Інформаційно-керуючі системи на залізничному транспорті

Границі Крамера-Рао для амплітуди та фази синусоїди, адитивно змішаної з одиночним шумовим імпульсом завади

2025-01-06T18:22:41+02:00

Синусоїдні електричні коливання широко використовуються в системах передавання інформації, електропостачанні, діагностуванні та інших галузях техніки та науки. Від точності вимірювання параметрів таких коливань залежать якісні характеристики, а інколи і працездатність приладів і систем, в яких їх використовують. Техніка вимірювання та точнісні характеристики його результатів в умовах спостережень адитивної сигнально-шумової суміші за неперервного в часі характеру шумової завади добре відомі та обґрунтовані теоретично. Технічний бік вимірювання параметрів синусоїдного сигналу, спостереженого на фоні імпульсної завади, розвинено на базі скоріше евристичних підходів. Степінь теоретичного обґрунтування точності отриманих за таких умов оцінок важко назвати прийнятним. У цій роботі на базі статистичної моделі адитивної суміші сигналу та суми імпульсної і неперервної завад, описаної функцією щільності розподілу імовірності, розраховано повний набір елементів відповідної інформаційної матриці Фішера. Визначено границі Крамера-Рао оцінок амплітуди та фази синусоїди відомої частоти за умови її спостереження на фоні вказаних завад. Результати приведено до вигляду, зручного для інженерної практики.

Щодо можливостей застосування штучного інтелекту для створення баз даних

2024-10-26T15:02:16+03:00

Інформаційна технологія створення баз знань є частиною системи керування знаннями, яка дозволяє автоматизувати процеси збору, аналізу та управління знаннями. Ця технологія використовує сервіси штучного інтелекту (ШІ) для вибору найбільш релевантної інформації та її інтеграції в базу знань. Дослідження методу створення баз знань за допомогою ШІ дозволяє розробити новий алгоритм управління знаннями, що значно покращить ефективність та точність роботи системи. В роботі запропоновано метод переходу від традиційних способів збору даних до автоматизованих методів на основі ШІ. Проведено серію експериментів, з створення, нормалізації та наповнювання інформацією баз даних. Наведені результати порівняння трьох моделей штучного інтелекту з точки зору здатності створювати базу даних, нормалізувати її, знайти та заповнити базу даних, а також швидкість виконання запитів.

Холістичний підхід для ухвалення рішень щодо енергозбереження на рейковому транспорті

2025-01-06T14:51:55+02:00

Глобальні прагнення до сталого розвитку та енергетичної ефективності привертають значну увагу до цілеспрямованих заходів з енергозбереження в секторі залізничного транспорту. Зазвичай традиційні підходи до управління енергоспоживанням у залізничних системах є фрагментарними і зосереджені на окремих технологічних або експлуатаційних удосконаленнях ізольовано. Ці заходи мають певний успіх, але не завжди враховують складність залізничної транспортної системи в цілому. Необхідна більш комплексна стратегія, яка б ураховувала взаємопов’язану природу інфраструктури, технологій, політики та експлуатації. Для цього у статті запропоновано варіант цілісної концепції для ухвалення рішень щодо політики енергозбереження в секторі залізничного транспорту. Основна мета полягає в поліпшенні типового циклу ухвалення рішень транспортними підприємствами щодо енергозбереження. У статті проаналізовано досвід упровадження холістичних практик в інших галузях людської діяльності і досліджено, як цілісна методологія може підвищити ефективність політики і практики енергозбереження в залізничному секторі.

Використання телевізійних методів у швидкісній діагностиці дефектів залізничних колій

2024-07-09T13:48:35+03:00

У роботі було проведено детальний аналіз закордонних і вітчизняних інформаційних джерел з питань, що стосуються застосування телевізійних візуально-вимірювальних систем, засобів і методів для швидкісної діагностики дефектів залізничних колій, а також оцінки стану дотичної залізничної інфраструктури. Проведено порівняльний аналіз основних технічних параметрів і характеристик розглянутих систем. Концепція автоматизованих телевізійних візуально-вимірювальних систем заснована на використанні високошвидкісної відеокамери, здатної захоплювати відеозображення рейкового шляху, коли транспортний засіб рухається над ним. Захоплені зображення автоматично аналізуються за допомогою спеціального програмного забезпечення для аналізу зображень. Аналіз програмним забезпеченням заснований на ідентифікації об'єктів або дефектів, виявлених за допомогою математичних методів крос-кореляції та вейвлет-перетворень. Особливу увагу у роботі скеровано на використання технологій машинного зору та нейронних мереж для підвищення автоматизації отримання та опрацювання результатів діагностики дефектів залізничних колій телевізійними методами.

Підготовка метеорологічних даних для навчання моделі штучного інтелекту

2025-01-06T19:02:48+02:00

Прогнозування метеоумов за допомогою сучасних моделей штучного інтелекту потребує попередьої обробки великої кількості даних різних типів. Перед використанням метеоданих для навчання моделей, метеодані мають бути зібрані, об’єднані та структуровані. У статті розглянута підготовка метеоданих для подальшого використання при навчанні графових нейронних мереж з метою прогнозування метеоумов - визначення джерел історичних метеоданих, засобів збору даних, обробки та зберігання у базі даних. Описано властивості метеоресурсів даних вільного використання, з яких здійснюється збір метеоданих, а також підхід до підготовки даних щодо використання. Особлива увага приділяється аспектам забезпечення різноманіття даних для забезпечення навчання моделей штучного інтелекту та росту прогностичних можливостей моделей. Наведено розрахунок статистичних характеристик метеопоказнику «температура» засобами Python. Запропоновано використання бази даних MongoDB Atlas для збереження різноманітних метеоданих.

Порівняльна характеристика та проблеми побудови координатних систем регулювання рухом поїздів

2025-01-06T20:13:28+02:00

Дана коротка характеристика основних варіантів побудови та структури координатних систем регулювання рухом поїздів. Встановлено, що найбільшу пропускну спроможність можуть забезпечити системи з рухомими блок-ділянками. В таких системах блок-ділянки існують лише в математичних моделях, що дає змогу створювати межі та довжину блок-ділянок з розрахунку координати хвоста попереду розташованого поїзда та довжини мінімально допустимого захисного інтервалу з урахуванням реальних характеристик обох поїздів. Визначено список функцій, що виконуються в системах координатного регулювання руху поїздів з рухомими блок-ділянками. Серед них важливе місце займають операції, пов’язані з отриманням та обробкою координатної інформації – визначення координати голови та довжини поїзда, розрахунок допустимої швидкості руху поїзда до хвоста попереду розташованого поїзда. Основні проблеми полягають у створенні програмного забезпечення для розрахунку віртуальних блок-ділянок як підрозділів в рамках існуючої архітектури, а також забезпечення високої надійності каналів радіозв'язку. Наведені основні компоненти програмного забезпечення, необхідні для розрахунку віртуальних блок-ділянок. Воно повинно розраховувати координати стану (місцезнаходження, швидкість) на підставі інформації від датчиків. За результатами оцінки координат стану необхідно проводити їх екстраполяцію з урахуванням динамічних властивостей (тягових та гальмівних можливостей) поїздів. Координатна інформація також є базою для формування команд керування рухом поїздів та вирішення задач оптимізації параметрів руху поїздів (точність виконання графіку руху поїздів, мінімізація енергозатрат та ін.). Проведено аналіз практичної реалізації координатних методів регулювання рухом поїздів в системах, що експлуатуються у світі. За результатами аналізу встановлено, що на сьогоднішній день лише в європейській системі ETSC-3 мінімальний міжпоїзний інтервал визначається на основі розрахунку довжини гальмівного шляху та координати хвоста попереду розташованого поїзда, що значно підвищує пропускну здатність ділянки. У зв'язку з обмеженнями пропускної спроможності та у зв'язку з великими очікуваннями економії на інфраструктурі попит на ETCS-3 зростає. Це також дозволяє видалити колійне обладнання для виявлення поїздів, такі як рейкові кола або лічильники осей. Однак вона знаходиться в стадії розробки, тому що є велика кількість проблем на шляху реалізації.

Теоретичні основи оцінювання проєктної надійності електронної апаратури пасажирських вагонів

2025-01-07T01:33:55+02:00

Авторами статті розроблено методику оцінювання проєктної надійності електронної апаратури пасажирських вагонів. За її допомогою проведено дослідження проєктної надійності найбільш важливих електронних блоків пасажирського вагона – регулятора напруги генератора, блока реле частоти, блока регулювання заряду акумуляторної батареї та блока захисту. Ця методика є універсальною, ураховує експлуатаційні коефіцієнти електронного обладнання та може бути використана для оцінювання надійності електронної апаратури не тільки вагонів локомотивної тяги, але й іншого рухомого складу залізниць. Запропоновано технологію діагностування електрообладнання вагона, що враховує отримані розрахунком показники надійності електронних блоків вагона та визначає послідовність діагностування електронної апаратури.

Вплив професійного стресу на рівень функціональної надійності транспортних операторів

2025-01-06T09:54:36+02:00

Досліджено проблему професійної надійності людини-оператора. Встановлено, що добре підготовлений оператор має сильні якості, відсутні в системах зі штучним інтелектом. Через це надійність системи управління за участю людини вища, ніж у системи без людини, навіть із чотириразовим її резервуванням. Розглянуто вплив на формування рівня професійної надійності людини-оператора за стресових ситуацій. Зроблено акцент на тому, що функціональний стан, професійне здоров'я та біологічний вік суттєво залежать від впливу професійного стресу. Запропоновано методи, що зменшують прискорене зношування організму.

Дослідження правил пріоритетності руху поїздопотоків у залізничних системах

2025-01-06T19:16:05+02:00

У статті досліджено правила пріоритетності руху поїздопотоків у різних залізничних системах світу для виявлення закономірностей, проблем і дієвих практик у встановленні пріоритетів для удосконалення чи розроблення нових правил пріоритетності, які підвищать ефективність роботи залізничної системи України. Проведено класифікацію критеріїв пріоритизації та проаналізовано законодавчу базу. На основі порівняльного аналізу вибраних показників залізничних систем світу виявлено значно завищений показник пунктуальності (рівня виконання графіка руху) пасажирських поїздів на залізниці України. На основі розрахунку дендрограми ієрархічної кластеризації чисельно доведена належність залізниці України до переважно вантажних залізниць із незначним пасажирським рухом. Виявлено, що сучасна перевага пасажирського руху викривляє властивості системи.

Удосконалення системи збудження збудника тягового генератора тепловозів серії 2ТЕ116

2025-01-06T21:14:28+02:00

У статті розглянуто систему електричної передачі потужності тепловоза з акцентом на збудження та регулювання напруги тягового генератора. Зазначено, що підтримка сталої потужності дизеля шляхом регулювання напруги на виході випрямляча є важливим завданням.
Проаналізовано недоліки наявної системи збудження з використанням резисторів, що призводять до нестабільної роботи через нелінійність характеристики намагнічування і температурні зміни. Запропоновано впровадження блока регулювання напруги збудника типу ВС-650У2 – БРН-В, який забезпечує гальванічну розв'язку, самозбудження, підтримку та обмеження напруги і струму збудження, а також захист від короткого замикання.
Упровадження блока БРН-В дає змогу виключити зі схеми тепловоза кілька елементів, що покращує надійність і знижує потребу в обслуговуванні.

Оцінювання ефективності запровадження сервісу в систему ремонту ВРС

2025-01-06T21:40:50+02:00

У статті розглянуто питання оцінювання ефективності сервісу для високошвидкісного рухомого складу як складової підвищення якості його обслуговування та ремонту. Порівнено ефективність планово-попереджувальної та предиктивної систем його виконання, а також розглянуто систему розумного предиктивного обслуговування, що дає змогу прогнозувати стан обладнання за допомогою моніторингу динаміки його показників. Оцінювання ефективності сервісу розглянуто в рамках контракту життєвого циклу (КЖЦ), який не тільки забезпечує підвищення рівня технічного стану рухомого складу, а й знімає з перевізника необхідність контролю його стану і дає змогу сконцентруватися на виконанні перевезень. Також оцінено перспективи використання сучасних технологічних рішень для виконання ТОіР задля підвищення продуктивності виробництва.

Управління вагонопотоками на міжнародних залізничних маршрутах і шляхи підвищення ефективності

2025-01-07T20:50:06+02:00

Розглянуто проблеми управління вагонопотоками на міжнародних залізничних маршрутах: оптимізацію процесів транспортування з урахуванням технічних, організаційних та інфраструктурних факторів. Запропоновано універсальну математичну модель, яка враховує час простою вагонів, витрати локомотивогодин, митні процедури і витрати на пальне. Проаналізовано ефективність застосування різних математичних методів, таких як лінійне програмування, генетичні алгоритми та методи прогнозування. У статті надано практичні рекомендації з удосконалення управлінських процесів і зменшення затримок за перевезень. Результати сприяють підвищенню ефективності залізничних вантажних перевезень і покращенню міжнародної логістики.

Щодо параметрів залізничної колії, що забезпечують плавність і безпеку руху в межах залізничних переїздів

2025-01-07T21:55:37+02:00

Зі збільшенням ширини колії (особливо у кривих ділянках) до максимально допустимих значень з’являється небезпека удару гребеня колеса об відвід контррейки, яка конструктивно забезпечує необхідний жолоб у настилі залізничного переїзду. Для забезпечення комфортабельності та безпеки руху необхідно за встановлених швидкостей обмежити максимально допустиму ширину колії або змінити мінімальний розмір жолоба в залізничному переїзді, або зменшити максимальну швидкість руху. Ці висновки актуальні для залізниць ширини колії 1520 і 1435 мм.