2026

Permanent URI for this communityhttps://crust.ust.edu.ua/handle/123456789/21938

Browse

Now showing 1 - 6 of 6

Аналіз енергетичних характеристик перспективних електропоїздів з бортовими накопичувачами електроенергії
(Український державний університет науки і технологій, 2026) Афанасов, Андрій Михайлович; Скачков, Андрій Олександрович
UKR: Мета. Метою наукового дослідження є проведення загального енергетичного аналізу електричної тяги автономного електропоїзда з бортовим накопичувачем електроенергії, який рухається по ділянці зі складним профілем та планом колії. Для автономних електропоїздів з бортовими накопичувачами нормування витрат електроенергії на тягу та оптимізація режимів руху є особливо актуальними. На даний час відомий цілий ряд наукових робіт, в яких зазвичай розглядаються методи нормування витрат електроенергії на тягу на основі результатів тягових розрахунків. Таки методи передбачають наявність кривих руху електропоїзда на дільниці. Задачею даного дослідження була розробка методики нормування витрат електроенергії на тягу без побудови таких кривих, а тільки за параметрами профілю та плану дільниці експлуатації. Дослідження, спрямовані на визначення енергетичних показників експлуатації автономних електропоїздів є актуальними. Методи. Методологічною основою наукового дослідження є загальні теоретичні положення теорії електричної тяги. Аналіз енергетичних характеристик електропоїзду проведено на основі відомих методів визначення питомих опорів руху та питомих витрат електроенергії на тягу. Обґрунтування методики визначення питомих витрат електроенергії на тягу виконано з використанням відомих методів математичного аналізу. Для визначення ступеню коректності запропонованої методики проведено розрахунки витрат електроенергії на тягу для умовної дільниці колії з загальними параметрами профілю та плану колії, що відповідають загальним параметрам реальної дільниці Львів – Мукачеве. Результати. В результаті проведеного аналізу показано, що питомі витрати електроенергії на тягу електропоїздів можуть бути представлені у вигляді функції від питомих опорів руху та приведених до пробігу витрат електроенергії на власні потреби. При цьому повні витрати електроенергії на тягу можуть бути оцінені з достатньою точністю без проведення самих тягових розрахунків, тільки за результатами аналізу профілю і плану колії ділянки. В науковій роботі отримані теоретичні залежності, за допомогою яких може бути проведено оцінка впливу на загальні витрати електроенергії частоти зупинок електропоїзда на дільниці. Зазначено, що обмеження використання рекуперативного гальмування при високих швидкостях руху автономних електропоїздів можуть бути істотними при наявності відповідних обмежень потужності заряду накопичувача електроенергії. Наукова новизна. Вперше запропоновано методику нормування витрат електроенергії на тягу електропоїзда, використання якої потребує наявність лише загальних параметрів профіля та плану колії дільниці експлуатації. Отримані характеристики, використання яких дозволяє визначити додаткові витрати електроенергії, обумовлені використанням механічного гальмування на проміжних зупинках електропоїзду. Практична значимість. Запропонована методика нормування витрат електроенергії на тягу електропоїздів може бути використана при проектуванні автономних електропоїздів з бортовими накопичувачами електроенергії, зокрема – для визначення параметрів самих накопичувачів та перетворювачів енергії.
Математичне моделювання процесу контейнерних перевезень з метою їх оптимізації
(Український державний університет науки і технологій, 2026) Папахов, Олександр Юрійович; Компанієць, Ростислав Миколайович; Сергієнко, Максим Іванович
UKR: Контейнерні перевезення становлять ключовий елемент сучасних інтермодальних транспортних схем у глобальній торгівлі. Задачі, пов’язані з моделюванням контейнерних перевезень, стають дедалі актуальнішими. Метою проведеного моделювання є дослідження змін ключових показників логістики контейнерних перевезень: часу перебування вантажів у дорозі; тривалості очікування навантаження та розвантаження; а також інших пов’язаних параметри, задіяних при переході від швидкості традиційних перевезень до прискорених. Таким чином, вибір оптимального варіанту перевезення залежить від пріоритетного критерію, який встановлюється виходячи з конкретних задач логістики чи економіки підприємства. Залежно від мети та конкретних умов розв’язання оптимізаційної задачі, склад елементів витрат, які враховуються в цих показниках, а також характер їх використання можуть суттєво відрізнятися між собою. Запропонована методика базується на системі масового обслуговування, яка моделює процеси, в яких виникає випадковий потік заявок на обслуговування, а час їх обробки також має випадковий характер. Головна мета застосування такої моделі полягає в оцінці та прогнозуванні пропускної спроможності системи, визначенні оптимальних способів організації процесу обслуговування, підвищенні його якості та розрахунку економічних витрат на основі відомостей про інтенсивність і характер вхідного потоку заявок. У якості наукової новизни у статті представлено новий підхід до визначення розподілення швидкостей руху контейнерних поїздів між собою при інтермодальних перевезеннях. Результати. У ході дослідження вирішені наступні основні задачі: проведено порівняльний аналіз змін основних показників обслуговування вантажних перевезень при переході від традиційних до прискорених вантажних перевезень; досліджено залежність кількості вантажних поїздів та відсотка простою засобів обслуговування від швидкості руху поїздів, а також визначено необхідну кількість вантажних поїздів для забезпечення заданого середнього часу доставки вантажів; проаналізовано, яка швидкість руху поїздів потрібна для досягнення наперед встановленого допустимого рівня простою вантажних поїздів. Практична значимість. У межах запропонованої математичної моделі з’являється можливість формулювати й розв’язувати значно ширші класи задач. Йдеться не лише про аналіз того, як змінюються ключові характеристики системи зі зростанням швидкості руху контейнерних поїздів, а й про зворотні питання: на скільки саме потрібно підвищити швидкість, щоб досягти заздалегідь визначених цільових значень цих характеристик. Зокрема, є можливість розраховувати, до якого рівня слід збільшити швидкість руху, щоб середній час очікування навантаження знизився до необхідного значення або щоб стала можливою оптимізація кількості задіяних складів.
Міжнародні підходи до відновлення об’єктів залізничної інфраструктури після збройних конфліктів
(Український державний університет науки і технологій, 2026) Чернова, Наталія Сергіївна; Новік, Руслан Борисович
UKR: Мета. У статті узагальнено міжнародні підходи до відновлення об’єктів залізничної інфраструктури після збройних конфліктів із фокусом на управлінських та інженерно-організаційних рішеннях, які дозволяють поєднати швидке відновлення сполучення з довгостроковим підвищенням стійкості мережі. Методика. Дослідження виконано на основі порівняльного аналізу документів міжнародних організацій (Світовий банк, Європейська Комісія, ООН), матеріалів фінансових інституцій та відкритих кейсів відновлення залізниць у країнах, що пережили збройні конфлікти (Україна, Грузія, Азербайджан, Ірак, Шрі-Ланка, країни Західних Балкан). Застосовано контент-аналіз підходів «швидке відновлення» (rapid repair), «реабілітація» та «відбудова з модернізацією»; а також метод структурного синтезу для формування рамки пріоритезації об’єктів. Результати. Запропоновано типологію відновлення залізничної інфраструктури у постконфліктних умовах, яка охоплює три взаємопов’язані фази: аварійне відновлення пропускної спроможності та безпеки руху; реабілітація ключових коридорів із відновленням технічних параметрів; відбудова «краще, ніж було» із інтеграцією сучасних систем сигналізації, захисту та цифрових інструментів управління активами. Обґрунтовано, що ефективність відновлення визначається не лише обсягом інвестицій, а й правилами пріоритезації, здатністю до швидких закупівель, та інституційною координацією між оператором, державою та донорами. На основі міжнародних прикладів показано: у короткостроковій перспективі вирішальними є тимчасові мости/обхідні схеми та оперативне відновлення критичних вузлів; у середньостроковій — відновлення швидкостей і систем безпеки; у довгостроковій — модернізація коридорів під нову логістику та кліматичну стійкість. Сформовано матрицю пріоритетів для відбору об’єктів (мости, перегони, вузли, системи СЦБ і зв’язку) за критеріями критичності маршруту, безпекового ризику, впливу на експортно-імпортні потоки, часу відновлення та вартості життєвого циклу. Наукова новизна. Розроблено інтегровану рамку прийняття рішень щодо відновлення залізничних об’єктів після конфлікту, що поєднує фазовий підхід, інструменти пріоритезації та вимоги стійкості. Практична значимість. Результати можуть бути використані органами управління транспортом, оператором інфраструктури та міжнародними партнерами для формування портфеля проєктів відновлення, визначення KPI (час відновлення, відновлена пропускна спроможність, підвищення швидкостей, зниження аварійності) та підготовки технічних завдань у межах програм післявоєнної реконструкції.
Область допустимих режимів гальмування відчепів в стохастичних умовах
(Український державний університет науки і технологій, 2026) Клига, Олександр Володимирович
UKR: Мета. Метою цього дослідження є встановлення зв’язків між режимами гальмування відчепів на сортувальних гірках та параметрами випадкових величин швидкості та часу скочування відчепів. Методика. Дослідження у цій роботі виконані на підставі використання методів теорії експлуатації залізниць, математичної статистики та імітаційного моделювання. Результати. Незважаючи на тривалу історію досліджень гіркових процесів та наявність значного обсягу даних натурних спостережень та експериментів по визначенню параметрів розподілу випадкових величин характеристик вагонів існує прогалина в наукових методах оцінки впливу режимів гальмування відчепів на параметри розподілу випадкових величин швидкості та скочування відчепів. Розробка таких методів суттєво спростить вирішення прикладної задачі пошуку безпечних режимів розформування составів в залежності від технічного оснащення гірок. Визначення випадкових величин швидкості та часу скочування відчепів у дослідженні виконується на підставі результатів серії імітаційних експериментів, що обробляються методами математичної статистики. Допустимі режими гальмування відчепів формують замкнену область. Встановлено, що залежності математичного очікування швидкості та часу скочування на межах області допустимих режимів представляються s-подібними кривими. Така форма залежностей пов’язана з обмеженими можливостями гальмових позицій керувати швидкістю скочування відчепів. Залежності середнього квадратичного відхилення швидкості та часу скочування від режимів гальмування мають складну немонотонну форму. Така форма залежності є наслідком нелінійного зв’язку між швидкістю та опорами руху в умовах одночасної зміни швидкості руху та частки керуємих реплік відчепа. В роботі представлено алгоритми пошуку вершин області допустимих режимів гальмування на підставі даних обчислювальних експериментів. Наукова новизна. Наукова новизна роботи полягає у тому, що в ній удосконалено метод побудови областей допустимих режимів скочування відчепів. На відміну від попередніх методів у цій роботі оцінка виконання вимог регулювання скочування відчепів здійснюється із заданою статистичною надійністю. Практична значимість. Практична значимість результатів полягає в тому, що вони дозволяють підвищити ефективність алгоритмів управління процесом розформування-формування поїздів.
Постановка експерименту з визначення координат асинхронного електроприводу з використанням стенду взаємного навантаження
(Український державний університет науки і технологій, 2026) Доскоч, Володимир Ігорович; Балійчук, Олексій Юрійович
UKR: Мета. Робота спрямована на розробку методики експериментального дослідження впливу зниженої напруги живлення на робочі та механічні характеристики асинхронних двигунів із короткозамкненим ротором потужністю до 5 кВт. Дослідження орієнтоване на критично важливе технологічне обладнання підприємств залізничного транспорту (локомотивних депо, ремонтних заводів), яке в сучасних умовах часто експлуатується в режимах енергопостачання з низькими якісними показниками. Методи. У роботі застосовано комплексний аналіз технічного оснащення залізничних підприємств, аналітичні методи дослідження властивостей асинхронних машин та методи математичного аналізу результатів випробувань. Основу експериментальної частини складає метод безпосереднього навантаження на стенді взаємного навантаження, де в якості гальмівного пристрою використано машину постійного струму з незалежним збудженням. Процес включає попереднє зняття характеристик холостого ходу та неробочого ходу для калібрування вимірювальної системи. Результати. Розроблено та практично апробовано схему експериментального стенду, що дозволяє фіксувати координати електроприводу (момент, частоту обертання, струм) у широкому діапазоні навантажень. Встановлено, що використання генератора типу П-42 як навантажувального пристрою дозволяє створювати регульований гальмівний момент від 0 до 35 Н∙м. Це забезпечує можливість моделювання режимів роботи асинхронних двигунів потужністю до 5 кВт при варіації живлячої напруги. Описана метрологічна база підтверджує високу точність отриманих даних для подальшої побудови реальних механічних характеристик. Наукова новизна. Автором вперше запропоновано використовувати стенд взаємного навантаження з генератором постійного струму співмірної до двигуна потужності, що працює на мережу з регульованою напругою, спеціально для оцінки стійкості роботи нетягових споживачів залізниці в умовах нестабільного енергопостачання. Також набув подальшого розвитку метод безпосереднього навантаження машин малої потужності, який, на відміну від аналітичних моделей, дозволяє враховувати реальні електромагнітні процеси в умовах відхилення параметрів мережі від номінальних значень. Практична значимість. Отримана методика та результати стендових випробувань є вихідними даними для прогностичного моделювання стабільності роботи промислового обладнання ремонтних підприємств залізниць. Практичне застосування результатів дозволить розробити технічні рекомендації щодо захисту критичного обладнання від негативного впливу низької якості електроенергії, а також обґрунтувати впровадження заходів із компенсації напруги та використання відновлюваних джерел енергії для безперебійної роботи локомотивних депо.
Система живлення 2-х режимного тягово-левітаційного модуля шляхової структури високошвидкісного маглев-транспорту
(Український державний університет науки і технологій, 2026) Плаксін, Сергій Вікторович; Муха, Андрій Миколайович; Устименко, Дмитро Володимирович; Шкіль, Юрій Володимирович; Кітаєв, Олег Валерійович
UKR: Мета. Метою роботи є вибір та обґрунтування структури системи живлення 2-х режимного тягово-левітаційного модуля (ТЛМ) шляхової структури покращеної високошвидкісної магнітолевітаційної транспортної системи з урахуванням особливостей генерації, накопичення, зберігання та розподілу енергії з застосуванням в ній фотовольтаїчних перетворювачів. Методика. В процесі роботи над матеріалом використовувались методи аналізу і синтезу для вивчення наукових робіт щодо енергозабезпечення транспортних систем на магнітній левітації, електротехніку та електроніку для модифікації структури та параметрів системи електропостачання 2-х режимного тягово-левітаційного модуля. Особливу увагу приділено питанню застосування технології водневих паливних елементів. Результати. Кроткий 2-х режимний тягово-левітаційний модуль є основним і універсальним модулем для побудови шляхової структури покращеної високошвидкісної магнітолевітаційної транспортної системи. Система живлення такого модуля повинна відповідати найвищим вимогам як до енергетичної ефективності так і до надійності та безвідмовності його роботи. В роботі запропоновано автономне джерело живлення 2-х режимного тягово-левітаційного модуля де в якості первинної енергії використовується енергія сонця. Для вирішення проблеми коливань сонячної інсоляції на протязі доби, року до структури вводиться гібридний накопичувач енергії, що має дві незалежні системи ‒ основну на літійіонних акумуляторах в поєднанні з суперконденсатором і резервну з використанням технології водневих паливних елементів. Такий підхід здатен забезпечити: безперебійне живлення ТЛМ не залежно від погодних умов; подачу короткого високоенергетичного імпульсу в котушки ТЛМ в момент, що визначається положенням магнітоплану відносно траси; реконфігурацію котушок ТЛМ у відповідності до режиму роботи (тяга чи левітація); енергоефективність за рахунок живлення тільки тієї ділянки траси над якою в даний момент знаходиться магнітоплан; високу надійність функціонування та відмовостійкість енергосистеми через наявність резервної системи на базі регенеративного паливного елементу. Наукова новизна. В роботі обґрунтовано концепцію побудови системи енергозабезпечення траси високошвидкісного маглев-транспорту. Основою покращення енергетичних показників транспортної системи є інтеграція автономного гібридного джерела живлення на фотовольтаїчних перетворювачах в 2-х режимний тягово-левітаційний модуль. Практична значимість. Практичним аспектом роботи є розширення області застосування технології водневих паливних елементів системою зберігання енергії автономного джерела живлення траси високошвидкісного маглев-транспорту.