Введение. Изменение времени оборота грузового вагона принято оценивать по данным о дислокации вагона на участках, технических станциях, путях общего и необщего пользования и в местном простое. Опыт показывает, что использование только этих данных приводит к неточностям и ошибкам. Цель работы — предложить новую, уточненную методику анализа показателя времени оборота вагона, показать влияние входящих в него расчетных параметров. Применение методики позволит разработать эффективные меры по ускорению оборота и повышению качества перевозочного процесса.

Материалы и методы. Использованы статистические данные работы железнодорожного транспорта по выполнению грузовых перевозок в период 1995–2024 гг. Основные теоретические результаты получены на основании алгебраических преобразований зависимостей, связывающих изменение времени оборота вагона с изменением величин значений расчетных параметров в различные периоды времени.

Результаты. Разработана методика определения изменения времени оборота вагона с углубленной детализацией по различным расчетным параметрам, с использованием которой для сети железных дорог выполнен анализ влияния каждого из расчетных параметров на изменение времени оборота вагона в период 2010–2024 гг. Данный период характеризуется переходом от стабильных значений времени оборота вагона с общей тенденцией его снижения к периоду с существенными колебаниями с трендом значительного возрастания, примерно в 1,5 раза. Это вызвало увеличение потребного вагонного парка более чем на 350 тыс. вагонов, избыточное занятие станционных путей и затруднения в пропуске поездопотоков. Установлена доля каждого расчетного параметра в росте времени оборота вагона и их рейтинг по снижению влияния на общий показатель.

Обсуждение и заключение. Разработанные теоретические предложения позволяют более правильно оценивать причины, приводящие к изменению времени оборота вагона, и обосновывать решения, направленные на ускорение оборота, совершенствование работы полигонов и сети железных дорог в целом.

Введение. В связи с переориентацией ключевых грузопотоков России с европейского направления на азиатское, актуальной задачей является повышение пропускной способности Транссибирской и Байкало-Амурской магистралей, на которые возлагается наибольший объем перевозок в восточном направлении. Для решения этой задачи необходима комплексная оценка состояния объектов инфраструктуры железнодорожного транспорта. Целью исследования является анализ эксплуатационных характеристик и  определение максимальной пропускной способности железнодорожной станции, которая расположена на горно-перевальном участке Транссибирской магистрали и является ее лимитирующим элементом. Авторами предложен и применен оригинальный комплексный инструментарий для моделирования работы железнодорожной станции, позволяющий повысить достоверность результатов исследования.

Материалы и  методы. В  качестве основного инструмента исследования используется имитационное моделирование. Для повышения достоверности результатов применяется два альтернативных подхода: первый основан на использовании программного обеспечения AnyLogic, а второй — на теории массового обслуживания с разработкой авторского программно-алгоритмического аппарата.

Результаты. Построены две взаимодополняющие имитационные модели, с их помощью проведены вычислительные эксперименты, по результатам которых выполнен сценарный анализ работы станции, в том числе определены показатели эффективности при различных интервалах движения поездов.

Обсуждение и заключение. Установлено, что рассмотренная станция способна обеспечить пропуск поездопотока при интервале движения поездов от 11 мин и более. Для его уменьшения потребуется реконструкция станции. Показано, что для исследования работы железнодорожных станций можно использовать аппарат теории массового обслуживания, позволяющий сократить трудоемкость построения и анализа модели.

Введение. Парк грузовых вагонов является ключевым производственно-экономическим ресурсом железнодорожного транспорта, эффективному использованию которого традиционно уделяется большое внимание в отраслевой науке и практике. В связи с этим важное значение имеет релевантный анализ использования парка грузовых вагонов, необходимый для выработки мероприятий по его улучшению в современных условиях, что, в свою очередь, требует совершенствования оценки его использования. Целью настоящей статьи является анализ существующих подходов к оценке использования грузовых вагонов и выработка предложений по ее совершенствованию.

Материалы и методы. В работе проведен анализ традиционного подхода к оценке использования грузовых вагонов и предложенных в научной литературе альтернативных подходов. Рассмотрены применяемые в настоящее время показатели использования грузовых вагонов, а также возможности интеграции маржинального и компонентного анализа. Сделан вывод об актуальности совершенствования методического инструментария оценки использования грузовых вагонов.

Результаты. Предложен новый подход к оценке использования грузовых вагонов с помощью показателя «темпоральная емкость пробега грузового вагона». Выполнен компонентный и маржинальный анализ данного показателя в долгосрочной ретроспективе.

Обсуждение и заключение. Сопоставление динамики темпоральной емкости пробега грузового вагона с динамикой иных показателей использования вагонного парка показывает, что предложенный в статье показатель характеризует реальное ускорение или замедление оборачиваемости грузовых вагонов, а его применение позволяет осуществлять адекватную оценку использования парка грузовых вагонов и резервов его улучшения. Для реализации этих резервов необходимо совершенствование организации вагонопотоков, внедрение инновационных технологий станционной и  поездной работы. При этом снижение темпоральной емкости пробега грузового вагона может выступать как целевой показатель для разработки мероприятий по реализации выявленных резервов и критерий успешности осуществления этих мероприятий.

Введение. Проблема повышения качества и продления эксплуатационного ресурса рельсовых скреплений, в частности, упругих клемм, стала наиболее острой в настоящее время. Причиной является развитие высокоскоростного и грузонапряженного движения поездов. В эксплуатации упругая клемма воспринимает преднагрузку монтажным усилием и динамическое нагружение циклами догружения и частичной разгрузки, обусловленное воздействием подвижного состава. Усталостная долговечность является наиболее важным параметром, определяющим надежность клеммы и безопасность движения поездов. Цель настоящего исследования — анализ основных механизмов усталостного разрушения трех клемм, испытанных при различных режимах циклического нагружения (по  стандартной и ускоренной методикам испытаний) путем исследования изломов.

Материалы и  методы. В  качестве объекта исследования была выбрана упругая клемма ЦП 369.102 (клемма ЖБР‑65). Испытания были выполнены и стандартным методом, удовлетворяющим требованиям ГОСТ 33186–2014, и ускоренным методом Локати. При анализе изломов клеммы применялся фрактографический метод.

Результаты. Установлено подобие процессов, приводящих к усталостному разрушению для клемм, подвергнутых испытаниям по стандартному и ускоренному методам. Проведен фрактографический анализ изломов трех упругих клемм. Для каждой из клемм представлен анализ механизма усталостного разрушения. У одной клеммы, испытанной по стандартному методу, в очаге зарождения трещины было найдено неметаллическое включение.

Обсуждение и  заключение. Во  всех рассмотренных случаях разрушение сопровождалось зарождением усталостных микротрещин от неметаллических включений или дефектов на поверхности прутка клеммы. Действующий на данный момент стандарт не нормирует загрязненность неметаллическими включениями сталей, предназначенных для изготовления клемм. Целесообразно провести дополнительные исследования для оценки влияния неметаллических включений на усталостную долговечность клемм.

Введение. Теплотехнические показатели кузова пассажирского вагона строго нормируются, а  их  отклонение в  сторону ухудшения от  нормы приводит к  существенному перерасходу потребляемой энергии, что отражается на увеличении себестоимости перевозки пассажиров. С течением времени, из-за отличающихся условий и полигонов эксплуатации, у каждого кузова серийного вагона величина коэффициента теплопередачи становится индивидуальной, как и тепловые потери через ограждения кузовов. Целью статьи является разработка нового методического подхода на основе коэффициента теплопередачи ограждающих конструкций, который позволит оценивать теплотехническое состояние кузова с меньшей трудоемкостью, более оперативно и не только при заводском выпуске вагона, но и после его ввода в эксплуатацию.

Материалы и методы. Расчеты величин среднего коэффициента теплопередачи ограждающих конструкций кузовов вагонов на  стоянке выполнены по  результатам проведенных теплотехнических испытаний кузовов пассажирских вагонов с применением стандартизированного метода равновесных режимов, а также с использованием метода неравновесных режимов.

Результаты. Сравнение расчетных величин среднего коэффициента теплопередачи кузовов четырех пассажирских вагонов, полученных в результате проведения серии теплотехнических испытаний по стандартизированной методике с  аналогичными значениями, рассчитанными при использовании метода неравновесных режимов, не превысили 3%.

Обсуждение и заключение. При проведении теплотехнических испытаний кузовов пассажирских вагонов на основе метода неравновесных режимов величина среднего коэффициента теплопередачи ограждающих конструкций вагона может быть определена в производственных условиях за 11 ч без ущерба для точности, что в 7–8 раз быстрее по сравнению с используемым в настоящее время стандартизированным методом. Применение метода неравновесных режимов позволяет организовать контроль нормативного теплотехнического показателя кузова и после ввода вагона в эксплуатацию на протяжении жизненного цикла, открывая возможности для планирования объемов энергопотребления вагонным парком.

Введение. В условиях глобальной цифровой трансформации железнодорожного транспорта и перехода от дискретной фиксации параметров к созданию цифровых двойников энергосистем повышается актуальность системной модернизации автоматизированной информационно-измерительной системы коммерческого учета электроэнергии ОАО «РЖД» для преодоления технологического разрыва и  обеспечения предиктивного управления энергопотреблением, а также техническим состоянием оборудования. Цель работы — разработка и теоретическое обоснование целевой архитектуры унифицированной модели цифровой платформы, интегрирующей функции юридически значимого коммерческого учета, предиктивной аналитики (прогнозирование электропотребления и отказов оборудования), взаимодействия с корпоративными системами и внешними интеллектуальными энергосистемами.

Материалы и методы. В основе исследования лежит системный анализ архитектурно-функциональной структуры существующей информационно-измерительной системы. Использованы методы структурного моделирования, компаративного анализа подсистем учета и парка приборов учета, проведены анализ нормативно-правовой базы и критический обзор научных публикаций.

Результаты. В ходе исследования выявлены ключевые недостатки существующей информационно-измерительной системы: технологическая фрагментарность, разнотипность парка оборудования, недостаточный уровень автоматизации отчетности. Отмечены слабая интеграция с общекорпоративным программным контуром и низкие темпы адаптации к  концепции интеллектуальных энергосистем. Действующая инфраструктура не  обеспечивает мониторинга распределения энергии от источника до потребителя и не обладает функционалом предиктивной аналитики. Полученные результаты послужили основой для формирования целевой модели унифицированной цифровой платформы. Предложена четырехуровневая архитектура системы.

Обсуждение и заключение. Обоснована необходимость перехода к унифицированной цифровой платформе, интегрирующей функции предиктивной аналитики и бесшовного взаимодействия с различными системами. Предложенное решение создает основу для разработки цифровых двойников энергообъектов, снижения операционных издержек и коммерческих потерь.

Введение. Для энергоснабжения холодильных установок автономных рефрижераторных вагонов обычно используют дизель-генераторные силовые установки. С целью повышения энергетической эффективности предлагается замена дизеля на газопоршневой двигатель, с переходом от дизельного топлива к сжиженному природному газу и внедрением контура рекуперации холода от регазификации сжиженного природного газа для дополнительного холодоснабжения грузового помещения совместно с основной холодильной установкой. Эта замена потребует комплексной оценки потенциала утилизации физической эксергии, доступной в процессе регазификации. Целью работы является определение термодинамических границ и  обоснование выбора рабочих параметров рекуперации холода при регазификации сжиженного газа в  теплообменнике, расположенном в  грузовом помещении рефрижераторного вагона и включенном в топливную линию энергетической установки.

 Материалы и  методы. В  исследовании применено численное термодинамическое моделирование открытого цикла регазификации для сжиженного природного газа, предназначенного для использования в качестве моторного топлива. Использован энергетический и эксергетический анализ, метод тепловых балансов. Рассчитаны показатели удельной холодопроизводительности и эксергетического КПД второго рода относительно цикла Карно.

Результаты. Рассмотрена схема рекуперации холода сжиженного природного газа в открытом цикле с криогенным насосом. Представлены результаты численного моделирования теплофизических процессов регазификации. Проведена оценка зависимостей удельной холодопроизводительности и эксергетического КПД от рабочего давления, определены параметры, исключающие кипение газа вне контура рекуперации. Установлено, что повышение давления в линии регазификации обеспечивает рост термодинамической эффективности системы при незначительном снижении энтальпийного потенциала.

Обсуждение и  заключение. Сформулированы критерии эксергетической эффективности для автономных систем, позволившие перейти от энтальпийной оценки потенциала рекуперации сжиженного природного газа к эксергетической. Выявлен диапазон рабочих давлений и  температур, в  котором достигается термодинамический оптимум рекуперации холода от сжиженного природного газа. Данный режим является необходимым условием для гидравлической устойчивости системы подачи топлива, позволяет упростить конструкцию рефрижераторного вагона и унифицировать схему подачи топлива при переходе на сжиженный природный газ.