CC BY
24
УДК 629.463.125+06
О. А. Ворон
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Ростовский государственный университет путей сообщения» (ФГБОУ ВО «РГУПС»), г. Ростов-на-Дону, Российская Федерация
ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КРИОГЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ ИННОВАЦИОННОГО ИЗОТЕРМИЧЕСКОГО ПОДВИЖНОГО СОСТАВА
Аннотация: В статье рассмотрены вопросы организации эксплуатации при использовании криогенных технологий для газотепловозов и изотермических вагонов (ИВов). Представлена структура перевозок скоропортящихся грузов (СПГ) по типам подвижного состава и видам грузов и особенности перевозок замороженной рыбы с Дальнего Востока в центральные районы страны. На примере их рассмотрения предложена новая структура типажа изотермического подвижного состава (ИПСа), включая различные типы одиночных ИВов, крупнотоннажные рефрижераторные контейнеры и съемные кузова. Предлагается для перспективных автономных рефрижераторных вагонов (АРВов) использовать блочно-модульный принцип формирования энергохолодильного оборудования. Выполнен обзор перспективных моделей АРВов, разработанных АО «НПК «Уралва-гонзавод» и АО «Алтайвагон», готовых к серийному выпуску. Сформулированы факторы, которые должны быть приняты во внимание при создании инновационного изотермического подвижного состава.
Рассмотрены варианты использования криогенных технологий для автономного рефрижераторного вагона и одиночных ИВов. По результатам ранее проведенных эксплуатационных испытаний автономных жид-коазотных вагонов приведены их основные преимущества и возможные сферы использования.
Обоснованы технология и технические решения по совершенствованию конструкции системы захолажи-вания грузового помещения для вагонов-термосов, охлаждаемых жидким азотом. Представлены расчетные характеристики по расходу жидкого азота при транспортировке замороженных грузов. Проанализированы преимущества использования экологичных жидкоазотных систем охлаждения и формализованы сферы использования криогенных технологий для ИПСа.
Неопределенность и стихийность рынка перевозок СПГ наряду с отсутствием крупного заказчика ставит перед вагоностроителями сложную задачу организации серийного производства изотермического подвижного состава с малыми объемами выпуска и различными техническими характеристиками. Поэтому при создании изотермических и рефрижераторных вагонов целесообразно сделать упор на единый универсальный вагоноком-плект на базе изотермического кузова с возможностью трансформации его за счет использования различных вариантов энергохолодильного оборудования и ходовых частей.
Ключевые слова: криогенная технология, автономный изотермический вагон, автономный жидкоазотный вагон, расход жидкого азота, вагон-термос, холодильная установка, скоропортящийся груз, технические характеристики, экипировка, железнодорожная инфраструктура.
Oleg A. Voron
Federal state budgetary educational establishment of higher professional education «Rostov State Transport University», Rostov-on-Don, the Russian Federation
THE OPPORTUNITIES OF USING CRYOGENIC TECHNOLOGIES FOR INNOVATIVE ISOTHERMAL ROLLING STOCK
Abstract. The article deals with the organization of operation when using cryogenic technologies for gas locomotives and isothermal cars (IV). The structure of transportation of perishable goods (SPG) by types of rolling stock and types of cargo and the peculiarities of transportation offrozen fish from the Far East to the central regions of the country is presented. On the example of their consideration, a new structure of the type of isothermal rolling stock (IPS) is proposed, including various types of single isothermal cars, large-capacity refrigerated containers and swap bodies. It is proposed to use the block-modular principle offorming energy refrigeration equipment for promising autonomous refrigerated cars (ARC). A review ofpromising ARC models developed by UralVagonZavod and Altayvagon, ready for serial production, has been carried out. The factors that should be taken into account when creating an innovative isothermal rolling stock are formulated.
Variants of using cryogenic technologies for an autonomous refrigerator car and single insulated cars are considered. Based on the results ofpreviously conducted operational tests of autonomous liquid nitrogen cars, the main their advantages and possible areas of use are given.
The technology and technical solutions for improving the design of the cooling system of the cargo space for thermos cars cooled with liquid nitrogen have been substantiated. The calculated characteristics of the consumption of liquid nitrogen during the transportation of frozen goods are presented. The advantages of using environmentally friendly liquid nitrogen cooling systems are analyzed and the areas of using cryogenic technologies for isothermal rolling stock are formalized.
Uncertainty and spontaneity of the perishable goods transportation market, along with the absence of a large customer, poses a difficult task for car builders to organize serial production of isothermal rolling stock with small production volumes and various technical characteristics. Therefore, when creating isothermal and refrigerator cars, it is advisable to focus on a single universal car kit based on an isothermal body with the possibility of transforming it by using various options for energy refrigeration equipment and chassis.
Keywords: cryogenic technology, autonomous isothermal car, autonomous liquid nitrogen car, liquid nitrogen consumption, thermos car, refrigeration unit, perishable cargo, technical characteristics, equipment, railway infrastructure.
В настоящее время в различных отраслях техники растёт потребление жидких продуктов разделения воздуха (кислород, азот, аргон) и начинают внедряться в различные сферы транспортных технологий технические решения, связанные с использованием сжиженного природного газа метана (СПГМ).
В Стратегии инновационного развития ОАО РЖД («Белая книга» ОАО «РЖД») предусматривается увеличение объемов потребления СПГМ в качестве моторного топлива на полигоне Свердловской железной дороги. В качестве перспективного полигона для использования железнодорожного транспорта на СПГМ определен участок Войновка - Новый Уренгой, протяженность которого составляет около 1500 км. Создание инфраструктуры СПГМ обеспечат ООО «Газпром газомоторное топливо» и совместное предприятие ООО «Газпром СПГ технологии» и АО «Уралкриомаш» [1, 2].
Использование сжиженного метана в качестве топлива для автомобильного транспорта закреплено в ГОСТ Р 56 217-2014.
Для подготовки железнодорожной инфраструктуры к эксплуатации тепловозов на СПГ создаются пункты экипировки магистральных газотепловозов. Заправка маневровых газотепловозов может осуществляться на территориях для экипировки тепловозов по принципу дозаправки дизельным топливом.
Перевозки скоропортящихся грузов по железным дорогам России и стран СНГ осуществляется преимущественно в вагонах-термосах с усиленной теплоизоляцией «сэндвич», переоборудованных изотермических вагонах-термосах, пятивагонных рефрижераторных секциях и в крупнотоннажных рефрижераторных контейнерах (КРК) [3, 11]. Автономные рефрижераторные вагоны (АРВы) с индивидуальным энергоснабжением не эксплуатируются и списаны уже более 20 лет назад. Усилившаяся конкуренция автомобильных перевозок СПГ сделала железнодорожные перевозки конкурентоспособными при протяженности маршрутов более 2 - 3 тыс. км, так как средняя суточная скорость движения изотермических вагонов составляет около 400 км/сут [4].
По данным Ассоциации операторов рефрижераторного подвижного состава (АСОРПС) и АО «Евросиб СПб-транспортные системы», структура перевозок СПГ по типам подвижного состава в рисунок 1 - Структура железнодорожного рынга перевод 2020 г. представлена на рисунке 1. скоцопортящи^я грузов ™ ™ам поденно сосгаю
Групповой рефрижераторный подвижной состав - 3,6 %
Рисунок 2 - Структура железнодорожного рынка перевозок скоропортящихся грузов по группе груза в 2020 г.
Среднегодовая потребность в использовании подвижного состава по типам показывает, что доля перевозок в рефрижераторных секциях снижается с каждым годом (списание по сроку службы) и составляет 3,6 %, в вагонах-термосах и ИВ-термосах - 28,1 %, в вагонах-термосах, переоборудованных из крытых вагонов, и в крытых вагонах - 37,5 %.
Главные направления перевозок в рефрижераторных секциях - из портов (Санкт-Петербург, Калининград, Владивосток) и таможенных терминалов (Москва) в центр страны.
Структура перевозок СПГ по их видам достаточно стабильна в течение последних лет и представлена на рисунке 2 [5].
Особенностью рынка является крайне узкая номенклатура перевозимых грузов, основную долю которых (68,9 %) составляют внутренние перевозки, а доля экспортных и импортных перевозок составляет соответственно 15,2 и 13,2 %.
На рынке перевозок грузов в рефрижераторных вагонах наблюдаются значительные отклонения в доходности различных направлений перевозок. Это связано с существованием кольцевых маршрутов, обеспечивающих минимальный порожний пробег, и маршрутов, не имеющих обратной загрузки [5]. Основные грузопотоки СПГ, перевозимых в рефсекциях, направлены из портов вглубь страны. Из рефрижераторных вагонов, прибывающих с продовольствием на Урал, около 90 % не имеют обратной загрузки, при перевозках в Сибирь 70 % вагонов не имеют обратной загрузки, обеспечение погрузки рефсекций на Калининградской железной дороге осуществляется полностью порожними вагонами [4].
Одним из стратегических продуктов питания для продовольственной безопасности страны является замороженная рыба, транспортировка которой носит сезонный характер, зависящий от объема вылова и реализации на внутреннем рынке рыбы на Дальнем Востоке [4]. На ее долю в 2020 г. приходилось 13,7 % общего объема перевозок СПГ. Особенностью логистики этой продукции является тот факт, что основные места ее производства расположены на Дальнем Востоке, а потребителями являются крупные города с населением более миллиона человек. Появление в графиках движения ускоренных рефрижераторных поездов (УРПов) с Дальневосточной железной дороги в европейскую часть России позволило значительно уменьшить время транспортировки. При скорости движения по маршруту более 1000 км/сут время доставки скоропортящейся продукции из Владивостока в Санкт-Петербург сократилось с 22 до 16 суток. До Москвы ускоренные рефрижераторные поезда следуют за 13 - 14 суток вместо 21 [4].
Структура перевозок СПГ, представленная на рисунке 2, показывает, что к лидерам по объему следует отнести две большие группы термосопригодной продукции - пиво (23,3 %) и безалкогольные напитки (13,2 %). Замороженные рыба (13,7 %) и мясо (9,2 %) хотя и находятся среди лидеров по объемам перевозок, но все же уступают этим напиткам. При этом следует учесть, что термосопригодные грузы могут транспортироваться в широком температурном диапазоне грузового помещения с минимальной вероятностью порчи при отклонении температур зимой (подморозка) или летом (перегрев). Замороженная мясная и рыбная продукция, имеющая существенно большую стоимость, требует поддержания в грузовом помещении температуры не менее -9 °С. И если в зимний период времени риски исключены, то в переходные
и летний периоды года нарушение температурного режима приведет к дефростации и порче данных видов СПГ.
Из всего сказанного выше можно сделать вывод о том, что будущее ИПСа - это одиночные изотермические вагоны различного исполнения с различными типами систем термостабилизации грузового помещения.
При этом необходимо принимать во внимание следующие факторы.
1. Ужесточение международных требований СПС при перевозках СПГ приведет к более жесткому контролю температурного режима в вагонах-термосах различного исполнения.
2. В отправках будут преобладать малые партии различных видов СПГ, направляемых в адрес различных получателей, т. е. будет иметь место «распыление» потока, отгружаемого из мест массового производства.
3. Слишком малая доля СПГ (0,36 %) в общих объемах перевозок РЖД не способствует коммерческой заинтересованности в развитии этого вида перевозок и созданию инфраструктуры для его функционирования.
4. Неопределенность и стихийность рынка, постоянно подстраивающегося под экономические маневры ОАО «РЖД» (тарифы), и отсутствие крупного заказчика.
5. Для вагоностроителей серийное производство ИПСа будет иметь малые объемы и необходимость проведения НИОКР по каждому из типов выпускаемого ИПСа. Причем с точки зрения владельца железнодорожной инфраструктуры потребность по каждому типу ИПСа не ясна.
Предлагаемая структура перспективного ИПСа представлена на рисунке 3.
Рисунок 3 - Предлагаемая структура парка подвижного состава для транспортировки СПГ
Технические решения, предлагаемые к использованию, можно разделить на две основные группы: концептуальные и локальные.
Концептуальные, определяющие основные технико-экономические параметры вагона: при создании изотермических и рефрижераторных вагонов сделать упор на единый ваго-нокомплект на базе изотермического кузова с возможностью трансформации его в рамках одной модели вагона за счет использования различных вариантов энергохолодильного оборудования;
№ 2(46)
разработка или адаптация типажа ходовых частей для ИПСа и средств доставки КРК (фи-тинговых платформ и вагонов дизель-электростанций).
Локальные, улучшающие потребительские качества и расширяющие сферу их использования:
- источник энергоснабжения;
- тип холодильной машины;
- энергоэффективная конструкция теплоизоляции кузова и технология ее изготовления;
- телеметрические системы дистанционного управления и мониторинга.
В 2021 г. на фоне спада спроса на продукцию вагоностроения у ряда вагоностроительных заводов появились разработки рефрижераторных вагонов и контейнеров. Поэтому в настоящее время проходят сертификацию инновационные автономные рефрижераторные вагоны и готовится их выпуск. АО «НПК «Уралвагонзавод» провел сертификацию и уже презентовал АРВы модели 16-5213. Алтайский вагоностроительный завод среди перспективных разработок заявляет АРВы модели 16-2155. И если в первом случае потребителю предлагается на выбор два варианта автомобильных автономных компрессорных холодильных навесных агрегатов, то во втором случае выбор более широк [6]. Предлагается паровая компрессионная машина, система отопления на жидком топливе и криогенная жидкоазотная система охлаждения. Общий вид АРВа модели 16-2155 представлен на рисунке 4.
Для повышения автономности работы АРВа на протяженном маршруте без дозаправки можно рассматривать комбинированную энергосиловую установку, в которой используются дизель-генераторный агрегат и подвагонный генератор.
В работах [4, 8] предлагается для перспективного АРВа использовать блочно-модульный принцип формирования энергохолодильного оборудования. Важными критериями при выборе вариантов систем энергоснабжения АРВа являются массога-баритные ограничения установки, поэтому размещение больших запасов топлива весьма проблематично ввиду существенного сокращения полезного объема и снижения грузоподъемности [8]. При этом основным источником электроэнергии является дизель-генераторная установка, а в качестве дополнительного источника электроэнергии при движении вагона со скоростью 700 - 1000 км/сут предполагается использовать вентильно-индукторный подвагонный генератор, установленный на тележке типа КВЗ-И2 [7].
Применение двух источников энергоснабжения позволит увеличить автономность перспективного рефрижераторного вагона, сократить расход горюче-смазочных материалов за счет уменьшения времени работы дизель-генератора и, тем самым, повысить его экономическую эффективность.
Другим направлением развития для одиночного ИПСа может быть использование автономного жидкоазотного вагона (АЖВа), использующего жидкий азот в качестве расходуемого хладагента.
Следует отметить, что опытная эксплуатация автономных жидкоазотных вагонов уже проводилась в 90-е гг. на Среднеазиатском (силами НИИЖТа) и Северо-Кавказском (силами РГУПСа) направлениях [3, 9].
Для определения экономической целесообразности использования АЖВов при перевозках СПГ была выпущена их опытная партия, которая проходила опытную эксплуатацию на
Рисунок 4 - Общий вид АРВа модели 16-2155
сети дорог. В процессе выполнения работ были осуществлены опытные перевозки яблок летних и зимних сортов созревания, свежей капусты ранних сроков созревания, сливы, томатов, перца сладкого, копченых колбас. По результатам эксплуатационных испытаний было сформулировано следующее заключение:
автономные жидкоазотные вагоны имеют более простую конструкцию системы охлаждения и распределения термообработанной газовоздушной смеси, что повышает их эксплуатационную надежность;
транспортировка свежей плодоовощной продукции в атмосфере с повышенным содержанием азота позволяет сократить транспортные потери и снизить нормы естественной убыли при лучшей сохранности товарных и потребительских качеств данной продукции;
режим термостатирования для плодоовощей, перевозимых в АЖВах, может быть повышен на несколько градусов по сравнению с температурным режимом, устанавливаемым Правилами перевозок грузов, что позволяет сократить часовой расход жидкого азота.
Расход жидкого азота на захолаживание свежей плодоовощной продукции составляет около 4 т на вагон, величина расхода хладагента на поддержание температурного режима в грузовом помещении лежит в пределах 300 - 500 кг в сутки. Поэтому необходимость размещения в вагоне значительного количества азота уменьшает грузоподъемность вагона на 5 -6 т по сравнению с традиционными рефрижераторными вагонами, имеющими паровую компрессионную машину.
Расчетный график зависимости расхода жидкого азота от времени при перевозках замороженных грузов представлен на рисунке 5.
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 ВООО 9000 10000
-
Расход азота, кг
—■--наружняя температура +20 °С; —±--наружняя температура +30 "С;} —<ф>--наружняя температура +40 °С
Рисунок 5 - Расчетный график расхода жидкого азота при перевозках замороженных грузов [9]
Хотя результаты опытных перевозок подтвердили положительный эффект и лучшую сохранность перевозимых СПГ, особенно явно это проявлялось при перевозках плодоовощной продукции, но экономические и политические события в 90-е гг. прошлого века привели к повышению цен на электроэнергию и, как следствие, на жидкий азот, что сделало АЖВы неконкурентоспособными на транспортном рынке. Анализ графика с расходом жидкого азота за время перевозки позволяет определить, какие бортовые запасы хладагента должны быть израсходованы за расчетный период времени.
Кроме этого рассматриваются проекты модернизации вагонов-термосов, в которых можно будет осуществлять дополнительное охлаждение груза в грузовом помещении вагона за счет подачи жидкого азота.
В рабочем парке АО «Рефсервис» и некоторых других владельцев имеются вагоны-термосы типа ТН4-201 постройки Германии, которым продлен срок полезного использования.
№ 2(46) 2021
Эти вагоны предназначены для транспортировки термически подготовленных грузов широкой номенклатуры. Транспортные компании, имеющих парк собственных вагонов-термосов этой модели, проявляет интерес к транспортировке замороженной продукции на дальние расстояния - в районы Крайнего Севера, Сибири и Дальнего Востока. Действующие Правила перевозок устанавливают срок доставки для этого вида продуктов в летний период восемь суток, а в зимний период он ограничивается 17 сутками. Существующие сроки доставки не позволяют осуществлять перевозки по этим маршрутам даже в зимнее время. Для сохранения качества перевозимой продукции требуется поддержание температурного режима холодильной машиной либо понижение температуры груза до нижнего допустимого предела замораживанием в стационарных холодильниках. Очевидно, что отсутствие в вагоне-термосе холодильной машины не позволит регулировать температурный режим грузового помещения. Замораживание в холодильниках связано со значительным объемом погрузочно-выгрузочных работ и большой продолжительностью охлаждения. Однако отсутствие мощных станций по захолажива-нию груза существенно ограничивает полигон и период использования вагона. Одним из главных условий, делающих эту технологию целесообразной, является высокая скорость захола-живания груза без выгрузки его из вагона. Это можно реализовать при использовании охлаждения сжиженными газами. Например, при использовании жидкого азота в качестве хладагента появляется возможность снизить температуру груза за короткое время до нижнего допустимого предела и после этого продолжить транспортировку без дополнительного охлаждения и перегрузки вагона.
Увеличение продолжительности маршрутов применения вагонов-термосов и повышение сохранности перевозимых скоропортящихся грузов в переходный период могут быть достигнуты за счет дополнительного охлаждения груза в вагоне. Для этого предлагается оснастить вагоны-термосы устройствами для подачи жидкого азота в грузовое помещение в виде распределительного коллектора и системой газосброса. Технология эксплуатации таких модернизированных вагонов следующая.
1. При перевозках замороженных грузов на значительные расстояния, когда срок транспортировки не позволяет использовать вагон-термос на данном маршруте для данного вида замороженного груза, определяется граничное, допускаемое расстояние перевозки, определенное в соответствии с действующими правилами.
2. На границе этого участка оборудуется стационарный пункт для захолаживания груза в вагоне за счет подачи в его грузовое помещение жидкого азота. Для этого на сортировочной станции в непосредственной близости от специальных путей устанавливаются транспортные криогенные резервуары. В общем виде эта операция подобна экипировке льдом на льдозаво-дах и льдопунктах вагонов-ледников, эксплуатировавшихся до 80-х гг. прошлого века.
3. Вагон-термос, требующий захолаживания, после роспуска с сортировочной горки подается на специальный путь, где через соединительные фланцы к патрубкам распределительного коллектора через криогенные шланги подключается к стационарной криогенной цистерне.
4. Криогенная цистерна приводится в рабочее положение «Выдача азота», и по штатным приборам вагона контролируется температура и давление в грузовом помещении. При этом особое внимание следует уделять визуальному контролю выхода отработанных паров азота из грузового помещения через специальные выпуски.
5. Расход жидкого азота определяется в зависимости от теплофизических характеристик и вида перевозимого замороженного груза, температуры наружного воздуха и температуры груза внутри верхнего ряда штабеля.
6. После достижения требуемых параметров температуры подача жидкого азота из сторонней криогенной емкости прекращается и криошланги отключаются. Заправочный штуцер и патрубок сброса избыточного давления заглушаются специальными пробками. После этого вагон готов к дальнейшей транспортировке [10].
В развитие криогенных технологий АО «Линде Газ Рус» представило в ОАО «РЖД» материалы о возможности нового развития сервисной и экипировочной инфраструктуры при эксплуатации автономных вагонов с жидкоазотным охлаждением уже на новой технической базе.
Использование новой технологии криогенных резервуаров позволит улучшить такие технико-экономические параметры вагона, как грузоподъемность и полезный объем.
Неопределенность и стихийность рынка перевозок СПГ наряду с отсутствием крупного заказчика ставит перед вагоностроителями сложную задачу организации серийного производства ИПСа с малыми объемами выпуска и различными техническими параметрами. Причем потребность по каждому типу ИПСа не ясна. Поэтому при создании изотермических и рефрижераторных вагонов целесообразно сделать упор на единый универсальный вагоноком-плект на базе изотермического кузова с возможностью трансформации его за счет использования различных вариантов энергохолодильного оборудования и ходовых частей. В этой связи для создания инновационного ИПСа применение криогенных технологий возможно для трех его вариантов:
автономного рефрижераторного вагона с дизель-генератором, использующим СПГМ в качестве моторного топлива;
автономного жидкоазотного вагона, использующего жидкий азот в качестве расходуемого хладагента;
модернизированного вагона-термоса с усиленной теплоизоляцией типа «сэндвич» со смонтированной в грузовом помещении системой подачи и распределения жидкого азота, подаваемого от стационарной криогенной емкости, в режиме захолаживания замороженного груза.
Предлагаемые варианты применения экологически чистых криогенных технологий потребуют реализации комплекса мер в части совершенствования имеющейся и потребной стационарной инфраструктуры, необходимой для перевозок СПГ (стационарных холодильников с подъездными железнодорожными путями, пунктов экипировки и технического обслуживания ИПСа, а также современных технологий перевозки - скоростные контейнерные и рефрижераторные «холодные» поезда.
Список литературы
1. Использование сжиженного природного газа на железнодорожном транспорте // www.rzd-expo.ru : сайт. - Текст : электронный. - URL : http://www.rzd-expo.ru/innovation/stock/ ispolzovanie-szhizhennogo-prirodnogo-gaza-na-zheleznodorozhnom-transporte/ (дата обращения: 15.05.2021).
2. Матяш, Ю. И. Хладотранспорт и основы теплотехники : монография / Ю. И. Матяш, В. П. Клюка, О. А. Ворон, С. Н. Науменко. - Москва : Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте, 2019. - 360 с. - Текст : непосредственный.
3. Ворон, О. А. Аспекты совершенствования железнодорожных перевозок скоропортящихся грузов в составе непрерывной холодильной цепи / О. А. Ворон, И. Г. Морчиладзе. -Текст : непосредственный // Транспорт Российской Федерации. - 2014. - № 1 (50). - С. 24-29.
4. Рефперевозки. Чего ждёт рыба? : fishnet.ru : сайт. - Текст : электронный. - URL : http:// www.fishnet.ru/news/novosti_otrasli/90020.html (дата обращения: 13.07.2021).
5. Международный транзит // rzdlog.ru : сайт. - Текст : электронный. - URL : https:// www.rzdlog.ru/services/main/international_transit (дата обращения: 30.06.2021).
6. Mamaev E. A., Guda A. N., Levin B. A., Baginova V. V., Vinogradov V. V., Morozov V. N. Strategic Trends of Cargo Turnover in Major Hubs: Assessment, Clustering and Prediction, International Journal of Economic Perspectives, 2017, vol. 11, issue 2.
7. Продукция: вагоностроение // altaivagon.ru : сайт. - Текст : электронный. - URL : http://altaivagon.ru/product_main#product_vagonhttp (дата обращения: 30.06.2021).
8. Voron O. A., Bulavin Y. P., Volkov I. V. Modelling the dynamics of an undercar generator with a v-belt drive of an isothermal railway vehicle, IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 709 (2020), 033094.
9. Ворон, О. А. Использование сжиженного природного газа в комбинированной энергосиловой установке автономного рефрижераторного вагона / О. А. Ворон. - Текст : непосредственный // Вестник ВНИИЖТа. - 2019. - Т. 78. - № 3. - С. 188-192.
10. Временная инструкция по эксплуатации и техническому обслуживанию опытных вагонов с жидкоазотным охлаждением №543-89 ПКБ ЦВ. - Москва : Транспорт, 1989. - 36 с. -Текст : непосредственный.
11. Ворон, О. А. Особенности оценки прочности металлоконструкции кузова изотермического вагона, охлаждаемого жидким азотом / О. А. Ворон, Е. А. Василькова. - Текст : непосредственный // Транспорт : наука, образование, производство : сб. науч. тр. - Ростов-на-Дону : Ростовский гос. ун-т путей сообщения, 2019. - Т. 3. Технические науки. - С. 266-269.
References
1. Ispolzovaniye szhizhennogo prirodnogo gaza na zheleznodorozhnom transporte (The use of liquefied natural gas in railway transport), Available at: http://www.rzd-expo.ru/innovation/ stock/ispolzovanie-szhizhennogo-prirodnogo-gaza-na-zheleznodorozhnom-transporte/ (accessed 15 May 2021).
2. Matiash Iu. I., Kliuka V. P., Voron O. A., Naumenko S. N. Khladotransport i osnovy tep-lotekhniki: monografiia (Hladotransport and fundamentals of heat engineering: monograph). Moscow: UMTs ZhDT Publ., 2019, 360 p.
3. Voron O. A., Morchiladze I. G. Aspects of improving the rail transportation of perishable goods as part of a continuous cold chain [Aspekty sovershenstvovaniya zheleznodorozhnykh perevozok skoroportyashchikhsya gruzov v sostave nepreryvnoy kholodilnoy tsepi]. Transport Ros-siiskoi Federatsii - Transport of the Russian Federation, 2014, no. 1 (50), pp. 24-29.
4. Refperevozki. Chego zhdet ryba? (Refrigerated transportation. What is the fish waiting for?), Available at: http//www.fishnet.ru/news/novosti_otrasli/90020.html (accessed 13 July 2021)
5. Mezhdunarodnyy tranzit (International transit), Available at: https://www.rzdlog.ru/ser-vices/main/international_transit (accessed 30 June 2021).
6. Mamaev E. A., Guda A. N., Levin B. A., Baginova V. V., Vinogradov V. V., Morozov V. N. Strategic Trends of Cargo Turnover in Major Hubs: Assessment, Clustering and Prediction, International Journal of Economic Perspectives, 2017, vol. 11, issue 2.
7. Produktsiya: vagonostroyeniye (Products: car building), Available at: http://ataivagon.ru/ product_main#product_vagonhttp (accessed 30 June 2021).
8. Voron O. A., Bulavin Y. P., Volkov I. V. Modelling the dynamics of an undercar generator with a v-belt drive of an isothermal railway vehicle, IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 709 (2020), 033094.
9. Voron. O.A. Use of liquefied natural gas in a combined power plant of an autonomous refrigerator car [Ispolzovaniye szhizhennogo prirodnogo gaza v kombinirovannoy energosilovoy ustanovke avtonomnogo refrizheratornogo vagona]. Vestnik VNIIZhTa - Bulletin of VNIIZHT, 2019, vol. 78, no. 3, pp. 188-192.
10. Vremennaya instruktsiyapo ekspluatatsii i tekhnicheskomu obsluzhivaniyu opytnykh vagonov s zhidkoazotnym okhlazhdeniyem №543-89 PKB TsV (Temporary instructions for the operation and maintenance of experimental cars with liquid-nitrogen cooling No. 543-89 PCB CV). Moscow, Transport Publ., 1989, 36 p.
11. Voron O. A., Vasilkova E. A. Features of assessing the strength of the metal structure of the body of an isothermal car cooled with liquid nitrogen [Osobennosti otsenki prochnosti metallokon-struktsii kuzova izotermicheskogo vagona, okhlazhdaemogo zhidkim azotom]. Transport: nauka,
obrazovanie, proizvodstvo: sbornik nauchnykh trudov (Transport: science, education, production: collection of scientific papers). - Rostov-on-Don, 2019, vol. 3. Technical sciences, pp. 266-269.
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРЕ
Ворон Олег Андреевич
Ростовский государственный университет путей сообщения (РГУПС).
Ростовского Стрелкового Полка Народного Ополчения пл., д. 2, г. Ростов-на-Дону, 344038, Российская Федерация.
Кандидат технических наук, заведующий кафедрой «Вагоны и вагонное хозяйство», РГУПС.
Тел.: +7 (928) 279-08-53.
E-mail: rgups_voron@mail.ru
БИБЛИОГРАФИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СТАТЬИ
Ворон, О. А. Возможности использования криогенных технологий для инновационного изотермического подвижного состава / О. А. Ворон. - Текст : непосредственный // Известия Транссиба. - 2021. -№ 2 (46). - С. 53 - 62.
INFORMATION ABOUT THE AUTHOR
Voron Oleg Andreyevich
Rostov State Transport University (RSTU).
2, Rostovskogo Strelkovogo Polka Narodnogo Opolcheniya square, Rostov-on-Don, 344038, the Russian Federation.
Ph. D. in Engineering, chief of the department «Car and car facilities», RSTU.
Phone: +7 (928) 279-08-53.
E-mail: rgups_voron@mail.ru
BIBLIOGRAPHIC DESCRIPTION
Voron O. A. The opportunities of using cryogenic technologies for innovative isothermal rolling stock. Journal of Transsib Railway Studies, 2021, no. 2 (46), pp. 53 - 62 (In Russian).
УДК 621.332.3
А. Н. Смердин, А. В. Тарасенко, И. Е. Чертков, А. С. Голубков
Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС), г. Омск, Российская Федерация
РАЗРАБОТКА ВЕРОЯТНОСТНОЙ МОДЕЛИ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ОТКАЗОВ В РАБОТЕ СИСТЕМЫ ТОКОСЪЕМА ВСЛЕДСТВИЕ ГОЛОЛЕДООБРАЗОВАНИЯ
НА ПРОВОДАХ КОНТАКТНОЙ СЕТИ
Аннотация. В статье рассмотрены критерии, используемые для расчета вероятности возникновения отказов устройств системы токосъема по причине гололедно-изморозевых отложений на контактной подвеске. Целью работы является определение влияния климатических и эксплуатационных факторов (в т. ч. количество вибропантографов, пневмобарабанов на электровозах в границах дирекции по энергообеспечению и устройств для механической очистки гололеда в дистанциях электроснабжения) на вероятность наступления отказов системы токосъема и их тяжести, что позволит повысить надежность работы устройств тягового электроснабжения в условиях гололедообразования и эффективность капиталовложений Трансэнерго и Дирекции тяги на приобретение указанных средств. Для определения вероятности возникновения отказов устройств токосъема вследствие образования гололеда на проводах контактной сети предложено разделение всех факторов на климатические и эксплуатационные. Выбор факторов при прогнозировании отказов проведен с помощью вероятностной сети Байеса на основе статистических методов обработки данных, а также корреляционного и регрессионного анализа. В результате проведенных исследований определены факторы, оказывающие влияние на вероятность возникновения отказов устройств токосъема, выполнена оценка их значимости с помощью рассчитанных дисперсий. Приведена методика расчета вероятности возникновения отказов для условной дистанции электроснабжения, позволяющая оценить достаточность оснащенности подразделений Трансэнерго и Дирекции тяги устройствами для механической очистки гололеда с контактного провода, вибропантографами и пневмобарабанами.
Ключевые слова: контактная сеть, гололед, вероятность отказа, устройство удаления гололеда, фактор, децильный коэффициент, сеть Байеса, дисперсия.
