2018
Permanent URI for this communityhttp://crust.ust.edu.ua/handle/123456789/10452
Browse
Item 1 (73) випуск. Наука та прогрес транспорту(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту ім. акад. В. Лазаряна, Дніпро, 2018)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.Item 2 (74) випуск. Наука та прогрес транспорту(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту ім. акад. В. Лазаряна, Дніпро, 2018)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.Item 3 (75) випуск. Наука та прогрес транспорту(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту ім. акад. В. Лазаряна, Дніпро, 2018)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.Item 3D численная модель для оценки территориального риска при теракте(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту ім. акад. В. Лазаряна, Дніпро, 2018) Беляев, Николай Николаевич; Калашников, Иван Владимирович; Клименко, Ирина Владимировна; Козачина, Виталий АнатольевичRU: Цель. Работа предполагает разработку 3D численной модели для оценки территориального риска в случае теракта с использованием химического агента. Методика. Для описания процесса рассеивания в атмосфере химического агента, выброшенного в случае теракта, используется трехмерное уравнение массопереноса примеси в атмосферном воздухе. Уравнение учитывает поле скорости ветрового потока, атмосферную диффузию, интенсивность эмиссии химического агента, наличие зданий возле места выброса химически опасного вещества. Для численного интегрирования моделирующего уравнения используется конечноразностный метод. Особенностью разработанной численной модели является возможность оценки территориального риска в случае теракта при различных метеоусловиях и наличии зданий. Для расчета поля скорости ветрового потока в условиях застройки применяется трехмерное уравнение для потенциала скорости. Результаты. Разработанная численная модель и пакет программ могут быть использованы для оценки территориального риска как в случае терактов с применением химических агентов, так и в случае экстремальных ситуаций на химически опасных объектах и транспорте. Построенная численная модель может быть реализована на компьютерах малой и средней мощности, что позволяет широко использовать ее для решения задач рассматриваемого класса, при разработке плана ликвидации аварийной ситуации. Представлены результаты вычислительного эксперимента, позволяющие оценить возможности предложенного метода оценки территориального риска в случае теракта с использованием химического агента. Научная новизна. Предложена эффективная численная модель для оценки территориального риска в случае теракта с применением химически опасного вещества. Метод может быть использован для оценки территориального риска в условиях городской застройки, что позволяет получать адекватные данные о возможных зонах поражения. Метод основан на численном интегрировании фундаментального уравнения массопереноса, выражающего закон сохранения массы в жидкой среде. Практическая значимость. Предложенный метод оценки территориального риска в случае теракта с применением химического агента может быть использован для расчета зон поражения возле административных зданий, центров и других социально значимых объектов.Item 4 (76) випуск. Наука та прогрес транспорту(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту ім. акад. В. Лазаряна, Дніпро, 2018)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.Item 5 (77) випуск. Наука та прогрес транспорту(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту ім. акад. В. Лазаряна, Дніпро, 2018)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.Item 6 (78) випуск. Наука та прогрес транспорту(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту ім. акад. В. Лазаряна, Дніпро, 2018)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.Item Analytical Support of Financial Analysis at the Railway Transport(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2018) Toporkova, Olena A.; Shylo, Liliya A.EN: Purpose. The work is dedicated to systematization of basic directions for financial analysis taking into account the specific features of railway industry. Methodology. In the course of the research there were used the methods of analysis and synthesis to study the content and basic provisions of scientific publications on the chosen topic. Findings. The railway industry has a specific system of financial relations. Knowing the objective development laws of the industry technological system, you can create an appropriate mechanism for managing it and its resources. The selection of the necessary method of analysis and system of indicators, which will provide a comprehensive study and representation of the enterprise activity, is fundamental for the adoption of management decisions. Financial analysis is an important element of analytical work for the needs of modern management. With the help of financial analysis it is possible to determine the place of the enterprise among other subjects of the industry; to assess the structure of capital and the dynamics of enterprise development. Consequently, the quality of the decisions taken completely depends on the analytical substantiation. Financial analysis is carried out according to certain groups of economic indicators, which give an overall assessment of the financial condition of the enterprise, the profitability of its activities and long-term solvency. The analysis of the financial and economic condition is an important part of effective management of the formation, placement and use of rail transport resources. The features of conducting and interpreting the analysis results of the financial condition at the structural units of PJSC «Ukrzaliznytsia» – regional branches, branch affiliates, production units (if they have a balance sheet), – are explained by the specifics of their economic activities. Originality. The obtained results allow us to consider financial reporting as an informational and analytical provision of financial analysis taking into account the specifics of the corporate railway industry relations. The method of financial analysis should be consistent with the strategic objectives of the business entity, which are determined by the system of strategic management and investment and financial planning of the railway industry. Practical value. The assessment of the financial condition of an enterprise can be objectively carried out using a system of indicators that take into account the technological specificity of the rail transport, comprehensively characterizing the results of its activities and reflect the competence of management through the quality of the decisions taken.Item Anti-Terror Engineering in the Case of Possible Terrorist Attacks with Chemical Agents(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2018) Biliaev, Nikolai N.; Berlov, Oleksandr V.; Kalashnikov, Ivan V.; Kozachyna, Vitalii A.ENG: Purpose. This work aims to develop a method of local outdoor reduction of the concentration of a chemically hazardous substance, which entered the atmosphere through a cafe roof vent. It also involves the creation of a numerical model for calculating the chemical contamination zone that allows assessing the effectiveness of the screens used to minimize its level. Methodology. To solve this problem, we used the velocity potential equation that al-lowed to determine the air flow velocity field, and the equation of convective diffusion dispersion of a chemically hazardous agent in the atmospheric air emitted through the ventilation system in case of a terrorist attack. The simulation took into account the uneven velocity field of the wind flow, atmospheric diffusion, emission rate of a chemically hazardous agent. In the numerical integration of the velocity potential equation, we used the Liebmann method. For the numerical solution of the equation of convective diffusion dispersion of the impurity, an implicit alternate-triangular difference splitting scheme was used. Findings. The developed numerical model allowed assessing the effectiveness of building screens used to reduce the concentration of a hazardous substance and minimize the risk of toxic damage to people outdoor during an initiated emission of a chemical agent. The constructed numerical model can be implemented on computers of low and medium power, which allows it to be widely used for solving problems of the class under consideration when developing an anti-terror engineering strategy. Originality. An effective numerical model for calculating the outdoor chemical contamination zone during a possible terrorist attack using a chemical (biological) agent has been proposed. The model can also be applied to assess the effectiveness of some protective measures aimed at reducing the air pollution level during a terrorist attack. Practical value. The developed numerical model can be used to organize protective actions near social objects of a possible chemical attack by a terrorist.Item Assesment of the Railway Influence on the Heavy Metal Accumulation in Soil(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту ім. акад. В. Лазаряна, Дніпро, 2018) Samarska, Alla V.; Zelenko, Yuliya V.EN: Purpose. The scientific paper aims at analyzing the current state of the railway infrastructure soil contamination with heavy metals (HM), namely, the three stations of Prydniprovska railway: Kamianske-Pasazhyrske, Zaporizhzhia-Kamianske and Trytuzna. Methodology. The research object is the soil of the above mentioned railway stations, the research subject is the total content of HM. Sampling was carried out every 15 m between and outside both rails up to the end of railway ties. The total area of the investigated sites is 600 m2 . The total form of Fe, Pb, Zn, Cu, Ni, Cd and Mn concentration was determined by the atomic absorption spectrometry method. The obtained data were compared with the background concentration of HM for Dnipropetrovsk oblast and the results of analyzing the reference control located at a distance of 250 m from the railway stations. Findings. It is found out that rail transport is a source of HM emission into soil. The findings indicate that the soil state of the Kamianske-Pasazhyrske station corresponds to a low ecological risk and a low degree of pollution, since the station is a passenger one only and pollution occurs mostly due to the friction of wheels and rails and that of the pantograph and overhead system, as well as the pesticide use. The soil contamination of the Zaporizhzhia-Kamianske station is characterized by a considerable potential environmental risk and a very high degree of pollution. This station is a cargo-passenger one, and this pollution level is mainly due to loading and unloading processes. The soil of the Trytuzna station is characterized by an average potential ecological risk and a moderate degree of pollution. Although this station is mainly used for the freight trains reformation, but due to the transportation of large volumes of bulk ore cargoes HM fall into soil. Besides, the station is not electrified. Recommendations for assessment of the soil pollution levels are given. Originality. For the first time the potential ecological risk of soil contamination was determined on the basis of the physical and chemical analysis of the HM content in the soil of the above-mentioned stations. Practical value. The results of the study can be used as a justification of the reasonability of introducing the environmental monitoring programs for the railway land, the environmental protection measures for the soil treatment from HM, correcting the railway exclusion zone, as well as protection of adjacent territories from the propagation and accumulation of the mentioned pollutants. The necessity and urgency of the constant control of the HM content in the railway soil and the relevance of the research continuation in this scientific direction are confirmed on the basis of the received data.Item Calculation of «Vulnerability» Zone in Case of Terrorist Attack with Chemical Agents(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту ім. акад. В. Лазаряна, Дніпро, 2018) Biliaiev, Mykola M.; Berlov, Oleksandr V.; Kalashnikov, Ivan V.; Kozachyna, Vitalii A.EN: Purpose. The work involves the development of a numerical model for calculating the «vulnerability» zone of a possible terrorist attack objective with the use of a chemical agent in a builtup environment. The «vulnerability» zone is a territory near the attack objective, where the emission of a chemical agent during the attack will lead to undesirable consequences. The emission of a chemical agent outside the «vulnerability» zone will not create a dangerous concentration near the attack objective. Methodology. To solve this problem, we use the equation for the velocity potential, on the basis of which we determine the wind stream velocity field, and the equation adjoint to the equation of mass transfer in the atmospheric air of the chemical agent emitted in the event of a terrorist attack. During simulation, we take into account the uneven wind stream velocity field, atmospheric diffusion and the rate of emission of a chemically hazardous substance. For the numerical integration of the velocity potential equation, we use the method of A. A. Samarsky. For numerical solution of the adjoint equation, we introduce new variables and use an implicit difference splitting scheme. The peculiarity of the developed numerical model is the possibility of operative estimation of the «vulnerability» zone near a possible attack objective. Findings. The developed numerical model and computer program can be used for scientifically grounded assessment of the «vulnerability» zone near significant facilities in the event of possible attacks with the use of chemical (biological) agents. The constructed numerical model can be implemented on computers of small and medium power, which allows it to be widely used to solve the problems of this class when developing the emergency response plan. The results of the computational experiment are presented, which allow us to evaluate the possibilities of the proposed numerical model. Originality. An effective numerical model is proposed for calculating the «vulnerability» zone near the facility, which may be the target of a terrorist attack with the use of a chemical agent. The model is based on the numerical integration of the velocity potential equation and the equation adjoint to the equation of mass transfer of a chemically dangerous substance in the atmosphere. Practical value. The developed model can be used to organize protective actions near the target facility of a possible chemical attack by terrorists.Item Choosing the System of Locomotive Maintenance in View of the Effect of Dependent Failures(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2018) Bodnar, Borys Ye.; Ochkasov, Oleksandr B.; Hryshechkina, Tatiana S.; Bodnar, Yevhen B.ENG: Purpose. Improving the efficiency of the use of locomotives by choosing a rational maintenance system that takes into account the assessment of the effect of dependent failures on the cost of their life cycle is the main purpose of this paper. Methodology. The relevance of introducing LCC (life cycle cost) approaches in locomotive facilities is explained by the introduction of new locomotives with on-board control and diagnostic systems, as well as the development of the theory of traction rolling stock maintenance systems. The cost of a locomotive as a traction unit ceases to be the determining factor. This is because the locomotive maintenance and repair cost for the entire period of its operation is much higher than the initial cost of the locomotive. The paper analyses the existing approaches to managing the cost of the life cycle of locomotives at the stages of selecting, updating, upgrading and operating the traction rolling stock. The necessity of improving the methods for assessing the degree of influence of reliability indicators of locomotive assemblies on the choice of the maintenance system and the cost of the locomotive life cycle is substantiated. Findings. It is proposed to use the concept of «the effect of dependent failures» when calculating the cost of locomotive renewal after unscheduled repairs and its life cycle cost. We improved the methods for determining the cost of unscheduled repairs, taking into account dependent failures and the coefficient of assessment of the effect of dependent node failure on the locomotive maintenance system. The proposed coefficient will determine the nodes, the failure of which affects the renewal cost more than their nominal value. It will also help to take into account the probable losses due to node failure during the development and adjustment of the locomotive maintenance system. Originality. For the first time, it is proposed to use the concept of the effect of de-pendent failures to calculate the locomotive renewal cost when performing unscheduled repairs, as well as the loco-motive life cycle cost. Practical value. The improved calculation method for determining the cost of unplanned repairs with account taken of dependent failures can be used to compare and evaluate different variants of the locomotive maintenance system and to develop the locomotive diagnostic systems.Item Determination of Characteristics of Throttling Device for Pneumatic Spring(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2018) Reidemeister, Oleksii H.; Laguza, Anastasiia V.EN: Purpose. This paper focuses on determination of the dependence of the working medium flow on the capacity of the throttling device, its geometric features and the pressure difference in the pneumatic spring cylinder and in the auxiliary reservoir. Methodology. Calculation of the dependence of the working medium and pressure drop is performed in two ways: 1) by numerical simulation of a stationary gas flow through a throttling element; 2) its analytical calculation expression using empirical relationships (control calculation to evaluate the reliability of numerical simulation results). For the calculation, three models of throttling devices were chosen. Dependence of the flow rate of the working medium on the capacity of the throttling device and its geometric features was determined based on the approximation of the dependency graphs of the pressure drop against the mass flow rate of the working medium. Findings. We obtained graphical dependencies between the pressure drop and the mass flow rate of the working medium from the two calculation options. Based on the results of calculations performed with the help of a software package with visualization of the results, we calculated a proportionality coefficient that describes the dependence of the working medium flow on the throttling device capacity and its geometric features for each of the throttling elements considered, with three degrees of closure. The air flow values, obtained by numerical simulation, are greater than the flow rates obtained from semi-empirical formulas. At the same time, they are in good qualitative agreement, and the quantitative difference averages 25%, which can be regarded as confirmation of the reliability of the numerical model. Based on the calculation results, we plotted the proportionality coefficient graphs against the degree of closure of the throttling device. Originality. The work allows determining the degree of influence of the frictional component on the variation of the pressure difference in the pneumatic cylinder and the auxiliary reservoir of the pneumatic suspension system. Also, the work proposes a method to determine the dependence of the working medium on the capacity of the throttling device and its geometric features. Practical value. The ability to predict the operating parameters of the pneumatic system depending on the pneumatic resistance of the throttling device will improve the car running characteristics, increase the comfort of passenger transport, and also reduce the wear of the rolling stock and track gauge due to vehicle-track interaction.Item Efficiency of Modernization of Wheel-Motor Blocks using Anti-Friction Traction Motor Support Bearings(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту ім. акад. В. Лазаряна, Дніпро, 2018) Kapitsa, Mykhaylo I.; Gnennyi, O. M.; Bobyr, Dmytro V.ENG: Purpose. The use of anti-friction traction motor support bearings (TMSB) instead of plain friction traction motor support bearings is a priority direction of locomotive development both for newly constructed locomotives and for those in operation. The solution of the set tasks for introduction of wheel-motor blocks (WMB) with anti-friction bearings demanded the search for alternative variants and new technical solutions. The purpose of the article is to determine the feasibility of re-equipping the diesel locomotive wheel-motor blocks with anti-friction bearings through the life cycle calculation (LCC). Methodology. The procedure and criteria for assessing the economic efficiency of project (investment) proposals and investment projects approved by the Cabinet of Ministers of Ukraine envisage that the cost-effectiveness analysis of an investment project is carried out according to the following criteria: net present value, internal rate of return, discounted payback period and profitability index. The use of these criteria of economic efficiency fully corresponds to modern principles, theoretical-methodical approaches and world practice in evaluating the efficiency of investments. The evaluation of the technical and economic efficiency of the modernization of the diesel locomotive wheel-motor block is made on the basis of calculation and comparison of the following criteria: the net present value (NPV) of modernization, the internal rate of return (IRR), the profitability index (PI) and the discount payback period. Findings. The results of the calculations of the values of the main criteria show that the innovative project for the modernization of the locomotive provides a high level of economic efficiency. At the same time, the value of the discounted payback period of investments in modernization indicates that it is expedient to carry out this operation if the residual life of the upgraded locomotive of the M62 series is at least 15 months. Originality. Taking into account the specifics of the type of locomotive work in freight traffic, we developed a method to determine the individual components of the average annual economic effect of modernization of the diesel locomotive wheel-motor block, which includes saving of oil costs, repairing and servicing the diesel locomotive wheel-motor unit, as well as change of TMSB brass and saving fuel costs for traction. Practical value. The results of the work make it possible to determine the expediency of modernization of diesel locomotives taking into account the features and conditions of their operation and the specifics of modernization.Item Formation Peculiarities of Financial Resources of PJSC «Ukrainian Railway»(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту ім. акад. В. Лазаряна, Дніпро, 2018) Lomtieva, Iryna M.; Snachov, Mykola P.; Toporkova, Olena A.; Shylo, Liliya A.EN: Purpose. The need for technological modernization of the railway industry in Ukraine, creation of favorable conditions for investment and introduction of innovations in the industry require significant financial resources. The purpose of the article is investigation of possible sources of attracting financial resources necessary for development of Ukrainian railway transport, in particular, during further organizational arrangements and procedures for the rail-way industry corporatization to search for ways to optimize them. Methodology. During research the methods of comparison, scientific search, analysis and synthesis were used to study the existing sources of financing for corpo-rations abroad and at Ukrainian enterprises. Findings. Analysis of the existing and search for more efficient sources of financial resources necessary for financing Ukrainian railway transport modernization in the process of the rail-way industry corporatization is carried out. The growth of the financial results share in the amount of internal own resources is achieved by taking measures to increase profits. A significant part of the economic activities financing can be provided by issuing corporate bonds with the presence of positive effect of the financial leverage. Accounting of the financial leverage effect is an efficient tool for optimizing the structure of the share capital and determining the expediency of loan resources. In the process of corporatization, PJSC «Ukrzaliznytsia» should create an efficient system of financial resources that fully takes into account the specifics of its activities, motivates to increase labor productivity with the ultimate purpose of ensuring the external competitiveness of the Ukrainian railway industry. Originality. Based on the study of scientific and methodological sources, as well as the analysis of sources for financing the economic activities of railway transport, the ways of their optimization are proposed. Practical value. Introduction of the proposed approaches will make it possible to justify the economic feasibility and proportionality of internal and external sources of the railway transport financing under the conditions of corpo-ratization.Item Human Factor Influence on Performing Technical Maintenance and Repair of Freight Cars(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2018) Shaposhnyk, Vladyslav Yu.EN: Purpose. The scientific work is aimed to: 1) study the indicators and criteria for evaluating the influence of hu-man factor on failure-free operation of freight cars; 2) theoretically describe the probabilistic model of the human factor role during the maintenance and repair of freight cars according to technical state; 3) consider the model of situation development for the case of a critical defect of the freight car unit taking into account the human factor. Methodology. In order to achieve this purpose, the methodological approaches were considered: 1) to evaluation of the reliability indicators in the system «man – freight car» during maintenance and repair; 2) to evaluation of the level of traffic safety in case of transition from the existing system of maintenance and repair of freight cars to the system according to technical state. The model of the situation development for the case of a critical defect of the freight car unit with the consideration of the human factor was described. Findings. The approach to the evaluation of risk indicators of potential failures of freight cars is given. The probability of occurrence of negative events (risks) and possible economic damage from their manifestation were taken as the indicators. In the developed model of situation development for the case of a critical defect of the freight car unit with the consideration of the human factor, three possible states are shown: workable and limited workable, unworkable and emergency. Each initial state is characterized by the development of events, which is associated with designers` errors, with defects during manufacture of parts and units, with human factor. Originality. It is proposed to consider the value of the failure probability, which is related to the human factor, as a certain proportion of the overall probability of failure of the system «man – freight car». The interpretation of Harrington's desirability function for the case of application to freight cars is given. During maintenance and repair, it is suggested to introduce an indicator that characterizes the observance of the technology of use of maintenance services for freight cars, taking into account the human factor. Practical value. Based on the conducted research it is possible to evaluate the influence of the human factor on the maintenance and repair of freight cars. According to the developed model of situation development for the case of a critical defect it is possible to determine the critical level of the defect of the freight car unit taking into account the human factor to limit the risk of an accident or transport event.Item Identifying Threats in Computer Network Based on Multilayer Neural Network(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2018) Zhukovyts’kyy, Igor V.; Pakhomova, Victoria M.ENG: Purpose. Currently, there appear more often the reports of penetration into computer networks and attacks on the Web-server. Attacks are divided into the following categories: DoS, U2R, R2L, Probe. The purpose of the article is to identify threats in a computer network based on network traffic parameters using neural network technology, which will protect the server. Methodology. The detection of such threats as Back, Buffer_overflow, Quess_password, Ipsweep, Neptune in the computer network is implemented on the basis of analysis and processing of data on the parameters of network connections that use the TCP/IP protocol stack using the 19-1-25-5 neural network configuration in the Fann Explorer program. When simulating the operation of the neural network, a training (430 examples), a testing (200 examples) and a control sample (25 examples) were used, based on an open KDDCUP-99 database of 500000 connection records. Findings. The neural network created on the control sample determined an error of 0.322. It is determined that the configuration network 19-1-25-5 copes well with such attacks as Back, Buffer_overflow and Ipsweep. To detect the attacks of Quess_password and Neptune, the task of 19 network traffic parameters is not enough. Originality. We obtained dependencies of the neural network training time (number of epochs) on the number of neurons in the hidden layer (from 10 to 55) and the number of hidden layers (from 1 to 4). When the number of neurons in the hidden layer increases, the neural network by Batch algorithm is trained almost three times faster than the neural network by Resilient algorithm. When the number of hidden layers increases, the neural network by Resilient algorithm is trained almost twice as fast as that by Incremental algorithm. Practical value. Based on the network traffic parameters, the use of 19-1-25-5 configuration neural network will allow to detect in real time the computer network threats Back, Buffer_overflow, Quess_password, Ipsweep, Neptune and to perform appropriate monitoring.Item Improvement of Supervisory Control of Train Movement by Means of Introduction of Operational Zones(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2018) Nesterenko, Halyna I.; Bekh, Petro V.; Muzykin, Mykhailo I.; Avramenko, Svetlana I.ENG: Purpose. The work is aimed to investigate the feasibility of transferring automatic control to low-density stations of the sections (according to the principle of supervisory control of train line) to the operators at principal stations. Methodology. The article analyzes the work of heavy traffic sections of the Ukrainian Railways JSC. It was found out that the information workload of dispatchers who control the train movement at the sections of the main course, constantly exceeds the permissible level. The possibility of using the technology of supervisory control of train movement by the introduction of operational zones has been investigated. Findings. The authors found out that the capacity of receiving and departure tracks at the stations of the sections is extremely limited. The occupancy of passing loop by the out-of-work trains hinders any regulatory measures at the sections. Trains pass one after another without giving priority, that is, they pass through the section in the order in which they entered it. Due to the limited number of tracks at the front-line intermediate station, freight trains are set for passing by the passenger ones at the distant approaches. This leads to a loss of service speed and reduces the level of utilization of the sections` working capacity. The introduction of operational zones will significantly reduce information flows and facilitate the work of the train dispatchers at the, create the necessary conditions for creative decision-making on the internal section regulation, and will contribute to increase in the service speed of trains. Originality. The article developed a new technology to improve the management of train sections by dividing them into operational zones. In each zone, consisting of two or three passes, the train movement can be controlled by the duty officer of the principal station, performing in this case the functions of the train dispatcher. Practical value. It has been proposed to put trains from technical stations that idle due to uneven movement, especially the trains from the terminal stations (division points) of the locomotive circulation sections, to reserve routes of the front-line intermediate stations. Laying the reserve tracks and their content, taking into account the frequency of use and reduced allowable speed, can be allowed according to less tight standards for the construction of the roadbed, ballast section, sleeper density, taking into account the use of switches and decommissioned tracks.Item Mathematical Model of Unsteady Heat Transfer of Passenger Car with Heating System(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2018) Biloshytskyi, Eduard V.EN: Purpose. The existing mathematical models of unsteady heat processes in a passenger car do not fully reflect the thermal processes, occurring in the car wits a heating system. In addition, unsteady heat processes are often studied in steady regime, when the heat fluxes and the parameters of the thermal circuit are constant and do not depend on time. In connection with the emergence of more effective technical solutions to the life support system there is a need for creating a new mathematical apparatus, which would allow taking into account these features and their influence on the course of unsteady heat processes throughout the travel time. The purpose of this work is to create a mathematical model of the heat regime of a passenger car with a heating system that takes into account the unsteady heat processes. Methodology. To achieve this task the author composed a system of differential equations, describing unsteady heat processes during the heating of a passenger car. For the solution of the composed system of equations, the author used the method of elementary balances. Findings. The paper presents the developed numerical algorithm and computer program for simulation of transitional heat processes in a locomotive traction passenger car, which allows taking into account the various constructive solutions of the life support system of passenger cars and to simulate unsteady heat processes at any stage of the trip. Originality. For the first time the author developed a mathematical model of heat processes in a car with a heating system, that unlike existing models, allows to investigate the unsteady heat engineering performance in the cabin of the car under different operating conditions and compare the work of various life support systems from the point of view their constructive solutions. Practical value. The work presented the developed mathematical model of the unsteady heat regime of the passenger car with a heating system to estimate the efficiency of unsteady, transitional temperature states in passenger cars, taking into account the design features of the heating system and the regulatory requirements. This allows the development and implementation of optimal technical characteristics of heating appliances and the construction of an algorithm for controlling their operation in accordance with operating conditions, taking into account the thermal inertia of the car in the transitional modes of heating, on the basis of mathematical modeling.Item Modeling of Biological Wastewater Treatment on the Basis of Quick-Computing Numerical Model(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2018) Biliaiev, Mykola M.; Lemesh, Maksym V.EN: Purpose. The scientific paper involves the development of quick computing numerical model for prediction of output parameters of aeration tank. The numerical model may be used in predicting the effectiveness of aeration tank under different regimes of work. Methodology. To simulate the process of biological wastewater treatment in aeration tank numerical models were developed. The flow field in the aeration tank is simulated on the basis of potential flow model. 2-D transport equations are used to simulate substrate and sludge dispersion in the aeration tank. To simulate the process of biological treatment simplified model. For the numerical integration of transport equations implicit difference scheme was used. The difference scheme is built for splitting transport equations. Splitting of transport equation into two equations is carried out at differential level. The first equation of splitting takes into account the sludge or substrate movement along trajectories. The second splitting equation takes into account the diffusive process of substrate or sludge. To solve the splitting equations implicit difference scheme was used. For the numerical integration of potential flow equation the implicit scheme of conditional approximation was used. On the basis of constructed numerical model computer experiment was performed to investigate the process of biological treatment in aeration tank. Findings. Quick computing numerical model to simulate the process of biological treatment in the aeration tank was developed. The model can be used to obtain aeration tank parameters under different regimes of work. The developed model takes into account the geometrical form of the aeration tank. Originality. The numerical model which takes into account the geometrical form of aeration tank and fluid dynamics process was developed; the model takes into account substrate and sludge transport in aeration tank and process of biological treatment. Practical value. Efficient numerical model, so called «diagnostic models» was proposed for quick calculation of biological treatment process in aeration tank.Item Optimal Route Definition in the Network Based on the Multilayer Neural Model(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2018) Pakhomova, Victoria M.; Tsykalo Igor D.ENG: Purpose. The classic algorithms for finding the shortest path on the graph that underlie existing routing protocols, which are now used in computer networks, in conditions of constant change in network traffic cannot lead to the optimal solution in real time. In this regard, the purpose of the article is to develop a methodology for determining the optimal route in the unified computer network. Methodology. To determine the optimal route in the computer network, the program model "MLP 34-2-410-34" was developed in Python using the TensorFlow framework. It allows toperform the following steps: sample generation (random or balanced); creation of a neural network, the input of which is an array of bandwidth of the computer network channels; training and testing of the neural network in the appropriate samples. Findings. Neural network of 34-2-410-34 configuration with ReLU and Leaky-ReLU activation functions in a hidden layer and the linear activation function in the output layer learns from Adam algorithm. This algorithm is a combination of Adagrad, RMSprop algorithms and stochastic gradient descent with inertia. These functions learn the most quickly in all volumes of the train sample, less than others are subject to reevaluation, and reach the value of the error of 0.0024 on the control sample and in 86% determine the optimal path. Originality. We conducted the study of the neural network parameters based of the calculation of the harmonic mean with different activation functions (Linear, Sigmoid, Tanh, Softplus, ReLU, L-ReLU) on train samples of different volumes (140, 1400, 14000, 49000 examples) and with various neural network training algorithms (BGD, MB SGD, Adam, Adamax, Nadam). Practical value. The use of a neural model, the input of which is an array of channel bandwidth, will allow in real time to determine the optimal route in the computer network.Item Optimal Structural Reservation of Technical Systems(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту ім. акад. В. Лазаряна, Дніпро, 2018) Semenets, Sergey N.; Nasonova, Svetlana S.; Semenets, Gаlina I.EN: Purpose. The purpose of the article is to give designers of highly reliable technical systems that do not have special knowledge in the field of optimization and programming skills, a simple and accessible mathematical tool for choosing the optimal solution for structural redundancy of systems. Methodology. The article poses the problem of optimal structural redundancy of technical systems. Two typical redundancy schemes are considered: a) a separate «hot» backup scheme; b) a separate «cold» backup scheme. The computational models for estimating the reliability of redundant systems are formulated. We offer optimization models that allow us to find a rational option for reserving a system that is being designed, taking into account conflicting requirements for its reliability and cost. These models are numerically implemented in the operating environment of the Excel spreadsheet as applied to the main object, consisting of 7 elements. The optimal variants of reserving this object according to the «hot» and «cold» separate reservation schemes are given. Findings. Calculated models for estimating reliability, as well as models for optimizing the systems reserved for the «hot» and «cold» separate backup schemes, have been developed. With the use of the Excel spreadsheet, the optimal options for reserving 7 element objects are found for separate «hot» and «cold» backups. Originality. New computational models for estimating the reliability of redundant systems are proposed, as well as optimization models developed on the basis of these, which are formulated using the decomposition of unknown initial problem of structural redundancy into binary components. In this case, the obtained optimization models belong to the class of problems of non-linear mathematical programming with binary variables, for the numerical solution of which (even for a sufficiently large dimension) well-known packages of applied computer programs, in particular, the MS Excel spreadsheet, are well adapted. Thus, the process of solving the initially very complicated problem of optimal structural redundancy is much simpler and reduced to performing elementary actions in the corresponding software interfaces. Practical value. The proposed calculation models for estimating the reliability of redundant systems, models for optimal structural redundancy, and the methodology for their formation, in order to simplify further numerical implementation, can be useful in solving problems of ensuring the reliability of technical systems in the early stages of their design.Item Physico-Technological Aspects of Work of Lubricant Films in the Tribosystem «Overhead Line-Current Collector Contact Sstrip»(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту ім. акад. В. Лазаряна, Дніпро, 2018) Ustymenko, Dmytro V.ENG: Purpose. The article aimed at comprehensive analysis of the processes occurring in the lubricant films of the friction surfaces of the tribosystem «overhead line – current collector contact strip» (OLCCCS) and identification of the features of such systems. Methodology. The systematic analysis was used as the main methodology for studying the physico-technological aspects of work of the lubricant films in the tribosystem «overhead line – current collector contact strip». Findings. The theory of electro-friction interaction is now at such a stage that is characterized by a large amount of accumulated empirical data, hypotheses and models that cannot adequately represent phenomena in a sliding, high-current electrical contact. The sliding electrical contact of the tribosystem «overhead line – current collector contact strip» during the operation is affected by many factors, one of which is the processes in the lubricating layers of the friction pair. The work leads to a new level of understanding of the peculiarities of the processes occurring in the lubricating layers and their effect on the work of a sliding, high-current electrical contact, which can become the guarantee of significant increase in the efficiency of such systems and, as a consequence, substantially increase the reliability and safety of the work of the electric stock. Originality. It is proposed to consider the processes of electro-friction interaction of electrical contacts from the position of synergy using the theory of fractals as the core one for the quantitative description of self-organizing structures. Practical value. Taking into account the empirical experience of operation of the tribosystem «overhead line – current collector contact strip» in combination with theoretical knowledge allows us to propose three possible directions for solving tribological problems in high-current sliding electrical contacts. They are: 1) change in contact geometry and surface topography, for example, the use of regular macrorelief of contact surfaces; 2) development of conductive composites which are characterised with self-lubrication, for example the use of composite materials containing solid conductive lubricants; 3) devel-opment of effective lubricants for electric high-current sliding contacts, which may require some complication of the component design.Item Procedure for Determining Process Characteristics of Friction Stir Welding(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту ім. акад. В. Лазаряна, Дніпро, 2018) Plitchenko, SerhiiEN: Purpose. The study is aimed at improving the procedure for determining the optimum radius of the shoulder of a special tool for friction stir welding (FSW) of aluminum alloys and its change depending on the variations of base metal thickness. Methodology. The friction stir welding process was carried out on specially designed equipment. The material for the studies were 1.85 mm thick plates made of aluminum alloy AMg3 with a chemical content of alloying elements within the range of the brand composition. The temperature in the welding zone and the pressure from the tool on the edges of the welded joint were determined using a specially designed research stand. The pressing force of the tool to the base metal during welding was measured with a dynamometer type DC-0.1 with the indicator head. Findings. During the research, the degree of metal heating and the quality of the welded joint formation were determined at various ratios of the rotation frequency of the working tool and the normal pressure to the joining edges. The research allowed determining the influence of FSW process parameters on the temperature of metal heating in the action zone of the working tool shoulder. Originality. The experimental studies allowed to determine the effect of the working tool rotation speed and the magnitude of its pressure on the welded metal during welding on the temperature in the weld zone. Increasing the tool rotation frequency allows to reduce pressure of the working tool during welding, which results in more efficient and high-quality welding process. It has been established that it is possible to obtain better welded joints at a temperature of about 0.7 Tm and to determine the optimal temperature range in the welding zone. Practical value. The study resulted in determination of the conditions for achieving the permanent softening effect during friction stir welding and the optimum temperatures in the welding zone for the tested alloy. The main technological parameters of the working tool are calculated and their influence on the generation of thermal energy in the welding zone is determined. The thermal analysis of the welding process resulted in development of the procedure for determining the technological parameters of the working tool and its rotation frequency depending on the weld metal thickness.Item Properties of Modified Concrete for Special Purpose Structures(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту ім. акад. В. Лазаряна, Дніпро, 2018) Rudenko, Dmytro V.EN: Purpose. The paper is aimed at developing the scientific fundamentals of new-generation monolithic concrete technology for special purpose structures by controlling the processes of structure formation of a modified cement system under natural hardening conditions. Methodology. The kinetics of interaction between the cement system and aggregates was evaluated by microcalorimetry. The measurements were carried out continuously for 24 hours after preparation of the mixture. The differential and integral characteristics of the heat release of the solidifying system were recorded. nvestigation of the rheological properties of concrete ixtures was carried out on the mixtures with 10...15 cm consistency. The microhardness of contact layers was investigated on concrete cubes with dimensions from 20×20×20 to 0×50×50 mm. When determining the structural characteristics, x-ray phase and differential-thermal analyzes of the concrete cement matrix were used. Infrared spectroscopy was used to determine the effect of physicochemical modification on the cement system. Tensile creep was studied over a wide load range from 0.2Rt to 0.8Rt. Findings. It is determined that the reason for changing the concrete properties of natural hardening is the change in its ygrometric and thermal state, as well as the harmonic fluctuations of these environmental factors. The hygrometry of concrete depends on the thermal moisture conditions of the environment, the type and composition of concrete, the massiveness of concrete elements. An analysis of these factors and experimental data made it possible to establish the exponential dependence of the change in the hygrometric state of monolithic natural hardening concrete. The change in the moisture state of concrete makes it possible to predict its volumetric deformations. Originality. For the first time, the features of the structure formation of a modified cement system are established, consisting in the fact that magnesium chloride hydrate crystals grow rapidly in the space between hydrated clinker minerals, and the resulting mechanical cohesion defines the development of initial strength and rigidity. Since the free growth of crystals is hampered by a lack of space, the crystals mutually intergrow, forming a dense structure, contributing to the growth of strength. The developed organo-mineral modifying complex provides disperse reinforcement of the cement matrix of concrete. Practical value. The obtained ependences of structural concrete stresses make it possible to analyze their effect on the structure of modified concrete: to determine the probability of formation around the filler particles of the plastic flow zone, the material microcrack formation zone, the crack initiation period, the microcrack onset conditions, and the change of elasticity modulus of the material caused by microcracks in its structure. Disperous modification of cement matrix allows to obtain durable oncrete of special purpose with design operational roperties. The developed binder disperse modification technology, the established features of the structure formation mechanism for the modified cement system, as well as the use of the principle of congruence of a complex of technological influences to the physico-chemical processes of hydration of clinker minerals allowed developing the scientific fundamentals for the special purpose concrete technology. This helps to expand the use of modified concrete in various types of construction.Item Proposals for Improving the Process of Forming Programs of Reforming the Railway Transport Industry(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2018) Okorokov, Andriy M.; Bulakh, Marina O.ENG: Purpose. The purpose of the work is to develop proposals for improving the process of forming measures and programs for reforming the railway transport industry of Ukraine in the process of European integration based on research, comparison and generalization of information. Methodology. A study of the content and the main provi-sions of legal acts declaring the conditions for the reform of the railway transport was carried out using analysis and synthesis methods. Methods of the system approach, comparison and generalization of the obtained data allowed developing proposals for improving the process of the formation of activities and programs. Findings. The need for reforming Ukraine's railway transport has been under consideration since 2006, but for a long time reform was lim-ited only to the development of reforming plans and programs. Not being implemented within the framework of one program, the measures were reflected in the next or parallel one, with the corresponding change in the terms. The carried out analysis of their implementation does not allow talking about inactivity or denying the existence of posi-tive changes, however, given the duration of the period 2006-2017, they occur very slowly. This situation requires new approaches to the development of programs and activities, as well as assessing their implementation, one of which is proposed in the work. Originality. The work justifies the need to evaluate the implementation of measures and programs for reforming the railway transport industry by two criteria: legal and practical. The developed basic principles for the formation of programs for reforming and developing the railway transport industry provide an opportunity to receive timely and reliable information on the status of their implementation. Practical value. We obtained the possibilities of constant monitoring of the state of financial support for reforms and directions of use of funds, which will prevent their misuse and significantly accelerate the implementation of certain activities, and then increase their effectiveness.Item Rational Altitude Structure for Placing the Wind Equipment in the Conditions of Ukraine(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2018) Savchenko, R. A.; Bannikov, Dmytro O.; Kyrpa, Ivan I.EN: Purpose. For wind observations special wind equipment is used, which should be placed at a certain height above the ground for a relatively short period of time. Such equipment can be transferred from one region to another. Therefore, the main purpose of the studies outlined in the publication is the selection and justification of the construction of a mobile altitude structure for the placement of wind equipment in the natural and climatic conditions of Ukraine. Methodology. To achieve this purpose, first we chose the type of altitude structure from the existing ones. Next, we determined the nature of the effect of natural and climatic loads on these structures in accordance with the norms of Ukraine. After this, we performed a numerical analysis of the work of altitude structures by the finite element method on the basis of the Lira software. Also, an economic evaluation of the expediency of using altitude structures of a certain type was made, taking into account the lease of the land plot for their location. Findings. According to the results of the conducted studies, it should be noted that for the conditions of Ukraine a steel tower is the most rational mobile altitude structure for placing wind equipment for a relatively small interval of time. In comparison with a steel mast of a similar height, the total cost of its installation and operation is lower. The X-cross brace for steel towers from 50 to 60 m in height is more rational than the K-brace. Herewith, its usage decreases the construction cost almost by half. Taking into account the possibility of transportation, the separation of the steel tower into assembly units of 8-10 m in length is the most effective. Originality. The authors proposed the method for estimating the economic efficiency of choosing a mobile altitude structure depending on the natural and climatic conditions of the terrain. In accordance with this method, the most rational type of altitude structure is determined taking into account its mobility. Practical value. Application of the proposed approaches and the solutions allows reducing the time required for calculations in design practice and also more reasonably approaching the choice of design solutions for altitude structures.Item Research of Locomotive Mechanics Behavior(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту ім. акад. В. Лазаряна, Дніпро, 2018) Tatarinоvа, Valentyna А.; Kаlіvоdа, Jan; Neduzha, Larysa O.EN: Purpose. The main purpose of the study is to compare and confirm the results of theoretical studies of locomotive motion along the straight and curved track sections in the set range of operating speeds, which is essential for determining their dynamic qualities. The conducted research complex is one of the prerequisites for improving the reliability of the rolling stock mechanics, in particular the bogie parameters. Methodology. The research was carried out by numerical integration of the dynamic loading of a railway vehicle using one of the modern software complexes. In this study we used the mathematical model of locomotive spatial oscillations obtained using Lagrangian equations of the second kind. Findings. Authors carried out theoretical research and performed the analysis of the vehicle behavior during the motion along the track section, which in the vertical plane has no geometric defects, and taking into account the inequalities on the example of the main locomotive. The researches were carried out both analytically and with the help of the modern software complex. Comparison of the graphs shows that the results obtained by different methods coincide with sufficient accuracy. Originality. Based on the results of many years of work, the authors present the General Classification of Locomotive Mechanics, which may be useful to researchers, who are involved in the assessment of the dynamic qualities of new and upgraded types of rolling stock. Practical value. A new licensed modern software complex has been applied, which makes it possible to use it in the design, modeling of units of rolling stock and their elements; during theoretical and experimental studies, comparison of their results. The results of theoretical research can be taken into account for the preliminary research during creating the reliable constructions of a new vehicle, further improvement of the mechanics, modernization of the existing units of rolling stock during field tests.Item Sensitivity of Stresses to the Forces Acting on the Cast Parts of Freight-Car Bogie(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту ім. акад. В. Лазаряна, Дніпро, 2018) Reidemeister, Alexey G.; Shykunov, Oleksandr A.EN: Purpose. To determine the effect of the force components acting in the axle box and the central spring suspension on the stresses occurring in the side frame of the three-piece bogie. Methodology. To assess the effect of the forces acting on the side frame on the stresses in it, we developed a finite element model of the side frame. After that, we carried out an assessment of its stress-strain state under loading conditions corresponding to the І and ІІІ design modes. According to the results obtained, we determined the stress concentration points in the construction, which are selected as check ones for further studies. Also, as checkpoints we took the points corresponding to the sensor locations when estimating the stresses in the side frame during the tests. At the next stage, we applied unit loads in sequence at the interaction points of the side frame with the boxes and the central spring group. To obtain a more accurate result, the unit forces were balanced by the corresponding forces and moments of inertia. With each loading variant, tensors of stresses arising from the action of unit loads were obtained at checkpoints. On the basis of the stress tensors obtained, we determined the corresponding equivalent stresses – the sensitivity coefficients. Findings. The paper determines the stress sensitivity coefficients in the three-piece bogie side frame to external loads acting on the side frame from the side of axle box and central spring group. Based on the results of the assessment of the coefficients obtained, we determined the forces having the greatest influence on individual sections of the side frame. We estimated the possibility of using the obtained results in optimizing the parameters of the bogie spring suspension to increase the strength and durability of the side frame. Originality. For the first time, the effect of individual components of the forces acting on the side frame on the stresses in it has been estimated. Practical value. The obtained result can be used in the design and optimization of three-piece bogies, to improve the side frame durability. The stress tensors obtained can be used to estimate the effect of complex loading on the side frame strength and durability.Item Simulation of Locomotive Repair Organization by the Methods of Queue Systems Theory(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту ім. акад. В. Лазаряна, Дніпро, 2018) Bodnar, Borys Ye.; Ochkasov, Oleksandr B.; Bodnar, Yevhen B.; Hryshechkina, Tetiana S.; Ocheretnyuk, Maksym V.ENG: Purpose. The article is aimed to evaluate the influence of locomotives` operation and reliability indicators on the system of locomotives repair organization in depot, using the methods of queue theory. Methodology. The article describes the locomotive repair workshop using the terms and concepts of the queue systems theory (QST). The tasks solved during simulation of the repair workshop operation are formulated, the list of initial data and simulation results is given. A graphical simulation environment Simulink was used as a software simulation tool. Findings. It was established that the main indicators of locomotive depot operation are affected by the volume of traffic, the reliability of locomotives, the rule used to select locomotives from the queue, the number of operating repair bays. The developed model of the depot repair workshop will make possible rational planning of the repair workshop`s equipment use, the human capital, the time of putting the locomotives into repair taking into account the workshop loading uniformity, as well as to improve the repair parts supply logistics. This model in a simplified form describes the repair process of the main diesel locomotive fleet, and can be supplemented depending on the repair type performed in the depot. Originality. The paper presents the locomotive repair depot as an object of the queue systems theory. The simulation model of the locomotive repair depot was developed. It allows analyzing the influence of various factors on the system of locomotives` repair organization in the depot. Practical value. The obtained results make it possible to determine the influence of locomotives` operation and reliability indicators on the organization of the locomotive repair depot operation. In further studies, the developed model can be used to improve the system of repair organization on the railway network when introducing new series of locomotives and changing the strategy of their maintenance.Item Stability of Motion of Railway Vehicles Described with Lagrange Equations of the First Kind(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту ім. акад. В. Лазаряна, Дніпро, 2018) Reidemeister, Alexey G.; Levytska, Svitlana І.EN: Purpose. The article aims to estimate the stability of the railway vehicle motion, whose oscillations are described by Lagrange equations of the first kind under the assumption that there are no nonlinearities with discontinuities of the righthand sides. Methodology. The study is based on the Lyapunov’s stability method of linear approximation. The equations of motion are compiled in a matrix form. The creep forces are calculated in accordance with the Kalker linear theory. Sequential differentiations of the constraint equations reduced the equation system index from 2 to 0. The coefficient matrix eigenvalues of the system obtained in such a way are found by means of the QR-algorithm. In accordance with Lyapunov's criterion of stability in the linear approximation, the motion is stable if the real part of all eigenvalues is negative. The presence of «superfluous» degrees of freedom, which the mechanical system does not have (in whose motion equations there are left only independent coordinates) is not trivial. Herewith the eigenvalues and eigenvectors correspond to these degrees of freedom and have no relation to the stability. In order to find a rule that allows excluding them, we considered several models of a bogie, with rigid and elastic constraints of high rigidity at the nodes. In the limiting case of high rigidities, the results for a system without rigid constraints must coincide with the results for a system with rigid constraints. Findings. We carried out the analysis and compared the frequencies (with decrements) and the vibration modes of a threepiece bogie with and without constraints. When analysing the stability of the system with constraints, only those eigenvalues are of interest whose eigenvectors do not break the constraints. The values of these numbers are limits for the eigenvalues of the system, in which rigid constraints are replaced by elastic elements of high rigidity, which allows us to leave the Lyapunov’s criterion unchanged. Originality consists in the adaptation of Lyapunov's stability method of linear approximation to the case when the equations of railway vehicle motion are written in the form of differential-algebraic Lagrange equations of the first kind. Practical value. This written form of the equation of motion makes it possible to simplify the stability study by avoiding the selection of a set of independent generalized coordinates with the subsequent elimination of dependent ones and allows for the coefficient matrix calculation in an easily algorithmized way. Information on the vehicle stability is vitally important, since the truck design must necessarily exclude the loss of stability in the operational speed range.Item Theoretical Studies on the Process of Change of the Technical Condition of Freight Cars in Operation(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту ім. акад. В. Лазаряна, Дніпро, 2018) Shaposhnyk, Vladyslav Yu.EN: Purpose. The scientific work is intended to investigate the technical condition of freight cars during their operation. The said purpose involves solving the following tasks: 1) to describe the technical condition of a freight car during the maintenance and repair period; 2) to determine the dependences of the probability of a freight car being in working condition during the life cycle; 3) to specify the expression for the technical availability ratio of the car fleet. Methodology. To achieve the purpose, the author examined the methodological approaches to the definition of various stages of the freight car life cycle. The system of change and transition of the technical condition of the freight car is described using differential equations. Findings. In the case of an unstable process of changing the technical condition of a freight car, the probabilistic characteristic of the appropriate life cycle stage depends on the amount of time. The intensity of the input and output flows are correlated with each other, taking into account the probability of a freight car being at the appropriate stage of its life cycle. Originality. Transitions from one car life cycle to another occur in discrete steps, that is, such transitions are characterized by a random process. The probability of a freight car being at the appropriate life cycle is determined by its prior technical condition. The total value of the set of all possible conditions consists of the Markov chain for random processes with random states and a continuous flow of time. The study resulted in obtaining, for the first time, of the dependence of the probability of a freight car being in working condition during the life cycle. Practical value. On the basis of the obtained definition for the probability of the freight car being in working condition the expression for the technical availability ratio of the car fleet was clarified.Item Антитеррористический инжиниринг при возможном теракте с применением химического агента на улице(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2018) Беляев, Николай Николаевич; Берлов, Александр Викторович; Калашников, Иван Владимирович; Козачина, Виталий АнатольевичRU: Цель. Данная работа предусматривает разработку метода локального снижения на улице концентрации химически опасного вещества, которое поступило в атмосферу через вентиляционный выброс на крыше кафе, а также создание численной модели для расчета зоны химического заражения, позволяющей оценить эффективность применения экранов, минимизирующих его уровень. Методика. Для решения поставленной задачи использовано уравнение для потенциала скорости, на базе которого определено поле скорости воздушного потока, и уравнение конвективно-диффузионного рассеивания химически опасного агента в атмосферном воздухе, выброшенного в случае теракта через систему вентиляции. При моделировании были учтены неравномерное поле скорости ветрового потока, атмосферная диффузия, интенсивность выброса химически опасного агента. При численном интегрировании уравнения для потенциала скорости использован метод Либмана. Для численного решения уравнения конвективно-диффузионного рассеивания примеси использована неявная попеременно-треугольная разностная схема расщепления. Результаты. На основе разработанной численной модели дана оценка эффективности применения экранов на здании для снижения концентрации опасного вещества и минимизации риска токсичного поражения людей на улице при инициированном выбросе химического агента. Построенная численная модель может быть реализована на компьютерах малой и средней мощности, что позволяет широко использовать ее для решения задач рассматриваемого класса при разработке стратегии антитеррористического инжиниринга. Научная новизна. Предложена эффективная численная модель для расчета зоны заражения людей на улице при возможном теракте с использованием химического (биологического) агента. Модель также может быть применена для оценки эффективности некоторых защитных мероприятий, направленных на снижение уровня загрязнения воздушной среды при теракте. Практическая значимость. Разработанная численная модель может быть использована для организации защитных мероприятий возле социальных объектов возможной химической атаки террориста.Item Вибір системи утримання локомотивів із урахуванням впливу залежних відмов(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2018) Боднар, Борис Євгенович; Очкасов, Олександр Борисович; Гришечкіна, Тетяна Сергіївна; Боднар, Євген БорисовичUKR: Мета. Основною метою роботи є підвищення ефективності використання локомотивів за рахунок вибору раціональної системи утримання, яка враховує оцінку впливу залежних відмов на вартість їх життєвого циклу. Методика. Актуальність застосування підходів LCC (Life Cycle Cost) в локомотивному господарстві пояснюється впровадженням нових локомотивів із бортовими системами управління й діагностування, а також розвитком теорії систем утримання тягового рухомого складу. Вартість локомотива як тягової оди-ниці перестає бути визначальним фактором. Це пояснюється тим, що витрати на технічне обслуговування та ремонт локомотива за весь період експлуатації значно перевищують його початкову вартість. У роботі проаналізовано наявні підходи управління вартістю життєвого циклу локомотивів на етапах їх вибору, оновлення, модернізації й експлуатації. Обґрунтовано необхідність удосконалення методів оцінки ступеня впливу показників надійності вузлів локомотива на вибір системи утримання й вартість його життєвого циклу. Результати. Запропоновано використовувати поняття «вплив залежних відмов» під час розрахунку вартості відновлення локомотива після позапланових ремонтів і вартості його життєвого циклу. Удосконалено методику визначення вартості позапланового ремонту з урахуванням залежних відмов, уведено коефіцієнт оцінки впливу залежної відмови вузла на систему утримання локомотива. Цей коефіцієнт дозволить визначати вузли, відмова яких впливає на вартість відновлення більше, ніж номінальна їх вартість. Також запропонований коефіцієнт допоможе враховувати ймовірні втрати внаслідок відмови вузла під час розробки й коригування системи утримання локомотивів. Наукова новизна. Уперше запропоновано використовувати показник впливу залежних відмов для розрахунку вартості відновлення локомотива під час виконання позапланових ремонтів, а також для розрахунку вартості життєвого циклу локомотива. Практична значимість. Удосконалена методика визначення вартості позапланового ремонту з урахуванням залежних відмов може бути використана для порівняння й оцінки різних варіантів системи утримання локомотивів і розробки систем їх діагностування.Item Визначення оптимального маршруту в комп’ютерній мережі засобами багатошарової нейронної моделі(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2018) Пахомова, Вікторія Миколаївна; Цикало, Ігор ДмитровичUK: Мета. Класичні алгоритми пошуку найкоротшого шляху на графі, що лежать в основі наявних протоколів маршрутизації, які сьогодні використовують у комп’ютерних мережах, в умовах постійної зміни заван-таженості мережі не можуть привести до оптимального рішення в реальному часі. У зв’язку з цим метою статті є розробити методику визначення оптимального маршруту в об’єднаній комп’ютерній мережі. Методика. Для визначення оптимального маршруту в об’єднаній комп’ютерній мережі, що працює за різними технологіями, розроблено на мові Python із використанням фреймворку TensorFlow програмну модель «MLP 34-2-410-34». Вона дозволяє виконувати наступні етапи: генерацію вибірки (випадкову або збалансовану); створення нейронної мережі, на вхід якої подають масив пропускних спроможностей каналів комп’ютерної мережі; навчання й тестування нейронної мережі на відповідних вибірках. Результати. Нейронна мережа конфігурації 34-2-410-34 з функціями активації ReLU та Leaky-ReLU у прихованому шарі та лінійною функцією активації у вихідному шарі навчається за алгоритмом Adam. Цей алгоритм є комбінацією алгоритмів Adagrad, RMSprop та стохастичного градієнтного спуску з інерцією. Зазначені функції навчаються найбільш швидко на всіх обсягах навчальної вибірки, менш за інші піддаються перенавчанню, й досягають значення помилки в 0,0024 на контрольній вибірці й у 86 % визначає оптимальний шлях. Наукова новизна. Проведено дослідження параметрів нейронної мережі на основі розрахунку середнього гармонійного за різних функцій активації (Linear, Sigmoid, Tanh, Softplus, ReLU, L-ReLU) на навчальних вибірках різного обсягу (140, 1 400, 14 000, 49 000 прикладів) та за різними алгоритмами оптимізації навчання нейронної мережі (BGD, MB SGD, Adam, Adamax, Nadam). Практична значимість. Використання нейронної моделі, на вхід якої подають значення пропускних спроможностей каналів, дозволить у реальному часі визначити оптимальний маршрут в об’єднаній комп’ютерній мережі.Item Використання будівельно-орієнтованого ПК SCAD для аналізу роботи машинобудівних конструкцій(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2018) Банніков, Дмитро ОлеговичUK: Мета. У випадку аналізу роботи машинобудівних конструкцій безпосереднє використання будівельно-орієнтованих програмних розробок є неможливим, оскільки ідеологія та методика рішення різноманітних задач у будівництві та машинобудуванні різняться. Тому при проведенні практичних розрахунків виникає необхідність у певному коригуванні закладених у програмні комплекси підходів та їх адаптації до машинобудівної галузі. Викладення авторського досвіду використання будівельно-орієнтованого програмного комплексу SCAD for Windows для аналізу роботи різноманітних машинобудівних конструкцій, їх вузлів та агрегатів і є безпосередньою метою публікації. Методика. На протязі значного терміну часу автор займався аналізом роботи будівельних, переважно тонкостінних, сталевих конструкцій за допомогою методу скінчених елементів (МСЕ) на базі програмного комплексу SCAD for Windows. Паралельно з цим було розглянуто значну кількість машинобудівних конструкцій, в тому числі одиниць рухомого складу залізниці. Більшість із таких задач переростали в науково-пошукову проблему, яку необхідно було всебічно дослідити та проаналізувати перед тим, як надавати конструкторські рекомендації. Результати. В публікації представлені більше десятка різноманітних задач, характерних для галузі машинобудування, з якими автору довелося мати справу. Серед них статична та квазістатична задачі, задача руху в часі, контактна задача, задача розвитку тріщин, фізична та геометрична нелінійності. Відповідно до кожної з цих задач наведені основні проблеми, особливості та практичні прийоми, напрацьовані під час дослідження, а також в якості ілюстрації представлені побудовані скінченно-елементні моделі. Наукова новизна. Узагальнено досвід використання будівельно-орієнтованого програмного продукту на базі методу скінчених елементів для аналізу роботи машинобудівних конструкцій. Викладено низку практичних прийомів та підходів до вирішення різноманітних задач у машинобудівній галузі. Практична значимість. Застосування наведеної інформації, методів та підходів дозволяє не тільки вирішити конкретні практичні задачі машинобудівної галузі, а й отримати коректні та практично прийнятні рішення.Item Влияние полимерной основы на свойства резиноволокнистых композитов(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2018) Маркова, Ирина ВикторовнаRU: Цель. В данной работе предполагается исследовать влияние каучуков общего и специального назначения в качестве полимерной матрицы на жесткостные, прочностные свойства резиноволокнистых композитов и их сопротивление тепловому старению. Методика. Резиноволокнистые композиты изготавливали на основе каучуков общего (изопреновый, бутадиен-стирольный, дивиниловый) и специального (бутадиен-нитрильный) назначения. В качестве армирующих волокон использовали полиамидное, хлопковое и стекло - волокна. Для обеспечения высокой прочности связи армирующих волокон с матрицей в резины вводили химический модификатор м–фенилен–бис–малеинимид. Резиновые смеси изготавливали в резиносмесителе. Волокно в резиновую матрицу вводили на вальцах при зазоре между валками 1,0–1,5 мм. В конце смешения полученную смесь 3 раза пропускали через зазор вальцев 0,3–0,5 мм, не меняя направления вальцевания. Вулканизацию образцов проводили в гидравлическом прессе с паровым обогревом при температуре 143° С и оптимальном времени вулканизации. Для определения модуля жесткости резиноволокнистых композитов при малых деформациях (5, 20 %) растяжения снимали нагрузочную кривую (зависимость нагрузки от деформации) для образца в виде двухсторонней лопатки. По полученной кривой определяли напряжение в образце, соответствующее деформации. Тепловое старение вулканизатов осуществляли в воздушном тер-мостате при 120° С в течение 96 часов. Результаты. Показано, что армирование короткими волокнами резин на основе каучуков не только общего, но и специального назначения позволяет значительно повысить их жесткостные свойства и сопротивление тепловому старению при сохранении необходимого уровня прочностных характеристик. Максимальные жесткостные характеристики резиноволокнистых композитов достигаются при применении комбинации армирующих волокон. Научная новизна. Впервые была показана возможность создания резиноволокнистых композитов на основе бутадиен-нитрильной эластомерной мат-рицы с высокими показателями жесткостных, прочностных свойств, а также сопротивления тепловому старению. Практическая значимость. Полученные результаты открывают перспективы разработки материалов для шевронных уплотнителей и других конструкционных элементов, где необходимы высокие показатели не только жесткости и теплостойкости, но и маслостойкости.Item Влияние сопротивлений качению на динамику механизмов подъема транспортирующих машин(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2018) Богомаз, Владимир Николаевич; Бондаренко, Леонид Николаевич; Богомаз, Оксана Валериевна; Брылёва, Мария ГеннадьевнаRUS: Цель. Коэффициент трения качения в подшипниках определяет величину сопротивления вращению канатных барабанов механизмов подъема транспортирующих машин, что влияет на значение коэффициента полезного действия таких машин и, соответственно, на их динамику. Для уточнения величин коэффициента полезного действия (КПД) и скорости движения груза в работе необходимо аналитическим способом определить величину приведенного к цапфе коэффициента трения качения для шариковых подшипников барабана механизма подъема, а также оценить его влияние на динамику такого механизма. Методика. В работе применяются зависимости для определения коэффициента сопротивления шарикового подшипника канатного барабана механизма подъема при вращении его как внутренней, так и наружной обойм, а также расчетные схемы подшипника и барабана. Результаты. По итогам исследований приведены зависимости для определения скорости движения груза и коэффициента полезного действия механизма подъема транспортирующих машин с уточненным значением коэффициента сопротивления движению. Построены соответствующие графические зависимости для конкретного примера. Анализ полученных зависимостей и графиков позволяет сделать следующие выводы: 1) скорость опускания груза зависит от положения каната по длине барабана, уменьшаясь при приближении к середине; 2) приведенный к цапфе коэффициент трения подшипников барабана увеличивается с приближением каната к середине барабана; 3) КПД канатного барабана зависит от положения каната на барабане, уменьшаясь с приближением каната к середине барабана; 4) КПД подшипника зависит от того, какая обойма вращается: внутренняя или наружная, и разница зависит как от нагрузки на подшипник, так и от смазки, достигая более 3 % при ее отсутствии и 2 % – при жидкой смазке. Научная новизна. Авторы получили уточненные зависимости скорости подъема груза и КПД механизмов подъема, используя при этом зависимости по определению коэффициента сопротивления движения в подшипниках барабана. Практическая значимость. Полученные значения сопротивлений могут быть применены для уточненных расчетов механизмов подъема транспортирующих машин.Item Воспоминания о научной школе академика В. А. Лазаряна(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту ім. акад. В. Лазаряна, Дніпро, 2018) Казакевич, Михаил ИсааковичRU: Только сейчас, в эпоху высокоскоростного железнодорожного транспорта, приходит осознание величия пионерных исследований 50-летней давности академика В. А. Лазаряна, его учеников-соратников, их востребованности, актуальности в эволюционном развитии железных дорог в мире. Работа представляет собой воспоминания автора о выдающихся представителях научной школы транспортной механики (в т. ч. в направлении динамики и устойчивости движения железнодорожных составов) – академике В. А. Лазаряне, академике Н. Г. Бондаре, профессоре Е. П. Блохине. Именно они и уже их ученики, неформальный творческий коллектив исследователей разных поколений, продолжили и продолжают дело своего лидера – академика В. А. Лазаряна.Item Вплив людського фактора на виконання технічного обслуговування та ремонту вантажних вагонів(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2018) Шапошник, Владислав ЮрійовичUK: Мета. У науковій роботі необхідно: 1) досслідити показники й критерії оцінки врахування впливу людського фактора на безвідмовність вантажних вагонів; 2) теоретично описати ймовірнісну модель ролі людського фактора під час виконання технічного обслуговування й ремонту вантажних вагонів за технічним ста-ном; 3) розглянути модель розвитку ситуації для випадку критичного дефекту вузла вантажного вагона з урахуванням людського фактора. Методика. Для досягнення поставленої мети дослідження були розгля-нуті методологічні підходи: 1) до оцінки показників надійності в системі «людина – вантажний вагон» під час виконання технічного обслуговування й ремонту; 2) до оцінки рівня безпеки руху в разі переходу з ная-вної системи технічного обслуговування й ремонту вантажних вагонів на систему за технічним станом. Описана модель розвитку ситуації для випадку критичного дефекту вузла вантажного вагона з урахуванням людського фактора. Результати. Наведено підхід до оцінки показників ризиків потенційних відмов вантаж-них вагонів. За показники взято ймовірність появи негативних подій (ризиків) і можливий економічний збиток від їх прояву. У розробленій моделі розвитку ситуації для випадку критичного дефекту вузла вантажно-го вагона з урахуванням людського фактора показано три можливі стани: працездатний та обмежено праце-здатний, непрацездатний і аварійний. Для кожного вихідного стану характерний розвиток подій, що пов’язаний із помилками проектувальників, із дефектами під час виготовлення деталей та вузлів, із людським фактором. Наукова новизна. Запропоновано величину ймовірності відмов, що пов’язана з людським фактором, розглядати як певну частку загальної імовірності відмов системи «людина – вантажний вагон». Наведена інтерпретація функції бажаності Харрінгтона для випадку застосування до вантажних вагонів. Під час проведення технічного обслуговування й ремонту запропоновано ввести показник, що характеризує до-тримання технології використання робіт із технічного обслуговування вантажних вагонів з урахуванням людського фактора. Практична значимість. На основі проведеного дослідження можна оцінити вплив людського фактора на виконання технічного обслуговування та ремонту вантажних вагонів. За розробленою моделлю розвитку ситуації для випадку критичного дефекту можна визначити граничний рівень дефектності вузла вантажного вагона з урахуванням людського фактора для обмеження ризику аварії чи транспортної події.