CC BY
18
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ
Соколов Максим Михайлович
Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС).
Маркса пр., д. 35, г. Омск, 644046, Российская Федерация.
Кандидат технических наук, доцент кафедры «Автоматика и телемеханика», ОмГУПС.
Тел.: +7 (3812) 31-18-72.
E-mail: SokolovMM@mail.ru
Ходкевич Антон Геннадьевич
Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС).
Маркса пр., д. 35, г. Омск, 644046, Российская Федерация.
Кандидат технических наук, доцент кафедры «Автоматика и телемеханика», ОмГУПС.
Тел.: +7 (3812) 31-18-72.
E-mail: ait-omgups@mail.ru
БИБЛИОГРАФИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СТАТЬИ
Соколов, М. М. Классификации состояния рельсовой цепи на основании значения ее входного сопротивления / М. М. Соколов, А. Г. Ходкевич. -Текст : непосредственный // Известия Транссиба. -2023. - № 1 (53). - С. 45 - 53.
INFORMATION ABOUT THE AUTHORS
Sokolov Maxim Mikhailovich
Omsk State Transport University (OSTU).
35, Marx av., Omsk, 644046, the Russian Federation.
Ph. D. in Engineering, associate professor of the department «Automatics and telemechanics», OSTU.
Phone: +7 (3812) 31-18-72.
E-mail: SokolovMM@mail.ru
Khodkevich Anton Gennad'evich
Omsk State Transport University (OSTU).
35, Marx av., Omsk, 644046, the Russian Federation.
Ph. D. in Engineering, head of department «Automatics and telemechanics», OSTU.
Phone: +7 (3812) 31-18-72.
E-mail: ait-omgups@mail.ru
BIBLIOGRAPHIC DESCRIPTION
Sokolov M.M., Khodkevich A G. The state of the track circuit classification based on the value of the input resistance. Journal of Transsib Railway Studies, 2023, no. 1 (53), pp. 45-53 (In Russian).
УДК 656.212.5
С. А. Бессоненко1, А. А. Гунбин1, А. А. Климов1, К. И. Корниенко2'3, И. А. Ольгейзер2'4, А. Н. Шабельников4
1Сибирский государственный университет путей сообщения (СГУПС), г. Новосибирск, Российская Федерация;
2Ростовский филиал АО «НИИАС», г. Ростов-на-Дону, Российская Федерация; 3Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I, г. Санкт-Петербург,
Российская Федерация; ^Ростовский государственный университет путей сообщения (РГУПС), г. Ростов-на-Дону,
Российская Федерация
ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ОСНОВНОГО УДЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЮ ВАГОНОВ ПРИ СКАТЫВАНИИ С СОРТИРОВОЧНОЙ ГОРКИ
Аннотация. Представлены результаты исследования случайной величины основного удельного сопротивления движению вагонов при скатывании с сортировочной горки для современных условий эксплуатации с учетом обновления конструкции подвижного состава и появления новых типов вагонов. Предметом исследования являются параметры плотности распределения основного удельного сопротивления движению вагонов различных весовых категорий, перерабатываемых на сортировочной горке. Целью исследования является актуализация параметров основного удельного сопротивления движению вагонов, используемых для выполнения конструктивных и технологических расчетов сортировочных горок, предусмотренных правилами и нормами проектирования сортировочных устройств. Исследование выполнено на основании обработки статистических данных о фазовых траекториях скатывания вагонов Комплекса компьютерного зрения для контроля занятости сортировочных путей (КЗСП), разработанного специалистами Ростовского филиала НИИАСа. Статистические данные принимались для одиночных вагонов, скатывающихся
на прямых в плане участках сортировочных путей и при положительной температуре наружного воздуха, с целью исключения дополнительных сил сопротивления движению от стрелочных переводов и кривых, снега и инея для повышения точности получаемых результатов. На основании выполненных исследований определены плотности распределения основного удельного сопротивления движению вагонов для рассматриваемой сортировочной горки. Установлено значительное смещение области допустимых значений и плотности распределения случайной величины основного удельного сопротивления движению вагонов в сторону уменьшения. В том числе установлено, что значительная доля вагонопотока имеет значение основного удельного сопротивления движению вагонов менее минимально установленного по существующей методике расчета. Максимальное значение сопротивления, используемое при выполнении технологических расчетов, также является избыточным для современных условий. Средние значения величины основного удельного сопротивления движению, используемые при выполнении конструктивных расчетов, также существенно снизились. Таким образом, полученные результаты показали необходимость корректировки правил и норм проектирования сортировочных устройств в части определения расчетных значений случайной величины основного удельного сопротивления движению вагонов.
Ключевые слова: сортировочная горка, основное удельное сопротивление движению вагона, комплекс «Компьютерное зрение».
Sergey A. Bessonenko1, Anton A. Gunbin1, Aleksandr A. Klimov1, Konstantin I. Kornienko2' 3, Ivan A. Olgeyser2'4, Alexandr N. Shabelnikov4
Siberian Transport University, Novosibirsk, the Russian Federation;
2Rostov Branch of JSC NIIAS, Rostov-on-Don, the Russian Federation;
3St. Petersburg State University of Communications of Emperor Alexander I, St. Petersburg, the Russian Federation;
4Rostov State University of Communications, Rostov-on-Don, the Russian Federation
INVESTIGATION OF THE PARAMETERS OF THE MAIN SPECIFIC RESISTANCE TO THE MOVEMENT OF CARS WHEN ROLLING DOWN A MARSHALLING YARD
Abstract. The results of a study of the random value of the main specific resistance to the movement of cars when rolling down a gravity hump for modern operating conditions are presented, taking into account the renewal of the rolling stock design and the emergence of new types of cars. The subject of the study is the distribution density parameters of the main specific resistance to the movement of cars of various weight categories processed on a gravity hump. The purpose of the study is to update the parameters of the main specific resistance to the movement of wagons used to perform structural and technological calculations of gravity hump, provided for by the rules and regulations for the design of marshalling devices. The study was carried out on the basis of the processing of statistical data on the phase trajectories of rolling cars of the Computer Vision Complex for monitoring the occupancy of marshalling tracks (KZSP), developed by specialists from the Rostov branch of NIIAS. Statistical data were taken for single cars rolling on straight sections of sorting tracks and at a positive outside temperature in order to exclude additional forces of resistance to movement from turnouts and curves, snow and hoarfrost to improve the accuracy of the results obtained. On the basis of the performed studies, the distribution densities of the main specific resistance to the movement of cars for the considered gravity hump were determined. A significant shift in the range ofpermissible values and distribution density of the random value of the main specific resistance to the movement ofcars to the left side along the abscissa axis has been established. In particular, it was found that a significant proportion of the car traffic has a value of the main specific resistance to the movement of cars less than the minimum established by the existing calculation method. The maximum resistance value used when performing process calculations is also redundant for today's conditions. The average values of the value of the main specific resistance to motion, used in the performance of structural calculations, also decreased significantly. Thus, the results obtained showed the need to adjust the rules and norms for the design of sorting devices in terms of determining the calculated values of the random value of the main specific resistance to the movement of cars.
Keywords: gravity hump, the main specific resistance to the movement of the car, the complex «Computer vision».
На сети железных дорог общего пользования в настоящее время функционирует более 100 сортировочных горок разной мощности, имеющих различные техническое оснащение и структуру перерабатываемого вагонопотока. Значительное число сортировочных горок эксплуатируется также на крупных предприятиях промышленного транспорта, расположенных на железнодорожных путях необщего пользования. Для повышения перерабатывающей способности важнейших сортировочных станций и уровня безопасности сортировочного процесса на сети железных дорог ОАО «РЖД» реализована Программа модернизации сортировочных горок. В результате на основных сортировочных станциях сортировочные горки были оборудованы современными техническими средствами
механизации и системами горочной автоматики. При этом конструктивные параметры сортировочных горок (высота, конфигурация продольного профиля, длина и уклоны элементов профиля) в основном были оставлены на расчетных значениях по ранее разработанным проектам.
Расчет параметров продольного профиля сортировочных горок производится с использованием положений и методов, изложенных в Правилах и нормах проектирования сортировочных устройств. Последние Правила и нормы 2003 г. [1] в настоящее время отменены, а требования к проектированию сортировочных горок изложены в ряде действующих нормативных документов, при этом подробный порядок расчета сортировочных устройств на данный момент в действующих нормативах не изложен. В результате при разработке проектов новых или реконструкции существующих сортировочных горок используются положения и методы расчета, в том числе изложенные в уже не действующих нормативах.
Необходимо отметить, что в используемой методике расчета сортировочных горок используются параметры основного удельного сопротивления движению вагонов при скатывании, разработанные в 70-х - 80-х гг. прошлого столетия [2]. Очевидно, что за последующий период произошло существенное обновление вагонного парка, обращающегося на сети железных дорог, в том числе в части конструктивных особенностей, влияющих на величину сопротивления движению. Появились конструкции вагонов нового типа (инновационные, сочлененного типа, длиннобазные и др.), с подшипниками «кассетного типа», в том числе с повышенными нагрузками на ось, что также повлияло на динамику скатывания вагонов с горки и, как следствие, должно найти отражение в методике расчета параметров сортировочных горок.
В настоящее время конструктивные и технологические параметры сортировочных горок, рассчитанные по существующим методикам, могут не соответствовать действующим условиям эксплуатации в части расчетных характеристик перерабатываемого вагонопотока. В результате при эксплуатации сортировочных горок, рассчитанных по ранее действующим нормативам, могут возникать отклонения фактических скоростей движения отцепов на участках горки и в сортировочном парке от расчетных значений скорости скатывания.
Отклонение скоростного режима скатывания отцепов от расчетного может являться причиной возникновения случаев нарушения пространственно-временных интервалов на разделительных элементах, а также нагона одного отцепа другим, в том числе с превышением допустимых скоростей соударения вагонов и, как следствие, повреждения подвижного состава и находящихся в нем грузов. В реальных условиях эксплуатации фактические отклонения скоростей скатывания отцепов от расчетных значений корректируется устройствами горочной автоматики, в том числе за счет использования адаптивных систем управления. Однако не все сортировочные горки являются автоматизированными, а необходимость в дополнительном торможении отцепов приводит к увеличению соответствующих эксплуатационных расходов.
Таким образом, актуализация расчетных характеристик вагонопотока, перерабатываемого на сортировочных горках, в том числе параметров плотности распределения случайной величины основного удельного сопротивления движению вагонов, и соответствующая корректировка методик расчета конструктивных и технологических параметров сортировочных горок является актуальной задачей на современном этапе развития железнодорожного транспорта.
Исследования видов сопротивления движению вагонов при скатывании с сортировочной горки в нашей стране начались в 30-х гг. прошлого столетия [3] и к началу 80-х гг. были сформулированы основные положения по методике их расчета, которые применяются и в настоящее время. Так, при скатывании с сортировочной горки на отцеп могут действовать неуправляемые и управляемые силы сопротивления [4]. При этом к управляемым относят удельное сопротивление движению вагона при торможении (^т) на механизированных или
немеханизированных тормозных позициях. Величина суммарного удельного сопротивления движению вагона при скатывании с горки определяется по формуле, Н/кН:
^сум = ^о + ^св + ^ск + ^сн + Wт, (1)
где Wо, Wсв, Wск, Wсн - неуправляемые силы удельного сопротивления движению вагона соответственно основного, от среды и ветра, от стрелочных переводов и кривых, от снега и инея.
При решении задачи определения основного удельного сопротивления движению вагонов в реальных условиях эксплуатации принимались следующие условия проведения экспериментов, направленные на повышение точности получаемых результатов:
рассматривались траектории скатывания только одиночных вагонов, так как в отцепах из нескольких вагонов выделение данного вида сопротивления для каждого вагона является отдельной исследовательской задачей, решение которой в данном случае не целесообразно;
процесс движения вагонов рассматривался в пределах прямых в плане участков сортировочных путей, что позволило не учитывать значение удельного сопротивления движению от стрелочных переводов и кривых, Wск;
рассматривалось движение вагонов на участках сортировочных путей после парковых тормозных позиций, что позволило не учитывать значение удельного сопротивления движению от торможения, Wт;
исследования проводились в летний и осенний периоды, когда температура наружного воздуха была положительной, что позволило не учитывать значение удельного сопротивления движению от снега и инея, Wсн.
Таким образом, для определения основного удельного сопротивления движению при принятых условиях проведения экспериментов использовалась формула, Н/кН:
Wо = Wсум - Wсв. (2)
Известно, что общий запас энергии движения вагона складывается из потенциальной и кинетической энергии в начальной точке рассматриваемого маршрута и при решении уравнения движения отцепа в аналитическом виде может выражаться через начальную скорость движения вагона (Увх, м/с). Скорость движения вагона в конечной точке маршрута (^вых, м/с) определяется как разность общего запаса энергии движения вагона в начале участка и работы сил суммарного сопротивления движению. Таким образом, расчет суммарного удельного сопротивления движению вагона производился на основании изменения скоростей движения вагона на рассматриваемом участке по формуле (в данном случае производится сравнение численных показателей, а не физические значения расчетных величин):
2 2 V!,, + г:
w = I--вых-в^ (3)
^ум 1 2 • g I-10"3' (3)
где Wсум - суммарное удельное сопротивление движению вагона при скатывании по расчетному участку, Н/кН; g' - ускорение свободного падения (с учетом инерции вращающихся частей вагона), м/с2; I - длина расчетного участка скатывания, м; / - уклон расчетного участка скатывания, %о.
Расчет удельного сопротивления движению вагона от среды и ветра производился по существующей методике, при этом значения температуры наружного воздуха, а также направления и скорости ветра принимались по данным метеостанции за временной период скатывания конкретного вагона. Здесь необходимо отметить, что принятые условия проведения экспериментов - выполнение измерений на участках путей сортировочных парков - в данном случае приводили к наличию определенной погрешности получаемых
результатов вследствие наличия в определенных периодах скатывания отцепов искусственной защиты отдельных путей сортировочного парка от ветровых нагрузок, за счет расположения на соседних путях накапливаемых групп вагонов.
Исследования проводились на эксплуатируемой сортировочной горке средней мощности в два этапа.
1. Проведение натурных наблюдений за скатыванием одиночных вагонов с сортировочной горки [5, 6], по результатам которых было установлено значительное смещение области допустимых значений основного удельного сопротивления движению в левую сторону по оси абсцисс. Однако для получения более устойчивой функции распределения случайной величины и соответственно более точных результатов потребовалось значительно увеличить объем выборки, что связано со значительной трудоемкостью выполнения исследований. Поэтому был произведен анализ статистических данных о траекториях скатывания одиночных вагонов для тех же условий проведения эксперимента.
2. Обработка статистических данных производилась с использованием Комплекса компьютерного зрения для контроля занятости сортировочных путей (КЗСП), разработанного специалистами Ростовского филиала НИИАСа [7 - 9] и установленного на исследуемой сортировочной горке. Полученные результаты подтвердили тенденции изменения области допустимых значений случайной величины ^о, выявленные на первом этапе исследований.
В результате проведенных исследований определены плотности распределения случайной величины ^о для каждой весовой категории вагонов - легкой, легко-средней, средней, средне-тяжелой и тяжелой (согласно установленным в существующей методике градациям массы перерабатываемого вагонопотока), а также для разных типов вагонов [10]. Из указанных весовых категорий наиболее интересным представляется соотношение существующих и полученных по результатам выполненных исследований плотностей распределения случайной величины ^о для следующих весовых категорий.
1. Легкой категории - так как по данным числовым значениям плотности распределения производится расчет высоты горки - важнейшего конструктивного параметра, определяющего начальный запас энергии скатывания отцепа и дальнейшую динамику его скатывания по расчетному маршруту. Кроме того, с использованием числовых значений данного распределения производится решение следующих задач:
выбор «трудного» и «легкого» расчетных путей горочной горловины;
установление расчетных параметров метеорологических условий, при которых производятся дальнейшие конструктивные и технологические горочные расчеты;
определение расчетной высоты сортировочной горки;
выполнение технологических расчетов по проверке расчетной высоты сортировочной горки и интервалов между скатыванием смежных расчетных бегунов.
2. Тяжелой категории - так как по данным числовым значениям плотности распределения производятся:
- расчет конструктивной высоты сортировочной горки;
- технологические расчеты по проверке мощности тормозных позиций.
Соотношение существующих (приведенных в правилах и нормах [1]) и полученных по
результатам выполненных исследований плотностей распределения случайной величины ^о для легкой и тяжелой весовых категорий вагонов приведено соответственно на рисунках 1 и 2 (функции распределения представлены для одиночных вагонов).
Плотности распределения для легко-средней, средней и средне-тяжелой весовых категорий имеют промежуточные значения между графиками функций, приведенными на рисунках 1 и 2, и также могут быть использованы при выполнении горочных расчетов или моделировании скатывания с сортировочной горки перерабатываемого вагонопотока.
Сравнительные результаты выполненных исследований с существующими значениями числовых характеристик плотностей распределения основного удельного сопротивления движению вагонов при скатывании с горки приведены в таблице.
®0,25
0,20 А
0,15
0,10
0,05
0,00
& ъУ ** & ^
И - эмпирические данные; □ - нормативные значения
wо, Н/кН
Рисунок 1 - Соотношение существующих и полученных по результатам выполненных исследований плотностей распределения случайной величины ^о для легкой весовой категории вагонов
*0,25
0,20
0,15
0,10
0,05
0,00
И - эмпирические данные; □ - нормативные значения
Н/кН
Рисунок 2 - Соотношение существующих и полученных по результатам выполненных исследований плотностей распределения случайной величины для тяжелой весовой категории вагонов
Результаты выполненных исследований позволяют сделать следующие выводы. 1. Согласно графикам функций, приведенным на рисунках 1 и 2, установлено: значительное смещение области допустимых значений основного удельного сопротивления в левую сторону по оси абсцисс;
сокращение диапазона допустимых значений случайной величины ^о для всех весовых категорий вагонов.
58 ИЗВЕСТИЯ Транссиб! ■ ■ИЩИ
Ш Ш
В частности, следует отметить изменение расчетных диапазонов следующих числовых характеристик плотности распределения (существующие значения/результаты исследований), Н/кН: среднее значение - (1,23 - 1,75) / (0,63 - 0,83); среднее квадратическое отклонение -(0,35 - 0,67) / (0,39 - 0,56).
Параметры плотности распределения случайной величины основного удельного сопротивления движению вагонов при скатывании с сортировочной горки, существующие данные/результаты выполненных
исследований, Н/кН
Весовая категория вагонов Диапазон массы вагона, т Среднее значение wо, Н/кН Среднее квадратическое отклонение, Н/кН
наименование обозначение
Легкая Л До 28 1,75 / 0,83 0,67 / 0,56
Легко-средняя ЛС 28 - 44 1,54 / 0,71 0,59 / 0,52
Средняя С 44 - 60 1,39 / 0,71 0,50 / 0,45
Средне-тяжелая СТ 60 - 72 1,25 / 0,66 0,38 / 0,44
Тяжелая Т Свыше 72 1,23 / 0,63 0,35 / 0,39
2. Установлено, что в современных условиях существенно увеличилась доля вагонов, имеющих значение величины ^о менее 0,5 Н/кН (минимальное установленное в существующей методике значение). Следовательно, при определении динамики скатывания таких вагонов с горок по существующей методике скорость их движения будет превышать расчетные значения. Необходимо отметить, что в реальных условиях эксплуатации увеличение скоростного режима полностью или частично может компенсироваться корректировкой режимов торможения вагонов:
- на автоматизированных сортировочных горках: за счет использования систем автоматического регулирования скорости скатывания отцепов;
- на механизированных горках: операторами тормозных позиций;
- на немеханизированных горках: регулировщиками скорости движения.
В двух последних случаях результаты скатывания отцепов фактически будут зависеть от уровня квалификации персонала (человеческий фактор). При этом во всех случаях будут возникать дополнительные эксплуатационные расходы на торможение.
3. Согласно рисунку 1 доля вагонов легкой весовой категории, которые имеют значение величины ^о более 3,0 Н/кН, незначительная. Следовательно, использование при выполнении технологических расчетов максимального значения основного сопротивления на уровне 4,5 Н/кН в настоящее время является избыточным как при выполнении проверки высоты сортировочной горки, так и при проверке соблюдения пространственно-временных интервалов на разделительных элементах.
В заключение необходимо отметить, что полученные результаты исследований требуют более детальной проработки, в том числе с проведением подобных исследований на большем числе сортировочных горок разной мощности, расположенных в различных регионах. Приведенные в данной статье результаты доказывают существенное изменение числовых характеристик основного удельного сопротивления движению вагонов при скатывании с горки на современном этапе и необходимость корректировки правил и норм проектирования сортировочных устройств.
Список литературы
1. Правила и нормы проектирования сортировочных устройств на железных дорогах колеи 1520 мм : утв. МПС РФ 10.10.03. - Москва : Техинформ, 2003. - 168 с. - Текст : непосредственный.
2. Сопротивление движению грузовых вагонов при скатывании с горок : тр. ЦНИИ МПС / ред. Е. А. Сотников. - Москва : Транспорт, 1975. - Вып. 545. - 102 с. - Текст : непосредственный.
3. Фролов, А. Н. Сопротивление вагонов при скатывании с горки / А. Н. Фролов, Б. В. Боцманов // Труды ВНИИЖТа. - 1939. - № 63. - 133 с. - Текст : непосредственный.
4. Пособие по применению правил и норм проектирования сортировочных устройств / Л. Б. Тишков, В. П. Шейкин [и др.]. - Москва : Транспорт, 1994. - 220 с. - Текст : непосредственный.
5. Климов, А. А. Метод определения сопротивлений движению отцепов при скатывании с сортировочной горки на основе натурных наблюдений и цифровых баз данных / А. А. Климов. - Текст : непосредственный // Цифровые технологии транспорта: проблемы и перспективы : материалы междунар. науч.-практ. конф. «Цифровые технологии транспорта и логистики». - Москва : Российский университет транспорта, 2022. - С. 300-305.
6. Бессоненко, С. А. Исследование основного удельного сопротивления движению отцепов при скатывании с сортировочной горки на основе натурных наблюдений / С. А. Бессоненко, А. А. Гунбин, А. А. Климов. - Текст : непосредственный // Вестник СГУПСа. - 2022. - № 4 (63) - С. 62-68.
7. Компьютерное зрение для контроля занятости сортировочных путей / А. Е. Хатламаджиян, В. В. Борисов, И. А. Ольгейзер, А. В. Суханов. - Текст : непосредственный // Автоматика, связь, информатика. - 2021. - № 3. - С. 8-11.
8. Компьютерное зрение как способ интеллектуализации систем горочной автоматизации / Д. В. Глазунов, А. М. Лященко, И. А. Ольгейзер, А. В. Суханов. - Текст : непосредственный // Проблемы машиностроения и автоматизации. - 2022. - № 1. - C. 46-53.
9. Сортировочная станция - из прошлого в будущее / А. Н. Шабельников, В. А. Кобзев, И. А. Ольгейзер, С. А. Рогов. - Текст : непосредственный // Железнодорожный транспорт. -2020. - № 9. - С. 18-21.
10. Распределение вероятностей удельного сопротивления движению разных типов вагонов в сортировочном парке / С. А. Бессоненко, А. А. Гунбин [и др.]. - Текст : непосредственный // Проблемы перспективного развития железнодорожных станций и узлов. - 2022. - Вып. 4. - С. 12-16.
References
1. Rules and norms for the design of marshalling devices on 1520 mm gauge railways: approved. Ministry of Railways of the Russian Federation 10.10.03. Moscow, Tekhinform, 2003. 168 p. (In Russian).
2. Sotnikov E.A. Resistance to the movement of freight cars when rolling down hills: tr. Central Research Institute of MPS. Moscow, Transport Publ., 1975, issue. 545, 102 p. (In Russian).
3. Frolov A.N., Botsmanov B.V. Resistance of cars when rolling down a hill. Trydi VNIIZhTa - Proceedings of VNIIZhT, 1939, no. 63, 133 p. (In Russian).
4. Tishkov L.B. Posobie po primeneniu pravil i norm proektirovania sortirovochnix ystroistv [A manual on the application of rules and norms for the design of sorting devices]. Moscow, Transport Publ., 1994, 220 p. (In Russian).
5. Klimov A.A. Method for determining the resistance to the movement of cuts when rolling down a sorting hill based on field observations and digital databases. Cifrovie texnologii transporta: problemi i perspektivy. Materiali mezdynarodnoi naychno-prakticheskoi konferentsii «Cifrovie texnologii transporta i logistiki» [Digital transport technologies: problems and prospects. Materials International scientific-practical. conf. «Digital technologies of transport and logistics»]. Moscow, 2022, pp. 300-305 (In Russian).
6. Bessonenko S.A., Gunbin A.A., Klimov A.A. Study of the main specific resistance to the movement of cuts when rolling down a sorting hill based on field observations. Vestnik Sibirskogo gosydarstvennogo yniversitetapytei soobschenia - The Siberian Transport University Bulletin, 2022, no. 4 (63), pp. 62-68 (In Russian).
7. Khatlamadzhiyan A.E., Borisov V.V., Olgeyzer I.A., Sukhanov A.V. Computer vision for monitoring the occupancy of marshalling lanes. Avtomatika, sviaz', informatika - Automation, communication, informatics, 2021, no. 3, pp. 8-11 (In Russian).
8. Glazunov D.V., Lyashchenko A.M., Olgeyzer I.A., Sukhanov A.V. Computer vision as a way to intellectualize hump automation systems. Problemi mashinostroenia i avtomatizacii - Problems of mechanical engineering and automation, 2022, no. 1, pp. 46-53 (In Russian).
9. Shabelnikov A.N., Kobzev V.A., Olgeyzer I.A., Rogov S.A. Marshalling yard - from the past to the future. Zheleznodorozhny Transport - Railway Transport, 2020, no. 9, pp. 18-21 (In Russian).
10. Bessonenko S.A., Gunbin A.A., Klimov A.A., Kornienko K.I., Olgeyzer I.A. Probability distribution of specific resistance to the movement of different types of cars in the marshalling yard. Problemy perspektivnogo razvitia zheleznodorozhnodorozhnix stancii i yzlov - Problems of railway stations and junctions perspective development, 2022, issue 4, pp. 12-16 (In Russian).
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ
Бессоненко Сергей Анатольевич
Сибирский государственный университет путей сообщения (СГУПС).
Дуси Ковальчук ул., д. 191, г. Новосибирск, 630049, Российская Федерация.
Доктор технических наук, профессор кафедры «Управление эксплуатационной работой», СГУПС.
Тел.: +7 (383) 328-04-33.
E-mail: bessonenko@stu.ru
Гунбин Антон Андреевич
Сибирский государственный университет путей сообщения (СГУПС).
Дуси Ковальчук ул., д. 191, г. Новосибирск, 630049, Российская Федерация.
Кандидат технических наук, доцент кафедры «Железнодорожные станции и узлы», СГУПС.
Тел.: +7 (383) 328-04-46.
E-mail: gunbin_gdsu@mail.ru
Климов Александр Александрович
Сибирский государственный университет путей сообщения (СГУПС).
Дуси Ковальчук ул., д. 191, г. Новосибирск, 630049, Российская Федерация.
Кандидат технических наук, доцент кафедры «Железнодорожные станции и узлы», СГУПС.
Тел.: +7 (383) 328-05-46.
E-mail: aklimov@ngs.ru
Корниенко Константин Ильич
Ростовский филиал АО «НИИАС».
Ленина ул., д. 44/13, г. Ростов-на-Дону, 344038, Российская Федерация.
Кандидат технических наук, старший научный сотрудник отделения инновационных и интеллектуальных технологий цифровой станции.
E-mail: k.kornienlo@vniias.ru
Ольгейзер Иван Александрович
Ростовский филиал АО «НИИАС».
Ленина ул., д. 44/13, г. Ростов-на-Дону, 344038, Российская Федерация.
Кандидат технических наук, начальник Отделения инновационных и интеллектуальных технологий цифровой станции.
Ростовский государственный университет путей сообщения (РГУПС).
INFORMATION ABOUT THE AUTHORS
Bessonenko Sergey Anatolievich
Siberian Transport University (STU).
191, Dusi Kovalchuk st., Novosibirsk, 630049, the Russian Federation.
Doctor of Sciences in Engineering, professor of the department «Track Maintenance Management», STU.
Phone: +7 (383) 328-04-33.
E-mail: bessonenko@stu.ru
Gunbin Anton Andreevich
Siberian Transport University (STU).
191, Dusi Kovalchuk st., Novosibirsk, 630049, the Russian Federation.
Ph. D. in Engineering, associate professor of the department «Railway Stations and Junctions», STU.
Phone: +7 (383) 328-04-46.
E-mail: gunbin_gdsu@mail.ru
Klimov Alexander Alexandrovich
Siberian Transport University (STU).
191, Dusi Kovalchuk st., Novosibirsk, 630049, the Russian Federation.
Ph. D. in Engineering, associate professor of the department «Railway Stations and Junctions», STU.
Phone: +7 (383) 328-05-46.
E-mail: aklimov@ngs.ru
Kornienko Konstantin Ilyich
JSC NIIAS Rostov branch.
44/13, Lenina st., Rostov-on-Don, 344038, the Russian Federation.
Ph. D. in Engineering, senior research fellow, department of Innovative and Intelligent Technologies, Digital Station.
E-mail: k.kornienlo@vniias.ru
Olgeyzer Ivan Alexandrovich
JSC NIIAS Rostov branch.
44/13, Lenina st., Rostov-on-Don, 344038, the Russian Federation.
Ph. D. in Engineering, associate professor, head of the department of Innovative and Intelligent Technologies of the Digital Station.
Rostov State University of Communications (RSTU).
Железнодорожный путь, йШскание и проектирование железных дорог
Ростовского Стрелкового Полка Народного Ополчения пл., д. 2, г. Ростов-на-Дону, 344038, Российская Федерация.
Доцент кафедры «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети», РГУПС.
E-mail: i.olgezer@vniias.ru
Шабельников Александр Николаевич
Ростовский государственный университет путей сообщения (РГУПС).
Ростовского Стрелкового Полка Народного Ополчения пл., д. 2, г. Ростов-на-Дону, 344038, Российская Федерация.
Доктор технических наук, профессор кафедры «Информатика», РГУПС.
Тел. +7 (863) 255-32-83.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СТАТЬИ
Исследование параметров основного удельного сопротивления движению вагонов при скатывании с сортировочной горки / С. А. Бессоненко, А. А. Гунбин [и др.]. - Текст : непосредственный // Известия Транссиба. - 2023. - № 1 (53). - С. 53 - 62.
2, Rostovskogo Strelkovogo Polka Narodnogo Opolcheniya Sq., Rostov-on-Don, 344038, the Russian Federation.
Associate professor of the department of Computers, Complexes, Systems and Networks, RSTU.
E-mail: i.olgezer@vniias.ru
Shabelnikov Alexander Nikolaevich
Rostov State University of Communications (RSTU).
2, Rostovskogo Strelkovogo Polka Narodnogo Opolcheniya Sq., Rostov-on-Don, 344038, the Russian Federation.
Doctor of Sciences in Engineering, professor of the Department of Informatics, RSTU.
Phone: +7 (863) 255-32-83.
BIBLIOGRAPHIC DESCRIPTION
Bessonenko S.A., Gunbin A.A., Klimov A.A., Kornienko K.I., Olgeyzer I.A., Shabelnikov A.N. Investigation of the parameters of the main specific resistance to the movement of cars when rolling down a marshalling yard. Journal of Transsib Railway Studies, 2023, no. 1 (53), pp. 53-62 (In Russian).
УДК 539.3, 625.03
А. Ю. Абдурашитов1, Д. В. Овчинников2, В. П. Сычев3, А. В. Сычева3
1Проектно-конструкторское бюро по инфраструктуре - филиал ОАО «РЖД», г. Москва, Российская Федерация;
2Самарский государственный университет путей сообщения (СамГУПС), г. Самара, Российская Фкдкрация;
3Российский университет транспорта (РУТ (МИИТ)), г. Москва, Российская Федерация
ОЦЕНКА НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ РЕЛЬСОВ
ПРИ РАЗЛИЧНЫХ УСЛОВИЯХ ЭКСПЛУАТАЦИИ НА ОСНОВЕ МОДЕЛИРОВАНИЯ МЕТОДОМ КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
Аннотация. Приведены результаты моделирования оценки напряженно-деформированного состояния наиболее дорогостоящего элемента верхнего строения пути - рельса - при различных условиях эксплуатации на основе моделирования методом конечных элементов для разных эксплуатационных и технических характеристик железнодорожного пути. В отличие от существующих методик прогнозирования срока службы рельсов, базирующихся на величинах вертикальных осевых и боковых динамических сил, учтено влияние напряженно-деформированного состояния системы «рельс - колесо» при идентичном нагружении. Переход от усилий, передаваемых от подвижного состава непосредственно на путь, к напряжениям, возникающим в процессе воздействия подвижного состава, является уточняющим фактором, дополняющим известные методики прогнозирования отказа рельсов, в то время как механические напряжения являются количественным показателем долговечности материала. Разработаны трехмерные модели системы «колесо - рельс» и участка пути на балласте с толщиной под шпалой 45 см, промежуточными рельсовыми скреплениями ЖБР-65ПШР, шпалами Ш-3Д с прутковым армированием, рельсами типа Р65 с целью получения исходных данных для методики расчета жизненного цикла рельсов. Намечены пути расширения применения моделирования для оценки напряжений в рельсах при наличии отступлений от норм содержания в плане, профиле и износе. Необходимость оценки напряжений в зоне контакта колеса и рельса вызвана переходом на тяжеловесное движение с повышенными осевыми нагрузками. Предложенная модель напряженно-деформированного состояния элементов верхнего строения пути в зависимости от осевой нагрузки, плана линии, скорости движения, наличия отступлений от норм содержания пути в плане и профиле может быть использована для выбора участков, подлежащих реконструкции, капитальному ремонту пути.
Ключевые слова: железнодорожный путь, рельс, моделирование, метод конечных элементов, долговечность рельса, пропущенный тоннаж, напряженно-деформированное состояние.
