2020
Permanent URI for this community
Browse
Browsing 2020 by Issue Date
Now showing 1 - 20 of 50
Results Per Page
Sort Options
Item Визначення раціональних параметрів підпірних конструкцій із ґрунтоцементних паль на зсувонебезпечних схилах(Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2020) Тютькін, Олексій Леонідович; Ігнатенко, Дмитро ЮрійовичUKR: Мета. У статті передбачено розробити метод визначення раціональних параметрів підпірних конструкцій з ґрунтоцементних паль на зсувонебезпечних схилах. Методика. Для досягнення поставленої мети автори виконали порівняльні розрахунки скінченно-елементних моделей зсувонебезпечного шаруватого схилу з влаштуванням підпірних конструкцій із ґрунтоцементних паль: вертикальних, розташованих під кутом до вертикальної осі, об’єднаних бетонним ростверком, без ростверку, різного діаметру, із різною відстанню між палями, але однакової довжини, що обумовлена розташуванням визначеної за попередніми розрахунками поверхні ковзання. Результати. За результатами розрахунків контактної задачі взаємодії ґрунтового масиву та підпірної конструкції було отримано закономірності формування міцності та стійкості зсувонебезпечного укріпленого схилу, що дає можливість прогнозування його геомеханічної стійкості залежно від можливого розташування кривої поверхні ковзання. Обґрунтовано спосіб підвищення коефіцієнта стійкості ґрунтового схилу залежно від варіації параметрів ґрунтоцементної підпірної пальової конструкції. Чисельними розрахунками обґрунтовано параметри ґрунтоцементних пальових підпірних конструкцій – довжину паль, діаметр паль, відстань між палями, кут їх нахилу та доцільність об’єднання паль бетонним ростверком. Наукова новизна. Уперше отримано закономірності формування міцності та стійкості ґрунтоцементної підпірної конструкції для укріплення зсувонебезпечних схилів, що дає можливість прогнозування їх геомеханічної стійкості залежно від можливого розташування кривої поверхні ковзання. Також уперше встановлено залежності зміни абсолютних зміщень, відносних деформацій, коефіцієнтів запасу міцності, стійкості та напружень за Мізесом в елементах підпірних конструкцій із ґрунтоцементних паль від кута їх нахилу, відстані між палями та наявності бетонного ростверку, що їх об’єднує. Набули подальшого розвитку методи оцінки та прогнозування зсувонебезпечності ґрунтових схилів, що дозволило обґрунтувати спосіб підвищення коефіцієнта запасу стійкості залежно від варіації параметрів ґрунтоцементної підпірної конструкції. Уперше обґрунтовано параметри способу підвищення стійкості зсувонебезпечного схилу з пальовими підпірними конструкціями на основі комплексного математичного та відцентрового моделювання з використанням реальних ґрунтів зсувонебезпечного схилу та критеріїв подібності. Практична значимість. Автори розробили та запатентували метод укріплення зсувонебезпечних схилів за допомогою ґрунтоцементних паль, об’єднаних бетонним ростверком та розташованих перпендикулярно до вектора руху тіла зсуву.Item 6 (90) випуск. Наука та прогрес транспорту(Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2020)UK: У статтях наведені наукові дослідження, виконані авторами в Дніпропетровському національному університеті залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна та інших організаціях. Статті присвячені вирішенню актуальних питань залізничного транспорту по наступних напрямках: автоматизовані системи управління на транспорті, екологія на транспорті, експлуатація та ремонт засобів транспорту, матеріалознавство, залізнична колія, інформаційно-комунікаційні технології та математичне моделювання, нетрадиційні види транспорту, машини та механізми, транспортне будівництво, рухомий склад і тяга поїздів. Вісник становить інтерес для працівників науково-дослідних організацій, викладачів вищих навчальних закладів, докторантів, аспірантів, магістрантів та інженерно-технічних працівників.Item Розробка методу закріплення приватних локомотивів за поїздами(Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2020) Санницький, Назар Мирославович; Германюк, Юлія Миколаївна; Шаргун, Тетяна ОлексіївнаUK: Мета. У наш час в Україні відбувається процес реформування ринку залізничних перевезень, що пов’язано з імплементацією директив Європейського Союзу до її законодавства. У результаті цих реформ передбачається відкриття ринку залізничних перевезень для незалежних від Укрзалізниці перевізників. У таких умовах проблема забезпечення доступу рухомого складу до головних і приймально-відправних колій та усунення конфліктних ситуацій із поїзними та маневровими пересуваннями рухомого складу Укрзалізниці може бути вирішена шляхом пропуску поїздів незалежних перевізників за жорстким розкладом руху. Одним із напрямів використання приватних локомотивів є обслуговування пунктів масового завантаження чи вивантаження вантажів. Основним завданням, яке виникає при цьому, є вдосконалення методів закріплення приватних локомотивів за нитками графіка руху поїздів. Методика. Дослідження виконано на основі методів організації експлуатаційної роботи залізниць та методів лінійного програмування. Результати. У роботі розглянуто проблему вдосконалення методів розрахунку величини робочого парку локомотивів. На основі аналізу можливих умов взаємодії АТ «Укрзалізниця» і приватних перевізників визначено, що одним із варіантів використання приватних перевізних компаній на етапі впровадження їх послуг буде обслуговування пунктів масового завантаження чи вивантаження вантажів. У ході дослідження розроблено метод визначення кількості локомотивів шляхом зведення цієї задачі до оптимізаційної задачі про призначення. Наведено приклад розв’язання задачі визначення необхідного робочого парку локомотивів для обслуговування перевезень зернових вантажів, які відправляють у порт відправницькими маршрутами, та розробки графіків їх обігу. Установлено кількість локомотивів, необхідну для обслуговування перевезень, розроблено порядок їх підв’язки до поїздів. Наукова новизна. У дослідженні вдосконалено методи закріплення локомотивів за нитками графіка руху поїздів на основі використання методів лінійного програмування. Практична значимість. Результати роботи дозволяють оцінити потреби робочого парку локомотивів в умовах відкритого ринку залізничних перевезень для незалежних перевізників.Item Компьютерное моделирование процессов биологической очистки сточных вод в аэротенках с пластинами(Днипровский национальный университет железнодорожного транспорта имени академика В. Лазаряна, Днипро, 2020) Беляев, Николай Николаевич; Лемеш, Максим Вікторович; Беляева, Виктория Витальевна; Машихина, Полина Борисовна; Якубовская, Зинаида НиколаевнаRU: Цель. Определение эффективности работы аэротенка на этапе проектирования или реконструкции биореакторов, в которых осуществляется биологическая очистка сточных вод, требует использования специальных математических моделей и методов расчета. Основной целью статьи является разработка CFD-модели для оценки эффективности работы аэротенков. Методика. Для компьютерного расчета процесса биологической очистки сточных вод в аэротенках, с учётом гидродинамики, разработана численная модель. В основу модели заложены двухуровневые уравнения сохранения массы для субстрата и активного ила и уравнение для потенциала скорости. Процесс биологического преобразования субстрата рассчитан на базе модели Monod. Для численного интегрирования уравнений массопереноса активного ила и субстрата использована попеременно–треугольная разностная схема расщепления. При этом базовые уравнения разделены на два уравнения более упрощенного вида. Для численного интегрирования уравнения для потенциала скорости осуществлено его расщепление на два одномерных уравнения. Далее каждое уравнение решено по явной схеме. Для численного интегрирования уравнений, описывающих процесс трансформации субстрата на базе модели Monod, использован метод Эйлера. Результаты. Осуществлена программная реализация построенной численной модели. Приведены результаты вычислительного эксперимента по исследованию процесса очистки сточных вод в аэротенке за счет использования дополнительных элементов в сооружении – пластин. Это проводит к выводу, что управление качеством очистки сточных вод в аэротенках возможно с помощью применения пластин. Научная новизна. Разработана многофакторная CFD-модель, позволяющая быстро оценить эффективность работы аэротенка. Особенностью модели является возможность оценки работы аэротенка с учетом его геометрической формы и расположения в сооружении дополнительных пластин. Практическая значимость. Построенная численная модель может быть использована при проведении расчетов в случае проектирования сооружений аэротенков или при определении эффективности очистки сточных вод в новых условиях эксплуатации.Item Виявлення атак на комп’ютерну мережу на основі використання комплексу нейронних мереж(Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2020) Жуковицький, Ігор Володимирович; Пахомова, Вікторія Миколаївна; Остапець, Денис Олександрович; Циганок, О. І.UK: Мета. За основну мету дослідження ми ставимо розвиток методики визначення атак на комп’ютерну мережу. Досягнення поставленої мети передбачає вирішення таких завдань: розробити методику виявлення атак на комп’ютерну мережу на основі ансамблю нейронних мереж із використанням нормалізованих даних відкритої бази KDDCup99; під час виконання машинного навчання виявити оптимальні параметри нейронної мережі, що забезпечить достатньо високий рівень достовірності виявлення вторгнень у комп’ютерну мережу. Методика. Як архітектурне рішення модуля виявлення атак запропоновано дворівневу мережну систему, основу якої складає ансамбль із п’яти нейронних мереж типу багатошарового персептрона: перша нейронна мережа – для визначення категорії класу атаки (DoS, R2L, U2R, Probe) або факту того, що атаки не було; інші нейронні мережі – для виявлення типу атаки, якщо така мала місце (кожна з цих чотирьох нейронних мереж відповідає одному класу атаки і вміє визначати типи, що належать тільки цьому класу). Результати. На створеній програмній моделі проведено дослідження параметрів нейронної мережі конфігу-рації 41–1–132–5, яка визначає категорію класу атаки на комп’ютерну мережу. Встановлено, що оптимальна швидкість навчання дорівнює 0,001. Для оптимізації найкраще себе показав алгоритм ADAM. Як функція активації для прихованого шару найбільше підходить функція ReLU, для функції активації вихідного шару – функція гіперболічного тангенса. Точність на тестовій та валідаційній вибірках склала 92,86 та 91,03 % відповідно. Наукова новизна. Розроблена програмна модель, для якої використана мова програмування Python 3.5, інтегроване середовище розробки PyCharm 2016.3 та фреймворк Tensorflow 1.2, дає можливість виявляти всі типи атак класів DoS,U2R, R2L, Probe. Практична значимість. Отримано графічні залежності точності нейронних мереж за різних параметрів: швидкості навчання; активаційної функції; алгоритму оптимізації. Визначено оптимальні параметри нейронних мереж, що забезпечать достатньо високий рівень достовірності виявлення вторгнень у комп’ютерну мережу.Item Моделювання процесу біологічного очищення стічних вод на базі камерних моделей(Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2020) Лемеш, Максим Вікторович; Біляєв, Микола Миколайович; Татарко, Л. Г.; Якубовська, Зінаїда МиколаївнаUK: Мета. Основною метою статті є розробка багатофакторних камерних моделей для експрес-оцінки ефективності роботи реакторів біологічного очищення стічних вод. Методика. Для комп’ютерного моделювання процесу біологічного очищення стічних вод розроблено дві чисельні камерні моделі. В основу моделей покладено закон збереження маси для субстрату та активного мулу. Моделі є нуль-вимірними. У першій камерній моделі процес окислення забруднювача розраховують на базі реакції першого порядку. У другій камерній моделі для розрахунку окислення забруднювача використано модель Monod. Для чисельного інтегрування моделювальних рівнянь використано метод Ейлера. Моделі дозволяють під час розрахунку біореактора, враховувати зміну з часом концентрації активного мулу, субстрату, що потрапляють до реактора для біологічного очищення стічних вод. Результати. Здійснено програмну реалізацію розроблених чисельних моделей. Наведено результати комп’ютерних експериментів із дослідження ефективності очищення стічних вод у реакторах біологічного очищення для різних умов експлуатації споруд. Наукова новизна. Розроблено дві комп’ютерні камерні моделі, що дозволяють швидко оцінити ефективність роботи біореактора для очищення стічних вод. Практична значимість. Моделі можуть бути корисні під час проведення розрахунків у випадку проєктування споруд біологічного очищення або під час реконструкції наявних біореакторів для їх перспективної роботи в нових умовах.Item Computer Simulation of Biological Wastewater Treatment Processes in Aerotanks With Plates(Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2020) Biliaiev, Mykola M.; Lemesh, Maksym V.; Biliaieva, Viktoriia V.; Mashykhina, Polina B.; Yakubovska, Zinaida M.EN: Purpose. Efficiency determination of the aeration tank at the stage of design or reconstruction of bioreactors in which biological wastewater treatment is carried out requires the use of special mathematical models and calculation methods. The main purpose of the article is to develop CFD models for evaluating the operation efficiency of aeration tanks. Methodology. A numerical model has been developed for the computer calculation of the biological wastewater treatment process in aerotanks, taking into account hydrodynamics. The model is based on two-level mass conservation equations for the substrate and activated sludge and the velocity potential equation. The process of biological transformation of the substrate is calculated based on the Monod model. For the numerical integration of the mass transfer equations of activated sludge and substrate, the alternating-triangular difference splitting scheme is used. In this case, the basic equations are divided into two equations of a more simplified form. For the numerical integration of the equations for the velocity potential, it is split into two one-dimensional equations. Further, each equation is solved according to explicit scheme. For the numerical integration of equations that describe the process of substrate transformation based on the Monod model, the Euler method is used. Findings. The software implementation of the constructed numerical model has been carried out. The results of a computational experiment on the study of the wastewater treatment process in an aeration tank with plates are presented. This leads to the conclusion that the quality control of wastewater treatment in aeration tanks is possible with the help of plates. Originality. A multivariate CFD model has been developed, which makes it possible to quickly assess the efficiency of the aeration tank. A feature of the model is the ability to evaluate the operation of the aeration tank, taking into account its geometric shape and location of additional plates in the construction. Practical value. The constructed numerical model can be used during calculations in the case of designing aeration tanks, or in determining the efficiency of wastewater treatment under new operating conditions.Item Formation of Carbon Steel Structure During Hot Plastic Deformation(Dnipro National University of Railway Transport named after Academician V. Lazaryan, Dnipro, 2020) Vakulenko, Ihor O.; Bolotova, Daria M.; Proidak, Svitlana V.; Askerov, Hangardas; Cug, H.; Tchaikovska, H. O.EN: Purpose. The main purpose of the work is to determine the peculiarities of the development of recrystallization processes of carbon steel austenite depending on the degree of hot plastic deformation and to develop proposals for improving the structural state of the metal of the railway solid-rolled wheel. Methodology. Two carbon steels of a railway wheel with a minimum and maximum carbon content of 0.55 and 0.65 % and other chemical elements within the grade composition of the steel 60 were used as research material. Samples in the form of cylinders with a diameter of 20 mm and a height of 40 mm were heated in a muffle furnace, exposed for a certain time to equalize the temperature across the cross section of the sample. After that, the samples were subjected to hot compression on Instron type test machine. The temperature interval of hot compression of the samples was 950–1100 ºС, with deformation degrees in height in the range of 10–40%. The strain rate was 10-3–10-2 sec-1 . A standard etching was used to detect the boundaries of the austenite grains. Structural studies were performed using Epikvant type light microscope at magnifications sufficient to determine the structure of austenite grains. The grain size of austenite was determined by the methods of quantitative metallography. Findings. In the case of hot compression of the railway wheel blank, increasing the concentration of carbon atoms only within the grade composition of the steel is sufficient to increase the average austenite grain size, which confirms the proposals to limit the carbon content in the metal of railway wheels. The formation of a certain degree of austenite structural heterogeneity at the cross section of the rim or hub of the railway wheel is due to a change in the development mechanism of recrystallization processes depending on the deformation value. Under conditions of the same degree of hot plastic deformation, the replacement of one-time compression by fractional one is accompanied by a violation of the conditions of formation of the recrystallization nucleus. As a result of the specified replacement of the scheme of hot plastic deformation we obtain reduction in the austenite grain size. Originality. Based on a study of the development of collective recrystallization processes during the hot compression of carbon steel of the railway wheel, it was determined that the increase in carbon content contributes to the austenite grain increase. After hot compression of the wheel blank, the structural inhomogeneity of austenite that occurs is determined by a change in the mechanism of recrystallization processes development. During deformations above the critical degree, the recrystallization nuclei are formed and successively grow, which leads to the structure refinement. In the case of deformations below the critical value, the growth of austenite grains occurs according to the coalescence mechanism, according to which fragments of boundaries with large disorientation angles consistently disappear. Practical value. For austenite grain refining in massive elements of solid-rolled railway wheel we offer to replace one-time hot compression by fractional one.Item Аналіз безпеки бездротових мереж Wi–Fi в автоматизованих системах залізничного транспорту(Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2020) Жуковицький, Ігор Володимирович; Педенко, І. О.UK: Мета. У роботі передбачено: проаналізувати основні механізми захисту, які наявні в бездротових мережах Wi–Fi; показати механізми атак на ці засоби захисту; виконати порівняльний аналіз ефективності механізмів захисту, надати рекомендації для використання цих механізмів в автоматизованих системах залізничного транспорту; побудувати демонстраційну модель атак на засоби захисту бездротової мережі Wi–Fi. Методика. На підставі огляду значної кількості вітчизняних та закордонних джерел проведено порівняльний аналіз механізмів захисту бездротової мережі Wi–Fi, у яких проаналізовано окремі стандарти захисту, виявлено їх сильні та слабкі сторони. Показано різноманітні атаки на засоби автентифікації та механізми гарантування безпеки інформаційного обміну. Для демонстрації атаки на ці засоби захисту розроблено алгоритм демонстраційної імітаційної моделі роботи протоколу захисту WPA2 з можливістю проведення атак на цей протокол. Результати. Виконано порівняльний аналіз основних стандартів механізмів захисту бездротової мережі Wi–Fi, зокрема WEP, WPA, WPA2, WPA3. Продемонстровано різноманітні атаки та ці засоби. Показано перевагу та слабкість окремих механізмів засобів захисту, надано рекомендації для їх використання. Побудовано демонстраційну модель атак на механізми захисту бездротової мережі, яка показує такі атаки, як атака на парольну фразу та атака KRACK. Для демонстрації в програмі обрано стандарт WPA2 з механізмом автентифікації PSK та механізмом криптографічного захисту CCMP–128. Наукова новизна. Наведено широкий спектр механізмів захисту бездротової мережі Wi–Fi, показано можливості окремих механізмів захисту, проведено порівняння стандартів захисту мережі Wi–Fi. В оригінальній програмній моделі показано, як помилкові дії користувача допомагають зловмиснику подолати сучасні механізми захисту. Практична значимість. Рекомендації щодо використання окремих засобів захисту бездротових мереж Wi–Fi можуть бути використані під час побудови системи захисту окремих елементів автоматизованих систем залізничного транспорту. Демонстраційна модель атаки на мережу Wi–Fi може бути використана в навчальному процесі для підготовки фахівців у галузі кібербезпеки.Item Дослідження параметрів залізничних станцій з використанням мереж Петрі(Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2020) Демченко, Євген Борисович; Малашкін, Вячеслав Віталійович; Сковрон, Ігор ЯрославовичUKR: Мета. Ця робота полягає у визначенні раціональних параметрів залізничної станції на основі імітаційного моделювання процесу її функціонування, що представлений мережею Петрі в середовищі QPNet на основі запропонованої методики техніко-економічного порівняння варіантів. Методика. Автори представили методику формалізації процесу функціонування сортувального комплексу за допомогою мережі Петрі в середовищі QPNet. Особливу увагу приділено формалізації роботи гіркового локомотива. Розроблено методику техніко-економічного порівняння варіантів оснащення сортувального комплексу, в основі якої лежить використання модифікованих зведених витрат. Результати. Автори виконали огляд наявних систем імітаційного моделювання, які бувають спеціалізованими та універсальними. Спеціалізовані мають більші можливості для відображення, дозволяють швидше й точніше створювати моделі для конкретних об’єктів, а також отримувати за їх допомогою кращий набір результатів. Разом із тим більше визнання отримали саме універсальні системи попри вимогу певного їх доопрацювання й адаптації під конкретний процес, оскільки спеціалізовані імітаційні системи є платними або не досить відомими, що не дозволяє широкому колу дослідників використовувати їх для вирішення поставлених завдань. У статті наведено результати роботи сортувального комплексу за різного оснащення, які встановлені під час моделювання його роботи в середовищі QPNet. Отримані значення техніко-технологічних параметрів сортувального комплексу стали основою для визначення раціональних заходів, спрямованих на підвищення ефективності функціонування сортувальної станції в різних експлуатаційних умовах її роботи. Наукова новизна. Удосконалено імітаційну модель сортувального комплексу, процес функціонування якого представлений часовою мережею Петрі, що, на відміну від інших моделей, дозволяє враховувати додатковий час зайнятості гіркового локомотива іншими операціями, не пов’язаними з розформуванням составів на сортувальній гірці безпосередньо. Практична значимість. Представлена в роботі вдосконалена імітаційна модель сортувального комплексу дає можливість більш точно враховувати вплив технічного оснащення залізничної станції на показники її функціонування.Item 2 (86) випуск. Наука та прогрес транспорту(Дніпровський національний університет залізничного транспорту ім. акад. В. Лазаряна, Дніпро, 2020)UK: У статтях наведені наукові дослідження, виконані авторами в Дніпропетровському національному університеті залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна та інших організаціях. Статті присвячені вирішенню актуальних питань залізничного транспорту по наступних напрямках: автоматизовані системи управління на транспорті, екологія на транспорті, експлуатація та ремонт засобів транспорту, матеріалознавство, залізнична колія, інформаційно-комунікаційні технології та математичне моделювання, нетрадиційні види транспорту, машини та механізми, транспортне будівництво, рухомий склад і тяга поїздів. Вісник становить інтерес для працівників науково-дослідних організацій, викладачів вищих навчальних закладів, докторантів, аспірантів, магістрантів та інженерно-технічних працівників.Item Удосконалення методики оцінки стану безпеки руху поїздів на залізниці(Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2020) Булах, Марина ОлексіївнаUK: Мета. Зважаючи на те, що наявна в Україні методика оцінки рівня безпеки руху поїздів не забезпечує отримання реальної та адекватної картини, а закордонний досвід не відкриває можливостей аналогічного вирішення проблем на українських залізницях, метою роботи є вдосконалення методики оцінки стану безпеки руху поїздів на залізниці. Методика. Для вдосконалення методики оцінки стану безпеки руху поїздів на залізниці під час проведення технічного аудиту запропоновано використовувати чотири показники: кількість транспортних подій, на які нараховані збитки; кількість нещасних випадків; кількість транспортних подій, які відбулися протягом року, проте їх наслідки не пов’язані з фінансовими збитками; кількість порушень, що були виявлені ревізорами з безпеки руху. Результати. Виконано вдосконалення методики оцінки стану безпеки руху поїздів на залізниці. При цьому для розрахунку рівня безпеки руху поїздів введено чотири показники, з подальшим виконанням їх ранжирування. На основі статистичних даних за взятими показниками, була отримана математична модель інтегральної оцінки безпеки руху поїздів, за допомогою якої виконано порівняльну оцінку безпеки руху в АТ «Укрзалізниця». Як результат, слід відзначити, що динаміка стану безпеки руху у 2015–2018 рр. має іншу картину порівняно зі звичайною кількістю транспортних подій в АТ «Укрзалізниця». Удосконалена методика оцінки стану безпеки руху поїздів на залізниці дозволяє виконати адекватні розрахунки та встановити реальний стан безпеки руху під час проведення технічного аудиту. Наукова новизна. Удосконалено методику оцінки стану безпеки руху поїздів на залізниці, яка може бути застосована під час проведення технічного аудиту. Практична значимість. Зазначена методика дозволяє виконувати оцінювання загального рівня безпеки руху поїздів та встановлювати в процесі технічного аудиту реальні загрози й ризики, які в подальшому можуть бути усунуті шляхом розробки відповідних заходів і дій.Item Динамика взаимодействия некоторых типов грузовых вагонов с железнодорожной колеей(Днипровский национальный университет железнодорожного транспорта имени академика В. Лазаряна, Днипро, 2020) Швец, Анжела АлександровнаRU: Цель. Неотъемлемой и существенной особенностью современного вагонного парка является его массовость. Для всего парка подвижного состава даже самые незначительные конструкционные изменения при-обретают огромные масштабы. Основной целью работы является теоретическое исследование влияния инерционных характеристик кузовов различных типов грузового подвижного состава, с учетом режима загрузки и скорости движения, на их основные динамические показатели и показатели взаимодействия с путевой структурой. Методика. Теоретические исследования проведены методом математического и компьютерного моделирования динамической нагруженности при движении некоторых типов грузовых вагонов: полувагонов модели 12–532, вагонов-хопперов для перевозки угля модели 12–4034 и платформ модели 13–401 на типовых тележках 18–100 со скоростями в диапазоне от 50 до 90 км/ч по кривым малого и средне-го радиуса. Результаты. Представлен анализ теоретических исследований динамических качеств и показателей взаимодействия с железнодорожным путем грузового подвижного состава. В ходе выполнения теоретических исследований и после моделирования с учетом процессов колебания грузовых вагонов при различных режимах загрузки получены зависимости основных динамических показателей от скорости движения. Научная новизна. Впервые исследовано влияние инерционных характеристик кузовов различных типов грузового подвижного состава и режимов загрузки на динамическую нагруженность вагона с целью решения задачи прогнозирования динамики подвижного состава и показателей его взаимодействия с колеей. Получены результаты теоретических исследований с учетом скорости движения по кривым участкам пути малого и среднего радиуса. Практическая значимость. Представленные результаты расчетов: позволяют определить оптимальные значения таких параметров, как тара, высота центра масс и длина базы вагона, при решении вопросов модернизации эксплуатируемого парка вагонов и определении резервов повышения их грузоподъемности; дают возможность решать задачи поиска оптимальных направлений модернизации рельсового экипажа; способствуют созданию технических условий на изготовление новых и модернизацию эксплуатируемых грузовых вагонов; направлены на повышение уровня надежности и безопасности процесса перевозок в современных условиях на железнодорожном транспорте.Item Динаміка зчепу вагонів-платформ під час перевезення довгомірного вантажу(Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2020) Шатунов, Олександр Васильович; Швець, Анжела ОлександрівнаUK: Мета. У зв’язку з тенденцією до інтенсифікації перевізного процесу в умовах підвищених осьових навантажень та швидкостей руху поїздів у статті передбачено дослідити динамічну навантаженість зчепу двох вагонів-платформ з довгомірним вантажем, а також визначити динамічні сили взаємодії під впливом квазістатичних поздовжніх сил. Методика. Основою дослідження є метод математичного та комп’ютерного моделювання динамічної навантаженості поздовжньо-згинальних коливань штабеля вантажу довжиною 22 м, розташованого на зчепі з двох вагонів-платформ моделі 13–4012. Кінетична й потенціальна енергії системи складені з урахуванням кінетичної й потенціальної енергії вантажу, які обчислюють за відомими фундаментальними функціями. Для визначення фундаментальних функцій розв’язано задачі про згинальні коливання вантажу як балки на двох пружних опорах. Для визначення фундаментальних функцій за поздовжніх переміщень використано диференціальне рівняння вільних поздовжніх коливань стрижня постійного перетину. Теоретичні дослідження проведені за умови руху зчепу платформ із типовими візками 18–100 зі швидкостями в інтервалі від 60 до 100 км/год по прямій ділянці залізничної колії. Результати. У дослідженні взято до уваги рух зчепу вагонів-платформ по синусоїдальній нерівності довжиною 25 м і різною глибиною у випадку дії поздовжніх стискних або розтягальних сил, а також на вибігу. У ході виконання теоретичних досліджень і після проведення моделювання з урахуванням процесів коливання вагона-платформи й довгомірного вантажу, за наявності квазістатичних поздовжніх сил, отримано залежності основних динамічних показників від величини швидкості руху. Наукова новизна. Для визначення динамічної навантаженості зчепу вагонів-платформ розроблено математичну модель поздовжньо-згинальних коливань у вертикальній площині системи штабель вантажу – зчеп вагонів-платформ. Запропонована математична модель дає можливість теоретично визначити динамічні показники системи та забезпечити розроблення способів транспортування довгомірних вантажів відповідно вимог безпеки руху поїздів. Практична значимість. У результаті проведених теоретичних досліджень вирішено актуальне та практично важливе завдання визначення навантаженості платформ зчепу під час транспортування довгомірного вантажу, що дозволить розробити технічні умови для реалізації ресурсозбережних технологій.Item Развитие методов организации вагонопотоков в Российской империи и СССР(Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2020) Козаченко, Дмитрий Николаевич; Папахов, Александр Юрьевич; Германюк, Юлия НиколаевнаRUS: Цель. Основной целью этой статьи является исследование развития методов организации вагонопотоков в поезда на железных дорогах Российской империи и СССР. Методика. Исследования выполнены на основании анализа литературных источников и методов теории организации эксплуатационной работы железных дорог. Результаты. Методы организации вагонопотоков прошли значительный путь развития под влиянием изменений условий работы железнодорожного транспорта, формирования технических средств управления им и математических методов оптимизации. Возникновение научных методов организации вагонопотоков в поезда относится ко временам Российской империи. Современный подход к организации вагонопотоков, базирующийся на плане формирования поездов, развивался в СССР в 1931–1945 гг. Целью внедрения плана формирования поездов было снижение расходов железных дорог на выполнение перевозок грузов. Условиями реализации такого подхода является то, что железные дороги вертикально интегрированы: они одновременно и эксплуатируют железнодорожную инфраструктуру, и являются перевозчиком, выполняющим перевозки грузов в своих вагонах, при этом конкуренция между видами транспорта за грузопотоки отсутствует. Формирование современных методов решения задачи организации вагонопотоков в основном было осуществлено в 1945–1952 гг. В основу этих методов положено разделение задачи организации вагонопотоков в поезда на отдельные подзадачи и последовательное их решение в детерминированной и статической постановке. Практически задача организации вагонопотоков на железных дорогах СССР была решена в 1970–1980-х гг. с помощью ЭВМ. Переход Украины к рыночной модели экономики привел с существенному изменению условий работы железнодорожного транспорта, что требует пересмотра принципов организации вагонопотоков в поезда. Научная новизна. В работе впервые на основании исторического анализа развития методов организации вагонопотоков на железных дорогах Российской империи и СССР установлены связи между условиями работы железнодорожного транспорта и методами организации вагонопотоков в поезда. Практическая значимость. Ценность результатов для практики состоит в том, что они указывают на необходимость изменения в Украине системы организации вагонопотоков в соответствии с нынешними условиями работы железнодорожного транспорта и выбранным направлением реформирования рынка железнодорожных перевозок.Item Detection of Attacks on a Computer Network Based on the Use of Neural Networks Complex(Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2020) Zhukovyts’kyy, Igor V.; Pakhomova, Victoria M.; Ostapets, Denis O.; Tsyhanok, O. I.ENG: Purpose. The article is aimed at the development of a methodology for detecting attacks on a computer network. To achieve this goal the following tasks were solved: to develop a methodology for detecting attacks on a computer network based on an ensemble of neural networks using normalized data from the open KDD Cup 99 database; when performing machine training to identify the optimal parameters of the neural network which will provide a sufficiently high level of reliability of detection of intrusions into the computer network. Methodology. As an architectural solution of the attack detection module, a two-level network system is proposed, based on an ensemble of five neural networks of the multilayer perceptron type. The first neural network to determine the category of attack class (DoS, R2L, U2R, Probe) or the fact that there was no attack; other neural networks – to detect the type of attack, if any (each of these four neural networks corresponds to one class of attack and is able to identify types that belong only to this class). Findings. The created software model was used to study the parameters of the neural network configuration 41–1–132–5, which determines the category of the attack class on the computer network. It is determined that the optimal training speed is 0.001. The ADAM algorithm proved to be the best for optimization. The ReLU function is the most suitable activation function for the hidden layer, and the hyperbolic tangent function – for the output layer activation function. Accuracy in test and validation samples was 92.86 % and 91.03 %, respectively. Originality. The developed software model, which uses the Python 3.5 programming lan-guage, the integrated development environment PyCharm 2016.3 and the Tensorflow 1.2 framework, makes it pos-sible to detect all types of attacks of DoS, U2R, R2L, Probe classes. Practical value. Graphical dependencies of accuracy of neural networks at various parameters are received: speed of training; activation function; optimization algorithm. The optimal parameters of neural networks have been determined, which will ensure a sufficiently high level of reliability of intrusion detection into a computer network.Item Дослідження двох підходів до виявлення мережних атак із використанням нейромережної технології(Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2020) Пахомова, Вікторія Миколаївна; Коннов, Михайло СергійовичUK: Мета. На сучасному етапі найчастіше пропонують системи виявлення мережних атак, що побудовані на основі таких нейронних мереж: багатошарового персептрона, мережі Кохонена або самоорганізованої карти та їх комбінацій. У статті передбачено дослідити ефективність двох підходів до виявлення атак на комп’ютерну мережу з використанням нейромережної технології на основі нормалізованих даних відкритої бази NSL–KDD. Методика. Як архітектурні рішення системи виявлення мережних атак запропоновано розглянути такі підходи: на основі однієї нейронної мережі, що визначає клас атаки (перший підхід), та ансамблю із п’яти нейронних мереж (другий підхід), який на першому етапі визначає категорію атаки (DoS, Probe, U2R, R2L), а на другому етапі – клас атаки, що належить до певної категорії. Результати. На створених у програмі MatLAB нейронних мережах проведено дослідження їх похибки від довжини навчальної вибірки за різними алгоритмами навчання: Levenberg–Marquardt; Bayesian Regularization; Scaled Conjugate Gradient – за різної кількості прихованих нейронів (мінімальної, середньої та максимальної). Визначено оптимальні параметри нейронних мереж за двома підходами. Наукова новизна. У ході проведення експериментів за різними підходами отримано результати: TP (True Positive); FP (False Positive); FN (False Negative); TN (True Negative). На їх основі розраховано такі показники оцінки якості рішень: коректність визначення мережних атак; помилкові спрацьовування; достовірність; точність та повнота, що доказують доцільність використання ансамблю нейронних мереж (другого підходу). Практична значимість. На створених нейронних мережах за двома підходами проведено дослідження: часу роботи нейронних мереж; помилки першого роду; помилки другого роду. За результатами першого дослідження в середньому час роботи ансамблю нейронних мереж складає 0,92 с, а час роботи нейронної мережі (за першим підходом) дорівнює 2,21 с. За результатами другого дослідження помилка першого роду з використанням ансамблю нейронних мереж складає 2,17 %, а за першим підходом – 7,39 %. За результатами третього дослідження помилка другого роду з використанням ансамблю нейронних мереж складає 3,91 %, а за першим підходом – 6,96 %, що підтверджує ефективність використання ансамблю нейронних мереж (другого підходу).Item Конструктивні багатошарові моделі для впорядкування послідовностей з урахуванням складності операцій формування(Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2020) Скалозуб, Владислав Васильович; Ільман, Валерій Михайлович; Білий, Б. Б.UKR: Мета. Основною метою статті є постановка нової задачі планування процесів функціонування сервісних систем, а також розвиток конструктивних методів моделювання складних процесів та систем шляхом розробки багатошарової конструктивної моделі з упорядкування наборів неоднорідних послідовностей замовлень (MLCРМ), яка враховує складність операцій формування. Методика. У роботі запропоновано постановку нової задачі моделювання, що призначена для впорядкування неоднорідних послідовностей елементів (замовлень). Досліджувані задачі поширені в логістичних, технологічних, інформаційних, залізничних та інших процесах. Головною та суттєвою відмінністю запропонованих конструктивних багатошарових моделей є введення до їх складу додаткових структур конструювання, що забезпечують можливості задавання складності операцій формування, а також додаткового аналізу властивостей об’єктів, які формуються під час реалізації розв’язків. Засобами MLCРМ також реалізують процедури оптимального керування процесами пошуку розв’язків. Результати. У статті на прикладі задачі з оптимального формування-розформування багатогрупових залізничних составів розроблено нову багатошарову конструктивну модель процесів оптимального планування задач із упорядкування наборів неоднорідних послідовностей замовлень. Також запропоновано класифікацію ознак, які визначають типи математичних моделей процесів упорядкування. Наукова новизна. Виконано постановку нової науково-прикладної задачі щодо планування сервісних систем, уперше здійснено класифікацію ознак класів математичних моделей процесів упорядкування послідовностей замовлень з вагою операцій. Отримали розвиток контруктивно-продукційні моделі шляхом створення багатошарових та паралельних конструктивних структур моделювання розформування-формування составів. Практична значимість. Цінність отриманих результатів визначається широким спектром можливих застосувань задачі з планування сервісних систем. Запропоновані багатошарові конструктивні структури моделювання дозволяють удосконалити інструментарій конструктивного моделювання. Побудована модель процесів оптимального розформування-формування составів дозволяє отримати нову форму реалізації зазначених технологічних процесів залізничного транспорту.Item Моделирование очистки сточных вод на базе CFD-модели: экспресс-расчет(Днипровский национальный университет железнодорожного транспорта имени академика В. Лазаряна, 2020) Козачина, Виталий Анатольевич; Громова, Елена Вячеславовна; Гунько, Елена Юрьевна; Татарко, Л. Г.RU: Цель. В работе предусмотрена разработка CFD-модели для оценки эффективности очистки сточных вод в горизонтальном отстойнике. CFD-модель может быть применена для расчета гидродинамики течения и массопереноса в сооружениях, имеющих сложную геометрическую форму в области движения потока сточных вод. Методика. Для численного моделирования процесса движения сточных вод в горизонтальном отстойнике использованы две математические модели. Первая модель основана на уравнениях движения вязкой несжимаемой жидкости – уравнениях Навье–Стокса. Эти уравнения записаны в переменных «завихренность – функция тока». Для расчета концентрации загрязнителя в горизонтальном отстойнике использовано двухмерное уравнение массопереноса. Для численного интегрирования этого уравнения применена конечно-разностная схема расщепления. Расщепление моделирующего уравнения массопереноса проведено таким образом, чтобы на каждом дробном шаге неизвестное значение концентрации загрязнителя определять по явной формуле. Для численного интегрирования уравнения переноса вихря и уравнения для функции тока (система уравнений Навье–Стокса) использованы конечно-разностные схемы расщепления. Результаты. На базе разработанной CFD-модели создан комплекс компьютерных программ, позволяющий определять эффективность очистки воды в горизонтальном отстойнике. Представлены результаты проведенного вычислительного эксперимента по оценке эффективности очистки воды в отстойнике с дополнительными элементами в виде пластин. Научная новизна. Создана эффективная CFD-модель, позволяющая оперативно оценивать эффективность очистки сточных вод в горизонтальном отстойнике с дополнительными элементами. Эта модель учитывает геометрическую форму очистного сооружения и наиболее существенные физические факторы, влияющие на эффективность очистки воды в горизонтальных отстойниках: неравномерное поле скорости потока сточных вод, процессы диффузии, различное положение входных и выходных отверстий очистного сооружения. Практическая значимость. Построенная CFD-модель относится к классу «диагностических моделей» и может быть использована для оценки эффективности очистных сооружений на этапе их эскизного проектирования.Item Методика оцінки нагрівання місця контакту контактного проводу із вставкою струмоприймача(Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2020) Муха, Андрій Миколайович; Устименко, Дмитро ВолодимировичUKR: Мета. Основною метою нашої роботи є розробка методики оцінки температури нагрівання зони контактування контактного проводу з контактною вставкою струмоприймача (елемент контактного проводу – елемент контактної вставки струмоприймача, скорочено ЕКП – ЕКВС) для умов стоянки під час підготовки поїзда до рейсу з визначенням граничного струмового навантаження на цей вузол. Методика. Запропоновано розглядати контакт ЕКП – ЕКВС з точки зору класичної теорії електричного контакту й нагрівання однорідного тіла. Результати. Розглянуто особливості теплового стану вузла струмознімання ЕКП – ЕКВС в умовах підготовки електрорухомого складу до рейсу. У рамках дослідження розроблено методику оцінки температури нагрівання зони силового ковзного контакту в умовах підготовки поїзда до рейсу. Застосування методики сприятиме зменшенню кількості перепалювань контактного проводу завдяки точному вибору часу прогрівання/охолодження поїзда для визначеного струму обігріву/кондиціонування в разі підготовки електрорухомого складу до рейсу. Наукова новизна. Установлено, що причиною перепалювань контактного проводу на стоянках під час підготовки поїзда до рейсу є перевищення допустимої температури силового ковзного контакту внаслідок тривалої дії струму обігріву/кондиціонування. На відміну від стандартного підходу до встановлення тривалості обігріву поїзда, запропонована методика враховує додаткові фактори, а саме зношеність та стан контактного проводу, стан контактної вставки струмоприймача. Ця методика базується на класичній теорії електричного контакту та теорії нагрівання однорідного тіла, що дозволяє досить точно оцінити тепловий стан силового ковзного контакту і є досить зручною для використання в умовах експлуатації. Практична значимість. Результати роботи мають практичну цінність, оскільки технологія підготовки поїзда до рейсу може бути доповнена розрахунком температури контакту ЕКП – ЕКВС відповідно до запропонованої методики. Це дозволить для конкретного поїзда в конкретних умовах застосовувати комплекс заходів із недопущення «перепалювань» контактного проводу у випадку вірогідного перевищення температурою допустимого значення.
- «
- 1 (current)
- 2
- 3
- »