Статья: ТЕОРЕТИКО-ИГРОВОЙ ПОДХОД ПРИ ВЫБОРЕ ОПТИМАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ИНТЕРВАЛЬНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДОВ НА ОДНОПУТНЫХ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ЛИНИЯХ (2024)

Показатель «ровность» покрытия автомобильных дорог - один из ключевых при оценке технического состояния дорог, обеспечения безопасности, анализе появления дефектов и прогнозе технического состояния. Существуют не менее десяти различных способов определения показателя «ровность». К наиболее высокоточным относится метод амплитуд, в основе которого лежит геометрическое нивелирование с шагом нивелирования 5 м. Метод, при всех достоинствах, имеет недостатки, одним из главных является фиксированная длина отрезка пути (5 м), на котором определяется амплитуда неровности. Все длины неровности менее 5 м оцениваются недостоверно, что приводит к ошибкам в оценке качества покрытия дорог. При уменьшении шага нивелирования многократно увеличивается трудоемкость измерений. Применение лазерных сканеров и других измерительных систем на базе ГНСС не обеспечивает точность измерений. Системы измерений, в основе которых лежит измерение углов наклона подвижного объекта с использованием инклинометров, акселерометров, гироскопических систем, включая инерциальные системы, подвержены влиянию линейных ускорений, что влияет на точность измерений.

Сущность предлагаемых решений заключается в измерении уклонов без использования непрерывной коррекции пространственного положения оси гироскопа относительно горизонта. Усовершенствованный метод, в основе которого лежит измерение продольного угла наклона подвижного объекта (ходовой тележки), пройденного расстояния и вычисление высотных отметок путем интегрирования данных, реализован на базе УДК «Ровность». Данный метод позволяет определять неровности покрытия автомобильных дорог с точностью около 1 мм, повторяемость из различных циклов измерения в пределах 1 мм.

В статье введен температурный функционал, аргументами которого являются температура грунта и ее градиент вдоль вертикальной оси промерзания глинистого грунта, с помощью которого сформулирован двухпараметрический критерий начала интенсивного криогенного капиллярно-пленочного влагопереноса применительно к решению задач регулирования влагонакопления в промерзающих грунтах.

Приведен алгоритм решения задачи по определению нижней границы зоны криогенного влагопереноса в грунтовом массиве на любом из этапов его промерзания с использованием специального модуля Freeze-^ в программном комплексе Freeze-1.

Показан пример определения в лабораторных условиях функциональной зависимости, используемой в двухпараметрическом критерии начала интенсивного криогенного влагопереноса, для эксплуатируемого участка земляного полотна, сложенного суглинком с числом пластичности 0,10.

Выполнена верификация расчетного алгоритма определения нижней границы зоны интенсивного криогенного влагопереноса по двухпараметрическому температурному критерию с использованием результатов мониторинга водно-теплового режима на участке эксплуатируемого земляного полотна. Полученные данные позволили сделать вывод о корректности предложенного подхода к определению уровня нижней границы зоны интенсивного криогенного влагопереноса. Кроме того, показали достаточную сходимость расчетные и фактические значения глубин промерзания грунтов земляного полота, что говорит об адекватности модели одномерного температурного поля, определяемого с использованием программного комплекса Freeze-1.

Крутильный момент инерции является важной геометрической характеристикой элементов пространственных мостовых конструкций. Крутильная жесткость элементов влияет на характер работы конструкции как напрямую, так и косвенно. При некорректном определении данного параметра теоретическое поведение конструкции под нагрузкой может показать значительное отличие от фактической ее работы. Поэтому значимость корректного вычисления крутильной жесткости элементов в расчетах пространственных конструкций трудно переоценить. Основная проблема в определении крутильного момента инерции - это большая трудоемкость вычислений для сечений общего вида. Строгие математические выражения имеют место только для сечений круглой формы. В данной работе рассмотрены различные методы, которые наиболее часто используются в практике инженерных расчетов мостовых конструкций. Освещены основные математические аспекты данных методов и кратко отмечены их основные достоинства и недостатки. Для балки таврового сечения, характерной для железобетонных пролетных строений мостов, проведены сравнительные вычисления всеми рассмотренными в статье методами. Показано, что результаты вычислений на основе МКЭ, выполненных в зарубежной программе Midas Civil и отечественной программе «Парис», хорошо согласуются друг с другом и показывают минимальное отклонение от результатов, определенных аналитическим методом мембранной аналогии. Частота дискретизации сеток конечных элементов оказывает влияние на погрешность результатов. В программе Midas Civil подбор оптимального размера конечных элементов осуществляется исполнителем путем перебора различных вариантов. В программе «Парис» подбор сетки конечных элементов выполняется автоматически из условия минимизации времени расчета и погрешности результатов. Упрощенные подходы дают большую погрешность и требуют минимальных трудозатрат, поэтому их целесообразно применять только для эскизных расчетов. Увеличение частоты разбиения рассматриваемого сечения на прямоугольные примитивы в упрощенных методах приводит к увеличению погрешности результатов вычислений. Наиболее приемлемые результаты получаются при минимальном количестве разбиений.

Перевозка контейнеров в полувагонах по терминальной технологии с востока на запад с перегрузкой на полигонах Западно-Сибирской, Свердловской и Южно-Уральской железных дорог в 2023 г. составила порядка 18-25 тыс. ДФЭ (TEU) в месяц. На сети железных дорог зародилась новая технология -железнодорожный трансшипмент. Эта технология позволяет комбинировать перевозку контейнеров в полувагонах на одном участке следования и перевозку на фитинговых платформах на другом. Увеличение объемов отправки контейнеров со станций Дальнего Востока может достигнуть 25 поездов в сутки с контейнерами в полувагонах, что больше существующих объемов в четыре раза. Предлагаемая технология является решением для ликвидации дисбаланса поступления контейнерного потока в морские порты и разгрузки Восточного полигона. При этом в настоящее время следует констатировать факт, что технология не настроена до параметров, удовлетворяющих требованиям грузоотправителей, грузополучателей и других участников рынка такой перевозки. Одним из направлений совершенствования технологии является разработка новых или улучшение существующих устройств для крепления контейнеров в полувагонах. Принятые на сети железных дорог решения требуют дополнительных затрат времени на выполнение операций для размещения контейнеров и реквизита крепления в полувагоне. Проделанная в настоящее время работа по поиску решений не привела к появлению устройств крепления, удовлетворяющих большинству требований участников перевозок. В статье обобщен опыт принятых в ОАО «РЖД» методик крепления контейнеров в полувагонах, основанных на использовании древесины или пневмооболочек, выполнены расчеты продольных и поперечных сил, действующих на крепление, даны рекомендации к вновь разрабатываемым устройствам.

В последние годы происходит активное перенаправление основной части грузо- и вагонопотоков, зарождающихся на экономическом пространстве России, в страны Азиатского и Африканского континентов. Указанный транспортно-логистический разворот имеет стратегический характер и, по-видимому, окажется продолжительным. Несомненно, что происходящие изменения способствуют повышению уровня актуальности соответствующих транспортно-логистических исследований. Возрастает значение подходов и методов, разработка которых опирается на новые, обоснованные в математическом отношении, логистические идеи. Не теряют своего значения предложенные ранее подходы при условии их развития, модификации и адаптирования к экономико-географическим изменениям, происходящим в перевозочном процессе в целом. При этом практически значимыми являются в первую очередь результаты исследований, представляющие собой теоретически обоснованные транспортно-логистические схемы общего характера, реализация которых позволяет активизировать механизм функционирования рынка (для рассматриваемого в статье направления это прежде всего рынок оперирования вагонами). Обращая внимание на мультимодальность подавляющего большинства экономически значимых грузоперевозок, отметим, что в силу особенностей современного перевозочного процесса объектами, особо востребованными в проведении указанных выше исследований, являются припортовые транспортно-технологические системы. Целью настоящего исследования является разработка обоснованного в математическом отношении и целесообразного с практической точки зрения подхода в транспортно-логистическом моделировании процесса регулирования вагонопотоков на железнодорожном полигоне (или на рассматриваемой его части). В качестве теоретической основы выступает модификация разработанного ранее авторами метода экономико-географического разграничения областей влияния субъектов перевозочного процесса. Главной составляющей новой модели является коэффициент дорожной непрямолинейности, вводимый для рассматриваемых припортовых станций отправления вагонов. Указанный коэффициент позволяет учитывать специфику расположения транспортной сети по отношению к возможным станциям назначения. Результатом исследования является геометрическая маршрутизационная модель территориального олигополистического рынка услуг по транспортировке порожних вагонов, образованного рассматриваемыми станциями отправления. Модель реализована в полном виде в среде системы компьютерной математики Maxima (Free Ware).

Крупные морские порты расположены в пределах городских поселений и в своем развитии территориально ограничены. В процессе развития как приморские города, так и порты разрастаются, создавая инфраструктурные проблемы. В настоящее время это выражается в отсутствии дополнительных территорий для терминалов, в недостаточности развития внутрипортовых автомобильных и железнодорожных подъездных путей, а также припортовых станций. Сложившееся положение ограничивает пропускную способность морских и речных портов. Решение задач согласования и координации при функционировании морских и сухопутных видов транспорта видится в использовании логистических технологий и принципов управления транспортными процессами и системами в новой организационной форме. Такой формой является сухой порт - терминал, расположенный вне территории морского порта.

Несмотря на сравнительно небольшие сроки своего существования, сухие порты уже имеют свою историю. Вначале это были небольшие по размеру территориально-производственные образования, располагавшиеся вблизи морских портов. Затем сухие порты стали размещать в более отдаленных областях. Транспортно-экономические (грузовые) связи с ними, осуществляемые посредством водного и автомобильного транспорта, обеспечивают эффективность логистических услуг в международной торговле.

В статье исследованы проблемы организации, функционирования и развития сухих портов, уточнены определение понятия и функции сухого порта. Рассмотрена концепция сухого порта с функциями транспортного логистического центра для перевалки морских грузов на внутренних направлениях. Установлены предпосылки развития сухого порта в системе транспортных коридоров при участии сибирских рек и Северного морского пути.

Развитие мультимодальных транспортных узлов имеет большое значение для транспортного комплекса России. Формируя скоординированную транспортную сеть и усиливая интеграцию различных видов транспорта, они способствуют повышению мобильности и увеличивают общую эффективность предприятий транспорта. Основные тенденции рынка транспортно-логистических услуг свидетельствуют о необходимости формирования опорной сети транспортных узлов, в частности в Дальневосточном регионе. В то же время при неоспоримой значимости транспорта недостаточность транспортной инфраструктуры является лимитирующим условием экономического развития Дальнего Востока России. Выполненное авторами исследование показало, что учет выявленных источников синергии мультимодальных транспортных узлов позволит повысить эффективность деятельности предприятий транспорта с учетом территориальных особенностей.

В статье рассмотрены основные транспортные узлы федерального значения с зонами влияния, представлена динамика грузоперевозок за 2018-2023 гг., с перспективой до 2035 г. Среди основных тенденций развития рынка можно выделить увеличение дальности перевозок, повышение роли автотранспорта в перевозке грузов, увеличение грузооборота портов, в частности в Дальневосточном регионе, и повышение тарифов на перевозку грузов. Выделены основные драйверы роста рынка транспортно-логистических услуг, и определены риски его развития. Наличие одного транспортного узла федерального значения на территории Дальнего Востока России в условиях дефицита транспортной инфраструктуры снижает возможности эффективного освоения увеличившихся транспортных потоков предприятиями транспорта.

Цель настоящего исследования - выявление источников синергии мультимодальных транспортных узлов Дальнего Востока России.

Установлено, что развитие транспортной инфраструктуры в целях формирования мультимодальных транспортных узлов на пересечении путей транспортных коридоров и территорий опережающего развития позволит получить эффект синергии предприятий транспорта и близлежащих территорий.

В статье проанализированы некоторые направления развития железнодорожного транспорта в России до 2030 г. Рассмотрены одни из основных проблем в техническом обслуживании бесстыкового пути. Вопросы методов технического обслуживания бесстыкового пути с учетом воздействия поездов остаются сегодня актуальными, поэтому необходимо обратить внимание на исследования в данной сфере и скорректировать существующие методы, которые в настоящее время лишь частично учитывают особенности температурной работы бесстыкового пути.

В статье дан обзор существующих теорий угона пути, особое внимание уделено механизму появления специфических упругих продольных деформаций рельсовых плетей бесстыкового пути, которые возникают при проезде локомотива, следующего в режиме торможения.

Выполнены расчеты продольных сил в рельсовых плетях и их упругих перемещений в пределах колесной базы электровозов серии ЭС10, следующих в режиме рекуперативного торможения в различных эксплуатационных условиях. Возникающие дополнительно при торможении такие продольные силы оказывают влияние на интервалы закрепления плетей бесстыкового пути и на устойчивость рельсошпальной решетки в целом.

Даны предложения по корректированию расчетного интервала температуры закрепления рельсовых плетей на постоянный режим работы путем сопоставления сжимающих продольных сил от повышения температуры рельсовых плетей и продольных сил, передающихся на рельсовые плети при рекуперативном торможении электровоза. Установлено, что в рассмотренных в статье условиях необходимость усиления конструкции верхнего строения пути возникает раньше, чем это предусмотрено Инструкцией по устройству, укладке, содержанию и ремонту бесстыкового пути.

Перевозка грузов в контейнерах во многом отражает сущность современного этапа развития контейнерных перевозок как сегмента железнодорожного транспортного рынка. Чтобы оценить перспективные направления его регионального развития, в качестве информационно-аналитической основы была рассмотрена существующая ситуация в сфере контейнерных перевозок, сложившаяся в зоне влияния Западно-Сибирской железной дороги. В статье представлены результаты учетно-аналитической деятельности применительно к видам отправленных грузов и станциям назначения. Для понимания связей между товарными потоками грузов в контейнерах и развитием поставок были учтены виды грузов, а также типы производств, продукцией которых стали данные предметы транспортной работы. В рамках комплексного анализа были учтены грузополучатели, внутренние и внешние.

Цель настоящего исследования заключалась в анализе видового разнообразия грузов, отправленных в контейнерах, и местоположения грузополучателей. Это позволяет определить роль железной дороги на внутреннем и внешнем товарно-транспортных рынках.

Установлено, что во внутренних контейнерных отправках наибольшая доля (36,9 %) приходится на грузы химического комплекса, перечень которых состоит из почти полутора десятков единиц. Кроме того, высокий удельный вес показали контейнерные грузы аграрно-промышленного комплекса (20,8 %), количество которых также приближается к десятку. Получателями грузов в контейнерах явились 25 железных дорог.

Во внешних отправках наибольшую долю (35,5 %) показали грузы химического комплекса. Удельный вес грузов, произведенных на предприятиях аграрно-промышленного комплекса, составил 23,3 %. Замыкает тройку лесной комплекс, продукция которого - пиломатериалы - составила 23,3 % в общем объеме грузов, отправленных на экспорт. Получателями грузов в контейнерах явились 49 государств мира.

В статье приведена методика учета и анализа грузовых контейнерных отправок, апробированная в регионе на полигоне Западно-Сибирской железной дороги.

В статье рассмотрены наиболее распространенные конструкции волноломов, применяемые для инженерной защиты земляного полотна. Волноломы предназначены для гашения энергии волн и удержания наносов, формирующих волногасящий пляж.

Цель работы - разработка критериев оценки технического состояния элементов волноломов по видам дефектов. Основными методами исследования являлись натурное обследование сооружений и физическое моделирование в гидроволновых бассейнах и лотке. Выполнено обследование волноломов на участке железнодорожной линии Туапсе - Адлер Северо-Кавказской железной дороги с целью определения дефектов как сооружений в целом, так и их элементов.

Проведены экспериментальные исследования взаимодействия волн с волноломами и пляжем на моделях в волновых бассейнах и лотке.

По результатам исследований предложено деление волноломов на отдельные элементы по степени их весомости. Получены критерии технического состояния каждого элемента волнолома по видам дефектов. Разработан алгоритм оценки технического состояния волноломов для определения необходимых мероприятий по обеспечению работоспособности сооружений.

Предложенный алгоритм оценки технического состояния волноломов позволит повысить безопасность эксплуатации железнодорожного пути на прижимных морских участках. Полученные критерии оценки технического состояния волноломов учтены при разработке ГОСТ Р 59241-2020 «Берегозащитные сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния».

Бесстыковые рельсовые плети являются основным элементом типовой бесстыковой конструкции железнодорожного пути. Разрядка температурных напряжений в таких плетях - одна из распространенных и трудоемких операций в путевом хозяйстве ОАО «РЖД».

В настоящее время известны два основных вида технологических процессов: с использованием гидравлического натяжного устройства (ГНУ); ГНУ и нагревательных установок (съемных однониточных нагревательных установок).

Определены четыре основных парных варианта технологии разрядки температурных напряжений рельсовых плетей для дальнейшего технико-экономического анализа результатов по ряду технологических и экономических показателей: с применением ГНУ (КБ-65, ЖБР-65); ГНУ (ЖБР-65Ш, ЖБР-65ПШМ, ЖБР-65ПШР); ГНУ и нагревательных установок (КБ-65, ЖБР-65); ГНУ и нагревательных установок (ЖБР-65Ш, ЖБР-65ПШМ, ЖБР-65ПШР). Разработана методика определения и оценки технико-экономических показателей технологий, учитывающая ряд факторов: расходы на оплату труда работников, на топливо, на годовое техническое обслуживание оборудования, средние расходы по предоставлению «окон».

Внедрение нагревательных установок в технологию разрядки температурных напряжений в бесстыковых плетях обладает высокой технологической эффективностью; так, снижение времени «окна» составило до 16,7 %, трудозатрат - до 4 %, также уменьшаются размеры оплаты труда и средняя стоимость проведения «окна». Снижение общих экономических расходов по данной технологии составляет до 42 %, и в перспективе эта технология может успешно заменить существующие в настоящее время в путевом хозяйстве ОАО «РЖД» аналогичные технологии.

В результате переориентации грузопотоков на восток и юг на Восточном полигоне железных дорог России возникла проблема недостаточной пропускной способности. Помимо этого, у ряда восточных портов и пограничных переходов наблюдается проблема низкой технической оснащенности. Данные факты говорят о том, что в настоящий момент транспортная система страны не способна полноценно справляться с возросшим объемом перевозок грузов, вследствие чего руководством компании ОАО «РЖД» и Правительством Российской Федерации вводятся ограничения на перевозку некоторых категорий грузов, а также устанавливается приоритетность одного груза над другим.

Долгое время лидирующие позиции по объемам перевозок занимал уголь, сейчас же на первый план выходят товары народного потребления. Угольный сектор, а также связанные с ним сектора экономики понесли большие финансовые потери: предприятия по добыче полезных ископаемых ограничили суточные объемы погрузки из-за несвоевременного вывоза груза, в результате чего пострадали все участники перевозочного процесса: клиенты, транспортные компании, операторы подвижного состава, компания ОАО «РЖД», портовые терминалы и угледобывающие предприятия.

Цель настоящего исследования заключается в сравнении экономических затрат грузоотправителей при перевозке по устоявшимся маршрутам доставки, а также по интенсивно развивающемуся в наши дни направлению - Северному морскому пути.

Для достижения поставленной цели проанализирована актуальность перевозок каменного угля в Китай, произведен расчет экономических затрат на доставку груза по традиционной и мультимодальной схеме с использованием Северного морского пути, на основании расчета сделан вывод о целесообразности перевозки по новой технологии для грузоотправителя.

В результате исследования установлено, что перевозки угля по схеме «железная дорога - река - море» по Северному морскому пути в настоящий момент не привлекательны для грузоотправителя по сравнению с традиционными маршрутами ввиду большой переплаты (в 2,6 раза).