-контейнер).

Результаты. Для каждого типа подвижного состава построены графики, показывающие эффективность использования потенциала железнодорожного транспорта, выраженную через объем перевозимого груза на погонный метр вагона и через использование полезного объема самого подвижного состава. Сравнение доказало, с одной стороны, очевидный тезис о лучшей приспособленности полувагонов к перевозкам насыпных грузов, а с другой стороны, показало существенное ухудшение условий перевозки насыпных грузов в крупнотоннажных контейнерах.

Обсуждение и заключение. Использование инновационной системы съемных железнодорожных кузовов демонстрирует средние показатели в общем ранге, что свидетельствует о достаточном потенциале для внедрения данной логистической технологии.

Введение. Проведен анализ невыполнения нормативных сроков доставки грузов железнодорожным транспортом, который выявил снижение одного из важнейших качественных показателей — надежность доставки. Дана оценка работы существующих автоматизированных систем управления, выявившая разрывы и неавтоматизированные функции в рамках сквозного процесса доставки грузов и порожних вагонов в части контроля сроков доставки. Целью статьи является предложение и обоснование использования концептуальной модели организации продвижения вагонопотоков, основанной на сквозном контроле сроков доставки и риск-ориентированном воздействии на лимитирующие технологические элементы.

Материалы и методы. В статье применены методы современной теории управления транспортными потоками, теории математической статистики и теории принятия решений.

 Результаты. Предложена концептуальная модель в рамках развития сквозного процесса доставки грузов и порожних вагонов, основанная на сквозном контроле сроков доставки грузов и риск-ориентированном воздействии на лимитирующие технологические элементы, в которой выделены следующие ключевые положения: контроль фактического срока доставки на станции за счет оценки выполнения технологических норм времени на операцию; сквозной риск-ориентированный контроль фактического срока доставки груза и порожних вагонов на всем пути следования; выдача рекомендаций по ускорению продвижения вагонопотока на основе технико-экономического обоснования.

Обсуждение и заключение. Реализация предложенной концептуальной модели позволяет перейти к научно обоснованному оперативному принятию решений по регулировке продвижения вагонопотока на каждом этапе в пути следования, повысить качество транспортного обслуживания и качество эксплуатационной работы железнодорожного транспорта. Концептуальная модель может быть исполнена в виде отдельного модуля, интегрированного в существующую автоматизированную систему управления станцией.

Введение. Рассмотрены предпосылки для выбора наиболее целесообразной применительно к процедуре установления условий обращения подвижного состава на сети железных дорог референтной методики экспериментального определения (измерения) боковой (горизонтальной поперечной) силы, действующей в зоне контакта колеса и головки рельса, — одного из важных силовых факторов взаимодействия подвижного состава и элементов верхнего строения железнодорожного пути. Представлена в обобщенном виде совокупность способов экспериментальной оценки боковых сил на основе измерения деформаций рельсов, нашедших применение в работах аттестованных испытательных центров железнодорожной техники России и государств Содружества.

Материалы и методы. В качестве критериев обоснованности выбора референтной методики измерений по совокупности известных экспериментальных методик предлагается принимать статистические оценки погрешности измерений, установленные действующими межгосударственными нормативными актами. Определение референтной методики измерений предполагает проведение целенаправленных экспериментов с аналогичными условиями, в том числе по типам испытуемого подвижного состава, параметрам устройства и конструкции верхнего строения пути измерительного участка, метеорологическим параметрам и др. В соответствии с требованиями нормативных документов Росстандарта применяются процедуры, которые наряду с требованиями, предъявляемыми к условиям проведения экспериментов, включают в себя также выбор и обоснование опорного значения измеряемого показателя, сравнения статистических оценок погрешности измерения боковых сил.

Результаты. Представлены условия проведения калибровочных экспериментов. Описаны способы статистической обработки экспериментальной информации различных рассмотренных методик измерения боковых сил, позволяющих обосновать выбор референтной методики измерений.

Обсуждение и заключение. Представленный способ определения референтной методики измерения боковых сил воздействия колеса на головку рельса по деформациям рельса учитывает требования нормативных документов Росстандарта и может найти применение при экспериментальном оценивании показателей взаимодействия в механической системе ≪колесо — рельс≫.

Введение. В статье анализируется проблема методов расчета характеристик сферических резинометаллических шарниров. Рассмотрена верифицированная расчетная схема для определения жесткостных характеристик сферических резинометаллических шарниров — как однослойных, так и двухслойных. 

Материалы и методы. Для определения характеристик сферического резинометаллического шарнира использовано компьютерное моделирование с помощью метода конечных элементов. Обоснована возможность пренебречь в ходе моделирования деформацией металлических деталей шарнира, что позволило упростить расчетную схему. Предложена методика учета влияния предварительного сжатия упругого слоя, определены значения радиальной жесткости для однослойных и двухслойных резинометаллических шарниров при различной твердости материалов, совпадающие с результатами эксперимента. 

Результаты. Установлено, что с уменьшением толщины резинового слоя при оценке жесткости шарнира на ее характеристики существенно влияет точность задания коэффициента Пуассона. Достигнута удовлетворительная сходимость результатов моделирования радиальной жесткости шарнира и экспериментальных исследований при значении коэффициента Пуассона, равном 0,499999 (расхождение около 5 %, что меньше технологического разброса жесткости при изготовлении). Установлено, что жесткость двухслойных резинометаллических шарниров, аналогичных по габаритам и компенсационной способности применяемым в конструкции отечественных локомотивов, должна быть в 6,3 раза выше, чем для существующих однослойных, что позволит уменьшить деформацию резины при воздействии нагрузок в эксплуатации и тем самым решить известные проблемы с надежностью узлов подвески тяговых электродвигателей.

Обсуждение и заключение. В связи с тем, что форма свободной поверхности боковых граней двухслойных резинометаллических шарниров до сборки должна иметь малые радиусы кривизны выемок, необходимы дальнейшие исследования для выбора рациональной геометрии свободной поверхности боковых граней. На предложенные решения по конструкции и технологии изготовления двухслойных резинометаллических шарниров получен патент на полезную модель.   

Введение. Объектом исследования является вспомогательный частотно-регулируемый электропривод электровоза переменного тока, а более точно — структура и параметры системы регулирования координат активного корректора коэффициента мощности, входящего в состав электропривода в качестве узла, обеспечивающего электромагнитную совместимость электропривода с другим оборудованием на борту электровоза и сетью и его энергетическую эффективность. Цель исследования — обоснование структуры системы регулирования координат активного корректора коэффициента мощности, выбор типов регуляторов и расчет их параметров.

 Материалы и методы. В качестве метода исследования выбран расчет передаточных функций регуляторов системы подчиненного регулирования с последующим компьютерным моделированием процессов в электрических цепях с использованием системы автоматизированного проектирования OrCAD.

Результаты. Сделан вывод о целесообразности использования двухконтурной системы подчиненного регулирования координат, содержащей контур регулирования напряжения и контур регулирования тока. Приведены и аналитически сопоставлены результаты моделирования двухконтурной системы регулирования координат активного корректора коэффициента мощности при различных типах регуляторов. Лучшие результаты показало моделирование при использовании апериодического регулятора тока и пропорционально-интегрального регулятора напряжения.

Обсуждение и заключение. Полученные данные служат основой для дальнейшего улучшения работы активного корректора коэффициента мощности за счет совершенствования и оптимизации настроек, структуры и алгоритмов системы управления, которые при выбранной элементной базе силовой части позволят ему с высокой степенью надежности выполнять свои функции во всем диапазоне возмущающих и управляющих воздействий на борту электровоза.

Введение. В экипажной части современных локомотивов для демпфирования вертикальных колебаний, возникающих в буксовой ступени рессорного подвешивания, широко применяют гидравлические гасители колебаний, сила сопротивления которых прямо пропорциональна скорости деформации рессорного комплекта. Высокий уровень частот и амплитуд колебаний в буксовой ступени приводит к значительному увеличению скорости деформации и диссипативных сил, что вызывает частые отказы гидравлических гасителей колебаний. Поэтому вопросы, связанные с повышением работоспособности буксовых гидравлических гасителей, являются актуальными.

Материалы и методы. Для оценки эффективности применения в буксовом подвешивании упругозащищенно- го гидравлического гасителя колебаний проведено исследование колебаний упрощенной модели электровоза 2ЭС5К с типовой схемой буксовой ступени рессорного подвешивания и схемой с упругозащищенным гидравлическим гасителем колебаний. В качестве кинематического возмущения колебаний использовался высокочастотный случайный процесс. Решение системы дифференциальных уравнений было выполнено в программном пакете MatLab — Simulink численным интегрированием с помощью метода Рунге — Кутты IV порядка. В результате решения были получены реализации стационарных и эргодических случайных процессов.

Результаты. Сравнение полученных характеристик случайных процессов колебаний этих двух вариантов показало, что применение упругозащищенного буксового гасителя колебаний существенно снижает частотный диапазон и амплитуды диссипативных сил, благодаря чему обеспечивается снижение количества отказов буксовых гасителей и увеличение межремонтных пробегов.

Обсуждение и заключение. Показанная эффективность применения схемы с упругозащищенным буксовым гасителем колебаний позволяет повысить надежность гасителя. Для определения межремонтного пробега следует провести подконтрольную эксплуатацию или испытания опытного образца буксового узла с упругозащищенным гасителем колебаний и уточнить значения параметров такого узла.

Введение. Повышение тяговых и сцепных свойств грузовых электровозов в настоящее время является актуальным вопросом для отечественного локомотивостроения. Рост массы и скорости движения поездов вынуждает искать новые пути и возможности реализации предельной силы тяги грузовых электровозов для соответствия требованиям быстроразвивающегося перевозочного процесса.

Материалы и методы. Проведен анализ существующих теоретических и практических методов управления сцеплением, а также выполнена разработка алгоритма управления сцеплением колесных пар электровоза с асинхронными тяговыми двигателями.

Результаты. На основе проведенного анализа результатов испытаний реального электровоза была разработана математическая модель движения электровоза, включающая в себя алгоритмы поосного управления силой тяги, в том числе с учетом перераспределения силы тяги между осями. Были проведены расчеты математической модели движения электровоза с поездом на участке с работающим и неработающим алгоритмом перераспределения, а также с различными настройками этого алгоритма. В модели также учтены изменение коэффициента сцепления колес с рельсами в зависимости от номера колесной пары по ходу движения, а также догружающие и разгружающие силы, возникающие в экипажной части в зависимости от реализуемой силы тяги. В результате расчетов были получены данные, имеющие хорошую сходимость с данными испытаний реального электровоза.

Обсуждение и заключение. Разработанная математическая модель позволяет оценить реализацию силы тяги электровоза, максимально приближенную к заданной контроллером машиниста, в условиях меняющегося коэффициента сцепления и его неоднородности под разными колесными парами электровоза. Полученные результаты в дальнейшем возможно применять при разработке перспективных грузовых электровозов с асинхронными тяговыми двигателями.  

Введение. Каждый состоявшийся научный журнал должен соответствовать запросам читателей и требованиям своего времени. Это, в свою очередь, становится возможным, если журнал непрерывно развивается, выполняя свою главную миссию: увеличение доступных обществу научных знаний, в том числе через организацию содержательного научного дискурса на своих страницах. Целью данной статьи является исследование истории развития журнала ≪Техника железных дорог≫ после Победы в Великой Отечественной войне, когда на первый план вышли задачи послевоенного восстановления хозяйства и интенсивного развития путей сообщения на основе передовых научных знаний. Статья завершается оценкой нынешнего состояния журнала и дальнейших перспектив его развития.

Материалы и методы. В статье использованы исторический, аналитический и логический методы научного познания.

Результаты. Архивные данные журнала ≪Техника железных дорог≫ свидетельствуют о произошедших серьезных изменениях в научной журналистике. Редакция журнала постоянно искала новые способы взаимодействия с читателями, оптимизировала формат издания, уточняла рубрики и др. В конечном счете это нашло выражение в переименовании журнала: с 1956 г. журнал ≪Техника железных дорог≫ стал носить название ≪Вестник Всесоюзного научно-исследовательского института железнодорожного транспорта≫. В значительной мере это было связано с коренными преобразованиями в деятельности издателя —Центрального научно-исследовательского института Народного комиссариата путей сообщения СССР.

Обсуждение и заключение. Исследование истории ведущего печатного органа железнодорожной науки страны позволило сделать выводы о состоянии науки, о поставленных государством целях и об эпохе в целом.

Данная публикация является заключительной частью статьи, посвященной 80-летию журнала. Часть 1. Военные годы см. в Т. 80, № 6.