2019

Permanent URI for this community

http://crust.ust.edu.ua/handle/123456789/11156

Browse

Now showing 1 - 20 of 58

Аналіз механізмів та ефективності спеціалізованих мов функціонального програмування
(Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2019) Сторчак, Ігор Миколайович; Іванов, Олександр Петрович
UKR: Мета. Автори ставлять за мету встановити відмінності функціональних мов програмування, з`ясувати можливості найбільш популярних мов шляхом їх порівняння та аналізу. Для виявлення основних можливостей мов потрібно розглянути їх структури даних, а також сфери застосування. Виконати аналіз та порівняння прикладів із різних сфер використання мов за метриками складності текстів програм. Методика. Відібрано п’ять найпопулярніших спеціалізованих функціональних мов програмування: Erlang, Lisp, F#, Scala та Haskel. Для отримання інформації про можливості кожної мови вивчено їх структури даних, а також сфери застосування, проведено огляд офіційної документації. Експериментальну базу дослідження сформовано з текстів сучасних програмних систем, отриманих із відкритого джерела та підібраних за схожими напрямами застосування й однаковим обсягом тексту. Порівняльний аналіз прикладів програм виконано за метриками Холстеда, які розраховують за допомогою спеціально розробленого програмного забезпечення. Аналіз отриманих оцінок якості виконано графічним способом. Результати. Розроблено програмне забезпечення, яке дозволяє отримати метрики Холстеда для вхідних текстів програм на таких мовах функціонального про-грамування, як Erlang, Lisp, F# та Scala. Складність синтаксису мови програмування Haskel не дозволила використати метрики для оцінки тексту, тому було проведено тільки огляд можливостей за документацією. За допомогою порівняльного аналізу показано відмінність мов та окреслено сфери їх використання. Виконано порівняння прикладів різного об’єму з таких сфер використання, як задачі системного програмування, робота з графікою, математичні розрахунки, системи штучного інтелекту, веб-програмування тощо. Наукова новизна. Автори вперше провели порівняльний аналіз спеціалізованих мов за допомогою метрик складності текстів, який дозволив встановити, що мова Lisp має найменший словник і довжину коду, текст на Scala має найбільш структурований вигляд, а F# та Erlang відзначаються зайвою багатослівністю. Практична значимість. Отримані висновки та виміри допоможуть під час вибору найбільш ефективної мови функціонального програмування для вирішення конкретних завдань з урахуванням відмінностей у сферах застосування. Розроблене програмне забезпечення дозволяє виконувати виміри для різних текстів програм під час розробки та супроводу складних програмних систем.
Моделювання очистки води у вертикальному відстійнику
(Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2019) Петренко, Володимир Дмитрович; Нетеса, Микола Іванович; Тютькін, Олексій Леонідович; Громова, Олена Вячеславівна; Козачина, Віталій Анатолійович
UKR: Мета. Підвищення ефективності роботи очисних споруд у системах водопостачання та водовідведення є важливою технічною задачею. Для аналізу ефективності очищення води конкретної споруди, на етапі проектування, потрібно мати спеціальні математичні моделі. Метою роботи є побудова математичних моделей для оцінки ефективності роботи відстійників з додатковими конструктивними елементами, які використовують у системах очищення стічних вод. Методика. Процес розповсюдження забруднювача в очисній споруді (відстійнику) розраховують за допомогою рівнянь гідродинаміки течії в’язкої, нестисливої рідини. Додатковим рівнянням є рівняння поширення забруднювача у вертикальному відстійнику. Рівняння, що використовуються для розрахунку вертикального відстійника, враховують найбільш суттєві фізичні фактори, що впливають на ефективність роботи відстійника. Для чисельного інтегрування моделювального рівняння переносу домішки в споруді використовують різницеві схеми розщеплення. Чисельний розв’язок рівняння, що описує процес руху забруднювача у вертикальному відстійнику, базується на розщепленні цього рівняння на рівняння більш спрощеної структури. Для чисельного інтегрування моделювальних рівнянь течії нев’язкої рідини використовують неявні різницеві схеми розчеплення. Чисельний розрахунок здійснюють на прямокутній різницевій сітці. Результати. На базі розроблених чисельних моделей створено пакет прикладних програм. Цей пакет дозволяє оперативно, методом обчислювального експерименту, визначати ефективність роботи відстійника. Наведено результати проведеного обчислювального експерименту з визначення ефективності роботи відстійника з двома пластинами. Наукова новизна. Розроблені математичні моделі дають можливість визначити поле швидкості та процес переносу домішки з урахуванням геометричної форми відстійників та використання в них пластин, що впливають на гідродинаміку потоку в споруді, а значить – на ефективність очищення води. Практична значимість. Час розрахунку одного варіанта завдання на базі побудованих математичних моделей складає кілька секунд. Моделі можна використовувати для отримання експертної оцінки роботи очисних споруд, які проектуються.
Визначення оптимального маршруту в інформаційній мережі залізничного транспорту з використанням нейронечітких моделей
(Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2019) Пахомова, Вікторія Миколаївна; Мандибура, Є. С.
UK: Мета. Сучасні алгоритми вибору найкоротшого маршруту, наприклад, алгоритми Беллмана–Форда й Дейкстри, які в даний час широко використовують у протоколах маршрутизації (RIP, OSPF), не завжди призводять до ефективного результату. Тому виникає необхідність дослідження можливості організації маршрутизації в мережі інформаційно-телекомунікаційної системи (ІТС) залізничного транспорту за допомогою методів штучного інтелекту. Методика. На основі створеної в моделювальній системі OPNET імітаційної моделі розглянуто фрагмент мережі ІТС залізничного транспорту й сформовано наступні вибірки: навчальну; тестувальну; контрольну. Для моделювання в системі MatLAB нейронечіткої мережі (гібридної системи) на вхід подають наступні параметри: довжина пакета (3 терм-множини); інтенсивність трафіка (5 терм-множин); кількість проміжних маршрутизаторів, що складають маршрут (4 терм-множини). За результуючу характеристику взято час перебування пакета в маршрутизаторах за маршрутом його проходжен-ня в мережі ІТС (4 терм-множини). На основі визначеного часу перебування пакета в маршрутизаторах і затримок у черзі на маршрутизаторах, що складають різні шляхи (з однаковою кількістю маршрутизато-рів) визначено оптимальний маршрут. Результати. Для розглянутого фрагмента ІТС залізничного транспорту здійснено прогноз часу перебування пакета в маршрутизаторах за маршрутом його проходження на основі нейронечіткої мережі, що створена в системі MatLAB. Проведено дослідження середньої похибки навчання нейронечіткої мережі за різних функцій належності й за різними методами оптимізації навчання. Виявлено, що найменше значення середньої похибки навчання надає нейронечітка мережа конфігурації 3–12–60–60–1 в разі використання симетричної Гаусівської функції належності за гібридним методом оптимізації. Наукова новизна. За сценаріями RIP та OSPF на створеній в моделювальній системі OPNET імітаційній моделі отримані наступні характеристики: середнє навантаження сервера; середній час обробки пакетів маршрутизатором; середній час очікування пакетів у черзі; середня кількість втрачених пакетів; час конвергенції мережі. Визначено, що найкращі результати надає імітаційна модель мережі за сценарієм OSPF. Запропонована інтегрована система маршрутизації в мережі ІТС залізничного транспорту, в основу якої покладено створені нейронечіткі мережі, визначає оптимальний маршрут у мережі швидше порівняно з наявним протоколом маршрутизації OSPF. Практична значимість. Інтегрована система маршрутизації в ІТС залізничного транспорту дозволить у реальному часі визначити оптимальний маршрут у мережі за однаковою кількістю маршрутизаторів, що складають шлях проходження пакета.
Дослідження зносу коліс та рейок за несиметричного завантаження платформи
(Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2019) Шатунов, Олександр Васильович; Швець, Анжела Олександрівна; Кирильчук, Олег Анатолійович; Швець, Анжеліка Олександрівна
UK: Мета. У науковій роботі потрібно провести угол виляния колесной пары визначення впливу несиметричного завантаження вагона скорость движения -платформи на величину фактора зносу пари «колесо–рейка» в разі зміни параметрів, що мають місце в експлуатації. Методика. Динамічну навантаженість вагона-платформи моделі 13–401 з типовими трьохелементними візками досліджено з використанням моделі просторових коливань зчепу з п’яти вагонів за допомогою математичного й комп’ютерного моделювання. Теоретичні розрахунки виконано для найбільш небезпечних ділянок залізничної колії – кривих малого й середнього радіуса в інтервалі допустимих швидкостей руху. Результати. Проаналізовано показники зносу коліс рухомого складу й рейок на прикладі вагонів-платформ за наявності поздовжнього й поперечного зміщення центра мас вантажу відносно центра симетрії вагона. Для отримання інформації про вплив допустимих відхилень розташування вантажу у вагоні на величину динамічної навантаженості контакту «колесо–рейка» виконано теоретичні дослідження просторових коливань рейкового екіпажу та його взаємодії з колією. Наукова новизна. Для визначення зносу пари «колесо–рейка» досліджено вплив зміщення у двох напрямках від центральної осі симетрії центра мас вантажу з огляду на величину швидкості руху по кривих ділянках колії малого й середнього радіуса із застосуванням математичної моделі зчепу з п’яти вантажних вагонів. Практична значимість. У результаті проведених теоретичних досліджень оцінено такі показники, як фактор зносу, напрямлена сила й виляння колісної пари вантажного рухомого складу в разі зміщення центра мас вантажу під час руху по криволінійних ділянках залізничної колії. Для встановлення ймовірної причини інтенсивного зносу коліс і рейок проаналізовано параметри: забігання бокових рам переднього візка; виляння лівої бокової рами переднього візка; взаємне поздовжнє переміщення бокової рами й буксового вузла передньої колісної пари; взаємне виляння лівої бокової рами візка відносно передньої колісної пари.
5 (83) випуск. Наука та прогрес транспорту
(Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2019)
UK: У статтях наведені наукові дослідження, виконані авторами в Дніпропетровському національному університеті залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна та інших організаціях. Статті присвячені вирішенню актуальних питань залізничного транспорту по наступних напрямках: автоматизовані системи управління на транспорті, екологія на транспорті, експлуатація та ремонт засобів транспорту, матеріалознавство, залізнична колія, інформаційно-комунікаційні технології та математичне моделювання, нетрадиційні види транспорту, машини та механізми, транспортне будівництво, рухомий склад і тяга поїздів. Вісник становить інтерес для працівників науково-дослідних організацій, викладачів вищих навчальних закладів, докторантів, аспірантів, магістрантів та інженерно-технічних працівників.
4 (82) випуск. Наука та прогрес транспорту
(Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2019)
UK: У статтях наведені наукові дослідження, виконані авторами в Дніпропетровському національному університеті залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна та інших організаціях. Статті присвячені вирішенню актуальних питань залізничного транспорту по наступних напрямках: автоматизовані системи управління на транспорті, екологія на транспорті, експлуатація та ремонт засобів транспорту, матеріалознавство, залізнична колія, інформаційно-комунікаційні технології та математичне моделювання, нетрадиційні види транспорту, машини та механізми, транспортне будівництво, рухомий склад і тяга поїздів. Вісник становить інтерес для працівників науково-дослідних організацій, викладачів вищих навчальних закладів, докторантів, аспірантів, магістрантів та інженерно-технічних працівників.
Разупрочнение при нагреве закаленной среднеуглеродистой стали
(Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2019) Вакуленко, Игорь Алексеевич; Пройдак, Светлана Викторовна; Вакуленко, Леонид Игоревич; Грищенко, Николай Анатольевич
RUS: Цель. В работе необходимо провести уточнение механизма разупрочнения при нагреве закаленной на мартенсит углеродистой стали, что имеет важное практическое значение, особенно при разработке технологии производства проката с разным уровнем упрочнения. Методика. Образцы после закалки на мартенсит отпускали при температурах 300–500˚С. Микроструктуру исследовали под электронным микроскопом. Фольги изготавливали методами Больмана и пинцета, в хлорно-уксусном растворе и реактиве Морриса. Искажения второго рода кристаллической решетки определяли по методикам рентгеновского структурного анализа, с использованием дифрактометра. Наклепанный слой металла после шлифования удаляли электролитическим растворением. Временное сопротивление разрушению определяли из диаграмм растяжения образцов при испытаниях на машине типа «Инстрон». Микротвердость измеряли с использованием прибора ПМТ-3, с нагрузкой на индентор 0,49 Н. Результаты. При нагреве до 300˚С закаленной стали эффект разупрочнения связан с темпом снижения накопленной в результате мартенситного превращения плотности дефектов кристаллического строения. Суммарный результат обусловлен развитием рекомбинации дислокаций и упрочнением от появления дополнительных частиц цементита при распаде мартенситных кристаллов. Начиная от температур 400˚С и выше, развитие процессов полигонизации в феррите сопровождается возникновением дополнительных субграниц, которые усиливают эффект упрочнения металла. С ростом температуры нагрева закаленной стали уровень прочностных свойств определяется прогрессирующим разупрочнением от снижения степени пресыщения атомами углерода твердого раствора, плотности дислокаций и увеличения размера частиц цементита над эффектом упрочнения от торможения подвижных дислокаций атомами углерода и возникновения дополнительных субграниц. Научная новизна. Для температур отпуска 300–400 ˚С отсутствие изменения величины искажений второго рода свидетельствует о появлении дополнительного фактора в упрочнении металла от формирования субграниц и дисперсионного упрочнения от карбидных частиц. Практическая значимость. Приведенное объяснение механизма структурных превращений в процессе отпуска в среднем интервале температур закаленной углеродистой стали может быть использовано для оптимизации технологии термического упрочнения проката.
Аналітичне визначення приведеного коефіцієнта опору обертанню механізмів повороту будівельних машин
(Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2019) Бондаренко, Леонид Николаевич; Посмітюха, Олександр Петрович; Главацький, Казимир Цезарович
UK: Мета. Проектування нових зразків будівельних машин тісно пов’язане з розробкою механізмів повороту, а ті, в свою чергу, мають привід, потужність та габарити якого залежать від опору повороту та приведеного коефіцієнта тертя у вузлах. Відсутність аналітичних залежностей для визначення приведеного коефіцієнта тертя обертанню будівельних машин, по-перше, обмежує можливості конструктора у виборі матеріалів, а по-друге, не дає можливості приймати оптимальні конструктивні рішення. Тому мета статті – знайти аналітичні рішення для визначення опорів обертанню в механізмах повороту будівельних машин, що дозволяє проектувати досконаліші механізми й машини у цілому. Існуючі методики спираються на емпіричні залежності та експериментальні коефіцієнти, що зменшують точність підрахунків, збільшують габарити та вартість робіт. Пропонується підвищити точність та спростити процес визначення опору повороту й величину приведеного коефіцієнта опору обертанню будівельних баштових кранів. Методика. Досягти поставленої мети можна за допомогою аналітичних залежностей для визначення коефіцієнтів тертя кочення за лінійного й точкового контактів. Це дозволить точніше знайти величину коефіцієнта опору, а конструктору під час розрахунків вжити цілеспрямованих заходів щодо його зменшення, використовуючи механічні константи матеріалів вузлів кочення і їх геометричні параметри. Розрахунок ґрунтується на теорії контактних деформацій Герца й теорії плоского руху точок тіла. Результати. Отримані залежності дозволять аналітично знайти опір кочення роликів у будівельних машинах із нерухомою й обертовою колонами, із круговими поворотними пристроями, а також у кулькових і роликових опорно-поворотних кругах. З’ясовані значення коефіцієнтів опору обертанню для деяких їх типів механізмів дають близькі значення з рекомендованими, а для деяких – істотно відрізняються і вимагають їх уточнення у довідкових величинах. Наукова новизна роботи полягає у використанні аналітичних залежностей для визначення приведеного коефіцієнта опору обертанню за лінійного і точкового контактів із використанням теорії контактних деформацій Герца та частково аналітичних залежностей Табора. Практична значимість. Отримані залежності дозволять проектувати нові типи вузлів обертання механізмів повороту будівельних машин і виявляти додаткові опори обертанню.
3 (81) випуск. Наука та прогрес транспорту
(Дніпровський національний університет залізничного транспорту ім. акад. В. Лазаряна, Дніпро, 2019)
UK: У статтях наведені наукові дослідження, виконані авторами в Дніпропетровському національному університеті залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна та інших організаціях. Статті присвячені вирішенню актуальних питань залізничного транспорту по наступних напрямках: автоматизовані системи управління на транспорті, екологія на транспорті, експлуатація та ремонт засобів транспорту, матеріалознавство, залізнична колія, інформаційно-комунікаційні технології та математичне моделювання, нетрадиційні види транспорту, машини та механізми, транспортне будівництво, рухомий склад і тяга поїздів. Вісник становить інтерес для працівників науково-дослідних організацій, викладачів вищих навчальних закладів, докторантів, аспірантів, магістрантів та інженерно-технічних працівників.
Розрахунок вибухонебезпечних зон у разі аварійної емісії аміаку
(Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2019) Амеліна, Лариса Володимирівна; Берлов, Олександр Вікторович; Малюгін, М. Г.; Якубовська, Зінаїда Миколаївна
UK: Мета. Ця робота передбачає розробку математичної моделі для розрахунку вибухонебезпечних зон у разі аварійної емісії аміаку. Як приклад розглянуто аварійну емісію аміаку на території насосної станції, що здійснює перекачування. Методика. Для розв’язання поставленої задачі використано рівняння для потоку нев’язкої нестисливої рідини – рівняння для потенціалу швидкості. Чисельне розв’язання цього тривимірного рівняння проведено за допомогою методу Річардсона. Після визначення потенціалу швидкості розраховано поле швидкості повітряного потоку. Для прогнозування вибухонебезпечних зон використано чисельне розв’язання тривимірного рівняння масопереносу аміаку. Під час використання цієї математичної моделі враховано нерівномірне поле швидкості вітрового потоку, зміну вертикального коефіцієнта атмосферної дифузії з висотою, інтенсивність емісії аміаку, місце викиду хімічно небезпечної речовини. Для чисельного розв’язання рівняння переносу аміаку в атмосферному повітрі використано різницеву схему розщеплення. На кожному кроці розщеплення невідоме значення концентрації аміаку визначено за явною схемою біжучого рахунку. Результати. На основі розробленої математичної моделі проведено обчислювальний експеримент для оцінки динаміки формування вибухонебезпечних зон на території насосної станції, що перекачує аміак. Отримано інформацію про формування зон хімічного зараження на території насосної станції. Наукова новизна. Розроблено математичну модель, що дозволяє оперативно розраховувати динаміку формування вибухонебезпечних зон на території хімічно небезпечного об’єкта в разі виникнення надзвичайної ситуації. Ця модель може бути використана для оцінки ризику токсичного ураження людей на хімічно небезпечному об’єкті під час виникнення аварійних ситуацій. Практична значимість. На базі розробленої чисельної моделі створено комп’ютерну програму, що дозволяє проводити серійні обчислювальні експерименти з визначення динаміки формування зон хімічного зараження атмосферного повітря. Для використання розробленої програми необхідні стандартні вхідні дані. Розроблена чисельна модель може бути використана для проведення серійних розрахунків під час розробки ПЛАСу (план ліквідації аварійної ситуації) для хімічно небезпечних об’єктів.
Оцінка ризику ураження з використанням методу Монте-Карло
(Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2019) Амеліна, Лариса Володимирівна; Біляєв, Микола Миколайович; Берлов, Олександр Вікторович; Чередниченко, Л. А.
UK: Мета. Ця робота передбачає розробку чисельної моделі для розрахунку зон хімічного забруднення у разі аварійної емісії аміаку на території насосної станції, що здійснює перекачування, а також розробку моделі оцінки ризику ураження та глибини рани в тілі у випадку розлітання уламків, що утворюються під час вибуху трубопроводу. Методика. Для розв’язання поставленої задачі – визначення зон поширення аміаку в атмосферному повітрі – використано рівняння масопереносу. Для розрахунку поля швидкості повітряного потоку за наявності будівель на території насосної станції, що перекачує аміак, використано модель потенціальної течії. Чисельне розв’язання тривимірного рівняння для потенціалу швидкості проведено за допомогою методу сумарної апроксимації. Під час використання цієї чисельної моделі враховано нерівномірне поле швидкості вітрового потоку, зміну вертикального коефіцієнта атмосферної дифузії з висотою, інтенсивність емісії аміаку, місце викиду хімічно небезпечної речовини. Для чисельного розв’язання рівняння переносу аміаку в атмосферному повітрі використано різницеву схему розщеплення. Попередньо здійснено фізичне розщеплення тривимірного рівняння масопереносу на систему рівнянь, що описують перенос забруднювача в одному координатному напрямку. На кожному кроці розщеплення невідоме значення концентрації аміаку визначено за явною схемою біжучого рахунку. Розглянуто математичну модель розрахунку розлітання уламків під час вибуху на території насосної станції. Результати. На основі розробленої чисельної моделі проведено обчислювальний експеримент для оцінки рівня забруднення атмосферного повітря на території насосної станції, що перекачує аміак. Визначено зону можливого ураження людей у разі розлітання уламків під час вибуху на території станції. Наукова новизна. Розроблено чисельну модель, що дозволяє розраховувати зони хімічного зараження в разі аварійної емісії аміаку на території насосної станції. Модель доповнено оцінкою зон ураження у випадку розлітання уламків під час вибуху. Практична значимість. На базі розробленої математичної моделі створено комп’ютерну програму, що дозволяє проводити серійні розрахунки для визначення зон ураження під час надзвичайних ситуацій на території хімічно небезпечних об’єктів. Розроблена математична модель може бути використана під час складання плану ліквідації аварійної ситуації (ПЛАС) для хімічно небезпечних об’єктів.
Інтегральна оцінка стану безпеки руху поїздів на залізниці під час технічного аудиту
(Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2019) Окороков, Андрій Михайлович; Булах, Марина Олексіївна
UKR: Мета. Дослідження спрямовано на розробку інтегральної оцінки стану безпеки руху поїздів на залізниці під час проведення технічного аудиту. Методика. Для розробки інтегральної оцінки стану безпеки руху поїздів на залізниці під час проведення технічного аудиту запропоновано використовувати вагові коефіцієнти, які пропорційні впливу негативних наслідків катастроф, аварій, інцидентів, що характеризують стан порушення безпеки руху. Також запропоновано орієнтування на основні показники безпеки руху поїздів АТ «Українська залізниця», до яких віднесено: матеріальний збиток, кількість порушень безпеки руху та відмов технічних засобів. Результати. Автори розробили інтегральну оцінку стану безпеки руху поїздів в умовах АТ «Українська залізниця», яка являє собою комплексну величину, призначену для оцінювання загального рівня безпеки руху під час проведення технічного аудиту. Також сформували моделі для інтегральної оцінки безпеки руху поїздів в АТ «Українська залізниця» з ваговими коефіцієнтами, що дозволяють більш адекватно відображати стан безпеки. Ці моделі можна використати під час проведення технічного аудиту всієї залізниці чи її окремого підприємства для з’ясування реальних загроз і ризиків, які вже виникли і на які необхідно звернути увагу для гарантування вищого рівня безпеки руху поїздів. Наукова новизна. Автори вперше запропонували під час проведення технічного аудиту використовувати розроблені моделі для інтегральної оцінки безпеки руху поїздів АТ «Українська залізниця» з ваговими коефіцієнтами, які дозволяють виконувати оцінювання загального рівня безпеки руху та встановлювати у процесі аудиту реальні загрози й ризики. Практична значимість. На основі отриманих моделей для інтегральної оцінки безпеки руху поїздів можна провести технічний аудит усієї залізниці чи її окремого підрозділу із запропонуванням реалізації відповідних заходів впливу на наявні джерела небезпеки з метою зниження ризиків й підвищення локального чи загального рівня безпеки руху поїздів.
Intelligent Routing in the Network of Information and Telecommunication System of Railway Transport
(Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2019) Pakhomova, Victoria M.; Skaballanovich, Tetiana I.; Bondareva, Valentyna S.
ENG: Purpose. At the present stage, the strategy of informatization of railway transport of Ukraine envisages the tran-sition to a three-level management structure with the creation of a single information space, therefore one of the key tasks remains the organization of routing in the network of information and telecommunication system (ITS) of railway transport. In this regard, the purpose of the article is to develop a method for determining the routes in the network of information and telecommunication system of railway transport at the trunk level using neural network technology. Methodology. In order to determine the routes in the network of the information and telecommunica-tion system of railway transport, which at present is working based on the technologies of the Ethernet family, one should create a neural model 21-1-45-21, to the input of which an array of delays on routers is supplied; as a result vector – build tags of communication channels to the routes. Findings. The optimal variant is the neural network of configuration 21-1-45-21 with a sigmoid activation function in a hidden layer and a linear activation function in the resulting layer, which is trained according to the Levenberg-Marquardt algorithm. The most quickly the neural net-work is being trained in the samples of different lengths, it is less susceptible to retraining, reaches the value of the mean square error of 0.2, and in the control sample determines the optimal path with a probability of 0.9, while the length of the training sample of 100 examples is sufficient. Originality. There were constructed the dependencies of mean square error and training time (number of epochs) of the neural network on the number of hidden neurons ac-cording to different learning algorithms: Levenberg-Marquardt; Bayesian Regularization; Scaled Conjugate Gradi-ent on samples of different lengths. Practical value. The use of a multilayered neural model, to the entry of which the delay values of routers are supplied, will make it possible to determine the corresponding routes of transmission of control messages (minimum value graph) in the network of information and telecommunication system of railway transport at the trunk level in the real time.
Моделирование процесса оптимизации инвестиций на развитие предприятия с учетом случайных затрат
(Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2019) Гасанов, Закария Муса-огли
RU: Цель. Основной целью данного исследования является обоснование метода определения оптимального объема инвестиций на улучшение выбираемых руководством предприятия основных экономических показателей эффективности его работы при случайных расходах на каждом этапе развития. Методика. В основе предлагаемой методики определения оптимального объема инвестиций лежат методы имитационного моделирования и теории оптимального управления, в частности процедура динамического программирования, так как управляемый процесс развития предприятия является многоэтапным. Использование поэтапного планирования с генерацией затрат на переходы и статистической обработки результатов дает возможность получить решение задачи оптимизации, к которой нельзя применить методы математического анализа. Результаты. Разработан алгоритм расчета минимального объема капитальных вложений на улучшение выбранных экономических показателей. Построена оптимальная траектория развития предприятия от начального экономического до конечного желаемого состояния. При этом учтены непредвиденные промежуточные расходы в процессе развития предприятия. Научная новизна. Показано, что с помощью методов теории оптимального управления и имитационного моделирования можно произвести расчет минимального объема капитальных вложений на улучшение выбранных экономических показателей, которые определяют эффективность работы предприятия с учетом случайных затрат на промежуточные переходы по этапам развития. Причём такой расчет не зависит от конкретного содержания экономических показателей. Практическая значимость. Предлагаемая в статье методика расчета минимального объема капитальных вложений довольно проста, но в то же время позволяет, с одной стороны, определить приоритетные направления инвестиционной деятельности предприятия, а с другой – повышает управляемость и прозрачность хозяйственной деятельности предприятия, уверенность руководителя в правильности принимаемых решений.
Minimization of the Chemical Pollution Level at the Working Zones in Open Areas Using Screens
(Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2019) Biliaiev, Mykola M.; Rusakova, Tetiana I.; Shynkarenko, Viktor I.
ENG: Purpose. The scientific work aims to develop a new method for assessing the level of chemical air pollution in working zones located in open areas near highways using screens of different heights. Methodology. The analytical method for calculating the airflow velocity field near protective screens is based on the mathematical apparatus of the theory of complex variable functions, which allows obtaining the value of the velocity potential and the flow function, to calculate the velocity value at any point of the plane with a screen of different height. The obtained velocity field is used to calculate the level of carbon monoxide concentration in the numerical solution of the two-dimensional mass transfer equation. Findings. The developed program of numerical calculation allows conducting computational experiments on the effectiveness of the use of protective screens, taking into account changes in their geometry and meteorological conditions. The developed method based on the obtained concentration field makes it possible to carry out an assessment of the risk of chronic intoxication for the employees of the take-out trade, who are within the zone of the emission source (highway) for a long time. Originality. The regularities of changes in the concentration of carbon monoxide are established depending on the distance to the emission source at a height of 2 m from the ground in the presence of a screen of a certain height and in its absence. A risk assessment of chronic carbon monoxide intoxication has been carried out for take-out trade workers near the highway. It is shown that the presence of the screen reduces the risk of chronic CO intoxication by 10% as compared to its absence. Increasing the screen height to 1.8 m reduces the risk of chronic intoxication by 6% relatively to the situation when the screen height is 1.2 m. Practical value. The developed numerical-analytical method for calculating the level of chemical pollution in working zones in open areas and the program «Screen» created on its basis allow us to carry out a prompt forecast of atmospheric air pollution level with carbon monoxide taking into account the effectiveness of the screens. Quantitative results are necessary at the planning stage of trading places near highways, during the architectural-planned reorganization of adjacent developments.
Выявление зон химического загрязнения в городах и оценка рисков хронических заболеваний
(Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2019) Беляев, Николай Николаевич; Русакова, Татьяна Ивановна
RU: Цель. Научная работа своей целью имеет создание методологии выявления зон химического загрязнения на территориях промышленных городов и учет возможности оценки рисков хронических заболеваний. Методика. Метод численного расчета концентрации диоксида азота в атмосферном воздухе основывается на решении трехмерных уравнений переноса примеси, которая непосредственно поступает от постоянно действующего стационарного источника (промышленного предприятия) и линейно распределенного источника (автомагистрали). Методика учитывает процесс химической трансформации примеси и фотолиза в атмосфере. Численная модель основывается на расщеплении модельных уравнений и их решении с помощью неявной разностной схемы. Результаты. Создано программное обеспечение, позволяющее проводить вычислительные эксперименты по расчету зон загрязнения атмосферного воздуха диоксидом азота с учетом взаимовлияния примеси, поступающей от различного типа источников загрязнения, с учетом метеорологических параметров. На основе полученного поля концентрации диоксида азота проведена оценка изменения риска хронической интоксикации, связанного с загрязнением атмосферного воздуха диоксидом азота на протяжении 50 лет. Научная новизна. Впервые установлены закономерности изменения уровня загрязнения атмосферного воздуха диоксидом азота с учетом взаимовлияния выбросов промышленного предприятия и автомагистрали и их химической трансформации в атмосфере. Выполнен расчет риска хронической интоксикации и проведен анализ его изменения с учетом взаимовлияния выбросов промышленного предприятия и автомагистрали, показано, что это приводит к росту риска на 10 %. Практическая значимость. Разработанная математическая модель и методика численного расчета, созданное на их основе программное обеспечение позволяют оперативно получать количественные результаты, необходимые в разработке системы мониторинга техногенно нагруженных регионов города. Полученные закономерности рассеивания примеси позволяют оценить уровни загрязнения урбанизированных территорий города выбросами промышленных предприятий и автомагистралей. Учет взаимовлияния выбросов и расчет рисков интоксикации позволяет решать экологические задачи, возникающие при разработке транспортной стратегии в городах.
Impact of Cars with 25 TF/Axle Load on the Track Condition
(Дніпровський національний університет залізничного транспорту ім. В. Лазаряна, Дніпро, 2019) Patlasov, Oleksandr M.; Fedorenko, Yelyzaveta M.
EN: Purpose. The research is aimed at determining changes in the state of the geometrical parameters of the railway track, depending on the passing tonnage in dynamic interaction with the 25 tf/axle load rolling stock. Methodology. For data acquisition, the authors carried out a statistical analysis of the indicators of digital measure-ments of the track condition by KVL-P track-measuring cars. Using the program of calculating the meansquare deviation of the geometric parameters of the track, the deviation of the track parameters within the test sections was estimated. Findings. During the observation period it was found that on average the intensity of track strain accumulation increases. However, according to the results of the factor dispersion analysis with 0.95 probability, it is impossible to unequivocally state the impact of the factor of using the cars with an axial load of up to 25 tf/axle on the deterioration of the track condition parameters. Herewith it should be noted that the share of cargo carried in the cars with axial load of up to 25 tf/axle during the observation period was less than one per cent. According to the values of the meansquare deviation, the state of the geometrical parameters of the track and their predicted changes were estimated, which showed that the increased axial load will lead to decreased life of the rails, which are the most expensive elements of the track structure, shortened service life of the railroad switches and increased labor costs for workers involved in track repair and maintenance. The corresponding reduction of inter-repair periods, which corresponds to the standards, is projected. In order for heavy-duty wagons not to destroy the infrastructure, there must be at least two limitations: by the types of goods transported and by the speed of movement. Originality. The authors conducted a study to assess the impact of cars with 25 tf/axle load on the state of the geometric parameters of the railway track and proposed solutions to the issue of introducing the 25 tf/axle load rolling stock in Ukraine. Practical value. On the basis of the obtained results it is possible to estimate the impact of the axial load on the intensity of the track condition changes and to predict the reduction of inter-repair periods in connection with the track deterioration and in accordance with the train speed restriction.
Softening of Hardened Medium-Carbon Steel During Heating
(Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2019) Vakulenko, Ihor O.; Proidak, Svitlana V.; Vakulenko, Leonid I.; Grischenko, Nikolaj A.
EN: Purpose. The work is aimed to clarify the softening mechanism during the heating of martensite hardened carbon steel, which is of practical importance, especially in the development of the production technology of rolled products with different levels of hardening. Methodology. The samples after martensite hardening were tempered at the temperatures of 300-500˚С. The microstructure was investigated under the electron microscope. Thin foils were made using the Bolman and tweezer methods in chlorous-acetic solution and Morris reagent. Phase distortions of crystalline lattice were determined by the methods of X-ray structural analysis, using the diffractometer. The cold-worked layer of metal after grinding was removed by electrolytic dissolution. Tensile strength brake of the metal was determined using the tensile diagrams of samples using the Instron type machine. Microhardness was measured using the PMT-3 device with indentation load 0.49 N. Findings. When heating the hardened steel to a temperature of 300˚C, the softening effect is mainly related to the rate of reduction of the accumulated as a result of martensitic transformation, density of the crystalline structure defects. The total result is caused by the development of dislocations recombination and strengthening because of the emergence of additional number of cementite particles during the martensitic crystals decomposition. Starting from the heating temperatures of 400˚C and above, the development of polygonization processes in the ferrite is accompanied by the emergence of additional sub-boundaries, which enhance the effect of metal strengthening. With increase in the heating temperature of the hardened steel, the level of strength properties is determined by the progressive softening from the decrease in carbon atoms saturation degree of the solid solution, dislocations density and increase in the size of cementite particles over the effect of strengthening from hindering of mobile dislocations by carbon atoms and the emergence of additional sub-boundaries. Originality. For the tempering temperature of 300-400˚C, the absence of the phase distortion change indicates the emergence of additional factor in strengthening the metal from the formation of sub-boundaries and the dispersion strengthening from the carbide particles. Practical value. The given explanation of the mechanism of structural transformations in the process of tempering in the average temperature range of the hardened carbon steel can be used to optimize the technology of thermal strengthening of rolled metal.
Computer Simulation of Dead-End Mine Working Ventilation
(Dnipro National University of Railway Transport named after Academician V. Lazaryan, 2019) Biliaieva, Viktoriia V.; Kirichenko, Pavlo S.; Gunko, Olena Y.; Bondarenko, Iryna O.; Mashykhina, Polina B.; Yakubovska, Zinaida M.
ENG: Purpose. The important problem in the field of ecological safety and industrial safety is providing of normal microclimate in dead-end mine working. In these regions of the mine methane gas can be accumulated and as a result explosion may take place. So, to avoid these accidents it is important to ventilate appropriately dead-end mine working. The purpose of the work is development of quick computing mathematical model to obtain information about dead-end mine working ventilation process. Methodology. The process of dead-end mine working ventilation computing is separated in two stages. At the first stage the velocity flow field is computed in the dead-end mine working. We consider the situation when the suction tube is situated in this region. To solve this problem the fluid dynamics model of inviscid gas flow was used. At the second stage of the computational modeling the convective-diffusive equation of admixture transfer was used. The equation takes into account non-uniform flow field in the dead end mine workings. Findings. The developed numerical model was coded using FORTRAN language. The developed computer code allows to perform numerical experiment to assess the efficiency of suction tube imple-mentation to decrease methane gas concentration in dead-end mine working. Originality. The developed numerical model takes into account physical factors, which are not considered nowadays in the empirical models, which are used for solving the problems of dead-end mine working ventilation. It allows taking into account the geometrical form of the dead-end mine working. Practical value. The developed computer program allows to perform calculations to assess the efficiency of suction system used for the ventilation of the dead-end mine working.
Оценка напряжённо-деформированного состояния рамы тележки дизель-поезда ДПКр-2 при действии расчётных и эксплуатационных нагрузок
(Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2019) Кострица, Сергей Анатольевич; Молчанов, Сергей Юрьевич; Крамаренко, М. В.; Гречкин, А. А.; Лактионов, Д. В.
RU: Цель. Обеспечение безопасности эксплуатации, увеличение прочности и долговечности наиболее нагруженных несущих элементов подвижного состава – тележек, в частности тележек дизель-поезда ДПКр-2. Методика. Для оценки прочности конструкции опытного варианта тележки построена пространственная твердотельная 3D-модель. С применением программного комплекса, реализующего метод конечных элементов, на основе теории Пальмгрена–Майнера–Мизеса определены наиболее нагруженные узлы рамы тележки. При проведении конечно-элементного моделирования учтены особенности работы кон-струкции в эксплуатации, действие статических нагрузок и соответствующих динамических добавок. Результаты расчёта были использованы для разработки схемы размещения тензодатчиков на раме тележки при проведении ходовых прочностных испытаний. По их результатам дана оценка усталостной прочности опытного варианта рамы тележки при действии эксплуатационных нагрузках и сделан вывод о необходимости усиления её конструкции. Конструкторское управление ПАО «Крюковский вагоностроительный завод» предложило вариант усиления опытного образца рамы тележки. Результаты. Основываясь на результатах теоретических и экспериментальных исследований, была произведена модернизация конструкции опытного варианта тележки дизель-поезда ДПКр-2, что позволило уменьшить напряжения в наиболее нагруженных узлах и значительно увеличить её долговечность. Выполнены расчёты на прочность и ходовые прочностные испытания дизель-поезда с модернизированными тележками. Научная новизна. Впервые построена пространственная конечно-элементная модель тележки дизель-поезда нового поколения и произведен расчёт на прочность при действии нормативных нагрузок. Построенная модель позволила выбрать вариант модернизации опытного образца рамы, который удовлетворяет условиям усталостной прочности. Проведенные экспериментальные исследования показали эффективность модернизации, в частности увеличение прочности и долговечности конструкции. Практическая значимость. Комплекс расчётно-экспериментальных работ по оценке напряжённо-деформированного состояния рамы тележки дизель-поезда ДПКр-2 при действии расчётных и эксплуатационных нагрузок позволил создать конструкцию, которая удовлетворяет как эксплуатационным требованиям, так и требованиям прочности и долговечности. Разработанная конструкция рамы тележки дает возможность увеличить безопасность эксплуатации и может быть использована в дизель-поездах следующих поколений.

Browse

Browsing 2019 by Issue Date

Results Per Page

Sort Options