Browse
Recent Submissions
Item Research on the Resource in the "Wheel-Rail" Pair during the Life Cycle of Traction Rolling Stock(Printing House “Technologija”, Kaunas, Lithuania, 2024) Yagoda, D.; Babyak, Mykola O.; Keršys, Robertas; Neduzha, LarysaENG: The wear of wheelset bandages largely depends on the shape of the rolling surface. Therefore, the choice of a rational bandage profile is of great importance. At the same time, both technical and economic indicators are taken into consideration. The choice of rationality criteria should be justified and based on statistical regularities of bandage wear and peculiarities of traction rolling stock operation. Researching the resource in the "wheel-rail" pair (considering operational and technological bandage wear) will allow more effective planning of financial costs for the operation and repair of traction rolling stock during its life cycle.Item Algorithm for Choosing a Cost-Effective Tourist Railway Route(Printing House “Technologija”, Kaunas, Lithuania, 2024) Martseniuk, Larysa V.; Severino, Alessandro; Keršys, Robertas; Neduzha, LarysaENG: Railway transport is one of the most competitive modes of transport. To provide high-quality transportation for passengers, railways require various types of resources, particularly, financial ones. A significant part of the financial resources of railways can also be obtained from tourist activities. Therefore, the article presents an algorithm for choosing a cost-effective tourist route by railway transport. Thanks to the algorithm, it is possible to ensure the maximum net present value with the established system of requirements for railway activity.Item Удосконалення ремонту обладнання модернізованих електропоїздів в умовах депо(Східноукраїнський національний університет ім. В. Даля, 2024) Андрішак, В.; Сенченко, Ілля Дмитрович; Баб'як, Микола Олександрович; Недужа, ЛарисаUKR: У даній роботі розглядаються модернізовані електропоїзди ЕР-2 №1231 та №1340, які на Львівській залізниці використовується на далеких рейсах, що пролягають через Карпатський перевал. Проаналізовано норми креслярських і бракувальних розмірів та основні несправності компресорів, оцінено причини їх виникнення, розроблено технологію очистки та ремонту компресорів КТ-6. Запропоновані заходи направлені на удосконалення ремонту компресорів модернізованих електропоїздів в умовах моторвагонного депо, що значно покращить якість технічного обслуговування і ремонту рухомого складу та підвищить рівень його безпечної експлуатаціїItem Stress-Strain Behavior of Railway Embankments Stabilized with Grouted Micropiles(Published by Elsevier BV, 2024) Tiutkin, Oleksii L.; Autelitano, Federico; Giuliani, Felice; Neduzha, LarysaENG: Excessive ballasted track deformations may occur during the railway operations due to poor load bearing capacity of the embankment (placed soil or natural ground) or the manifest accumulation of subsidence caused by the soil consolidation and the passage of trains. The principles of pressure grouting (or jet-grouting) technologies, used to create reinforcement elements for the rail trackbed stabilization, are presented, with reference to the specific construction condition on an existing and in-service railway track. A single-track railway, including the superstructure and substructure components, was modeled using the finite element method (FEM). Some soil stabilization options, based on the installation of grouted micropiles according to different layout configurations, were considered. The results of the numerical analyses, in the form of stress and strain behavior of the whole track structure, demonstrated that the use of jet-grouted micropiles is a rational and less expensive option, which can be installed on or close to the track, having positive effects on limiting the vertical deformations of the embankment without affecting the expected distribution of stress states in the embankment middle.Item Load Control Operational Correction of a Blast Furnace Based on the Correlation Models(Croatian Metallurgical Society (CMS), Zagreb, Croatia, 2024) Shvachych, G.; Mamuzich, I.; Selegej, A. M.; Мoroz, B.; Kadylnykova, T.; Pobochii, Ivan A.; Мoroz, D.; Friman, Y.ENG: The paper uses regression analysis to research the movement dynamics of charge materials along the paths of a blast furnace coneless loader device. The research’s main goal is to consider two main factors when optimizing the loading process of the blast furnace - the opening degree of the charge shutter of the loading device hopper and the inclination angle of the distribution tray. That approach allows the optimization of the loading impact, taking into account the current change in the granulometric parameters of the blast furnace charge. A model for determining the dynamic parameters of the charge flow in the case of its movement along the paths of the blast furnace coneless loading device has been developed.Item Системний аналіз металургійного виробництва як підґрунття формування системи комплаєнс(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2024) Тубольцев, Леонід Григорович; Петренко, Віталій Олександрович; Фонарьова, Тетяна Анатоліївна; Селегей, Андрій МиколайовичUKR: В досліджені наведено теоретичні положення системного аналізу металургійного виробництва, які базуються на розгляді виробництва як Гіперкомплексної динамічної системи, яка має системні властивості, зокрема такі, як гіперкомплексність, динамічність і структурність. Наведено напрями формування та удосконалення системи Комплаєнс з використанням системного підходу та теорії Гіперкомплексних Динамічних систем. Показано, що використання системного аналізу дозволяє отримати реальний теоретичний та практичний інструмент для забезпечення сталості і безпеки роботи підприємства.Item Розвиток теорії комплаєнс(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2024) Тубольцев, Леонід Григорович; Петренко, Віталій Олександрович; Фонарьова, Тетяна Анатоліївна; Селегей, Андрій МиколайовичUKR: Наведено напрями удосконалення теоретичних положень системи Комплаєнс з використанням системного підходу та теорії Гіперкомплексних Динамічних систем, показано, що використання системного аналізу дозволяє отримати реальний теоретичний інструмент для забезпечення сталості і безпеки роботи підприємства.Item Innovative Trends in Railway Condition Monitoring(ELSEVIER B. V., 2024) Bondarenko, Iryna; Lukoševičius, Vaidas; Keršys, Robertas; Neduzha, LarysaENG: Provision of functional safety of a railway track requires complementing the existing system of assessment of the railway track condition with the stress-strain behaviour assessment of the rail substructure, i.e. the assessment of the effect of track structure elasticity on the change of its geometric parameters during rolling stock passage over time. There is a lack of available theoretical and practical information about any pivotal changes in this field of science. The subject of the study is the in-situ elasticity indicators of a railway track and geometric monitoring indicators of railway structure condition or similar indicators obtained by numerical processing of data provided by the measuring systems of a track recording car and enabling the determination of change of irregularity parameters over time taking into account of the tonnage passed. The outcome of the investigation is the proposed approach to the development of an unparalleled diagnostic loading system which has been the missing part of the “puzzle” in the existing system of integrated assessment of the technical condition of a railway track.Item Novel ‘Closed’-System Approach for Monitoring the Technical Condition of Railway Tracks(MDPI, Basel, Switzerland, 2024) Bondarenko, Iryna; Lukoševičius, Vaidas; Neduzha, LarysaENG: Assessing the technical condition of a railway track throughout its service life is crucial to ensuring functional safety. However, it is important to note that current approaches have theoretical and practical gaps that require attention. The purpose of this study is to discuss the reconceptualization of an integrated approach to assess changes in the technical condition of railway tracks caused by rolling stock over their service life. Improving existing systems for assessing the condition of the track can be achieved by modifying the model concept and, subsequently, the measurement and assessment procedures. This paper presents an alternative method for addressing technical issues related to the monitoring and diagnosis of railway tracks, with a particular focus on natural phenomena: energy transfer by elastic waves. The primary aim of this work is to propose an approach for designing a ‘closed’ measurement system that enables tracking of the cause-and-effect relationship. This system takes into account both the elastic dissipative characteristics of the track–rolling stock interaction and the influence of the dynamics of various components in the ‘train-track’ system.Item An Estimation of the Energy Savings of a Mainline Diesel Locomotive Equipped with an Energy Storage Device(MDPI, Basel, Switzerland, 2024) Riabov, Ievgen; Goolak, Sergey; Neduzha, LarysaENG: The method of improving a two-section mainline diesel locomotive by using energy storage in the traction system is considered. A mathematical model was developed to study the movement of a diesel locomotive based on the recommendations and provisions of the theory of locomotive traction. For this purpose, the movement of a diesel locomotive as part of a train along a given section of a track was studied. It was determined that the use of an energy storage device on a diesel locomotive will allow up to 64% of the energy spent on train traction to accumulate. The use of energy storage in the accumulator during electrodynamic braking ensured a reduction in fuel consumption by about 50%, regardless of the options for equipping the traction system of the diesel locomotive with an energy accumulator. It is established that regardless of the options for equipping the traction system of the diesel locomotive with an energy storage device, the indicators characterizing the degree of use of the diesel engine do not change. These research results can be used in works devoted to the improvement of the control system of energy exchange between the accumulator and traction engines of diesel locomotives.Item Research of the Characteristics of an Air Spring under Cyclic Load(IOP Conference, 2023) Kuzyshyn, Andriy; Sobolevska, Julia H.; Kostritsa, Sergei A.; Voznyak, Oleh M.ENG: The dynamic stiffness, energy dissipation per cycle and the damping coefficient of the air spring of the second stage of spring suspension of high-speed rolling stock are investigated on the basis of a simplified mathematical model. The studies were carried out in the frequency range from 0 to 15 Hz. To determine the parameters of the air spring, its power characteristic was built, the area that characterizes the energy dissipation of the system per cycle. Based on the constructed characteristics, the damping coefficient and air spring stiffness during compression and expansion were determined. The influence of the frequency of the disturbing force and the diameter of the connecting element on the investigated parameters was studied. The obtained ratios of quantities would be made it possible to optimize the parameters of spring suspension of high-speed rolling stock from the point of view of ensuring admissible dynamic performance and traffic safety indicators.Item Mathematical Мodeling of the Second Stage of Spring Suspension of High-Speed Rolling Stock(American Institute of Physics, AIP Conference Proceedings, 2023) Kuzyshyn, Andriy; Sobolevska, Julia H.; Kostritsa, Sergei A.; Batig, Andriy V.; Boiarko, VladyslavENG: The authors of the article used a thermodynamic model of an air spring with an additional reservoir to simulate the second stage of spring suspension of high-speed rolling stock. In this model, the pressure in the air spring was determined by the differential form of the ideal gas equation of state. Since the air spring is connected to an additional reservoir by means of a pipeline, the equation took into account the change in air mass due to its overflow. When determining the mass flow rate, the flow was considered turbulent, which provided for finding the appropriate Reynolds number and head losses, which consisted of three components: friction, compression and expansion losses. The law of conservation of energy was considered taking into account the heat transfer between the air spring and the environment, as well as the transfer of energy between the air spring and the auxiliary reservoir. Using a simplified mechanical model of high-speed rolling stock, the dependence of the force with which the air springs acts on the elements of the rollingstock on its deformation was obtained, and energy dissipation when changing the parameters of the connecting element was investigated. Using of the selected thermodynamic model of the air spring in the spatial model of high-speed rollingstock will further allow assessing its dynamic performance when interacting with the railway track, traffic safety indicators and choosing the optimal parameters of the rolling stock and railway track at the design stage.Item Asphalt Pavement Damage Detection through Deep Learning Technique and Cost-Effective Equipment: a Case Study in Urban Roads Crossed by Tramway Lines(MDPI, 2024) Guerrieri, Marco; Parla, Giuseppe; Khanmohamadi, Masoud; Neduzha, LarysaENG: Asphalt pavements are subject to regular inspection and maintenance activities over time. Many techniques have been suggested to evaluate pavement surface conditions, but most of these are either labour-intensive tasks or require costly instruments. This article describes a robust intelligent pavement distress inspection system that uses cost-effective equipment and the ‘you only look once’ detection algorithm (YOLOv3). A dataset for flexible pavement distress detection with around 13,135 images and 30,989 bounding boxes of damage was used during the neural network training, calibration, and validation phases. During the testing phase, the model achieved a mean average precision of up to 80%, depending on the type of pavement distress. The performance metrics (loss, precision, recall, and RMSE) that were applied to estimate the object detection accuracy demonstrate that the technique can distinguish between different types of asphalt pavement damage with remarkable accuracy and precision. Moreover, the confusion matrix obtained in the validation process shows a distress classification sensitivity of up to 98.7%. The suggested technique was successfully implemented in an inspection car. Measurements conducted on urban roads crossed by tramway lines in the city of Palermo proved the real-time ability and great efficacy of the detection system, with potentially remarkable advances in asphalt pavement examination efficacy due to the high rates of correct distress detection.Item Development Genesis of Functional Safety on the Example of an Element of the Railways Infrastructure Subsystem(Springer, 2024) Bondarenko, Iryna; Neduzha, LarysaENG: The degree of protection against the danger arises as a result of incorrect (unforeseen by the developers) operation of a technical object is determined by the issues of functional safety, which have acquired the greatest relevance in this period of human development and have become the object of research. Authors consider the problems of functional safety of dynamic systems on the example of an element of the railway infrastructure subsystem – a railway track. It is shown that an attempt to create a single universal system for classifying tracks, considering the satisfaction of heterogeneous requirements to ensure the conditions for interoperability of various railway systems, is unrealistic in the current circumstances. The missing components for the classification system of the railway track structure operability are considered. An analysis of the historical understanding of various processes in relation to real-time is given. The main direction for improving the quality of the functional safety of a railway track is formulated – the need to combine the theory of elasticity with new theories that change the approaches to studying time-varying processes from quasi-dynamic to dynamic.Item Calculation and Analytical Method for Determining the Force Parameters of a Crank-Slider Mechanism (Message 2. Kinetostatics)(National Metallurgical Academy of Ukraine, Dnipro, 2023) Dobrov, Ihor V.; Semichev, Andrii V.; Pavlenko, O. M.ENG: The purpose of the work is to develop an algorithm and a program for calculating the power parameters of the crank-slider mechanism, taking into account the proven in practice and well -recommended: analytical method of calculating the kinematics of the slider and the graph-analytical method of calculating the power parameters of the crank-slider mechanism. Research results. The new calculation method and an algorithm for determining the force parameters of the crank-slider mechanism. Scientific novelty. The new method for the analysis of force parameters of a crank –slider mechanism, which differs from the existing methods of graph-analytical and analytical methods by the use of a new calculation-analytical method of determining the linear and angular accelerations of each link of the mechanism for solving the kinetostatic equations of the mechanism as a whole. Practical value. The created algorithm makes it possible to perform a preliminary assessment of the force parameters of mechanisms and aggregates using crank-slider mechanisms at the stage of technological design, technical and economic calculation of new aggregates or modernization of existing equipment when changing technological regimes related with the production of modern competitive products, in particular, for the production of seamless pipes on mills with rollers for cold rolling of pipes.Item Modeling the Dynamism of Complex Dynamic Systems Using the Universal Laws of the Wave Theory(KTU leidykla „Technologija“, Kaunas, Lithuania, 2023) Bondarenko, Iryna; Keršys, Robertas; Neduzha, LarysaENG: The knowledge that mechanical and electromagnetic waves transfer energy from the source of influence became the basis for modeling the dynamism of complex dynamic systems. The paper shows the possibility of using the universal laws of wave theory for modeling the dynamism of complex dynamic systems. The property of waves to transfer the action function over time and space made it possible to construct oscillations of any point in space, taking into account the time it takes the waves to reach this point. The universal laws of wave propagation in various mediums formed the basis for describing the process of wave propagation within complex dynamic systems. It is shown that the dissipation is caused by the inhomogeneity of the change in energy inside the object during the propagation of waves by taking into account two factors: a decrease in the amplitude with distance from the source and features of the geometry of the object. This approach allows expanding the scope of modeling associated with determining the state of motion, the course of development, and changes in any phenomenon under the influence of external or internal factors (“driving forces”) in complex dynamic systems, taking into account the uniqueness of these systems.Item Security Risk Assessment at Transport Infrastructure Facilities(KTU leidykla „Technologija“, Kaunas, Lithuania, 2023) Yanhulova, Olga; Keršys, Robertas; Neduzha, LarysaENG: To effectively analyze the variety of risks in transport, it is necessary to apply a set of methods. Which, in turn, confirms the relevance of a comprehensive risk management mechanism. The use of the considered methodology will increase the objectivity of the assessment of both the expenses associated with ensuring security and the effects of its increase. Thus, the proposed approach can be adapted to optimize transport facilities by assessing functional safety at the stage of their modeling/operation.Item Predictive Model of Risks in Railroad Transport when Diagnosing Axle Boxes of Freight Wagons(SAGE Publishing, 2023) Muradian, Leontii A.; Pitsenko, Iryna; Shaposhnyk, Vladyslav Yu.; Shvets, Angela O.; Shvets, Anzhelika O.ENG: This article presents a mathematical model of the risk of failures, depending on the operating parameters, of locomotive diesel engines. The purpose of this study is to determine the risk of failures of locomotive diesel engines in maintenance. The theory of probability and the theory of logic and reliability are used in this theoretical study. The innovations and main works are the first approaches to calculating the risk of failures of locomotive diesel engines by hourly fuel consumption, which, under operational conditions, allows for extending the life of locomotive diesel engines during maintenance. As a result, a maintenance process for 5D49 diesel engines is developed in a locomotive depot. When managing the maintenance processes of 5D49 diesel engines in the locomotive depot, it is determined that the optimal mileage is 45,000 km. The resource of 5D49 diesel engines in the locomotive depot increased by 2.4% in the management of the maintenance process compared to the existing maintenance system.Item Проблеми науково-технічного розвитку металургійного виробництва(Український державний університет науки і технологій, ННІ «Інститут промислових та бізнес технологій», ІВК «Системні технології», 2023) Тубольцев, Леонід Григорович; Петренко, Віталій Олександрович; Селегей, Андрій МиколайовичUKR: Метою даної роботи є дослідження перспективних напрямів сталого розвитку чорної металургії України в сучасних умовах. Розглянуто основні напрямки стабілізації роботи галузі, що включають: вплив держави на розвиток металургійної галузі, проблеми удосконалення сортаменту металургійної продукції, науковий розвиток металургійних технологій, екологічні проблеми чорної металургії, проблеми наукового забезпечення розвитку металургійних технологій, основні напрямки науково-технічних рішень для сталого розвитку металургійного виробництва. Показано, що нині в національній державній політиці не враховуються головні показники розвитку країни – цільові установки, визначення та затвердження критеріїв і параметрів розвитку країни, гласність і контроль їх виконання. Таке становище потребує розроблення промислової політики у металургійній галузі. Аналіз показує, що в країні продовжує загострюватися проблема внутрішнього ринку металопродукції., скорочується сортамент ефективних видів металопродукції, країна все більше орієнтується на експорт сировинних видів металопродукції та напівфабрикатів. Відзначено, що науково-технічний супровід металургійної галузі має одним з основних чинників розвитку та ефективності виробництва. Використання результатів наукових досліджень є одним з головних чинників зменшення витрат енергоресурсів на виробництво металопродукції. Відзначено, що екологічні проблеми можуть вкрай негативно вплинути на перспективи розвитку металургійного виробництва. Таке становище потребує значних інвестицій у розвиток наукових досліджень та створення нових технологій зменшення вуглецевого сліду під час виробництва металопродукції. Аналіз показує, що за рахунок використання наукового потенціалу та з використанням відомих у світовій практиці технологій в Україні є принципова можливість зменшити енергоспоживання на виробництво металопродукції, поліпшити екологічну ситуацію, зменшити викиди парникових газів. Тому сьогодні надзвичайно актуальним є питання науково-технічного забезпечення інноваційного розвитку ГМК України. Першочергові науково-технічні завдання у цьому напрямку полягають у зменшенні витрат енергоресурсів на виробництво металопродукції та досягнення найкращих світових показників. Показано головні стратегічні цілі та пріоритети розвитку ГМК на сучасному етапі.Item Моделювання процесу зношування колісної пари локомотива та рейки під час буксування у кривій(Український державний університет науки і технологій, м. Дніпро, 2023) Афанасов, Андрiй Михайлович; Голік, Сергій Миколайович; Буряк, Сергій Юрiйович; Кравчуновський, О. Г.; Федоров, Євген Федорович; Гололобова, Оксана ОлексіївнаUKR: Мета. У цій статті передбачено провести аналіз процесу зношування бандажів колісної пари локомотива та рейок у кривих ділянках рейкової колії з використанням формалізації показника зносу гребенів за цикл буксування колісної пари. Методика. У процесі розробки моделі зношування колісної пари локомотива було розглянуто явище буксування під час реалізації тягового моменту та визначено функції швидкості ковзання в точці контакту колеса з рейкою. На основі отриманих функцій запропоновано аналітичний вираз для визначення фактора зносу бандажів і гребенів. Для спрощення практичних розрахунків уведено поняття відносного показника зносу гребеня колісної пари й запропоновано аналітичний вираз для його визначення. Результати. Проведені дослідження показують, що буксування колісних пар локомотивів під час реалізації тягового моменту є одним із вирішальних факторів, який визначає знос гребенів. Істотного зниження результуючого ковзання гребеня під час буксування можна досягти за рахунок зменшення часу спрацьовування пристроїв протибуксувального захисту. Також слід відзначити, що результуюче ковзання зменшується більшою мірою, ніж збільшується швидкодія протибуксувального захисту. Наукова новизна. У цьому дослідженні вперше запропоновано модель процесу зношування бандажів і гребенів колісних пар під час буксування локомотива у кривій, де фактор зносу гребеня колеса представлено у вигляді сумарної робота сил тертя за цикл буксування. Практична значимість. Запропоновану аналітичну модель можна використовувати під час прогнозування ресурсу бандажів колісних пар локомотивів та в разі нормування мас поїздів на ділянках залізниці зі складним планом і профілем колії.