Том 10, № 4 (2024)
Обзоры
Выбор архитектуры нейронной сети для электронной дифференциальной системы электроавтомобиля
Аннотация
Цель. Исследование вариантов архитектур нейронных сетей для реализации электронно-дифференциальной системы электроавтомобиля.
Материалы и методы. Основными методы исследования в настоящего исследования являются методы сравнительного анализа и поиска наиболее рациональной архитектуры нейронной сети (НС) для работы с числовыми данными, структурированными в виде массива.
Результаты. В результате анализа выяснилось, что наиболее рациональным вариантом является нейронная сеть глубокого обучения, а в перспективе дальнейшего развития данной работы, после экспериментального подтверждения, может быть применена и рекуррентная нейронная сеть.
Заключение. В заключении отражаются ранее, полученные результаты и вывод о невозможности достижения поставленной цели при применении сверточных нейронных сетей, больших языковых моделей, случайно-векторных функциональных сетей связи и радиально-базисных функциональных НС.



Беспилотный летательный аппарат для мониторинга контактной сети переменного тока
Аннотация
Цель. Показать возможность использования бесконтактного способа подзаряда аккумуляторной батареи, установленной на беспилотном летательном аппарате, в процессе мониторинга контактной сети переменного тока электрифицированного железнодорожного транспорта.
Материалы и методы. Создана математическая модель в программе COMSOL Multiphysics® 6.0 с использованием уравнений Максвелла и метода конечных элементов для расчета наведенной электродвижущей силы в бортовой обмотке летательного аппарата.
Результаты. Определены оптимальные режимы эксплуатации разработанного летательного аппарата. Показана экономическая целесообразность его использования для мониторинга контактной сети железнодорожного транспорта.
Практическая значимость. Разработан беспилотный летательный аппарат, характеризующийся увеличенной продолжительностью беспосадочного полета, а, следовательно, увеличенным временем непрерывного мониторинга.



Современное состояние вопроса о применении технологии «компакт-асфальт»
Аннотация
Обоснование. Технология «компакт-асфальт» по сравнению с традиционной технологией позволяет получить покрытие значительно долговечнее обычного, сократить срок выполнения работ до 2-х раз, позволяет укладывать асфальтобетон при низких температурах без потери качества и т.д. В связи с тем, что, при действующих нормативных правовых документах в области строительства, возникают сложности в обосновании применения различных инновационных материалов и технологий при поступлении проектной документации, в орган, осуществляющий экспертизу такой проектной документации, данная тематика является весьма актуальной.
Цель. Провести анализ особенностей асфальтобетонных слоев, устроенных по технологии «компакт-асфальт». Одновременно с этим, выявить основные проблемы внедрения технологии «компакт-асфальт» в дорожную отрасль Российской Федерации.
Методы. Рассмотрены различные нормативные документы в части предъявляемых требований к эксплуатационному состоянию автомобильных дорог, к асфальтобетонным смесям. Проанализированы статьи авторов по соответствующей тематике.
Результаты. На основе анализа результатов научно-технического обзора, а также опыта применения технологии за рубежом, сделан вывод о целесообразности применения данной технологии в Российской Федерации.



Совершенствование качества обслуживания малоподвижных групп населения на железнодорожном транспорте путем устранения дополнительных барьеров в процессе выбора ими поездов
Аннотация
Цель. Улучшение качества обслуживания малоподвижных групп населения (МГН)на железнодорожном транспорте на территории северо-западного федерального округа для социализации данной группы населения с помощью предложения о включении дополнительного вагона со специальными местами для МГН и сопровождающих в поезда дальнего следования.
Материалы и методы. Статистический анализ количества МГН, пользующихся железнодорожным сообщением на территории СЗФО, анкетный опрос с привлечением общественных организаций, ассоциаций по вопросам МГН для выявления текущих недостатков, с которыми сталкиваются данная категория пассажиров в пути следования, предложение включить в поезда дальнего следования популярных среди населения маршрутов вагона с специальным купе для МГН и их сопровождающих.
Результаты. С помощью графической диаграммы построены связи между всеми участниками процесса включения дополнительного вагона с купе для МГН в состав поездов для упрощения процесса выбора необходимых поездов данной группой населения.
Заключение. Улучшение качества обслуживания, исключение необходимости заранее узнавать у перевозочной компании о наличии специальных купе для МГН и их сопровождающих в поездах дальнего следования, увеличение спроса на перемещение железнодорожным транспортом подтолкнет к решению проблем перемещения МГН на других видах транспорта



Оригинальные статьи
Применение вейвлет-преобразования для распознавания акустических сигналов различных дефектов силовых трансформаторов
Аннотация
Обоснование. В статье рассматривается применение вейвлет-преобразования для обработки акустических сигналов при диагностировании силовых трансформаторов с использованием имитатора с различным набором дефектов. Рассмотрены особенности применения непрерывного вейвлет-преобразования на конкретном примере, описан алгоритм получения эталонных сигналов для распознавания вида дефекта.
Цель. Разработка математической модели построения эталонных сигналов акустического контроля при обработке данных от имитатора различных дефектов и последующего распознавания дефектов на реальных силовых трансформаторах во время их эксплуатации.
Материалы и методы. Получение акустических сигналов от имитатора дефектов и реальных трансформаторов при помощи автоматизированных систем акустического контроля. Обработка данных при помощи вейвлет преобразования, получение скейлограмм, сравнение результатов преобразования эталонных сигналов и сигналов силовых трансформаторов для выявления вида дефекта и степени его развития.
Результаты. Представлены выражения для преобразования сигналов, показаны сигналы акустического контроля, формирование эталонных сигналов, распознавание наиболее близких сигналов по форме, соответствующие различным видам дефектов.
Заключение. Показан подход формирования методики обработки сигналов акустического контроля, позволяющего воспроизводить различные дефекты изоляции силовых трансформаторов, распознавания подобных дефектов по предложенным параметрам вейвлет преобразования.



Моделирование режимов работы устройств накопления электроэнергии в системах тягового электроснабжения переменного тока
Аннотация
Цель. Повышение эффективности функционирования систем тягового электроснабжения переменного тока. Решение задач по апробации технических и технологических решений на основе имитационного моделирования режимов работы систем тягового электроснабжения переменного тока.
Материалы и методы. Решение задач выполняется на основе разработанной имитационной модели, позволяющей выполнить апробацию алгоритмов регулирования режимов работы устройств накопления электроэнергии в системе тягового электроснабжения. Поставленные задачи решаются на основе следующих методов: системный метод, аналитический метод, метод статистического моделирования.
Результаты. На основании предложенной в статье имитационной модели выполнена апробация алгоритма регулирования устройства накопления электроэнергии. Результаты моделирования получены для условий регулирования активной мощности с помощью устройства накопления электроэнергии по уровню напряжения в контактной сети и проиллюстрированы расчетными осциллограммами токов и напряжений, их эффективными значениями для режимов заряда и разряда.
Заключение. Полученные результаты могут быть использованы при сравнительной оценке эффективности способов регулирования устройствами накопления электроэнергии в системах тягового электроснабжения переменного тока.



Численное 3D моделирование магнитных систем на основе замкнутых сверхпроводящих колец
Аннотация
Цель. Сравнение магнито-силовых характеристик замкнутых ВТСП колец с одинарным и двойным разрезом.
Методы. Численный расчет выполнен методом конечных элементов в программном обеспечении Comsol Multiphysics.
Результаты. Получены профили вертикальной компоненты намагниченности для ВТСП колец с одинарным и двойным разрезом, намагниченных в градиентном магнитном поле и поле постоянного магнита. Построены зависимости нормированной силы левитации от числа слоев в обмотке для замкнутых и незамкнутой конфигураций. Наибольшая левитационная сила достигается, при использовании незамкнутой обмотки (она превосходит на 10% силу левитации замкнутой обмотки с одинарным разрезом и почти двукратно – с двойным).
Заключение. Разработаны численные модели процесса намагничивания замкнутых элементов на основе ВТСП лент второго поколения в градиентном поле постоянного магнита. Моделирование выполнено методом конечных элементов в терминах напряженности магнитного поля (H-формализм) и магнитного векторного потенциала (A-формализм). Рассмотрены системы замкнутых ВТСП колец с одинарным и двойным разрезом. Верификация численных моделей проведена путем сравнения результатов расчета с экспериментальными данными, полученными с использованием методов сканирующей холловской магнитометрии.



Применение технических средств диагностирования тяговых двигателей подвижного состава
Аннотация
Цель. Показать практическую значимость оценки технического состояния тяговых электродвигателей электровозов при неустановившихся режимах работы на примере выявления характера и причин возникновения аварийного нарастания тока якоря тягового электродвигателя НБ–520В в режиме тяги с помощью сравнительного анализа фрагментов файлов поездки электровозов серии ЭП1 в условиях локомотивного депо.
Методы. Проведен обзор существующих инновационных методик исследования неустановившихся режимов работы тяговых электродвигателей локомотивов, которые можно использовать для определения причин возникновения аварийного нарастания тока якоря тягового электродвигателя при различных режимах его работы. Исследование аварийного нарастания тока якоря было рассмотрено в режиме тяги, для чего проанализированы результаты фрагментов файлов поездки, полученных с помощью микропроцессорной системы диагностирования электровоза ЭП1.
Результаты. Предлагаемые методы функционального диагностирования позволяют не только выявить развивающиеся неисправности и предотвратить необратимые явления в работе тяговых электродвигателей, но и обнаружить развивающиеся дефекты на ранней стадии, планировать сроки и объемы ремонта оборудования. Выявлены характер и причины возникновения аварийного нарастания тока якоря, «бросков» тока тягового электродвигателя НБ–520В в режиме тяги, которые являются следствием нарушения типовых эксплуатационных режимов электровозов. Для определения причин данных неисправностей в условиях ремонтного депо разработан рекомендуемый порядок действий, при выявлении характера возникающих неустановившихся режимов работы тягового электродвигателя.
Заключение. Своевременная и верная диагностика тягового электродвигателя с целью выявления неисправностей даст возможность сократить время простоя электровоза при неплановом ремонте, позволит предотвратить ненужные затраты на замену тягового электродвигателя. Разработанный алгоритм действий рекомендуется для определения причин аварийного нарастания тока якоря тягового электродвигателя в режиме тяги на основании выявленных закономерностей. Использование диагностических микропроцессорных систем электровоза может помочь в разработке мероприятий, направленных на снижение и предупреждение данных неисправностей, что, в свою очередь, позволит снизить количество отказов на линии и уменьшить количество задержанных поездов. Кроме рекомендуемого порядка действий по выявлению неисправностей тягового двигателя, определены новые аспекты для создания комплексной информационно-измерительной системы контроля и диагностики с учетом текущего технического состояния оборудования



Балка с повышенной несущей способностью для мостовых пролетных строений
Аннотация
Цель. Целью настоящей работы является повышение несущей способности трубчатых балок, что позволит расширить ассортимент строительных изделий.
Материалы и методы. Используется методика геометрической оптимизации и мысленного эксперимента.
Результаты. Трубчатая балка с жидким наполнителем (гидравлическая балка) представляет собой заглушенную с обоих концов круглую трубу, полностью (без воздушных полостей) заполненную жидкостью. При нагружении гидравлической балки ее боковая поверхность стремится деформироваться. Следовательно, внутренний объем трубы стремится к уменьшению. Но, поскольку жидкость несжимаема, она не допускает уменьшения объема, что, в свою очередь, препятствует деформации трубы.
Заключение. Получена оценка, состоящая в пятикратном превышении несущей способности гидравлической балки по сравнению с двутавровой балкой и в десятикратном по сравнению с трубчатой балкой.



К вопросу об оптимизации пуска в ход линейного асинхронного двигателя с регулируемым сопротивлением короткозамкнутой обмоткой вторичного элемента
Аннотация
Обоснование. Линейные асинхронные двигатели в сочетании с электромагнитным подвесом перспективны для тягового привода пассажирского, грузового и городского магнитолевитационного транспорта.
Цель. Изучение особенностей пуска тягового линейного асинхронного двигателя с регулируемым сопротивлением короткозамкнутой обмотки вторичного элемента.
Материалы и методы. Аналитическим путем установлена зависимость сопротивления короткозамкнутой обмотки вторичного элемента линейного асинхронного двигателя от скольжения, позволяющая выбирать и оптимизировать пусковые режимы работы двигателя.
Результаты. Полученна возможность определения сопротивления обмотки вторичного элемента линейного двигателя для выбора времени разгона магнитолевитационного транспорта в зависимости от его номинальной скорости движения и силы инерции высокоскоростного экипажа.
Заключение. Результаты исследования позволяют оптимизировать пусковые режимы линейного асинхронного двигателя путем определения способа регулирования сопротивления короткозамкнутой обмотки его вторичного элемента.



Оптимизация грузопотоков горной массы при веерной отработке месторождения
Аннотация
Обоснование. Приведена методика аналитического определения оптимального распределения грузопотоков при перевозке горной массы автомобильным транспортом с учетом приведенного расстояния транспортирования. В качестве параметра, по которому производится оптимизация, принята транспортная работа – произведение объема горной массы на расстояние транспортирования. Суть метода заключается в изучении различных вариантов грузопотоков при отработке клиновидных блоков, определения транспортной работы и оптимизации ее на основе известных математических методов. С этой целью используется метод определения экстремума функции. В качестве альтернативного (дополнительного) метода можно использовать графический метод.
Цель. Снижение транспортных расходов на вывозку горной массы путем оптимизации грузопотоков автомобильного транспорта.
Методы. Аналитические методы, математический метод нахождения экстремума, методы математической статистики.
Результаты. Разработана методика оптимизации грузопотоков горной массы при веерной разработке месторождения.
Заключение. Результаты исследования позволяют обосновать оптимальный вариант распределения грузопотоков горной массы при веерной разработке месторождения. Предложенная методика оптимизации может быть использована и для других систем разработки, когда имеется несколько трасс транспортирования с одного уступа.



Оценка потока отказов транспортных средств по изменению параметра израсходованного ресурса
Аннотация
Цель. Статья рассматривает методы технической диагностики узлов и систем транспортных средств по значению параметра израсходованного ресурса.
Методы. Разработка системы контроля за потоком отказов, которая позволит своевременно их выявлять, прогнозировать развитие поломок и применять меры технического воздействия.
Результаты. Параметрами для оценки надежности являются состояние подвески и рулевого управления и компрессия при оценке двигателя.
Заключение. Разработка интеллектуальных систем диагностирования и прогнозирования позволит повысить эффективность и надежность автомобилей в условиях реальной эксплуатации.



Расчет показателей объемов и структуры перевозок грузов железнодорожным транспортом в границах Северо-Западного полигона ОАО «РЖД» в условиях смещения цепей поставок
Аннотация
Обоснование. Существенное смещение цепей поставок изменило структуру и объемы грузовых железнодорожных перевозок.
Цель. Модификация расчета показателей объемов и структуры грузовых перевозок с учетом пропускной и провозной способности железных дорог.
Методы. Динамический анализ выборки статистических рядов, алгоритм определения условной плотности груза в транспортно-логистических комплексах, прогнозирования региональных железнодорожных перевозок до 2025 года.
Результаты. Проведена переоценка показателей «грузооборот», «объем грузовых перевозок», «структура грузопотока» с учетом влияния показателей «пропускная и провозная способность железных дорог». Уточнены плановые объемы перевозки и перевалки основных видов грузов на припортовых станциях на период 2024-2025 гг., что позволяет повысить достоверность принимаемых решений по развитию железнодорожной инфраструктуры полигона Октябрьской железной дороги, в том числе, подходов к морским портам и международного транспортного коридора «Север-Юг».


