Інформаційно-керуючі системи на залізничному транспорті

Удосконалення автоматизованої системи управління вантажними перевезеннями залізницею в умовах інтермодальних перевезень під час воєнного стану

Лариса Олексіївна Пархоменко — 2026-04-27

Запропонована технологія дає змогу оптимізувати використання залізничного рухомого складу та зменшити час простою контейнерів на станціях і в логістичних хабах. Удосконалена автоматизована система керування вантажними перевезеннями Української залізниці (АСК ВП УЗ-Є) через впровадження прогнозної моделі забезпечує скорочення часу та витрат на транспортування вантажів завдяки раціональному розподілу часових ресурсів, технічних потужностей і людського фактора в системі підтримки ухвалення рішень, а також зниження ризиків під час транспортування вантажів. У статті запропоновано удосконалену структуру автоматизованої системи керування вантажними перевезеннями за взаємодії залізничного та морського транспорту з логістичним хабом. Розраховано економічну доцільність упровадження запропонованої автоматизованої технології.

Організація мереж поїзного радіозв’язку в умовах гірської місцевості та в тунелях залізниць

Андрій Олександрович Єлізаренко — 2026-04-27

Розроблено пропозиції з організації та розрахунку мереж поїзного радіозв’язку в гірських районах різної складності та в тунелях залізниць.
В умовах гірської місцевості суттєво ускладнені умови поширення радіохвиль УКХ діапазонів, що призводить до зростання згасання сигналів і підвищення глибини флуктуацій.
Канали УКХ діапазону в тунелях можна організувати тільки з використанням випромінюючих кабелів, які не тільки забезпечують передавання електромагнітної енергії вздовж тунелю, а і сприяють випромінюванню електромагнітної енергії в зоні прокладання. Запропоновано організацію дводіапазонних систем гектометрового та метрового діапазонів із використанням єдиної випромінюючої мережі.

Модель імовірнісно-нечіткого контролера зі змінною структурою в контурі нечіткого управління автономним роботом

Анатолій Олексійович Каргін — 2026-04-27

Розповсюдження безпілотних систем у різних сферах, насамперед промисловості, транспортній і військовій галузі, передбачає найголовніше завдання підвищення їхньої автономності. Рівень автономності цих систем безпосередньо залежить від їхньої здатності ухвалювати рішення в умовах невизначеності. Класичні нечіткі логічні системи (Fuzzy Logic System, FLS) дають змогу формалізувати ухвалення рішень в умовах неповних знань чи неточних даних, але мають певні обмеження. По-перше, налаштування нечіткої системи можливо тільки для нескладних завдань. По-друге, FLS не мають властивості масштабованості. По-третє, існують обмеження щодо реалізації нечітких рішень, отриманих FLS: відсутність апаратно реалізованих нечітких актуаторів потребує дефазифікації нечітких рішень, коли всі можливі варіанти рішення узагальнюють і зводять до одного числа, як наслідок, це унеможливлює використання альтернативних або «слабких» рішень, що теж призводить до ситуацій, які порушують автономність. У статті розглянуто шляхи подолання останнього обмеження на базі нової моделі штучного інтелекту, що відчуває (Feeling Artificial Intelligence, FAI). Запропоновано модифіковану версію FLS із моделлю ймовірнісно-нечіткого контролера зі змінною структурою (Probabilistic-Fuzzy Controller, PFC). FLS із моделлю PFC забезпечує вибір альтернативних керуючих дій у невизначених умовах, реалізуючи управління як випадкову величину з розподілом імовірностей, що отримано на основі значень упевненості, що були розраховані FLS на етапі акумуляції нечітких правил. Це дає змогу реалізувати рішення, що не домінують у традиційній FLS. Показано переваги застосування модифікованої FLS із PFC моделлю для управління автономним роботом і наведено порівняння її рішень із тими, що отримані за допомогою класичної FLS. Визначення потрібної структури закону управління для вибраного значення керуючого рішення, що додатково робить PFC, додає адаптивності ймовірніснонечіткому контролеру зі змінною структурою в контурі нечіткого управління автономними системами і є ще однією його перевагою. У статті наведено результати розрахунків, моделювання та експериментів, що підтвердили практичну перевагу моделі. Новий підхід підвищує автономність безлюдних систем і адаптивність ухвалення керуючих рішень.

Підвищення ефективності взаємодії об’єктів припортової станції та морського порту

Ганна Ігорівна Шелехань — 2026-04-27

У статті проаналізовано сучасний стан і умови функціонування припортової вантажної станції з позиції ефективності її взаємодії з морським портом для обробки вагонопотоків з експортними вантажами. Виконано формалізацію процесу обробки експортних вагонопотоків на станції з урахуванням мінімуму часу простою вагонів в очікуванні технологічних операцій. Сформована математична модель дає змогу враховувати випадковість подавання місцевих вагонів з експортними вантажами у порт, оцінювати ефективність використання об’єктів станційної та портової інфраструктури, прогнозувати середній час простою місцевих вагонів.

Критерії для призначення ремонту з оновлення верхньої будови безстикової колії

Надія Олександрівна Муригіна — 2026-04-27

У статті запропоновані чисельні значення основних критеріїв щодо призначення ремонту з оновлення верхньої будови безстикової колії, які встановлені на основі аналізу зміни надійності рейко-шпальної решітки в процесі експлуатації. У якості основних критеріїв розглядаються пропущений тоннаж (строк служби у роках) та поодинокий вихід рейок за дефектами у період експлуатації колії. Запропоновані математичні моделі для визначення: ймовірність появи відмов рейок, залізобетонних шпал та проміжних скріплень типу КБ в залежності від напрацьованого тоннажу.

Дослідження впливу пульсацій струму на коефіцієнт корисної дії тягових двигунів постійного струму

Віктор Миколайович Ковальов — 2026-04-27

У статті проведений аналіз впливу пульсацій струму на коефіцієнт корисної дії (ККД) тягових двигунів постійного струму. Отриманий аналітичний вираз для розрахунку ККД тягових двигунів постійного струму магістральних електровозів при їх живленні від однофазних напівкерованих тиристорних випрямлячів. Визначений кількісний вплив гармонік струму якоря на ККД двигуна. Методика визначення ККД ґрунтується на законі збереження енергії, методі гармонійного аналізу, методах з теорії електричних машин та комп'ютерного моделювання. В результаті проведених досліджень удосконалений аналітичний вираз для визначення ККД двигуна постійного струму при його живленні від однофазного напівкерованого тиристорного випрямляча з урахуванням коефіцієнта пульсацій струму. На комп'ютерній моделі отримані експериментальні графічні залежності коефіцієнта пульсацій струму від кута керування тиристорів, індуктивності обмотки якоря і струму навантаження. Методом планування експерименту отриманий аналітичний вираз для розрахунку коефіцієнта пульсацій струму. Результати досліджень мають практичну значимість: аналітичний вираз для визначення ККД двигуна постійного струму при його живленні від однофазного напівкерованого тиристорного випрямляча дозволяє розрахувати коефіцієнт використання двигуна за механічною потужністю з урахуванням допустимого нагрівання пульсуючим струмом.

Формування стохастичної моделі операційної ефективності прикордонних залізничних станцій

Д. В. Ломотько — 2026-04-27

Запропоновано комплексну математичну модель для оптимізації операційних процесів прикордонних залізничних станцій з урахуванням стохастичної природи вантажних потоків та обмежень інфраструктурної потужності. Застосовано теорію масового обслуговування з використанням формули Ерланга C для багатоканальних систем і наближення Аллена-Кунніна для G/G/c черг. Для оцінювання ризиків використано метод Монте-Карло з 1000+ симуляцій. Економічна оцінка базована на моделі Total Cost of Ownership (TCO) з урахуванням капітальних та операційних витрат. Розроблено вимоги щодо системи підтримки ухвалення рішень оперативного персоналу, що дає змогу визначити вузькі місця інфраструктури та оптимізувати розподіл вантажопотоків між технологічними лініями з потенційною економією до 15-20 % операційних витрат.

Model and algorithm for neural network-based gaze fixation duration determination for dynamic content adaptation in inclusive learning

Олеся Юріївна Барковська — 2026-04-27

The relevance of this study stems from the fact that most existing inclusive educational technologies provide only basic access to content but do not ensure its effective mastery. In practice, they rely on static personalization grounded in a pre-defined user profile (e.g., impairment type). The key shortcoming of this approach is its blindness to the dynamics of the actual learning process: the system cannot recognize when a learner experiences an immediate spike in cognitive load or encounters difficulty understanding a specific term or formula. This creates a barrier that leads to frustration, loss of motivation, and ultimately superficial learning.
The objective of the work is to develop and substantiate an innovative mechanism for real-time dynamic adaptation of educational content that responds to learners’ cognitive difficulties as they occur.
The study is based on designing a system that uses eye-tracking to monitor user interaction with digital instructional materials. The primary biometric indicator is the fixation duration on specific semantic units (text fragments, images, formulas).
This work is the first to propose an adaptation mechanism grounded in the hypothesis that prolonged gaze fixation is a reliable marker of comprehension difficulty or elevated cognitive load. Upon detection of an extended fixation, the system automatically triggers an adaptive scenario and offers targeted, context-specific support (e.g., term definitions, simplified explanations, visual examples) precisely for the unit that elicited difficulty. This approach enables a shift from macro-personalization (profile-level) to micro-personalization (real-time), thereby creating a more responsive and effective inclusive learning environment.

Оцінювання потенціалу впровадження альтернативних джерел енергії для залізничної автоматики в Україні

Сергій Олексійович Змій — 2026-04-27

У статті розглянуто актуальну науково-прикладну задачу підвищення стійкості електропостачання об’єктів залізничної автоматики України в умовах воєнних дій, техногенних загроз і системних порушень роботи централізованої енергосистеми. Показано, що традиційна модель гарантованого електропостачання пристроїв сигналізації, централізації та блокування (СЦБ), побудована на двопроменевому живленні від зовнішніх мереж із резервуванням дизель-генераторними агрегатами, формально відповідає вимогам І категорії надійності, однак на практиці виявляє обмежену здатність щодо функціонування в умовах тривалих масових відключень електроенергії та порушення логістики пального.
Обґрунтовано необхідність переходу від парадигми надійності до парадигми стійкості (resilience), яка передбачає здатність об’єктів СЦБ зберігати працездатність в автономному режимі протягом тривалого часу та швидко відновлювати функціонування після зовнішніх впливів. Як основний інструмент такого переходу розглянуто впровадження децентралізованих гібридних систем енергозабезпечення на основі відновлюваних джерел енергії з використанням фотоелектричних станцій, малих вітроенергетичних установок і систем накопичення енергії.
Проаналізовано розрахункові електричні навантаження постів електричної централізації, визначено характер базових і пікових режимів споживання, а також обґрунтовано вимоги щодо потужності інверторного обладнання та ємності акумуляторних батарей для забезпечення автономної роботи протягом не менше 48 годин. Оцінено сонячний і вітровий енергетичний потенціал України з урахуванням регіональних і сезонних особливостей, що дало змогу сформувати диференційовані рекомендації щодо конфігурації гібридних систем для різних кліматичних зон.
Показано доцільність використання двосторонніх фотоелектричних модулів на основі технології N-type TOPCon із ґонтовою архітектурою з’єднання елементів, які забезпечують підвищену ефективність у зимовий період, кращу роботу за умов слабкого освітлення та підвищену стійкість до вібраційних навантажень, характерних для залізничної інфраструктури. Запропонована методика дає змогу підвищити енергетичну автономність об’єктів СЦБ, знизити експлуатаційні витрати і забезпечити додатковий екологічний ефект за рахунок скорочення викидів вуглекислого газу.

Features of the use of brushless motors in traction rolling stock

Володимир Павлович Нерубацький — 2026-04-27

The review study examines a range of technical, design, and operational features of modern brushless valve and asynchronous traction electric machines, which are widely used in locomotive construction and transport electric drives. The object of research is electromagnetic, thermal, and energy processes occurring in brushless valve and asynchronous traction motors during their operation in traction rolling stock systems. The design features of brushless traction motors are analyzed, which are characterized by high energy efficiency, increased specific power, the absence of a mechanical collector, as well as the ability to provide wide ranges of torque and speed control while minimizing maintenance. The specifics of working processes in valve and asynchronous motors have been identified, which are determined by the principles of electromagnetic conversion, control methods, and the response of an electric machine to variable loads. Compare the features of electromagnetic torque formation, commutation, and thermal modes of these motors in traction systems. Special attention is paid to the issues of regulating the rotation speed of asynchronous traction motors, which is implemented using frequency converters with scalar, vector, and direct control methods. The advantages of vector control, which ensures dynamic stability and maximum utilization of the motor's overload capacity in traction and recuperation modes, have been identified. The structural and technological features of designing asynchronous traction motors for locomotives have been studied, in particular the requirements for the magnetic system, rotor strength, cooling systems, and electrical insulation materials. The trends in the development of modern traction electric machines are summarized, in particular, the introduction of energy-efficient materials, the expansion of the operating frequency range, the improvement of thermal reliability, and the integration of the motor with power electronics into single electromechanical modules.

Порівняльний аналіз оптимізаційних алгоритмів для побудови оптимізованих траєкторій руху рейкового транспорту

Вадим Михайлович Ляшенко — 2026-04-27

У цьому дослідженні наведено порівняльний аналіз алгоритмів оптимізації, що застосовують для побудови енергоефективних траєкторій руху поїздів. У рамках дослідження порівняли результати роботи евристичного «жадібного» алгоритму та метод динамічного програмування (DP), заснований на принципі оптимальності Беллмана. Дослідження присвячене фундаментальній проблемі визначення оптимальних траєкторій швидкості як функції часу відстані, які мінімізують споживання енергії за чіткого дотримання графіка руху. Така оптимізація є особливо складною в умовах залізничного транспорту через значні варіації поздовжніх профілів колій, характеристик рухомого складу та необхідність ухвалення рішень у режимі реального часу. Хоча динамічне програмування гарантує глобально оптимальне рішення, воно потребує значних обчислювальних ресурсів. І навпаки, «жадібні» евристичні алгоритми мають практичні переваги в обчислювальній ефективності та простоті реалізації, проте покладаються на локальні оптимуми. Це дослідження оцінює такі компроміси через моделювання різних операційних сценаріїв. Аналіз показує, що хоча «жадібний» алгоритм досягає швидкості обчислення, яка приблизно в 30 разів перевищує швидкість підходу динамічного програмування, він спричиняє збільшення енергоспоживання до 10 % на складних профілях колії через відсутність попереднього прогнозування. Однак на рівній місцевості різниця в ефективності значно зменшується. Ці результати кількісно оцінюють практичні наслідки вибору алгоритму, слугуючи основою для розроблення гібридних стратегій енергоменеджменту, що враховують вимоги щодо часу обробки даних у системах автоведення поїздів та економічні вигоди від мінімізації енергоспоживання.