Інформаційно-керуючі системи на залізничному транспорті

Analysis of operating conditions and modes of locomotive traction motors

Володимир Павлович Нерубацький — 2025-12-26

Traction motors are a key element of locomotive drive systems, the safety and efficiency of transportation depend on the reliability and stability of their operation. Under intensive operating conditions, motors are exposed to variable mechanical, electrical and thermal loads. Additionally, their operation is affected by environmental factors – temperature, humidity, dust, vibrations. An important component of increasing efficiency is the implementation of modern methods of diagnosing, monitoring and predicting the condition of motors using the Internet of Things and cloud computing. The object of research is the physical processes that occur in locomotive traction motors during their operation in different modes and under different operating conditions. The article analyzes the conditions and operating modes of locomotive traction motors with detailed consideration of the influence of temperature conditions, insulation quality, load modes, operating conditions, electromagnetic interference, and modern cloud monitoring technologies. The features of thermal processes in windings, methods of monitoring the condition of insulation and diagnostics, as well as the implementation of remote monitoring systems are considered. The need for a comprehensive approach to assessing the technical condition of traction motors, based on a combination of traditional control methods with the analytical capabilities of cloud services, is substantiated. The results of the analysis showed that the efficiency and reliability of locomotive traction motors are significantly influenced by external factors. The greatest threats are climatic conditions, electricity quality, vibration levels, electromagnetic interference, and maintenance organization. Their negative impact can be reduced by using modern diagnostic monitoring systems. This, in turn, will help increase motors efficiency, reduce operating costs, and extend the service life of locomotives.

Удосконалення технології доставлення термінових вантажів і багажу залізничним транспортом

Денис Вікторович Ломотько — 2025-12-26

У статті розглянуто проблеми організації доставлення термінових вантажів і багажу на залізничному транспорті України. Проаналізовано сучасний стан пасажирських перевезень і якість сервісного обслуговування на прикладі роботи вокзалу пасажирської станції Х. Встановлено основні недоліки існуючої системи обробки багажу та вантажобагажу. Запропоновано удосконалену технологію трансферу багажу з використанням досвіду авіаційного транспорту і логістичних операторів. Обґрунтовано доцільність впровадження автоматизованих поштоматів для обробки термінових відправлень. Розраховано необхідну кількість комірок поштоматів і TVM-автоматів для продажу квитків на основі аналізу пасажиропотоків. Проведено техніко-економічне обґрунтування запропонованих заходів, яке підтвердило їхню економічну доцільність із терміном окупності два роки.

Формування моделі Transit Network Design для швидкісного залізничного пасажирського сполучення в контексті парадігми цифрових двійників транспортних систем

Віктор Миколайович Прохоров — 2025-12-26

У статті розглянуто формування моделі Transit Network Design для оптимізації маршрутів швидкісних пасажирських поїздів на залізничній мережі з урахуванням прогнозованого попиту на перевезення між станціями. Основну увагу приділено побудові математичного апарату, що дозволяє генерувати маршрути без заздалегідь заданого їх переліку, використовуючи лише топологію мережі та матрицю очікуваного попиту. Запропонована модель відходить від статичного планування, враховуючи не лише базові значення попиту, але й функцію зниження привабливості поїздки залежно від кількості проміжних зупинок між станцією відправлення та призначення. Це дозволяє об'єктивно оцінювати гіпотетичні маршрути та формувати раціональну мережу руху швидкісних поїздів з погляду як операційної ефективності, так і пасажирської привабливості. У моделі запропоновано цільову функцію, спрямовану на максимізацію сумарного реалізованого попиту або доходу оператора транспортних послуг, забезпечуючи оцінку впливу топологічних рішень (конфігурації маршрутів, розміщення зупинок, довжини поїздок) на економічну ефективність системи. Цей підхід забезпечує наукову обґрунтованість і прозорість процесу проектування мережі руху. Також детально розглянуто можливість застосування парадигми цифрових двійників для симуляційного відтворення функціонування мережі, що дозволяє аналізувати альтернативні варіанти розкладів, топологій і політики маршрутизації у масштабі, близькому до реального часу. Це забезпечує основу для подальшої автоматизації формування мережі руху та її відтворюваності в сучасному цифровому середовищі.

Фундаментальні принципи проактивного моніторингу рейок за допомогою волоконнооптичних сенсорів

Максим Володимирович Канєвський — 2025-12-26

Дослідження присвячене розробленню і теоретичному обґрунтуванню фундаментальних принципів створення проактивної системи моніторингу цілісності залізничних рейок на основі технології розподіленого акустичного зондування (DAS). Проаналізовано критичні недоліки існуючих методів інспектування, що функціонують у реактивній парадигмі і створюють «сліпі зони» між перевірками. Обґрунтовано, що DAS є оптимальним технологічним рішенням завдяки нечутливості до електромагнітних завад, можливості контролю ділянок до 100 км та економічності за рахунок використання сучасних волоконно-оптичних кабелів. Досліджено фізику поширення пружних хвиль у рейці, що дало змогу встановити компроміс між дальністю (низькі частоти) і деталізацією (високі частоти) моніторингу. Сформульовано головний науковий внесок — теоретичну основу для проактивного виявлення дефектів «з випередженням» через аналіз вібрацій, що поширюються рейкою попереду поїзда.

Розроблення структурної схеми та бази правил нейро-нечіткої системи керування дизель-генераторною установкою

Андрій Сергійович Залата — 2025-12-26

У статті подано комп’ютерну модель інтелектуальної системи керування дизель-генераторною установкою, реалізовану в середовищі MATLAB/Simulink. Описано формування структурної схеми, що поєднує фізичні моделі силових підсистем і модулі нейро-нечіткого керування. Особливу увагу приділено побудові бази правил, створеної на основі кластеризації Fuzzy C-Means і подальшого нейронного навчання, що забезпечує адаптацію системи до зміни маси поїзда, профілю колії та довжини ділянки руху.
Продемонстровано аналітичні залежності керувального коефіцієнта для різних експлуатаційних умов і показано здатність моделі прогнозувати оптимальні керувальні дії в режимі реального часу. Результати підтверджують ефективність поєднання нечіткої логіки та машинного навчання в системах керування дизель-генераторними установками.

Розрахунок електромагнітної сумісності в задачах частотно-територіального планування мереж технологічного радіозв’язку

Андрій Олександрович Єлізаренко — 2025-12-26

У роботі розглянуто комплекс питань частотно-територіального планування мереж залізничного технологічного радіозв’язку. Для розрахунків запропонована модель поширення радіохвиль на залізницях, яка дає змогу виконувати розрахунки просторового і частотного рознесення радіозасобів за виконання умов забезпечення електромагнітної сумісності. Розроблено методику, яка може бути покладена в основу відомчої нормативної бази.

Розроблення пристрою для автоматичного регулювання температури електрообігріву контактів автоперемикачів стрілочних електроприводів

Валентин Іванович Мойсеєнко — 2025-12-26

Автоперемикач електричного приводу стрілки є відповідальним елементом конструкції, він забезпечує формування інформації про положення кінців стрілки. Водночас цей компонент, порівняно з іншими елементами конструкції приводу, є найменш надійним. Значна кількість пошкоджень викликана негативними впливами навколишнього середовища: висока вологість, низька температура повітря можуть спричинити затвердіння контактів, що негативно впливає на роботу ланцюга керування. Існуючі технічні засоби для запобігання негативним атмосферним впливам включають включення резисторів для електричного нагрівання контактів протягом зимового періоду експлуатації. Наявна система технічного обслуговування електроприводів стрілок передбачає включення та виключення електричних нагрівальних резисторів обслуговуючим персоналом.
Слід зазначити, що переважна більшість станцій з невеликою кількістю стрілок не передбачають постійної присутності обслуговуючого персоналу, тому, очевидно, цей процес зовсім не узгоджується з коливаннями температури навколишнього середовища. Насправді електромеханік SCB може бути присутнім на певній станції свого району під час виконання планових робіт або під час усунення пошкоджень електричних пристроїв централізації.

Інтелектуальна інформаційна система перекладу штучних мов

Антон Олегович Гаврашенко — 2025-12-26

Стаття присвячена розробленню інтелектуальної інформаційної системи перекладу штучних мов із використанням методів штучного інтелекту і статистичних алгоритмів, пропонуючи інноваційний підхід для підвищення ефективності машинного перекладу в умовах динамічного розвитку сучасних технологій. Метою роботи є розроблення інтелектуальної інформаційної системи перекладу штучних мов. Дослідницькою складовою в запропонованій системі є оцінювання ефективності використання методів штучного інтелекту для перекладу штучних і звичайних мов, що може призвести до скорочення часових і ресурсних затрат, а також забезпечити високу точність і надійність результатів. У роботі досліджено застосування довгої короткочасної пам'яті (LSTM) для перекладу.
Результати демонструють, що LSTM досягає точності до 97.5 % для контрольованої вибірки вхідних даних і до 93 % на випадковому датасеті. Отримані результати підтверджують ефективність розробленої системи, що дає змогу з високою ефективністю перекладати звичайні та штучні мови.

Створення цифрового двійника залізничної мережі та його інтеграція з автоматизацією реагування на кіберзагрози SOAR на базі штучного інтелекту

Василь Олександрович Сотник — 2025-12-26

У статті обґрунтовано необхідність створення цифрового двійника залізничної мережі (ЦД) і досліджено механізми його інтеграції з передовою системою автоматизації реагування на кіберзагрози (SOAR) на базі штучного інтелекту (ШІ). В умовах тотальної цифровізації, впровадження Інтернету речей (ІоТ) і АСУ/СЦБ залізнична інфраструктура критично розширює поверхню для кібератак, що потребує переходу від реактивних до проактивних методів захисту.
ЦД визначено як високоточну віртуальну копію фізичної системи (колії, рухомий склад, енергопостачання, СЦБ, АСУТП і мережева інфраструктура), яка слугує інтелектуальним полігоном для кіберзахисту. Детально розглянуто основні функції ЦД: моделювання руху, моделювання інфраструктури, моделювання систем СЦБ і моделювання енергопостачання і зв'язку. Кожна з цих функцій є критично важливою для симуляції кібератак і оцінювання їхнього реального фізичного впливу на безпеку руху, наприклад спроби несанкціонованої зміни положення стрілки чи порушення зв'язку.
Система SOAR подана як головний інструмент, що забезпечує оркестровку (координацію інструментів безпеки) і автоматизацію (виконання контрзаходів за допомогою «плейбуків»), необхідну для миттєвого реагування на інциденти.
Штучний інтелект виступає в ролі «мозку» для ухвалення рішень, використовуючи ЦД для оцінювання наслідків інциденту і вибору оптимального сценарію реагування SOAR із пріоритетом: Безпека руху – Функціональність – Відновлення. Запропоновано концептуальну архітектуру та алгоритм інтеграції, що дає змогу SOAR/ШІ автоматично
тестувати контрзаходи у віртуальному середовищі ЦД перед застосуванням їх у реальній мережі, мінімізуючи операційні ризики.
Наведені практичні приклади застосування елементів ЦД і ШІ на залізницях світу (Deutsche Bahn, Network Rail, Італійська Державна Залізнична Група) що підтверджують перспективність технології. У висновку зазначено, що інтеграція ЦД, SOAR і ШІ є стратегічною необхідністю для підвищення загальної кіберстійкості та надійності залізничного транспорту, особливо в умовах постійних кібернетичних загроз.