Введение. Значительное развитие систем автоматики и телемеханики, обусловившее многообразие режимов эксплуатации однопутных железнодорожных направлений, вызывает потребность более детального исследования потенциала систем интервального регулирования для повышения эффективности перевозочного процесса. Объектом исследования является перевозочный процесс на однопутном железнодорожном направлении. Предметом исследования является возможность применения систем интервального регулирования движения поездов для наращивания пропускной и провозной способности взамен потребности в строительстве вторых главных путей. Целью исследования является определение диапазона эффективного применения интервального регулирования на однопутных направлениях.

Материалы и методы. Для исследования задействовано многоподходное моделирование, включающее применение процессного подхода для имитации работы дежурного персонала, агентного моделирования для выбора режима движения поезда и системной динамики для тяговых расчетов. С целью оценки экономической эффективности различных вариантов эксплуатации однопутного направления в условиях действия дестабилизирующих факторов применена стратегия игры с «природой». Предложен новый подход к оценке эффективности интервального регулирования через построение сферы равноэкономических решений использования интервального регулирования и строительства вторых главных путей.

Результаты. По результатам прогонов имитационной модели сформированы матрицы показателей и конфигурации, по критериям теории игр выполнена экономическая оценка различных стратегий эксплуатационной работы на однопутном направлении. Наибольшую эффективность в качестве меры по отдалению потребности возведения вторых главных путей продемонстрировала координатная система интервального регулирования «Анаконда». Получена сфера равноэкономических решений целесообразного использования интервального регулирования и строительства вторых главных путей.

Обсуждение и заключение. Предложенный метод выбора наиболее экономически эффективной системы интервального регулирования на однопутном направлении на основе построения сферы равноэкономических решений в сочетании с играми с «природой» может быть использован для рационализации распределения инвестиционных ресурсов железнодорожного транспорта. Сформулированные на основе его применения выводы не противоречат положениям теории транспортных потоков и позволяют снизить степень неопределенности при развитии инфраструктуры однопутных направлений.

Введение. Работы по капитальному ремонту пути и текущему содержанию устройств инфраструктуры оказывают серьезное влияние на перевозочный процесс и в то же время являются неотъемлемой его частью. Подход к предоставлению перерывов в движении основан на приоритетности пропуска поездов, что часто создает трудности выполнения заданных объемов ремонта.

Материалы и методы. Исследования базируются на известных теориях оперативного управления перевозочным процессом, применяемых технологиях ремонта инфраструктуры, статистических данных о пропуске поездов и объемах ремонта, вариантных графиках движения поездов. В работе использованы методы расчета пропускной способности ремонтируемых перегонов, теоретического обоснования аналитических формул для расчета показателей пропуска поездов.

Результаты. Выделены календарные периоды и сформулированы новые определения величин пропускной способности железнодорожных линий и способы их расчета для возможности определения годовой среднесуточной пропускной способности. Построены варианты календарных планов-графиков капитального ремонта пути с различной продолжительностью и различными схемами предоставления перерывов (так называемых «окон»). Представлены зависимости суммарной продолжительности «оконного» времени и суммарного пропуска поездов в течение календарного года при различных схемах ремонта, позволяющие выбрать вариант, удовлетворяющий заданным условиям.

Обсуждение и заключение. Полученные зависимости позволяют определить рациональные варианты схем ремонтной программы с учетом заданных условий по объемам ремонта и пропуска поездов на стадии формирования календарного плана-графика. Автоматизация процесса обеспечит оптимизацию трудозатрат на разработку календарного плана-графика ремонтных работ.

Введение. Наиболее популярные конструктивные решения мостовых переходов на железных дорогах представляют собой или балочные конструкции с достаточно большой высотой поперечного сечения, которое расположено ниже уровня приложения поездной нагрузки, или фермы, высота которых зависит от длины пролетного строения и чаще всего существенно превышает высоту железнодорожного габарита. Поэтому перспективным и актуальным является разработка конструктивных решений, которые позволили бы использовать пространство непосредственно вокруг транспортного габарита и не увеличивать высоту поперечного сечения снизу или сверху от плоскости приложения динамической нагрузки. Поскольку подвижная нагрузка от экипажа является знакопеременной и высокоциклической, то потребуется контролировать сжимающие и растягивающие напряжения вверху и внизу поперечного сечения пролетного строения. Цель работы — обоснование возможности использования геометрического пространства, непосредственно примыкающего к габариту транспортных средств, при разработке поперечного профиля пролетного строения искусственного сооружения.

Материалы и методы. Напряженно-деформированное состояние балочного пролетного строения определялось путем анализа изгибающих моментов и экстремальных нормальных напряжений, зная которые можно выбрать армирование железобетона или геометрические характеристики стальной балки. В качестве критериев оценки предлагается использовать нормальное напряжение, которое может быть как сжимающим, так и растягивающим, в зависимости от местоположения колесных пар на линиях влияния.

Результаты. Проведен анализ существующих подходов к оценке включения элементов поперечного сечения балочной конструкции, расположенных выше плоскости приложения нагрузки от колесных пар (например, бортов балластного корыта). Получены графические зависимости для момента инерции поперечного сечения с различными геометрическими параметрами, который фактически представляет собой целевую функцию, позволяющую увязать геометрические размеры балочного пролета вдоль и поперек движения экипажа с главными напряжениями и определить оптимальное положение поверхности приложения нагрузки относительно верха и низа поперечного сечения.

Обсуждение и заключение. Предлагаемый подход может быть использован как для открытых двутавровых сечений, так и для коробчатых с бортами, которые в настоящее время активно применяются при проектировании мостовых переходов для высокоскоростных железнодорожных магистралей. Существенный эффект может быть достигнут за счет увеличения бортов пролетного строения и расположения нижней полки коробчатой части поперечного сечения. В условиях многоуровневых развязок при одинаковых размерах пролета предлагаемые конструктивные решения позволят уменьшить расстояние между уровнями приложения подвижной нагрузки.

Введение. Задачу повышения энергетической эффективности маневровой работы на электрифицированных станциях с научной точки зрения целесообразно решать путем постепенной замены маневровых тепловозов на перспективные контактно-аккумуляторные маневровые электровозы. При обсуждении вопроса об использовании таких локомотивов важно учесть достигнутые в эксплуатации показатели энергозатрат при выполнении маневровой работы магистральными электровозами существующих серий.

Материалы и методы. Использованы статистические методы для анализа данных о расходе электроэнергии из маршрутов машиниста за 2023 г. Выполнена обработка данных от бортовых комплексов регистрации у электровозов, задействованных в маневровой работе, по отдельным рабочим сменам машиниста. Исследовалась связь энергозатрат на выполнение маневровой работы с температурой атмосферного воздуха.

Результаты. Определены особенности расхода электроэнергии при выполнении электровозами маневровой работы, показаны результаты эксплуатации различных серий электровозов в части энергопотребления. Учтен фактор температуры воздуха при нормировании электроэнергии на маневры, предложен порядок расчета нормативного расхода электроэнергии с использованием данных бортовых комплексов регистрации.

Обсуждение и заключение. Полученные в исследовании результаты позволили определить диапазон значений расхода электроэнергии на маневровую работу, выполняемую электровозами в текущих условиях эксплуатации. Отмеченный широкий диапазон нагрузок на маневровой работе должен учитываться при разработке перспективных маневровых электровозов. Актуальность их создания связана в том числе с неполным соответствием характеристик используемых магистральных электровозов особенностям маневровой работы. В части последних важным является обоснованный выбор наиболее подходящей для маневровой работы серии.

Введение. Используемые в настоящее время геометрические схемы стрелочных переводов позволили разработать и начать серийное производство основных видов стрелочной продукции, которая обеспечивает перевозочный процесс на российских железных дорогах. Дальнейшее развитие инфраструктуры и стрелочного хозяйства как ее важнейшей составляющей невозможно без разработки новых, более современных геометрических схем стрелочных переводов, учитывающих возросшие требования к скоростям движения поездов, динамическим нагрузкам и повышению комфортности поездки пассажиров. Приведенное исследование посвящено разработке таких геометрических схем для наиболее массовых видов стрелочной продукции.

Материалы и методы. Условия движения подвижного состава по стрелочному переводу оцениваются по величинам возникающих при этом движении кинематических характеристик — скоростей движения, ускорений экипажа и скорости изменения этих ускорений. Разработки, представленные в настоящей статье, базируются на анализе кинематики движения экипажей по прямому и ответвленному путям стрелочных переводов с учетом их особенностей и отличия от движения по кривым на перегонах.

Результаты. Для предлагаемых стрелочных переводов получены данные по непогашенному ускорению, параметру потери энергии, эквивалентной конструкционной скорости и другим. Разработаны технические решения к изменению геометрических параметров стрелочных переводов, влияющих на комфорт пассажиров, на основе которых построены геометрические схемы стрелочных переводов с улучшенными показателями плавности хода подвижного состава по стрелочным переводам.

Обсуждение и заключение. Анализ разработок геометрических схем стрелочных переводов, позволяющих улучшить плавность движения подвижного состава по стрелочным переводам и положительно влияющих на комфортабельность езды пассажиров, позволяет рекомендовать к реализации четыре технических решения, дающих наибольшую эффективность при наименьших затратах на их укладку и использование на сети российских железных дорог. Это два варианта стрелочных переводов марки 1/11 со стрелочными кривыми касательного типа, взаимозаменяемых с переводами, массово применяемыми на российских железных дорогах в настоящее время, и два варианта стрелочных переводов с более пологой маркой 1/13. Рекомендуется также использовать разработанные по той же методике технические решения для стрелочных переводов марки 1/9 и симметричных марки 1/6.

Введение. Целью работы является формулировка рекомендаций по уменьшению времени обточки колесных пар локомотивов путем анализа конструкций станков, эффективности использования в сервисных локомотивных депо существующих типов колесотокарных и колесофрезерных станков отечественного и зарубежного производства. Наблюдаемый рост интенсивности движения и объемов перевозок по железным дорогам России требует обеспечения надежности и повышения эксплуатационных характеристик локомотивов. Колесная пара является одним из наиболее металлоемких и ответственных элементов ходовой части. Взаимодействие колеса и рельса вызывает комплекс физико-механических явлений, приводящих к интенсивным термомеханическим повреждениям поверхности катания бандажа — подрезу гребня, прокату, ползунам. Для устранения дефектов на поверхности катания требуется обточка колесной пары на станках режущим инструментом до получения требуемого исходного профиля — процесс, связанный с повышенными затратами времени. Поэтому важной задачей является минимизация издержек при обточке, что требует использования последних технологических решений, реализованных в новом станочном оборудовании, включая импортируемое.

Материалы и методы. Анализируются особенности развития мирового станкостроения и его влияние на рынок станкостроительной техники в России. Рассматриваются типы, модели, сравнительные характеристики, опыт эксплуатации, технического обслуживания и ремонта локомотивов с применением колесотокарных и колесофрезерных станков 96 сервисными локомотивными депо в 13 филиалах ООО «ЛокоТех-Сервис».

Результаты. Исследован парк колесообточных станков (типы, конструкция, состояние), рассчитана загрузка станков, рассмотрены аналоги зарубежного производства. На основе потребности сервисных локомотивных депо в переоснащении и данных о рынке колесообточного оборудования предложен мобильный колесотокарный станок с числовым программным управлением с профильной конструкцией.

Обсуждение и заключение. Определены узкие места эксплуатации станочного парка и приведены данные по его устареванию и подбору аналогов от иностранного производителя. Отечественные станки более адаптированы к специфике российских условий эксплуатации, зарубежные модели имеют преимущества в системах числового программного управления. Для устранения проблемы узких мест в обточке колесных пар предложены мероприятия по конструкторско-технологическим направлениям, обучению персонала, организации производства.

Введение. В настоящее время на ряде направлений сети железных дорог Российской Федерации происходит повышение объемов перевозок. Наиболее характерными направлениями, которые показывают максимальный годовой прирост, являются Восточный полигон, участки Транссиба и БАМа. Повышение объемов перевозимого груза, особенно в условиях ограниченных провозных способностей, влечет за собой повышение длин и масс поездов, рост нагрузок на ось, что приводит к увеличению интенсивности использования всех элементов существующей железнодорожной инфраструктуры, и прежде всего пути. В результате увеличиваются силы взаимодействия в системе «колесо — рельс» и связанная с ними нагруженность и повреждаемость пути. Данная работа выполнена с целью выявления связи между эксплуатационными факторами и показателями, характеризующими нагруженность пути.

Материалы и методы. Для анализа фактических значений повреждаемости на различных участках сети и Восточного полигона с помощью автоматических устройств регистрации в течение нескольких месяцев были собраны данные, характеризующие величины сил в системе «колесо — рельс», определены законы и параметры их распределения.

Результаты. Анализ параметров распределений показал их большой разброс (45–55 % для средних значений и до 300 % для дисперсий). Аналогичный разброс получен для значений накопления повреждаемости пути и интенсивности исчерпания его ресурса на исследованных участках. Дополнительно было выявлено высокое влияние на повреждаемость (от 40 % и более) динамических качеств подвижного состава, зависящих от его конструктивных особенностей и фактического состояния.

Обсуждение и заключение. Для принятия решений по конструкции устройства пути и организации его технического обслуживания на направлениях сети, особенно с высокой интенсивностью эксплуатации, необходим постоянный контроль и анализ нагрузок в системе «колесо — рельс». Такой подход позволит оптимизировать устройство и техническое обслуживание пути с учетом эксплуатационных особенностей конкретных направлений, что обеспечит безопасность движения и повысит эффективность затрат на техническое обслуживание и ремонты пути.