CC BY
8
УДК 656.223.2.001.18
DOI: 10.15587/2313-8416.2016.76450
ВИЗНАЧЕННЯ ОСНОВНИХ НАПРЯМ1В УДОСКОНАЛЕННЯ ЕКСПЛУАТАЦШНО! РОБОТИ ЗАЛ1ЗНИЦЬ
© Л. I. Рибальченко, А. А. Котельшкова, Ю. В. Парфьонова, Г. М. Пономаренко
Висвтлено актуальтсть теми визначення основних напрямгв удосконалення експлуатацшно'( роботи залгзниць. Виявлено значимкть удосконалення технологш управлгння вагонопотоками в сфер1 вантаж-них перевезень, зурахуванням всх фактор1в, що впливають на процес прийняття ршення управлтським персоналом в оперативному порядку. Запропоновано автоматизувати технологгю управлгння вагонопотоками та iнтегрувати в едину автоматизовану систему керування вантажними перевезеннями Ключовi слова: зал1зничний транспорт, експлуатацтна робота, вантажт перевезення, технологiя, ва-нтажнi погзда, вагони
The urgency of defining main directions for improving the performance of the railways is shown. An importance of improving the car traffic control technology in the field of transportation, taking into account all factors that influence the decision-making for managers in real time is revealed. It is proposed to automate a car traffic management technology and integrate into a single automated control system of freight transportation Keywords: railway transport, performance, freight transportation, technology, freight trains, cars
1. Вступ
Одшею з основних галузей економiки держави е залiзничний транспорт. Вш займае провщну роль у здшсненш зовншньодержавних та внутршньодер-жавних економiчних зв'язшв. Ввд ефективносп та стабшьносп його функцюнування залежить рiвень життя населения, цшсшсть та взаемообмш мiж реп-онами держави ресурсами та продуктами виробницт-ва, конкурентоспроможшсть. У порiвняннi з шшими видами транспорту, основна частина вантажообороту та пасажирообороту приходиться на залiзничний транспорт [1]. Тому вш повинен забезпечувати регу-ляршсть руху, високу швидшсть перевезень, велику пропускну i провiзну спроможностi. На даному еташ роботи залiзницi задовольняють потреби суспшьного виробництва та населення у перевезеннях. Проте, для подальшого соцiально-економiчного розвитку держави стае актуальним шдвищення технологiчного рiвня та виробничо-техшчно! бази залiзниць в умовах зростаючих потреб суспшьства у перевезеннях та в умовах наближення до европейських стандарта яко-стi надання транспортних послуг.
Одним iз напрямк1в пвдвищення технолопчно-го рiвня роботи залiзничного транспорту е удосконалення планування та оргашзаци перевезень, тобто оргашзаци експлуатацшно! роботи залiзниць.
2. Лiтературний огляд
Для удосконалення експлуатацшно! роботи за-лiзниць в роботi [2] автори пропонують оптимiзувати використання порожнього парку вагошв за допомо-гою математичного методу генетичних алгоритмiв, а в робот [3] зроблено акцент на технологи вибору категорп по!здiв для обслуговування мюцево! роботи, автоматизацш яко! обумовлюють на основi використання методу нечггко! логiки. В робот [4] сформованi деякi основнi шдходи щодо реалiзацil системи пiдтримки прийняття ршення оператив-
ного управлшня за допомогою сучасних технологш моделювання та надано декшька схем 1х мож-ливого функцiонування.
В публкацп [5] визначено, розроблено, сформовано та наведено цшьову функцш з обмеженнями, яка призначена для виршення задачi ошгашзаци використання порожнього парку вагошв та лежить в основi функцiонування генетичного алгоритму. В статп [6] удосконалення експлуатацшно! роботи роз-глядаеться на основi технологи роботи прикордонно! д№нично! станцп, а саме запропоновано скорочення часу проходження по1здв контролюючими органами, що дозволить вившьнити час для надання шших опе-рацiй та додатково покращити показники роботи станцп за рахунок впровадження системи диспетчерсь-ко! централiзацil «Каскад». В [7] визначено необхщ-нiсть подальшо! автоматизаци технологи оперативного управлшня рухомим складом. Отже виникае задача розробки едино! системи удосконалення експлуатацшно! роботи залiзниць, для ршення яко!, на-самперед, треба визначити основш напрями удосконалення.
3. Мета та задачi дослщження
Метою дослiдження е виявлення основних на-прямк1в удосконалення експлуатацшно! роботи заль зниць та розробки пропозицш щодо пвдвищення яко-стi !! виконання в умовах зростаючих потреб суспшьства у перевезеннях та в умовах наближення до но-вих стандарпв якосл надання транспортних послуг.
Для досягнення поставлено! мети необхщно вирiшити наступш задачi:
1. Проаналiзувати значимiсть вантажних перевезень для залiзниць.
2. Розглянути показники, що характеризують роботу транспорту.
3. Проаналiзувати важливiший показник експлуатацшно! роботи транспорту.
4. Визначити технологи, удосконалення яких буде мати значний вплив на покращення як1сного показнику роботи транспорту.
4. Визначення основних иаирямпв удосконалення експлуатацшноТ роботи залiзниць
Зпдно даних статистики, що наведеш в д1аг-рам1 ввдсоткового розподшу сумарних доход1в ввд вантажних перевезень (рис. 1) найб1льша частка до-ход1в в1д роботи зал1зниць приходиться на внутрш-ньодержавш перевезення [1]. Тому буде доцшьним пошук напрямшв удосконалення експлуатацшно! роботи зал1зниць в сфер1 вантажних перевезень.
Найважлившим як1сним показником на зал1з-ничному транспорта, що ввдображае роботу вах основних шдроздшв зал1зниць, е оборот вагона, який представляе собою час ввд початку навантаження вагона до початку його наступного навантаження. Отже, доцшьним е детальний розгляд складових, як1 мають вплив на значення такого експлуатацшного показника, як оборот вагону. Одним з них е простш вагошв шд одшею операшею (навантаженням або вивантаженням). Для того, щоб мш1м1зувати значення цього простою вантажовщправники та зал1зниц1, з технолопчно! точки зору, повинш реагувати на зм1ну вантажопотоку в бшьшу або меншу сторону з потрь бною швидшстю, яка б забезпечувала менше значення вищерозглянутого показника. Ще одним важли-вим часом, який впливае на значення обороту вагону е час простою вагошв на станщях в оч1куванш подач1 або вщправлення [9, 10]. Останшм часом, значення цих показник1в в деякш м1р1 стало коливатися в на-прямку збшьшення. Чим вище просто!, тим бшьше значення обпу, що вказуе на нерацюнальне викорис-тання рухомого складу, яке може привести до нестач1 порожшх вагошв, а значить до несвоечасно! подач1 пвд навантаження, внаслщок яко! зал1зниш можуть понести збитки. Отже, для подальшого досягнення поставлено! мети, стае необхвдним дослщження ви-конання мюцево! роботи на обраному полпош В
Результат роботи залiзничного транспорту оцшюеться цiлою низкою кiлькiсних та яшсних пока-зник1в. Кiлькiснi показники характеризують обсяг перевiзноi роботи.
Основними яшсними показниками роботи за-лiзниць та ix пiдроздiлiв е:
- виконання плану перевезень, графiка руху i плану формування поiздiв;
- техшчна, дiльнична i маршрутна швидшсть руху поiздiв;
- ступiнь використання рухомого складу: обiг вагона i локомотива, статичне, динамiчне навантаження i продуктивнiсть вантажного вагона [8].
результата дослвджень та аналiзу було виявлено, що iснуе деяка недосконалють систем управлiння та планування вагонопотоками. Системи, методи i технологи, яш використовуються на сучасному етапi роботи залiзничного транспорту, не повною мiрою враховують фактори, якi впливають на про-цеси оперативного управлiння. До таких факторiв можливо вiднести людський, який е найбiльш впливовим при виконанш оперативного управлш-ня. Справа в тому, що при прийнятл будь-якого управлшського рiшення необxiдно врахувати знач-ну кiлькiсть чинникiв та факторiв, встановити вза-емозалежнiсть та спрогнозувати результат, який вщбудеться, при цьому вш повинен бути рацюна-льним, чiтким, вигiдним, оптимальним. Ршення повинне прийматися в оперативному порядку та багато разiв за одну зм^. Для чiткиx, рацюналь-них, оптимальних ршень оперативному прашвни-ку потрiбнi не тiльки висока квалiфiкацiя, глибош знання, досвiд в роботi, зосереджешсть, а й нешд-владнiсть зовшшшм факторам - стомленню, ввдво-лжанню тощо.
Врахування та усунення негативного впливу людського фактора можливо за рахунок створення автоматизованоi' системи, призначенням я^' е на-дання рiшень щодо оперативного управлiння в сис-темi вантажних перевезень.
Рис. 1. Ввдсотковий розподiл сумарних доxодiв вiд вантажних перевезень
5. Результата дослщжень визначення осно-вних напрям1в удосконалення експлуатацшноТ роботи за. мзииць
В результатi проведених дослiджень треба вь дмiтити, що Bei iснуючi технологи, яш мають ввд-ношення до оргашзаци вантажних перевезень, дощ-льно автоматизувати. На сучасному етапi роботи залiзниць iснуe та введена в дш едина шформацшна система АСК ВП УЗ-£ (автоматизована система керування вантажними перевезеннями-едина), перевагами яко! е пiдвищення достовiрностi шформаци за рахунок скасування обмiну даними мiж всiма за-лiзницями, пвдвищення достовiрностi та оператив-носп розрахункiв i звiтiв, зменшення шлькосл рiз-них довiдок за рахунок концентраци шформаци в единiй шформацшнш базi. Функцiонування ^el си-стеми також сприяе полiпшенню взаемоди залiзниць з вантажовласниками i вантажоввдправниками за рахунок спрощення роботи з електронними перевiз-ними документами у внутршньому i транзитному сполученнi. Також управлшня вагонним господарс-твом мають можливють безпосередньо бачити стан
вагонного парку (без обмшу шформащею м1ж зал1з-ницями) при пересиланш несправних вагошв в ремонт 1 при облжу пробтв вагошв, внаслщок чого спрощуеться контроль над вагонним парком 1 по-лшшуеться точшсть 1 оператившсть шформаци що-до термш1в та якост1 ремонтних робгг. Та одшею з головних переваг вищевказано! системи е можли-вють будувати на И основ1 шш1 функцюнальш системи та спешальш модул1, яш навиъ будуть пропо-нувати управлшсьш ршення [11].
Отже, вибраш напрями удосконалення експлу-атацшно! роботи, а саме технологи, що пов'язаш з вантажними перевезеннями (прогнозування, визна-чення напрямку прямування вагошв, оргашзащя ва-гонопоток1в, розподш порожнього вагонопотоку, виб1р категори по!зд1в для доставки вагошв шд нава-нтаження) пропонуеться автоматизувати та штегру-вати програмш модул1 в юнуючу систему АС ВП УЗ-£. Схема функцюнування автоматизовано! системи при штегруванш програмного забезпечення, що при-значене для автоматизаци прийняття управлшських ршень, наведена на рис. 2.
Бази для збер^ання даних
аск вп уз -е
Рис. 2 Схема функцюнування автоматизовано! системи при штегруванш програмного забезпечення, що призначене для автоматизаци прийняття управлшських рiшень при управлшш вагонопотоками
Автоматизована система керування вантажними перевезеннями може стати фундаментом для централь зованого управлшня вантажними перевезеннями в оперативному режим в масштабах кожно! зал1зниц1.
У раз1 розробки та штеграцп програмного за-безпечення передбачаеться, що диспетчери та приче-тний до перевезень персонал зможуть оперативно отримувати повну шформацш про стан перевезень i мати можливють швидко реагувати та надавати управлшсьш рiшення, на основi iнформацiï та гене-рованих системою рiшень.
6. Висновки
Проаналiзовано доходи вiд вантажних перевезень, та виявлено, що найбшьша частка доходiв ввд роботи залiзниць приходиться на внутршньодержав-ш перевезення, тобто доцiльним буде пошук напря-мiв удосконалення в цьому пiдроздiлi роботи. Розг-лянуто кшьшсш та якiснi показники роботи транспорту, виявлено, що на об^ вагону негативно вплива-ють просто! в очiкуваннi подачi або вщправлення та просто! в вагонiв тд однiею операцiею. Цi просто! можливо скоротити за рахунок застосування нових та удосконалення юнуючих технологiй, а саме прогно-зування кiлькостi вагонiв у подачi на пiд'!знi колi!, визначення напрямку прямування вагонiв, оргашза-цiя вагонопотошв, розподiл порожнього вагонопото-ку, вибiр категорй' поïздiв для доставки вагошв шд навантаження, що i е визначеними напрямами удо-сконалення експлуатацiйноï роботи залiзниць.
Визначення основних напрямiв удосконалення експлуатацшно! роботи надасть можливiсть нових розробок, яш сприятимуть усуненню iснуючих недо-лiкiв та щдвищення якостi функцюнування систем залiзницi, що в подальшому призведе до уникнення збитк1в, щдвищення доходiв та конкурентоспромож-ностi залiзниць.
Лiтература
1. Публикащя документов Державно! Служби Статистики Укра!ни [Електронний ресурс]. - Режим доступу: http://ukrstat.org/
2. Данько, М. I. Оптитзащя використання порожнього парку вагонв за допомогою генетичних алгоритмв [Текст]: зб. наук. пр. / М. I. Данько, О. В. Лаврухш, Л. I. Рибальченко // Експлуатащя зашзниць. - 2011. - Вип. 122. - С. 7-12.
3. Данько, М. I. Удосконалення технологи вибору категорп по!зд1в для обслуговування мюцево! роботи [Текст]: зб. наук. праць / М. I. Данько, О. В. Лаврухш, Л. I. Рибальченко // Оргашзац1я перевезень i управлшня на транспорт! - 2012. - Вип. 131. - С. 5-11.
4. Рибальченко, Л. I. Формування щдходш щодо реаль заци системи тдтримки прийняття ршення оперативного управлшня за допомогою сучасних технологш моделювання [Текст] / Л. I. Рибальченко // ]нформацшно-керуюч1 системи на залiзничному транспортi. - 2012. - Вип. 5. - С. 20-24.
5. Рибальченко, Л. I. Визначення цшьово! функци оп-тимiзацiï використання порожнього парку вагонв [Текст] / Л. I. Рибальченко // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. - 2012. - Т. 6, № 3 (60). - С. 25-27. - Режим досу-пу: http://journals.uran.ua/eejet/article/ view/5400/4859
6. Калашнжова, Т. Ю. Технолопчш аспекти у робота прикордонно! дшьнично! станци в умовах тдвищен-
ня рiвня iнформатизацii [Текст] / Т. Ю. Калашнiкова, П. О. Щр, С. П. Приступа, Р. С. Полозун // Вюник НТУ «ХП1». - 2016. - № 17 (1189). - С. 46-50.
7. Рибальченко, Л. I. Автоматизацш технологи оперативного управлшня рухомим складом [Текст]: зб. наук. праць / Л. I. Рибальченко, Н. М. Ковтун // УкрДУЗТ. -2015. - Вип. 156. - С. 135-139.
8. Грунтов, П. С. Управление эксплуатационной работой и качеством перевозок на железнодорожном транспорте [Текст]: учебник / П. С. Грунтов, Ю. В. Дьяков, А. М. Макарочкин. - М.: Транспорт, 1994. - 543 с.
9. 1нструктивш вказiвки з оргашзаци вагонопото-юв на залiзницях Украши [Текст]. - К.: Мш-во транспорту та зв'язку Украши, Державна адмшстращя залiзнич-ного транспорту Украши, головне управлшня перевезень, 2005. - 99 с.
10. 1нструкцш з оперативного планування m^rni i вантажноi роботи на залiзницях Украши [Текст]. - К.: Мш-во транспорту та зв'язку Украши, Державна адмшстращя залiзничного транспорту Украiни, головне управлшня перевезень, 2004. - 48 с.
11. Електронний документообн [Електронний ресурс]. - Режим доступу: http://uz.gov.ua/cargo_transportation/ electronic_transportation/
References
1. Publykacija dokumentiv Derzhavnoi' Sluzhby Stat-ystyky Ukrai'ny. Available at: http://ukrstat.org/
2. Dan'ko, M. I., Lavruhin, O. V., Rybal'chenko, L. I.
(2011). Optymizacija vykorystannja porozhn'ogo parku va-goniv za dopomogoju genetychnyh algorytmiv. Ekspluatacija zaliznyc', 122, 7-12.
3. Dan'ko, M. I., Lavruhin, O. V., Rybal'chenko, L. I.
(2012). Udoskonalennja tehnologii' vyboru kategorii' poi'zdiv dlja obslugovuvannja miscevoi' roboty. Organizacija perevezen' i upravlinnja na transporti, 131, 5-11.
4. Rybal'chenko, L. I. (2012). Formuvannja pidhodiv shhodo realizacii' systemy pidtrymky pryjnjattja rishennja op-eratyvnogo upravlinnja za dopomogoju suchasnyh tehnologij modeljuvannja. Informacijno-kerujuchi systemy na zaliznych-nomu transporti, 5, 20-24.
5. Rybal'chenko, L. I. (2012). Definition of the objective function optimizing the use of empty rail car fleet. Eastern-European journal of enterprise technologies, 6/3 (60), 25-27. Available at: http://journals.uran.ua/eejet/article/view/5400/4859
6. Kalashnikova, T. Ju., Cvir, P. O., Prystupa, S. P., Polozun, R. S. (2016). Tehnologichni aspekty u roboti prykor-donnoi' dil'nychnoi' stancii' v umovah pidvyshhennja rivnja informatyzarii'. Visnyk NTU «HPI», 17 (1189), 46-50.
7. Rybal'chenko, L. I., Kovtun, N. M. (2015). Avtomatyzacija tehnologii' operatyvnogo upravlinnja ruhomym skladom. UkrDUZT, 156, 135-139.
8. Gruntov, P. S., D'jakov, Ju. V., Makarochkin, A. M. (1994). Upravlenie jekspluatacionnoj rabotoj i kachestvom perevozok na zheleznodorozhnom transporte. Moscow: Transport, 543.
9. Instruktyvni vkazivky z organizacii' vagonopotokiv na zaliznycjah Ukrai'ny (2005). Kyiv: Min-vo transportu ta zv'jazku Ukrai'ny, Derzhavna administracija zaliznychnogo transportu Ukrai'ny, golovne upravlinnja perevezen', 99.
10. Instrukcija z operatyvnogo planuvannja poi'znoi' i vantazhnoi' roboty na zaliznycjah Ukrai'ny (2004). Kyiv: Min-vo transportu ta zv'jazku Ukrai'ny, Derzhavna administracija zaliznychnogo transportu Ukrai'ny, golovne upravlinnja perevezen', 48.
11. Elektronnyj dokumentoobig. Available at: http:// uz.gov.ua/cargo_transportation/electronic_transportation/
Рекомендовано до публгкацИ д-р техн. наук Бутько Т. В.
Дата надходження рукопису 20.07.2016
Рибальченко ЛШя 1гор1вна, кандидат техшчних наук, старший викладач, кафедра управлшня експлуа-тацiйною роботою, Украiнський державний ушверситет залiзничного транспорту, площа Фейербаха, 7, м. Харшв, Укра1на, 61050 E-mail: ryb_lili@ukr.net
Котельшкова Анастас1я Андривна, кафедра управлiння експлуатацiйною роботою, Украшський державний унiверситет залiзничного транспорту, площа Фейербаха, 7, м. Харшв, Украша, 61050 E-mail: relax2103@gmail.com
Парфьонова Юл1я Валерпвна, кафедра управлiння експлуатацшною роботою, Украiнський державний унiверситет залiзничного транспорту, площа Фейербаха, 7, м. Харшв, Украша, 61050 E-mail: parf_uli@ukr.net
Пономаренко Ганна МиколаТвна, кафедра управлшня експлуатацшною роботою, Украшський державний ушверситет залiзничного транспорту, площа Фейербаха, 7, м. Харшв, Украша, 61050 E-mail: ponomarenko198@ukr.net
УДК 539.3
DOI: 10.15587/2313-8416.2016.76534
ПОСТРОЕНИЕ ФУНДАМЕНТАЛЬНОГО РЕШЕНИЯ УРАВНЕНИЙ СТАТИКИ {1,2}-АППР ОКСИМАЦИИ БЕЗМОМЕНТНОГО НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ ДЛЯ ТРАНСВЕРСАЛЬНО-ИЗОТРОПНЫХ ПЛАСТИН
© И. П. Боков, Н. С. Бондаренко, Е. А. Стрельникова
Рассмотрена задача статики трансверсально-изотропных пластин, которые находятся под действием сосредоточенной силы. Использованы уравнения статики {1,2}-аппроксимации, полученные путем разложения искомых функций в ряды Фурье по полиномам Лежандра относительно толщинной координаты. Данные уравнения учитывают все компоненты тензора напряжений, включая поперечные сдвиговые и нормальные напряжения. Проведены численные исследования, демонстрирующие влияние упругих констант на компоненты напряженно-деформированного состояния трансверсально-изотропной пластины
Ключевые слова: {1,2}-аппроксимация, фундаментальное решение, тренсверсально-изотропные пластины, уравнения статики, безмоментное напряженное состояние
The problem of static for transversely-isotropic plates, which are under the action of a concentrated force, was considered. Static equations of {1,2}-approximation obtained by decomposition of the desired functions in Fourier series in Legendre polynomials in relation to the thickness of the coordinates were used. These equations take into account all the components of the stress tensor, including the transverse shear and normal stresses. Numerical studies demonstrating the effect of elastic constants on the components of the stress-strain state of a transversely- isotropic plate were conducted
Keywords: {1;2}-approximation; fundamental solution; transversely-isotropic plates; static equations; moment-less stress state
1. Введение
В современном машиностроении, авиастроении и других отраслях промышленности широко применяются новые типы материалов, которые обладают трансверсальной изотропией упругих свойств. Для исследования прочности тонкостенных элементов конструкций из таких материалов в местах концентрации напряжений требуются подходы, более современные, чем классическая теория Кирхгофа-Лява. Классическая теория удовлетворительно описывает напряженно-деформированное состояние (НДС)
сравнительно тонких трансверсально-изотропных пластин, но не учитывает явления, обусловленные сдвигами и обжатием.
В работе для сведения трехмерной задачи для трансверсально-изотропных пластин к двумерной используется обобщенная теория пластин и оболочек в варианте {1,2}-аппроксимации. Данная теория является наиболее приемлемой для использования в качестве уточнённой теории, поскольку она не основана на каких-либо гипотезах, а использует метод И. Н. Векуа разложения искомых функций в ряды
