Том 9, № 4 (2023)
Оригинальные статьи
Определение параметров противопучинных конструкций земляного полотна с учетом системы промерзания
Аннотация
Обоснование: в Серверном полушарии при строительстве и эксплуатации железных дорог одной из актуальных проблем является морозное пучение. Одним из ключевых факторов, оказывающим влияние на величину морозного пучения, является залегание грунтовых вод относительно фронта промерзания грунтов земляного полотна, который не в полной мере учитывается существующими подходами к определению параметров противопучинных конструкций. Данный фактор принято характеризовать режимами промерзания, их два – открытая и закрытая система промерзания. Открытая система характеризуется близким расположением грунтовых вод к фронту промерзания, при котором происходит постоянный приток воды (миграция) к зоне фазовых переходов, что делает процесс морозного пучения непрогнозируемым, а определение коэффициента морозного пучения некорректным. Закрытая система промерзания предполагает отсутствие или глубокое расположение грунтовых вод (разница уровня фронта промерзания и грунтовых вод превышает высоту капиллярного поднятия воды).
Цель: повышение эффективности расчета параметров противопучинных конструкций в зависимости от режима промерзания земляного полотна железных дорог.
Материалы и методы: сравнительный анализ методов расчета параметров противопучинных конструкций, экспериментальные исследования процесса морозного пучения при открытой системе промерзания глинистых грунтов.
Результаты: на основании экспериментальных исследований режимов промерзания предложен дифференцированный подход к оценке характеристики морозного пучения с учетом особенностей протекания процесса морозного пучения.
Заключение: предлагаемый метод с дифференцированным подходом выгодно отличается от существующих, позволяя снизить расход строительного материала при проектировании противопучинных мероприятий.
5-17
Применением имитационного моделирования при выборе варианта реконструкции станции Санкт-Петербург-Главный в связи с вводом ВСЖМ-1
Аннотация
Цель: с применением имитационного моделирования проанализировать и выбрать наиболее рациональный вариант реконструкции станции Санкт-Петербург-Главный с частичным сохранением складов Кокоревых, включенных в список объектов культурного наследия.
Методы: для достижения поставленной цели использованы методы имитационного моделирования.
Результаты: выполнен анализ трёх вариантов реконструкции станций Санкт-Петербург-Главный и Санкт-Петербург-Тов.-Московский, необходимой в связи строительства высокоскоростной магистрали Санкт-Петербург – Москва (ВСЖМ-1) и устройством конечного терминала ВСЖМ-1 на территории перронного парка станции Санкт-Петербург-Главный. Методом имитационного моделирования определено необходимое и достаточное путевое развитие станций, предложен вариант реконструкции с частичным сохранением складов Кокоревых, включенных в список объектов культурного наследия.
Заключение: реализация предложенного варианта реконструкции перронного парка станции Санкт-Петербург-Главный позволит, без необходимости реконструкции локомотивного хозяйства и технических парков, частично сохранить склады Кокоревых, включенные в список объектов культурного наследия.
18-29
Оценка прочности промежуточных опор рельсо-струнной путевой структуры в центре uSky В Шардже (ОАЭ)
Аннотация
В работе представлен расчет прочности общей схемы и узлов промежуточных опор рельсо-струнной путевой структуры в Центре uSky в Шардже (ОАЭ).
Цель: Расчет прочности промежуточных опор при воздействии комплекса нагрузок от путевой структуры, транспортного средства и ветровой нагрузки.
Методы: Расчет производился методом конечных элементов при помощи программ – Midas Gen и ANSYS.
Результаты: Анализ результатов расчета показал достаточную надежность всех элементов промежуточных опор.
30-45
Метод прогнозирования долговечности дорожных сооружений
Аннотация
Цель: предлагается метод исследования долговечности дорожных сооружений в целях обеспечения надежности и безаварийной эксплуатации автомобильных дорог.
Материалы и методы: Задача оценки долговечности решается методами теории марковских случайных процессов.
Результаты: Результатом работы является математическая постановка задачи прогнозирования остаточного ресурса (долговечности) и способ ее решения.
Заключение: Метод позволяет обосновать варианты дорожно-мостовых конструкций, обладающих требуемой долговечностью при минимизации расхода ресурсов.
46-58
Линейный генератор для энергообеспечения бортовых потребителей высокоскоростных магнитолевитационных экипажей
Аннотация
Обоснование: Транспорт на магнитном подвесе является перспективным видом транспорта, который способен обеспечить пассажирские и грузовые перевозки со скоростями до 400-500 км/ч, а в более отдаленной перспективе – до 1000 км/ч. Активные исследования в этой области ведутся в Китае, Японии, США. В настоящее время в Китае и Японии для коммерческих перевозок достигнуты скорости движения 450-500 км/ч, приняты перспективные программы строительства высокоскоростных магнитолевитационных трасс и создания подвижного состава. При таких скоростях движения одной из актуальных проблем является проблема бесконтактной передачи энергии для бортовых потребителей, расположенных на экипаже, потому что обеспечить надежный контактный токосъем при скоростях 450-500 км/ч и выше весьма затруднительно.
Цель: разработка конструкции, расчет и анализ характеристик линейного генератора электрической энергии для бесконтактной передачи мощности на движущийся экипаж высокоскоростного транспорта на магнитном подвесе.
Материалы и методы: для расчета внешнего магнитного поля индуктора линейного генератора и ЭДС, наводимой в приемной катушке экипажа, использованы методы теории электромагнитного поля и теории электрических цепей; расчетные алгоритмы реализованы в программной среде Visual Basic for Applications.
Результаты: предложена конструкция и выполнен расчет внешнего магнитного поля индуктора с транспозицией проводников; для увеличения ЭДС, индуктируемой в приемной катушке экипажа, предложено придать приемной катушке двойную 8-образную форму; установлено наиболее рациональное межконтурное расстояние индуктора линейного генератора; определен характер изменения магнитного потока, пронизывающего приемную катушку при движении экипажа, и величина ЭДС, наводимой в приемной катушке.
Заключение: результаты могут быть использованы при разработке подвижного состава для перспективных систем высокоскоростного транспорта на магнитном подвесе.
59-71
Численный анализ влияния радиационных дефектов на транспортные характеристики сверхпроводящего CORC-кабеля
Аннотация
Цель: разработка расчетной модели, расчет и анализ тепловых потерь сверхпроводящего CORC-кабеля на основе стандартных ВТСП-лент и облученных ВТСП-лент в режимах циклической нагрузки, характерных для индукционного накопителя энергии.
Материалы и методы: в качестве образца рассматривается CORC-кабель на основе промышленных оригинальных ВТСП лент и ВТСП с дефектами от радиационного облучения, для описания электромагнитных и тепловых характеристик системы применяются методы макроэлектродинамики, основы прикладной сверхпроводимости, метод конечных элементов, расчет реализован в программе мультифизического моделирования COMSOL Multiphysics.
Результаты: разработана модель, определен оптимальный режим охлаждения в 5 циклах нагрузки, показано, что наличие искусственных центров пиннинга позволяет существенно улучшить тепловую стабилизацию системы и при рассмотренных схемах охлаждения приводит к снижению тепловых потерь.
Заключение: результаты могут быть использованы при разработке индукционного накопителя энергии на основе высокотемпературных сверхпроводящих композитов (ВТСП).
72-85
Совершенствование расчета ледовых переправ
Аннотация
Обоснование: В зимний период на севере Дальневосточного региона открываются ледовые переправы. В большинстве случаев они организуются из-за отсутствия капитальных мостов. Для доставки грузов и пассажиров в отдаленные населенные пункты, где плохо развита дорожная сеть и ограниченный срок навигации используются ледовые переправы, т.к. чтобы добраться до населенных пунктов необходимо пересекать водоемы. Ледовые переправы остаются единственным способом связи таких населенных пунктов с городами большой численностью населения. Наиболее надежным способом увеличения несущей способности является вмораживание наплавного моста шарнирной схемы в ледовый покров. Преимуществом таких переправ является малая чувствительность к климатическим условиям и природе водного потока, малость кренов и осадок. В настоящее время данные переправы используются на трансграничных переходах Дальнего Востока, но методики расчета их нет.
Цель: Разработка методики, которая совершенствовала бы расчет ледовых переправ с учетом усиления в виде металлических понтонных конструкций состоящих из шарнирных паромов на двух опорах.
Материалы и методы: В статье приводится модель расчета. Расчетная схема: металлическая конструкция, вмороженная в лед лежащая на воде, представляет из себя жесткий штамп на плите, лежащей на упругом основании переправы. Для подтверждения принятой модели расчета был проведен эксперимент реальной переправы в виде статических испытаний.
Результаты: В статье представлены результаты определения прогибов переправы по принятой модели расчета и после проведения эксперимента. Также была рассчитана грузоподъемность усиленной переправы по месяцам.
Заключение: Данное исследование поможет проводить расчеты комбинированных переправ для значительного увеличения несущей способности.
86-93
Обеспечение экономической безопасности маневрового оператора порта на основе роста инвестиционного потенциала деятельности
Аннотация
Обоснование: в условиях новой геоэкономики деятельность компаний -маневровых операторов порта, становится важнейшим процессом формирующихся транспортно-логистических цепей поставок. Несмотря на санкционные ограничения экспорта-импорта значительной номенклатуры товаров, ограничений морских перевозок российским флотом, отсутствия страхования грузов и прочих негативных факторов, российские морские порты работают с максимальной загрузкой. Экономическая безопасность транспортно-логистической системы страны существенно определяется эффективностью и конкурентоспособностью деятельности портовых операторов. Аналитические данные по обрабатываемым товаропотокам за период с 2022 года по настоящее время и прогноз объемов грузов, которые будут предьявлены к перевозке в ближайшие несколько лет, свидетельствует о росте потребности мощностей, способных быстро и по оптимальной цене переваливать грузы в морских портах.
Цель: обеспечение экономической безопасности организации-маневрового оператора, осуществляющего доставку грузов в морские порты, на основе роста инвестиционного потенциала деятельности.
Методы: методология исследования построена на анализе деятельности АО «ПУЛ Транс» – организации, обеспечивающей эффективную маневровую работу в МП «Усть-Луга» и бесперебойную обработку грузопотока на стыке «Железная дорога – Порт – Море», с использованием основных положений методик рейтинга. Информационная база исследования опирается на отчеты и нормативно-правовую базу АО «ПУЛ Транс».
Результаты: определена система показателей факторов оценки инвестиционного потенциала с апробацией на примере деятельности АО «ПУЛ Транс», применен и апробирован рейтинговый метод в дополнение к оценке инвестиционного потенциала, установлены ключевые параметры оценки инвестиционного потенциала и их соответствие уровню экономической безопасности.
Заключение: исследование подтверждает, что изменение геоэкономики и геополитики расширило понимание экономической безопасности, дополнив его элементами обеспечения перевозок в условиях жесточайших санкционных ограничений, что является основой обеспечения инновационных решений по перевалке грузов, определяющих потенциал роста.
94-107
Инновационные технологии в развитии высокоскоростного наземного транспорта
Аннотация
Цель: сравнительный анализ технико-экономических характеристик различных видов наземного рельсового транспорта.
Методы: сравнительный анализ, структурирование процессов высокоскоростного движения, логический анализ причинно-следственной организации высокоскоростных магистралей, позволили формализовать технические преимущества технологии маглев-транспорта по сравнению со строительством высокоскоростных магистралей.
Результаты: выявлена ключевая тенденция увеличения скоростей движения, требующая конвергенции различных транспортных систем. Классифицированы основные критерии инновационных систем высокоскоростного наземного транспорта. Обосновано, что повышение уровня технических характеристик инновационных технологий при развитии высокоскоростного наземного транспорта позволит маглев-транспорту стать ключевым звеном в мультимодальных транспортных коридорах. Сравнение технико-экономических характеристик различных видов наземного железнодорожного транспорта подтверждает, что внедрение МЛТТ в транспортный комплекс сможет существенно повлиять на матрицу транспортной отрасли и аккумулировать как пассажиропоток воздушного и железнодорожного сообщения, так и часть контейнерных грузов, и стать ключевым звеном мультимодальных транспортных коридоров Российской Федерации.
Заключение: сделано на основе репрезентативной выборки данных об инновационных, технологических и экономических параметрах двух технологий строительства высокоскоростных железных дорог: колесно-рельсовой и магнитно-левитационной.
108-116
Интеллектуальные транспортные системы в Российских агломерациях: сущность, структура и направления развития
Аннотация
Цель: разработка направлений и определение этапов развития интеллектуальных транспортных систем в российских агломерациях с учетом их существенных особенностей, генерируемых ими эффектов и имеющихся проблем.
Материалы и методы: для достижения цели исследования на первом этапе используются систематизация и сравнительный анализ научных результатов, полученных российскими и зарубежными учеными по выбранной теме. На втором этапе авторы используют методы сводки и группировки полученных результатов, статистического анализа. На третьем этапе используется метод обобщения для формулировки рекомендаций по развитию интеллектуальных транспортных систем. Информационной базой исследования послужили материалы открытых источников, периодических изданий, а также интернет-ресурсов, в том числе аналитических отчетов и материалов Федеральной службы государственной статистики.
Результаты: Основным научным результатом является определение направлений и этапов развития интеллектуальных транспортных систем в российских агломерациях на основе решаемых ими задач в области управления пассажирским городским транспортом. Кроме того, определен перечень эффектов, генерируемых развитием интеллектуальных транспортных систем. Выявлены проблемы, сдерживающие развитие интеллектуальных транспортных систем в российских агломерациях.
Заключение: в результате проведения исследования авторами сформированы этапы развития интеллектуальных транспортных систем, предполагающие их интеграцию с концепцией «Мобильность как услуга» в российских агломерациях. Результаты могут быть использованы как пассажирскими транспортными компаниями, так и государственными органами исполнительной власти в регионах Российской Федерации.
117-128
