В практике контроля технического состояния деталей и узлов подвижного состава в процессе эксплуатации и ремонта важное значение имеет своевременное определение отклонений геометрических размеров ответственных элементов тележки, автосцепного устройства и других узлов, которое осуществляется с помощью специализированных шаблонов и калибров. В статье рассмотрены возможности замены дорогостоящих металлических шаблонов шаблонами из полимерного материала, которые значительно легче и дешевле в производстве. Актуальность замены определяется достаточно большим количеством необходимых средств измерения такого типа и специалистов, которые используют эти шаблоны и калибры в процессе ремонта и обслуживания подвижного состава железных дорог, в том числе в полевых условиях.

В статье проанализированы различные шаблоны для определения параметров узлов подвижного состава и определены те из них, которые возможно заменить на более легкие и дешевые. Часть таких шаблонов, достаточно простых и не имеющих подвижных частей, целесообразно в порядке эксперимента заменить на шаблоны из полимерного материала, изготовленные методом 3D-печати. В работе приведены данные по изготовлению таких шаблонов из разных полимерных материалов. Наиболее пригодным для этого материалом стал PETG-пластик, для которого определены оптимальные параметры и условия его печати. Эксплуатация этих средств измерения в течение года показала, что они более удобны при использовании, их метрологические характеристики аналогичны характеристикам металлических шаблонов.

В статье рассматривается задача оптимизации маршрутов доставки топливно-смазочных материалов специальному подвижному составу железных дорог с использованием метода Кларка Райта. Актуальность исследования определяется необходимостью решения проблемы совмещения подвижных средств обслуживания (топливозаправщиков) с местами обслуживания (топливными базами) при минимизации логистических издержек.

На основе реальных данных участка Западно-Сибирской железной дороги построена матрица кратчайших расстояний между пятью станциями по автомобильным дорогам. Применен классический алгоритм Кларка Райта (Clark Wright Savings Algorithm), как один из наиболее эффективных методов для решения задачи маршрутизации транспорта с ограничениями вместимости. Алгоритм реализован на Python с пошаговой визуализацией процесса объединения маршрутов.

Метод Кларка Райта позволил сократить количество топливозаправщиков с пяти (при индивидуальной доставке каждому клиенту) до двух, при общей протяженности маршрутов 86,9 км. Экономия количества транспортных средств составила 60 %, что приводит к значительному сокращению операционных расходов на содержание автопарка, оплату труда водителей и топливо.

Научная новизна работы состоит в применении классического алгоритма Кларка Райта к специфической задаче оптимизации топливоснабжения специального подвижного состава железных дорог с подробной пошаговой реализацией и анализом результатов. Полученные результаты демонстрируют практическую эффективность метода и его применимость для железнодорожного транспорта. Предложенный подход может быть распространен на другие участки сети и модифицирован для учета динамических ограничений (временные окна, переменные объемы спроса).

В данной статье обоснована необходимость использования спектральных показателей вертикальных неровностей рельсовой колеи в качестве дополнительных диагностических признаков при назначении планово-предупредительной выправки пути на особо грузонапряженных линиях. Выполнен анализ действующих критериев выправки, установленных правилами назначения ремонтов.

Предложены авторские спектральные показатели: энергия коротких волн (диапазоны D0–D1 по классификации EN 13848), индекс системной деградации и доминирующая длина волны. Для верификации использованы модельные данные, генерированные суперпозицией гармоник с заданным распределением энергии по диапазонам. Восстановление натурного профиля выполнено с помощью быстрого преобразования Фурье и обратной передаточной функции хордальной системы.

Показано, что действующий критерий (количество отступлений 2-й степени за три весенних месяца) имеет реактивный характер и не учитывает пространственную структуру неровностей. Статистический анализ 3205 км Транссибирской магистрали подтвердил, что лишь 25,6 % отступлений фиксируется весной.

Предложенные показатели позволили надежно дифференцировать модельные сценарии: для сценария с преобладанием коротких волн (балластные дефекты) энергия коротких волн составила 77 % от общей, доминирующая длина волны 2,78 м; для сценария с длинными волнами (системные деформации земляного полотна) 20 % и 125 м соответственно. При условно одинаковом числе отступлений (25 шт./км) традиционный подход назначает выправку обоим участкам, тогда как спектральный анализ рекомендует дополнительную диагностику для сценария с системными деформациями, что позволит избежать неэффективных затрат. Результаты могут быть использованы в системах диагностики и планирования ремонтов железнодорожного пути, особенно в условиях сокращения инвестиционных программ ОАО «РЖД».

Полученные результаты обосновывают необходимость включения спектрального анализа вертикальных неровностей в систему дополнительных критериев при планировании планово-предупредительной выправки. Дальнейшие исследования направлены на выявление критических скоростей роста энергии коротких волн для упреждающего назначения выправки.

В статье рассмотрены вопросы оценки оптимального срока службы крестовин стрелочных переводов марки 1/11.

Выполнена оценка средних долей количества стрелочных переводов самой распространенной марки 1/11, уложенных по различным типам путей на станциях, на примере четырех дистанций пути (ПЧ Т, ПЧ Б, ПЧ Кар, ПЧ Кам), расположенных на Транссибирской и Среднесибирской магистралях. Например, средняя доля стрелочных переводов по главным путям 48 %, по приемо-отправочным 17 %, по подъездным 11 % и т. д.

Определены доли среднегодовой потребности в новых и старогодных крестовинах стрелочных переводов марки 1/11 при существующем нормативном сроке службы крестовин 80 млн т и увеличенном в два раза –160 млн т. Из условия ресурсосберегающего рационального распределения старогодных крестовин стрелочных переводов рассчитаны предельные уровни годности крестовин после первого срока службы.

Установлены фактические зависимости снижения средней доли годности крестовин стрелочных переводов от увеличения их срока службы для эксплуатационных условий I и II путей Транссибирской и Среднесибирской магистралей. Определены соотношения среднего расчетного срока службы новых крестовин и оптимального коэффициента повторного использования новых крестовин после первого срока службы K сг (минимальная доля годности), в том числе с учетом варьирования среднего срока службы старогодних крестовин.

По представленной методике определения оптимального (нормативного) срока службы элементов стрелочных переводов установлен расчетный срок службы новых крестовин для обеспечения рационального соотношения среднегодовой потребности в новых и старогодных крестовинах. Оптимальный расчетный срок службы крестовин стрелочных переводов марки 1/11, для соблюдения рационального уровня их годности при обеспечении оптимального соотношения полигона укладки новых и старогодных элементов стрелочных переводов, составляет 200–220 млн т.

В статье предлагается математическая модель потери устойчивости бесстыкового пути, основанная на анализе деформированной формы эквивалентного стержня, моделирующего рельсошпальную решетку. Деформированная область эквивалентного стержня бесконечной длины разбивается на участок выпучивания с поперечными перемещениями и прилегающие участки, на которых происходит только сжатие. Длина участков неизвестна и определяется в ходе решения. Отличительной особенностью предлагаемой модели является учет разрядки сжимающих сил после потери устойчивости, а также нелинейности деформаций, но с сохранением гипотезы плоских сечений. Закон изменения сжимающей силы зависит от принятого закона изменения сопротивления среды, в которой происходит деформация. Модель улучшена учетом нелинейности сопротивлений продольным и поперечным перемещениям сечений эквивалентного стержня. Функции сопротивлений получаются аппроксимацией экспериментальных точек методом наименьших квадратов, нелинейным в случае аппроксимации поперечного сопротивления. Система нелинейных дифференциальных уравнений, которая замыкается граничными условиями и условиями трансверсальности, решается методом конечных разностей. Для составления разностных уравнений используются центральные разностные формулы, требующие минимальной длины шаблона. Решение производится методом последовательных приближений, обеспечивающим достаточное количество узлов разностной сетки. Приведены результаты расчетов параметров устойчивости рельсового пути, в том числе критическое значение температуры нагрева рельсов выше температуры закрепления, при котором может существовать устойчивая деформированная форма. Результаты решения по уточненной модели сравниваются с результатами, полученными по модели с постоянным сопротивлением и по модели без разрядки сжимающей силы. Уточнение модели путем учета нелинейностей различной природы имеет важное значение для оценки предкритического состояния бесстыкового пути.

Развитие сети железных дорог России и совершенствование эксплуатационной работы тесно связаны с освоением возрастающих объемов перевозок. На первом этапе развития транспорта увеличение объемов перевозок осуществлялось в основном за счет строительства новых железнодорожных линий; на следующем этапе, после насыщения наиболее развитых территорий России, за счет повышения среднего веса грузовых поездов. При этом основные технические средства по формированию и расформированию грузовых поездов, переработке вагонов внедрялись в крупных городах, что приводило к значительным затратам. На современном этапе развития железнодорожного транспорта следует оценить эффективность третьего способа развития существующих магистральных линий за счет укладки дополнительных главных путей. Речь идет о двухпутных вставках на однопутных линиях и в отдельных случаях об укладке третьих главных путей на двухпутных магистралях.

В статье предлагается метод оценки условий работы однопутных перегонов железнодорожных линий с применением имитационного моделирования в программе «Барьер-2», основанный на определении задержек пропуска поездопотоков, в том числе из-за скрещения поездов. Выполнены вариантные расчеты задержек для непакетного и пакетного графика движения при различных перегонных временах хода и межпоездных интервалах. Полученные результаты обосновывают способ учета задержек поездов на однопутных перегонах, который может использоваться для технико-экономической оценки укладки дополнительных главных путей при развитии существующих участков железных дорог.

Углеводородные газообразные соединения играют важную роль в современной экономике. Мировой годовой объем добычи природных углеводородов составляет внушительную величину 4,10¹² м³ . Они находят применение в качестве энергоносителей, сырья для производства органических и неорганических веществ, материалов, изделий и в других сферах. Для транспортировки (перевозки) углеводородных газов (в различных физических состояниях, например сжатом, сжиженном или растворенном) используются все виды транспорта. В работе акцент сделан на перевозке по железным дорогам, погрузка сжиженных углеводородных газов в 2025 г. составила 13,4 млн т. Основной объем приходится на трубопроводный транспорт, однако существенную роль играют также морские, речные, автомобильные и в меньшей степени авиационные перевозки.

Низкомолекулярные углеводородные соединения, в том числе 24 номенклатурные позиции индивидуального состава, Комитетом экспертов ЭКОСОС ООН по перевозке опасных грузов, в соответствии с согласованной на глобальном уровне системой классификации и маркировки химических веществ, отнесены к опасным грузам класса 2 (газы), подкласса 2.1 (воспламеняющиеся газы). Наряду с полезными потребительскими свойствами, горючестью и высоким теплосодержанием углеводородные газы обладают способностью к взрыву, взрывчатому превращению в трудно контролируемых условиях. Проявление в транспортном процессе данного свойства представляет существенную опасность, что отражено в запрете роспуска вагонов-цистерн с такими грузами с сортировочных горок. Запрет роспуска существенно снижает технико-экономические показатели работы сортировочных станций.

Данная работа является продолжением исследований, проводимых в университете в 2005–2010 гг. по договорам с ОАО «Российские железные дороги». В настоящее время проблема не потеряла свою актуальность и привлекает внимание специалистов отрасли. Данное исследование посвящено изучению характеристик груза, выявлению в первую очередь закономерностей взрыва и горения углеводородных газов, попыткам дифференцировать соединения и условия «по степени опасности». В серии работ мы планируем изучить влияние на протекание и результат реакций структурных, термодинамических, кинетических, феноменологических, экологических и экономических факторов; осуществить поиск наименее опасных газов и наименее опасных условий для подготовки программы экспериментов (сначала численных, а затем натурных) по роспуску вагонов-цистерн с сортировочных горок. Следует отметить, что на роспуск с сортировочных горок порожних вагонов-цистерн из-под углеводородных газов также действует запрет.

В статье рассмотрены особенности проектирования и строительства железнодорожных магистралей на деградирующих многолетне-мерзлых грунтах. Проблемы, возникающие при оттаивании многолетне-мерзлых оснований железнодорожных насыпей, приводят к потере устойчивости земляного полотна, появлению дефектов и деформаций железнодорожного пути.

Дальний Восток остается одним из самых значимых и стратегически важных регионов Российской Федерации, имеет большое количество запасов природных ресурсов, но их освоение требует развития инфраструктуры. Именно Дальний Восток стал ключевым направлением для основных потоков экспорта и импорта по магистралям Восточного полигона ОАО «РЖД».

Целью данной статьи является обоснование комплекса мероприятий, реализуемых при проектировании и строительстве железнодорожных магистралей для предотвращения деформации земляного полотна железнодорожных насыпей на деградирующих многолетне-мерзлых грунтах в условиях роста грузооборота и глобального повышения температуры окружающей среды. Проблемы, возникающие при повышении нагрузок и оттаивании многолетне-мерзлых грунтов оснований железнодорожных насыпей, приводят к потере устойчивости земляного полотна, появлению дефектов и деформаций железнодорожного пути. В настоящее время актуальной задачей является стабилизация температурного режима оттаивающих многолетнемерзлых грунтов в основаниях насыпей железнодорожного пути.

Рассмотрен пример теплотехнического моделирования поперечного профиля железнодорожной насыпи Восточного полигона ОАО «РЖД» с разработкой мероприятий по стабилизации деградации многолетне-мерзлых грунтов основания. Теплотехническое моделирование позволяет оценить состояние существующей конструкции без проведения мероприятий по стабилизации границы многолетне-мерзлых грунтов и с их реализацией, а также спрогнозировать дальнейшее поведение многолетней мерзлоты.

Эксплуатация железнодорожных насыпей в криолитозоне сопровождается деградацией многолетне-мерзлых грунтов основания, развитием термических просадок и деформаций морозного пучения. Традиционные сезонно действующие охлаждающие устройства обладают принципиальным ограничением длительным временем выхода на проектный режим, в течение которого накапливаются просадки и развиваются деформации морозного пучения в водонасыщенных глинистых грунтах основания. Указанное ограничение обусловлено зависимостью скорости промерзания от коэффициента теплообмена охлаждающего устройства, теплофизических характеристик грунтового массива и климатических условий участка.

Разработан метод проектирования комбинированной термостабилизации основания земляного полотна транспортных сооружений в криолитозоне, включающий активную и пассивную стадию работы, охватывающий полный цикл от анализа исходных геокриологических данных до обоснования параметров стадий работы охлаждающих устройств. Алгоритм представляет собой замкнутую итерационную процедуру, на каждом этапе которой принятые проектные решения проверяются на соответствие нормативным требованиям по деформациям морозного пучения и долгосрочной термодинамической устойчивости грунтового массива.

Предложен способ расчета деформаций морозного пучения при термостабилизации основания, основанный на эмпирической логарифмической зависимости объемного коэффициента пучения от радиальной скорости промерзания и численном моделировании напряженно-деформированного состояния системы «насыпь основание».

Введен критерий выбора коэффициента теплообмена пассивной стадии, определяющий допустимый диапазон и обеспечивающий долгосрочное поддержание сформированной зоны отрицательных температур без оттаивания и без развития деформаций морозного пучения сверх предельно допустимого значения с учетом прогнозируемого потепления климата. Предложен подход к определению эквивалентного коэффициента теплообмена комбинированных термостабилизаторов с использованием жидкого азота на основе критерия Нуссельта, позволяющий переносить результаты лабораторных испытаний на натурные объекты с измененными геометрическими параметрами без проведения повторных экспериментов.

Верификация предложенного способа расчета выполнена на опытном полигоне «Семь лиственниц» в Ямало-Ненецком автономном округе. Сопоставление расчетных вертикальных перемещений с натурными данными геокриологического мониторинга показало их количественное согласование, что подтверждает достоверность предложенного способа расчета деформаций морозного пучения при термостабилизации глинистых грунтов охлаждающими устройствами.

Настоящая статья посвящена исследованию мультиагентной задачи коммивояжера с общим депо и динамическим распределением точек обслуживания. В отличие от традиционных подходов, предполагающих предварительную кластеризацию множества и жесткое закрепление точек за агентами, предлагаемый метод обеспечивает адаптивное формирование зон обслуживания непосредственно в ходе конструирования маршрутов. Принцип распределения основан на последовательной минимизации длины циклических маршрутов для каждого агента, выходящего из своей стартовой точки (т. е. депо), что обусловливает образование пространственно обособленных и компактных кластеров. Маршрутизация внутри формируемых подмножеств осуществляется с использованием модифицированного муравьиного алгоритма, в котором переходная вероятность учитывает, наряду с интенсивностью феромонового следа и информацией, обратно пропорциональной расстоянию, дополнительный корректирующий множитель, отражающий близость кандидата к стартовой вершине. Данная архитектура позволяет решать задачи кластеризации и маршрутизации согласованно в рамках единого оптимизационного процесса, исключая необходимость этапа предварительного разбиения. Реализована многопоточная обработка формируемых кластеров, обеспечивающая масштабируемость алгоритма при росте числа агентов. Результаты вычислительных экспериментов на стандартных тестовых наборах различной размерности подтверждают эффективность предложенного подхода по критерию минимизации суммарной длины маршрутов. Установлено, что интеграция фактора близости к начальной позиции в эвристическую функцию способствует формированию более компактных траекторий по сравнению с базовой версией муравьиного алгоритма. При сопоставимых вычислительных издержках динамическая схема распределения обеспечивает улучшение целевой функции в среднем на 6 %, а также повышает адаптивность системы к динамическим изменениям входных параметров.

Реализация дорожных проектов по государственным программам развития автомобильных дорог, повышения безопасности дорожного движения и обеспечения безопасности населения на транспорте требует качественного проектирования автомобильных дорог, в частности земляного полотна и дорожной одежды. В указанных условиях повышаются требования как к проектным решениям, так и к достоверности исходных данных, в том числе к данным об инженерно-геологических условиях, которые являются основой обеспечения долговечности, безопасности и экономической эффективности дорожных конструкций при современной динамике увеличения стоимости строительства.

Для оценки влияния учета характеристик грунтов земляного полотна автомобильных дорог существующей сети на реализацию дорожных проектов по ремонту, капитальному ремонту и реконструкции проанализированы: информация о грунтах земляного полотна, полученная в ходе проведения инженерно-геологических изысканий; расхождения между расчетной и фактической относительной влажностью грунта (по формуле п. 3.5 ГОСТ Р 71404–2024); дорожные конструкции, определенные с применением расчетной и фактической относительной влажности грунта. По результатам анализа установлено распределение видов грунтов земляного полотна на территории Новосибирской области и определены характерные свойства, требующие специальных мероприятий по замене или укреплению грунта рабочего слоя земляного полотна. Выявлены различия в значении расчетной относительной влажности, устанавливаемой с использованием табличных данных из действующих нормативных документов, и фактической относительной влажности грунта, полученной на основе данных из отчетов по инженерно-геологическим изысканиям.

Результаты проведенного исследования позволяют для практических целей управления рисками дорожных проектов отнести региональный учет характеристик грунтов к фактору риска, напрямую влияющему на реализацию дорожных проектов. В связи с чем рекомендовано при проектировании учитывать фактические данные о грунтах и внести соответствующие требования по определению региональных характеристик грунтов в техническое задание на разработку дорожных проектов.

При длительной эксплуатации железных дорог в криолитозоне, в частности Байкало-Амурской магистрали, под существующим земляным полотном из дренирующих грунтов в районах распространения высокотемпературных мерзлых грунтов образовались так называемые чаши протаивания. Ключевым фактором их формирования является инфильтрация атмосферных осадков в тело земляного полотна. Количественная оценка этого эффекта в рамках традиционных теплофизических расчетов весьма проблематична в связи с неконтролируемым характером фильтрационных процессов, происходящих в теле земляного полотна. Особую актуальность проблема фильтрации осадков приобретает в связи с тем, что в рамках модернизации Байкало-Амурской магистрали с целью повышения пропускной способности предусматривается строительство вторых путей на общем земляном полотне, которое отсыпается преимущественно из дренирующих крупнообломочных скальных грунтов с учетом действующих норм проектирования.

В данной статье предложена и проиллюстрирована расчетами гипотеза о решении проблемы учета отепляющего действия атмосферных осадков на грунты основания земляного полотна. Суть ее заключается во введении понятия инфильтрационной теплопроводности, учитываемой при определении суммарного коэффициента теплопроводности дренирующих грунтов земляного полотна, находящихся в талом состоянии. Такой подход к описанию теплофизической картины дренирующих грунтов земляного полотна и его основания позволил обосновать предложенную в работе технологическую схему поэтапной стабилизации границы мерзлых грунтов в основании насыпи при строительстве вторых путей. Технологическая схема, предложенная в статье, обеспечивает исключение отепляющего воздействия атмосферных осадков на грунты основания земляного полотна. Отличительной особенностью схемы является поэтапная укладка гидроизоляции в верхней части как вновь возводимого, так и существующего земляного полотна, способствующая восстановлению мерзлого состояния грунта под эксплуатируемым путем.

В статье рассматриваются перспективы применения полимерных композитных материалов для реконструкции проезжей части городских мостов. В Иркутске находится ряд мостов, имеющих пониженную грузоподъемность и недостаточный ресурс долговечности за счет нарушения гидроизоляционных слоев мостового полотна и связанных с этим повреждений несущих элементов. Примером таких сооружений могут служить мосты со сталежелезобетонными пролетными строениями. Применение композитных материалов при капитальном ремонте подобных пролетных строений в качестве несущих конструкций проезжей части позволит повысить их грузоподъемность, исключить необходимость устройства гидроизоляционного слоя проезжей части, тем самым уменьшить затраты на само полотно и его последующие ремонты в течение всего срока службы. Результаты работы можно применить и для других городских мостов, в том числе новых.

В статье выполнен анализ ключевых преимуществ полимерных композитных материалов, а также основных ограничений их применения. Также приведены данные, демонстрирующие снижение эксплуатационных затрат на содержание мостов из полимерных композитных материалов по сравнению с железобетонными. Так, срок окупаемости 1 м[2] композитной плиты проезжей части составляет примерно 35 лет, что приблизительно равно 1,5 нормативным периодам капитального ремонта гидроизоляции.

С помощью программного комплекса MIDAS Civil 2022 была разработана конечно-элементная модель пролетного строения путепровода с плитой проезжей части из композитных материалов. Расчеты подтвердили возможность совместной работы композитной плиты и стальных балок; материал плиты и стальных балок отвечает требованиям нормативных документов.