CC BY
11CONCLUSION
One way to reduce the inefficient downtime of trains and wagons at intermediate stations is to rationally determine the number of technological operations performed with them.
In determining the work efficiency of intermediate stations, it is important to properly regulate the timing of maneuver trips, which is the basis of technological operations.
Based on the results of the calculations, it was proved expedient to determine the trip times according to the guidelines.
Based on mathematical modeling, the half-trip times showed that the shunting composition depends on the speed of movement and that the maneuver speeds should be limited to the specified speeds.
References
1. Butunov D.B. Modeling of unproductive losses in the operation of a sorting station / D.B. Butunov, S.K. Khudayberganov, Sh.M. Suyunbayev // European Journal of Molecular & Clinical Medicine. USA, - 2020. - No. 2. - p. 6-19.
2. Rasulov M.X. Organization of rail transportation: theory and practice: monograph. - Tashkent: "Ilm-ziyo-zakovat", 2019. - 400 p.
3. Akhmedova M.D. Choosing the optimal scheme of placement of thermal trains on the chart of the movement of trains / M.D. Akhmedova, D.B. Butunov, S.A. Abdukodirov // Journal of Tashkent Institute of Railway Engineers. Tashkent, - 2020. - No. 1. - p. 60-67.
4. Butunov D.B. Substantiation of the input of the parameters of the unprofitable loss of time when
norming the time of the duration of the wagons on the sorting station / D.B. Butunov // Journal of Tashkent Institute of Railway Engineers. Tashkent, - 2020. - No. 3. - p. 127-133.
5. Khudayberganov S.K. Analysis of the reasons for the downtime of modular trains at the stations of the D-S railway section / S.K. Khudayberganov, S.A. Abdukodirov, A.A. Faridov // Innovative development. Tashkent, -2018. - No. 10. - p. 43-45.
6. Khudayberganov S.K. Selection of reference stations for servicing the D-S section for shunting locomotives / S.K. Khudayberganov, S.A. Abdukodirov, Sh.K. Mahmudov // Journal of Tashkent Institute of Railway Engineers. Tashkent, - 2019. - No. 1. - p. 111-114.
7. Kastenko V.V. Additional indicators of the use of shunting locomotives / V.V. Kastenko, A.V. Sugorovsky, D.I. Khomich, M.V. Chetchuev, A.S. Shepel // Economics and Management. Russia, -2018. - No. 2. - p. 33-37.
8. Shmulevich M.I. Features of rationing of shunting work in the station simulation model / M.I. Shmulevich, A.E. Starikov // Journal of world of transport. Russia, -2015. - No. 5. - p. 198-212.
9. Alekseevna N.T. Models and algorithms of a specialized information-computing system for planning shunting operations in industrial transport: dis. ... can. technical sciences. -SPb: PGUPS, 2019. - 147 p.
10. Methodical instructions for calculating the norms of time for shunting operations performed on railway transport. Approved by the Ministry of Railways of the Russian Federation on 03.03.1998 y.
ОСОБЛИВОСТ1 ВИЗНАЧЕННЯ МЩНОСТ1 РАМИ УШВЕРСАЛЬНОГО НАП1ВВАГОНА З ХРЕБТОВОЮ БАЛКОЮ 13 КОРИТОПОД1БНИХ ПРОФ1Л1В
Фомт О.В.
Професор кафедри ваготв та вагонного господарства Державного унгверситету тфраструктури
та технологш, Ктв, Украша Ловська А. О.
Доцент кафедри iнженерИ ваготв та якостг продукцИ Укратського державного унгверситету залг-
зничного транспорту Харюв, Украша Рибт А.В.
Старший викладач кафедри тженери вагонгв та якостг продукцИ Укратського державного унгверситету зал1зничного транспорту Харюв, Украша
PECULIARITIES OF DETERMINATION OF STRENGTH OF UNIVERSAL OPEN WAGON FRAME WITH GIRDER BEAM OF SHORT-SHAPED PROFILES
Fomin O.
Professor of Department of Cars and Carriage Facilities State University of Infrastructure and Technologies,
Kyiv, Ukraine Lovska A.
Associate Professor of Department of Wagon Engineering and Product Quality
Ukrainian State University of Railway Transport
Kharkiv, Ukraine Rybin A.
Senior Lecturer of Department of Wagon Engineering and Product Quality Ukrainian State University of Railway Transport
Kharkiv, Ukraine
Анотащя
У статп висвилено особливосп визначення основних показнишв мщносп удосконалено! конструкци рами нашввагона. Результата проведених дослвджень сприятимуть створенню рекомендацш щодо проек-тування сучасних конструкцш рухомого складу та тдвищенню ефективносп його експлуатаци.
Abstract
The article highlights the features of determining the main strength indicators of the improved design of the open wagon frame. The results of the research will contribute to the creation of recommendations for the design of modern structures of rolling stock and increase the efficiency of its operation.
Ключов1 слова: транспортна мехашка, натввагон, несуча конструкция, хребтова балка, мщшсть рами.
Keywords: transport mechanics, open wagon, load-bearing structure, girder beam, frame strength.
Постановка проблеми.
Шдвищення ефективносп функцюнування транспортно! галузi зумовлюе необхвднють впрова-дження в експлуатацш сучасних транспортних за-собiв. Осшльки основний сегмент перевiзного про-цесу выводиться залiзничному транспорту, то до створення сучасних конструкцiй вагонiв повинш пред'являтися особливi вимоги.
Для утримання лiдерських позицiй залiзничноi галузi важливим е створення вагонiв з покраще-ними технiчними та експлуатацiйними характеристиками. При цьому особлива уваги повинна придь лятися !х несучим конструкщям - кузовам. Необ-хвдним е урахування на стадii проектування несучих конструкцiй вагонiв заходам щодо збшь-шення навантажувального об'ему, зменшенню ма-терiалоемностi, адаптацii' конструкцii до найб№ш несприятливих режимiв навантаження, а також мо-жливiсть комбшовано! взаемоди з iншими видами транспорту тощо. Все це сприятиме створенню шновацшного конкурентоспроможного рухомого складу та тдвищенню ефективносп його експлуатаци.
Стан дослвдження.
Передумови для збiльшення частки ринку заль зничних вантажних перевезень висвгглюються у роботi [11]. Наведет мiркування, якi повинен вра-ховувати сучасний залiзничний транспорт. Особ-ливу увагу придiлено припущенням про впрова-дження iнновацiйних вагонiв та сферах !х впливу. Однак при цьому у робоп не оговорено вимог щодо проектування сучасного рухомого складу.
Аналiз конструкци шновацшного вантажного вагона для комбшованих перевезень вантажiв у
мiжнародному сполученнi висвiтлюеться у робоп [8]. Зазначенi переваги застосування даного вагона у порiвняннi з юнуючими конструкцiями. Разом з цим при проектуванш зазначено! конструкцii вагона не враховано заходiв щодо зменшення його тари.
Особливостi застосування матерiалiв нового поколшня для зменшення тари залiзничних вагонiв висвiтлено у роботi [15]. Авторами розглянуп пер-спективи застосування магшевих сплавiв в конструкциях залiзничних вагонiв. Разом з цим в робоп вiдсутнi результати обгрунтування використання магнiевих сплавiв в несучих конструкциях вагонiв.
Заходи щодо удосконалення несучо! конструкци вагона з метою шдвищення ефективносп його експлуатаци висвилено у роботi [12]. Наведено результати розрахунку на мщшсть несучо! конструкци вагона. Однак даш технiчнi рiшення не забезпе-чують зменшення тари несучо! конструкци вагона при забезпеченш умов мщносп та експлуатацшно! надiйностi.
Обгрунтування застосування рацюнально! конструкци рами напiввагона шляхом комп'ютер-ного моделювання проводиться в робоп [3]. Наве-денi результати розрахунку на мщшсть рами нашввагона, яш шдтвердили доцiльнiсть запропонова-них заходiв. При цьому запропоноваш рiшення спрямованi на удосконалення конструкци рами та не сприяють зменшенню тари нашввагона.
Структурно-динашчний аналiз несучо! конструкци напiввагона з використанням методу скш-чених елеменпв проводиться в роботi [7]. Визна-
чено власш частоти коливань запропоновано! конструкци вагона. Однак запропонованi конструкцiйнi рiшення не забезпечують зниження тари вагона.
Заходи щодо зменшення динамiчно! наванта-женостi несучих конструкцш вагонiв для шдви-щення ефективностi Гх експлуатацп наведенi у роботах [6, 10]. Сформоваш математичш моделi, як1 дозволяють отримати уточненi значения динамiч-них навантажень, що дiють на несучi конструкци вагонiв. Запропонованi конструкцiйнi удоскона-лення несучих конструкцiй вагонiв. Однак вони спрямоваш на забезпечення мiцностi несучих конструкцш вагошв, а не зменшення Гх тари.
Проведений аналiз лiтературних джерел дозво-ляе зробити висновок, що дощльним е проведения
дослвджень, як1 спрямованi на зменшення тари несучих конструкцш вагошв. Це сприятиме змен-шенню Гх матерiалоeмностi, а вiдповiдно i витрат на виготовлення при забезпеченнi умов мщносп.
Метою статгi е висвгглення особливостей ви-значення мiцностi рами ушверсального напiввагона з хребтовою балкою iз коритоподiбних профiлiв. Виклад основного матерiалу статтi Для зниження собiвартостi виготовлення та експлуатацп напiввагонiв можливим е зниження Гх тари, i вiдповiдного збiльшення ваш'ажотдйомно-стi. Досягти цього можливо шляхом удосконалення конструкци модуля рами, на основi застосування коритоподiбних профiлiв в якостi основних несучих елеменпв (рисунок 1).
а б
Рисунок 1. Хребтова балка напгввагона а) типова конструкцгя; б) удосконалена
Для обгрунтування дощльносп застосування коритоподiбних профшв в якостi несучих елеменпв хребтово! балки напiввагона використано метод ошгашзацп за резервами мщносп. При цьому вирь шенi так1 науково-практичш задачi:
1 визначення розрахункових резервiв мiцностi рами обрано! для дослщження модел1 напiввагона на основi аналiзу комплексних теоретично-розра-хункових дослщжень Г! роботи по сприйняттю екс-плуатацiйних навантажень. Для цього було розроб-лено комп'ютерну модель рами нашввагона моделi 12-757 та перевiрено ГГ адекватнiсть, змодельованi експлуатацiйнi робочi ситуацii та визначено напру-жено-деформоваш стани методом сшнчених елеме-нпв:
2 визначення допустимих мiцнiстних характеристик для конструкцшних елементiв рами нашввагона;
3 визначення оптимальних перерiзiв запропо-нованих до впровадження коритоподiбних профiлiв з урахуванням конструкцшних та мщшстних обме-жень;
4 на основi визначених оптимальних парамет-рiв перерiзiв рами пiдбiр ii виконань;
5 розроблення ново! конструкци рами iз пщб-раних профiлiв;
6 комплексна теоретично-розрахункова пере-вiрка ново! конструкци рами;
7 аналiз результапв дослiджень. Результати розрахунку на мщшсть типово!
хребтово! балки напiввагона та визначення оптимальних параметрiв ii виконання наведенi в таблицi 1.
Таблиця 1
Визначення оптимальних параметрiв хребтово! балки напiввагона
Елемент рами Довжина, м Запас мщносп агкв, МПа 1х, см4 Iy, см4 Wx, см3 Wy, см3 [Wx], см3 [Wy], см3
Балка хребтова 12,8 1,1 312,4 41512,19 62884,88 1317,95 2566,7 1186,1 2310,03
З урахуванням проведених розрахуншв в яко-сп несучих елементiв хребтово! балки o6paHi кори-топодiбнi профш. Це сприяе зменшенню i! маси на 8% у порiвняннi з рамою вагона-прототипу.
Для обгрунтування використання коритоподь бних профiлiв в якосп несучих елементiв хребтово!
балки побудовано просторову модель рами натв-вагона (рисунок 2) та проведено розрахунок на мь цнiсть. Всi грaфiчнi роботи проводилися в програ-мному комплексi SolidWorks [13, 14]. Розрахунок на мщшсть здшснений в програмному комплексi SolidWorks Simulation за методом сшнчених елеменпв [4, 5, 9].
Рисунок 2. Просторова модель рами натввагона
Сшнченно-елементну модель удосконалено! конструкци рами нашввагона наведено на рисунку 3. Оптимальна шльшсть елеменпв сггки визначена з використанням графоаналггачного методу. В яко-стi сшнчених елеменпв застосоваш iзопaрaметри-чш тетраедри. При цьому шльшсть елеменпв einen
склала 135154, вузлiв - 44826. Максимальний роз-мiр елементу стки дорiвнюe 120,0 мм, мiнiмaльний - 24,0 мм, максимальне спiввiдношення бошв еле-ментiв - 514,76, ввдсоток елементiв з сшввщношен-ням бокiв менше трьох - 16,5, бшьше десяти - 25,8.
Рисунок 3. Сктченно-елементна модель рами натввагона
Розрахункова схема рами натввагона наведена на рисунку 4. Визначення мщносп рами натввагона проведено для I розрахункового режиму -"удар". Враховано, що на раму дie вертикальне ста-
тичне навантаження Рвст з урахуванням використання повно! вaнтaжопiдйомностi вагона, а також повздовжне навантаження Рп на заднш упор автоз-чепу.
Рисунок 4. Розрахункова схема рами натввагона
Закршлення моделi здшснювалося в зонах спи-рання рами на вiзки. Мaтерiaл конструкци - сталь
марки 09Г2С. Результати розрахунку на мщшсть рами наведеш на рисунках 5, 6.
von
-2л
Mises (N/m2)
3.365е + 008 3.085е + 008 2.804е + 008 2.524е + 008 2.243е + 008 1.963е + 008 1.683е + 008 1.402е + 008 1.122е + 008 8.413е + 007 5.609е + 007 2.805е + 007
а
б
Рисунок 5. Напружений стан рами напгввагона а) вид збоку; б) вид знизу
von Mises (N/m2)
3.365е + 008 3.085е + 008 2.804е + 008 2.524е + 008 2.243е + 008 1.963е + 008 1.683е + 008 1.402е + 008 1.122е + 008 8.413е + 007 5.609е + 007 2.805е + 007
URES (mm) 2.566е + 001 2.352е + 001 2.138е + 001 1.924е + 001 1.710е + 001 1.497е + 001 1.283е + 001 1.069е + 001 8.552е + 000 6.414е + 000 4.276е + 000 2.138е + 000 0.000е + 000
а
URES (mm) 2.566е + 001 2.352е + 001 2.138е + 001 1.924е + 001 1.710е + 001 1.497е + 001 1.283е + 001 1.069е + 001 8.552е + 000 6.414е + 000 4.276е + 000 2.138е + 000 0.000е + 000
б
Рисунок 6. - Перемщення в вузлах рами наniввагона а) вид збоку; б) вид знизу
Максимальш екивалентш напруження при цьому виникають в зош взаемодй' хребтово! балки 3i шворневою та складають близько 340,0 МПа i не перевищують допустимi [1, 2]. Максимальнi перемщення склали близько 26,0 мм та зосереджеш в центральнiй частинi рами.
Висновки
1. Удосконалено раму ушверсального натвва-гона шляхом впровадження в якосп несучих елеме-нтiв хребтово! балки коритоподiбних профiлiв. Ге-ометричш параметри профiлiв обранi за резервом мщносп типово! конструкцiï рами натввагона. Ви-користання коритоподiбних профiлiв в якосп осно-вних несучих елеменпв рами сприяе зменшенню ïï маси на 8% у порiвняннi з рамою вагона-прототипу.
2. Проведено розрахунок на мщшсть рами натввагона. При цьому використано метод сшнчених елеменпв, який реалiзовано в програмному ком-плексi SolidWorks Simulation. Максимальш екыва-лентнi напруження при цьому виникають в зош взаемодй хребтовоï балки зi шворневою та складають близько 340 МПа i не перевищують допустима Максимальш перемщення склали близько 26,0 мм та зосереджеш в центральнш частит рами.
Отримат результати сприятимуть створенню рекомендацш щодо проектування сучасних конс-трукцш рухомого складу та тдвищенню ефективносп його експлуатаци.
Список лггератури
1. ГОСТ 33211-2014. Вагоны грузовые. Требования к прочности и динамическим качествам. Москва, 2016. 54 с.
2. ДСТУ 7598:2014. Вагони вантажш. Загальш вимоги до розрахуншв та проектування нових i модертзованих ваготв колп 1520 мм (несамохвдних). Киïв, 2015. 162 с.
3. Antipin D. Ya., Racin D. Yu, Shorokhov S. G. Justification of a Rational Design of the Pivot Center of the OpenTop Wagon Frame by means of Computer Simulation. Procedia Engineering. 2016. Vol. 150. P. 150 - 154.
4. Fomin O., Kulbovskiy I., Sorochinska E., Sapronova S., Bambura O. Experimental confirmation of the theory of implementation of the coupled design of center girder of the hopper wagons for iron ore pellets. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2017. Vol. 5, No. 1 (89). P. 11-19. doi: 10.15587/1729-4061.2017.109588
5. Fomin Oleksij, Lovska Alyona. Establishing patterns in determining the dynamics and strength of a covered freight car, which exhausted its resource. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2020. Vol. 6. No. 7 (108). P. 21 - 29. doi: 10.15587/1729-4061.2020.217162
6. Fomin O., Lovska A. Improvements in passenger car body for higher stability of train ferry. Engineering Science and Technology an International Journal. 2020. Vol. 23. Issue 6. P. 1455-1465. https://doi.org/10.1016/jjestch.2020.08.010
7. Haraka S. S., Sharma S. C., Harshaa S. P. Structural dynamic analysis of freight railway wagon using finite element method. Procedia Materials Science. 2014. Vol. 6. P. 1891 - 1898. doi: 10.1016/j.mspro.2014.07.221
8. Krason Wieslaw, NiezgodaTadeusz, Stankiewicz Michal. Innovative Project of Prototype Railway Wagon and Intermodal Transport System. Transportation Research Procedia. 2016. Vol. 14. P. 615 - 624.
9. Lovska A. O. Computer simulation of wagon body bearing structure dynamics during transportation by train ferry. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2015. № 3. P. 9 - 14.
10. Lovska Alyona, Fomin Oleksij. A new fastener to ensure the reliability of a passenger coach car body on a railway ferry. Acta Polytechnica. 2020. Vol. 60. Issue 6. P. 478 - 485.
11. Markus Hecht. Innovative rail freight wagons - A precondition to increase the market-share of rail freight. Archives of Transport. 2015. Vol. 29(1). P.17 -26.
12. Reidemeister A., Muradian L., Shaposhnyk V., Shykunov O., Kyryl'chuk O., Kalashnyk V. Improvement of the open wagon for cargoes which imply loading with a "hat". IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 985. 012034. doi:10.1088/1757-899X/985/1/012034
13. Vatulia G., Komagorova S., Pavliuchenkov M. Optimization of the truss beam. Verification of the calculation results. MATEC Web of Conferences. 2018.
Vol. 230, 02037. doi: 10.1051/matec-conf/201823002037
14. Vatulia G. L., Lobiak O. V., Deryzemlia S. V., Verevicheva M. A., Orel Ye. F. Rationalization of cross-sections of the composite reinforced concrete span structure of bridges with a monolithic reinforced concrete roadway slab. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2019. Vol. 664, 012014. doi:10.1088/1757-899X/664/1/012014
15. Woo Geun Lee, Jung-Seok Kim, Seung-Ju Sun, Jae-Yong Lim. The next generation material for lightweight railway car body structures: Magnesium alloys. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part F: Journal of Rail and Rapid Transit. 2016. Vol. 232. Issue 1. P. 25 - 42.
ИСКУССТВЕННЫЕ НЕЙРОСЕТИ. АНАЛИЗ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В ЦЕЛЯХ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
Резник Д.В.
магистрант Государственного университета телекоммуникаций
г. Киев, Украина orcid id https://orcid.org/0000-0001-7121-1831
ARTIFICIAL NEURAL NETWORKS. ANALYSIS OF POSSIBILITIES OF USE IN PURPOSES TO
ENSURE INFORMATION SECURITY.
Reznik D.
undergraduate State University of Telecommunications
c. Kiev, Ukraine orcid id https://orcid.org/0000-0001-7121-1831
Аннотация
В наше время, необходимо обратить особое внимание на развитие и совершенствование как средств нападения, так и средств защиты в киберпространстве. По причине появления новых технологий и развития уже используемых, возрастают риски для защиты информации. В статье обосновывается необходимость развития и применения искусственных нейросетей в сфере кибербезопасности, и намечаются перспективы по их дальнейшему применению в данной сфере.
Abstract
In our time, it is necessary to pay special attention to the development and improvement of both attack and defense means in cyberspace. Due to the emergence of new technologies and the development of already used ones, the risks for information protection are increasing. The article substantiates the need for the development and application of artificial neural networks in the field of cybersecurity, and outlines the prospects for their further application in this area.
Ключевые слова: Кибербезопасность, искусственные нейросети, информационные технологии, информационная безопасность, искусственный интеллект.
Keywords: Cybersecurity, artificial neural networks, information technology, information security, artificial intelligence.
В современных условиях проблема обеспечения информационной безопасности приобрела особое значение. Внедрение информационных технологий во все сферы человеческой деятельности привело к тому, что современные системы государственного управления, обеспечения военной безопасности и функционирование экономических субъектов не возможны без использования информационных сетей, которые позволяют за минималь-
ное время наиболее рациональным способом использовать огромные массивы информации. Такая зависимость о информационных сетей создает потенциальные и реальные угрозы несанкционированного проникновения в них с последующим похищением, повреждением и/или искажением. О важности проблемы информационной безопасности свидетельствует тот факт, что в 2019 году расходы на ее обеспечение достигли объёма 103,1
