Збірник містить статті, присвячені теоретичним, методологічним і прикладним проблемам транспортної галузі. У статтях збірника розглядаються питання транспортної інфраструктури та рухомого складу, технології та організації транспортних процесів, інформаційних та комп’ютерних технологій на транспорті, математичного моделювання об’єктів транспорту, екологічної безпеки на транспорті. Для науковців, викладачів, студентів вищих навчальних закладів і працівників транспорту та зв’язку. Профіль DOAJ Профіль Google Scholar Профіль IndexCopernicus Профіль OpenAIRE
State University of Infrastructure and Technologies
Ліцензійні умови: Це стаття з відкритим доступом, поширювана за умовами Ліцензії Creative Commons Attribution License, яка дозволяє необмежено використовувати, розповсюджувати та відтворювати на будь-якому носії за умови представлення автора та джерела оригіналу.
Планування велосипедної інфраструктури для сталої міської мобільності: тематичне дослідження Харкова
У контексті повоєнної реконструкції українських міст пріоритетність розвитку сталої велосипедної інфраструктури зростає, оскільки створення сучасної та безпечної веломережі є ключовим елементом формування стійких і інклюзивних міських просторів. У статті представлено комплексний підхід до стратегічного планування велосипедної інфраструктури як важливої складової сталої міської мобільності. Дослідження охоплює аналіз просторових умов, моделювання велосипедного руху та оцінювання ефективності інженерних рішень в місті Харкові (на прикладі вул. Павла Тичини). Запропонований підхід передбачає обґрунтування раціонального варіанту велоінфраструктури з урахуванням наявних обмежень вуличного простору та потреб мешканців у безпечному та комфортному пересуванні, що дозволить зменшити залежність населення від приватного автотранспорту. Особливу увагу приділено застосуванню динамічного моделювання у середовищі PTV VISSIM та використанню індикатора рівня небезпеки перехресть для кількісної оцінки ефективності. Результати аналізу транспортних потоків, соціологічного опитування та адаптації зарубіжних практик підтверджують значний соціальний, екологічний і економічний ефект від впровадження запропонованих рішень. Зокрема, поєднання велосмуг уздовж основного маршруту з облаштуванням велодоріжок у межах перехресть дозволило зменшити показник небезпеки перехрестя, скоротити затримки транспорту та отримати екологічний ефект. Отримані результати можуть бути використані органами місцевого самоврядування, проєктними організаціями та громадськими ініціативами під час планування сталої міської мобільності.
Авторське право (c) 2025 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0
Розробка гібридної тягової системи для приміського електропоїзду з двосистемним живленням
У статті розглянуто та проаналізовано варіанти побудови тягових систем сучасного електрорухомого складу. Розглянуто та проаналізовано тягові системи, в яких використовуються традиційні підходи до схемотехнічних рішень. Проведено огляд тягових систем з перетворювачами з середньочастотними трансформаторами, використання яких зменшує масу електрообладнання, потребує меншого простору для його розміщення та підвищує енергоефективність електрорухомого складу. Показано, що пріоритетним є використання гібридної тягової системи з традиційною схемотехнікою, обладнання для якої має високі показники надійності. Запропоновано варіанти гібридних тягових систем для приміського електропоїзду з двосистемним живленням. Показано доцільність стабілізації наруги проміжного контуру для забезпечення автономності енергообміну між системою накопичення енергії та тяговим електроприводом. Проведено опис роботи схем та показано, що при виборі напруги проміжної ланки не вище 1000 В можливе використання серійних технічних рішень в обладнанні системи накопичення енергії. Запропоновані гібридні тягові системи можуть бути використанні при модернізації чи створенні моторвагонного електрорухомого складу, а також бути використанні на іншому рейковому транспорті.
Людський фактор в експлуатації метро: визначення стану водія під час передрейсових процедур
У статті досліджено вплив людського чинника на надійність та безпеку роботи метрополітену, зосереджено увагу на методах оцінювання психофізіологічного стану машиністів перед початком зміни. Проаналізовано діючу систему контролю людського чинника в Київському метрополітені та підкреслено необхідність упровадження об’єктивних діагностичних засобів у щоденну практику безпеки руху. Експериментальні дослідження із застосуванням таблиць Шульте–Горбова дали змогу оцінити стійкість уваги, швидкість сприйняття та когнітивну реакцію машиніста. Протягом місяця самотестування до і після зміни виявлено статистично значущі відмінності у результатах залежно від функціонального стану працівника - нормального, сонливого чи втомленого. Аналіз показав, що втома та зниження бадьорості спричиняють уповільнення реакції, погіршення концентрації та уваги, що негативно впливає на безпеку керування. Отримані результати підтверджують ефективність тесту Шульте як дієвого інструменту для моніторингу психофізіологічної готовності машиністів і попередження помилок, пов’язаних із людським чинником.
Удосконалення технології просочення обмоток тягових двигунів з метою поліпшення параметрів розбалансу ротора
Робота присвячена поліпшенню якісних показників балансування роторів електричних машин технологічними методами на прикладі капітального ремонту тягових електродвигунів електропоїздів серій ЕР2, ЕР9, ЕПЛ2, ЕПЛ9, ЕД9 на ПрАТ «Київський електровагоноремонтний завод». Проаналізовано особливості технологічного процесу усунення механічного дисбалансу роторів при виготовленні і ремонті електричних двигунів. З’ясовано причини механічного дисбалансу роторів. Експериментально досліджено ступінь впливу на дисбаланс роторів нерівномірності розподілу компаунду просочення по об’єму електричних обмоток. Підтверджено висунуту гіпотезу про можливість часткової компенсації статичного дисбалансу роторів шляхом управління розподілом компаунда при нанесенні електричної ізоляції (просочуванні) обмоток. Запропоновано метод управління розподілом компаунду при просочуванні. Сутність методу полягає у фіксації ротора у сушильній камері у положенні, що відповідає фазовому куту «важкого місця», а саме – шляхом його розташування «важким місцем» вверх. Управління розподілом компаунда по об’єму ротора може розглядатися, як технологічний метод поліпшення показників балансування. Метод дає можливість поліпшити якісні показники балансування за рахунок зменшення маси балансувальних вантажів при остаточному балансуванні роторів на величину до 70%.
Концептуальні засади побудови інтелектуальних комп’ютерних мереж для моніторингу енерговитрат залізниць
У статті розроблено та обґрунтовано концептуальні засади побудови інтелектуальних комп’ютерних мереж для моніторингу енерговитрат на залізничному транспорті в умовах цифрової трансформації галузі. Проведено критичний аналіз існуючих систем обліку електроенергії, виявлено їхню функціональну обмеженість, яка полягає у дискретності вимірювань, відсутності єдиного інформаційного простору та неможливості зіставлення енергетичних параметрів із технологічними показниками перевізного процесу в режимі реального часу. Запропоновано нову архітектуру системи моніторингу, що базується на принципах Smart Grid та технологіях Інтернету речей (IoT). Детально описано трирівневу модель мережі: рівень сприйняття (Smart-сенсори та бортові системи локомотивів), комунікаційний рівень (гетерогенні канали зв’язку) та рівень інтелектуальної обробки даних (хмарні та туманні обчислення). Окрему увагу приділено питанням кібербезпеки та захисту критичної інфраструктури при передачі даних, а також методології синхронізації часових рядів енергоспоживання з графіком руху поїздів. Визначено, що впровадження запропонованої концепції дозволить перейти від пасивної констатації витрат до активного енергоменеджменту, що є необхідною передумовою для подальшої математичної оптимізації режимів електропостачання.
Методологічні аспекти та моделі оцінки ефективності штучного інтелекту в управлінні проєктами.
Швидка інтеграція штучного інтелекту в управління проєктами пропонує значний потенціал для підвищення продуктивності завдяки автоматизації даних, моніторингу ефективності та оптимізації розкладів. Однак виклики, такі як "ефективна неефективність" та варіативність результатів моделей ШІ, ускладнюють оцінку ефективності. У статті аналізуються методологічні аспекти оцінки ефективності ШІ в управлінні проєктами, класифікуються існуючі методи (бенчмарки, пояснювальний штучний інтелект, взаємна інформація, психометрія), ідентифікуються ключові виклики (упередження, відсутність стандартів, етичні обмеження) та пропонуються нові метрики (ПАНК, КНУПШ, ДОПШ) для вимірювання інновацій. Зазначено потенціал цих підходів для проєктів транспортної інфраструктури, де ШІ дає змогу створювати принципово нові можливості в плануванні, прогнозуванні обслуговування та оптимізації ресурсів. Перспективи включають гібридні метрики та інтеграцію з системами підтримки прийняття рішень. Дослідження підкреслює необхідність міждисциплінарних підходів для адаптації оцінки ШІ до середовищ в управлінні проєктами з обмеженими ресурсами.
Методика навчання нейро-нечіткої системи керування дизель-генераторною установкою в умовах змінних експлуатаційних умов
У статті представлено комплексну методику розроблення інтелектуальної нейро-нечіткої системи керування дизель-генераторною установкою автономного рухомого складу. Дослідження спрямоване на підвищення енергоефективності, динамічної стабільності та адаптивності роботи силового агрегату в умовах значної варіативності експлуатаційних параметрів, зокрема маси поїзда, профілю колії та довжини ділянки руху. Запропоновано підхід, що поєднує кластеризацію даних за методом Fuzzy C-Means для формування базової структури нечіткої системи та використання комбінованого алгоритму машинного навчання, який містить зворотне поширення помилки і стохастичний градієнтний спуск. Це забезпечує автоматизоване налаштування параметрів функцій належності та підвищує точність моделювання нелінійних залежностей. У роботі наведено процес формування розширеної дискретної бази правил та побудови інтерпольованої поверхні керувальних дій, яка узагальнює поведінку системи в усьому робочому діапазоні параметрів. Представлено структурну схему нейро-нечіткого контролера, результати навчання та оцінювання моделі на контрольних даних. Показано, що система здатна коректно відтворювати оптимальні режими роботи дизель-генераторної установки з мінімальними відхиленнями та зберігає високі узагальнюючі властивості. Результати дослідження підтверджують ефективність поєднання методів нечіткої логіки і машинного навчання для реалізації адаптивних регуляторів у транспортних енергетичних системах та створюють підґрунтя для подальших розробок у сфері інтелектуального керування автономним рухомим складом.
Аналіз метрик PSNR, SSIM, LPIPS у контексті людського сприйняття візуальної подібності
Ця стаття пропонує комплексний порівняльний аналіз трьох відомих метрик оцінки якості зображення (IQA): PSNR, SSIM та LPIPS. У ній досліджуються їхні основні принципи, математичні основи, переваги та обмеження, зокрема, що стосуються їхньої кореляції зі зоровим сприйняттям людини. Обговорюється еволюція метрик IQA від простих попіксельних порівнянь (PSNR) до структурних підходів (SSIM) та, нещодавно, до метрик вивченого сприйняття (LPIPS). Представлено критичний аналіз ефективності кожної метрики в оцінці різних візуальних спотворень, включаючи шум, розмиття та артефакти стиснення. Притаманні людському зоровому сприйняттю проблеми, такі як роль семантики, текстури, кольору та візуальних артефактів, досліджуються як фундаментальні причини розбіжностей між об'єктивними метричними оцінками та суб'єктивними людськими судженнями. У статті висвітлюється «необґрунтована ефективність» глибоких ознак у LPIPS, а також розглядаються його вразливості, такі як атаки з боку суперників та обмеження в глобальному семантичному розумінні. Зрештою, у ньому окреслено напрямки майбутніх досліджень, спрямованих на розробку більш надійних, інтерпретованих та перцептивно узгоджених метрик IQA, які можуть краще враховувати складність зорової системи людини та мінливі вимоги сучасних технологій обробки зображень та генеративного штучного інтелекту.
Структурна криза сучасної вищої освіти: системний підхід до інституційної стійкості та трансформації
Це дослідження має на меті визначити сучасні проблеми та тенденції розвитку університетської освіти, з акцентом на галузевих навчальних закладах через системний підхід до аналізу освітнього процесу. Методологічна основа поєднує системний та порівняльний аналіз для комплексного вивчення морської вищої освіти як невід'ємного компонента загальної системи підготовки кадрів. Було проведено контент-аналіз наукових публікацій разом зі статистичним аналізом офіційних даних чотирьох провідних морських університетів України за 2020-2024 роки, включаючи динаміку набору та структуру прийому за спеціалізаціями. Наукова новизна полягає у всебічному аналізі конкретних викликів, що стоять перед морською освітою, включаючи унікальні проблеми, такі як обмеження морської практики через блокаду портів, необхідність адаптації до міжнародних стандартів в умовах обмежених ресурсів та зміна сприйняття морських професій в умовах ризиків воєнного часу. Практичне значення полягає в розробці конкретних рекомендацій щодо подолання кризових явищ, включаючи створення стійких систем дистанційного навчання, розвиток міжнародних партнерств та впровадження інноваційних підходів до навчання в умовах обмежених можливостей. Висновки дослідження підкреслюють стратегічну важливість морської освіти для національної безпеки та необхідність розробки комплексної стратегії розвитку.
Оптимізація параметрів накопичення енергії електробусів, що заряджаються на кінцевих зупинках
В роботі розроблено методологію визначення оптимальних параметрів комбінованого накопичувача енергії для електробуса на основі вирішення задачі умовної мінімізації з урахуванням режиму руху, параметрів маршруту, та обмежень за вагою та розмірами при заряджанні накопичувача на кінцевих зупинках маршруту. Практичне значення роботи полягає у визначенні параметрів комбінованих накопичувачів енергії для електробуса на прикладі багатокомпонентного накопичувача енергії. Аналіз результатів дослідження щодо вирішення задачі оптимізації довів, що при економічному русі на маршруті 4 та 10 оптимальними є трикомпонентний накопичувачі з 1 гілкою з LTO-елементами та 28 гілок з LFP – елементами та 1 гілкою суперконденсаторів. При русі у проміжному та швидкісному режимах оптимальними є двокомпонентні накопичувачі з параметрами: 2 гілки з LTO-елементами та 15 гілок з LFP – елементами та 1 гілка з LTO-елементами та 47 гілок з LFP – елементами , відповідно. Для режиму з перешкодами для 10 маршрути достатньо накопичувача, що працює у «швидкісному» режимі, однак для 4 маршруту, що вимагає більшої енергоємності необхідно застосування моно компонентного LFP – елементного накопичувача з 81 гілкою.
Системна модель формування організаційно-технічних процесів з запобігання аварійних ситуацій в проєктах транспортного комплексу
У статті досліджено актуальні проблеми забезпечення безпеки праці на підприємствах транспортного комплексу України, що зумовлені високим рівнем професійних ризиків, техногенним навантаженням та недоліками в організації виробничих процесів. Проаналізовано основні причини виникнення виробничого травматизму й аварійних ситуацій, серед яких технічні несправності, порушення технологічних регламентів, недостатній рівень контролю та недосконалість систем управління охороною праці. Наголошено на необхідності переходу до ризик-орієнтованого підходу, який ґрунтується на системній ідентифікації небезпек, кількісній та якісній оцінці ризиків і впровадженні превентивних заходів. Запропоновано модель формування організаційно-технічних передумов для зниження рівня виробничого травматизму та запобігання аварійним ситуаціям у транспортному комплексі. Модель включає інтеграцію сучасних організаційних рішень, технічної модернізації, цифрових технологій моніторингу, удосконалення системи навчання персоналу та розвитку корпоративної культури безпеки. Додатково підкреслено значення впровадження цифрових інструментів, таких як автоматизовані системи контролю, моніторинг у реальному часі та аналітичні платформи для оцінки ризиків, що забезпечують оперативне реагування на потенційно небезпечні ситуації. Акцентовано увагу на важливості застосування міжнародних стандартів, зокрема ДСТУ ISO 45001 та ISO 31010, що забезпечують послідовність, прозорість і ефективність процесів управління ризиками. Обґрунтовано, що використання комплексного підходу до управління охороною праці, який поєднує аналітичні, технічні та організаційні інструменти, сприяє своєчасній ідентифікації небезпек, зменшенню кількості інцидентів і підвищенню надійності виробничих процесів. Представлені у статті результати можуть бути використані для підвищення ефективності систем управління охороною праці, удосконалення нормативно-методичного забезпечення та розроблення галузевих програм із запобігання аварійності у транспортному комплексі.
Дослідження впливу технологічних параметрів маршруту на витрати палива автобусів в міських умовах
Робота присвячена підвищенню ефективності пасажирських перевезень за рахунок дослідження впливу технологічних параметрів маршруту на витрати палива автобусів в міських умовах. Витрати палива автобусів є головною складовою у собівартості перевезень і значною мірою впливають на формування тарифу, тому отримані результати мають також економічний та соціальний ефект. Було встановлено, що одним з основних технологічних показників, які впливають на витрати палива автобусів, є кількість зупиночних пунктів на маршруті, оскільки під час розгону та гальмування понад 50% палива витрачається на подолання сил інерції. На підставі рівняння паливного балансу була розроблена математична модель, яка дозволяє дослідити вплив кількості зупиночних пунктів на витрати палива автобусів з урахуванням наповнення салону пасажирами. Результати проведеного моделювання (на прикладі типового міського автобусного маршруту у м. Дніпро) дозволили зробити висновок, щодо характеру впливу кількості зупинок на 1 км маршруту та середньої довжини перегону на витрати палива автобусів. Також була отримана емпірична залежність, яка дозволяє встановити взаємозв’язок між цим параметрами та відомостями про базову лінійну норму витрати палива транспортних засобів. Представлені результати також дозволяють оцінити технологічні та економічні переваги від впровадження більш продуктивних режимів руху автобусів (наприклад експресного) в міських умовах.
Комплексний аналіз чутливості і критичності елементів силового обладнання міського електротранспорту до експлуатаційних факторів на основі структурно-функціонального ранжування
У статті проведено комплексний аналіз надійності силового обладнання міського електротранспорту з урахуванням тягових електродвигунів, інверторів, кабельно-клемних з’єднань та систем охолодження. На основі огляду сучасних досліджень виокремлено сильні сторони (розвиток безінвазивних методів діагностики, застосування алгоритмів машинного навчання, формування комбінованих стратегій технічного обслуговування) та слабкі сторони (обмеженість статистики саме для міського транспорту, чутливість алгоритмів до шумових факторів, недостатня інтеграція з управлінням ризиками). Запропоновано концептуальну модель інтегрованого управління надійністю, що поєднує багатоканальний збір даних, методику FMEA-lite, Парето-аналіз та формування Action Plan. Результати аналізу показали, що найбільші значення RPN мають зовнішні фактори (волога, перевантаження), а також критичні вузли – підшипники, обмотки та кабельні з’єднання. Побудована модель у середовищі Matlab/Simulink підтвердила ефективність вібраційної діагностики для раннього виявлення дефектів підшипників. Розроблений Action Plan дозволив знизити середні значення RPN на 25–40 %, що підтверджує практичну цінність методики для транспортних депо. Особлива увага приділяється можливостям впровадження елементів Predictive Maintenance, які забезпечують перехід від календарного до стан-орієнтованого обслуговування. Отримані результати створюють підґрунтя для розробки довгострокових програм підвищення надійності та безпеки міського електротранспорту.
Оцінка впливу неточностей первинної інформації на енергоспоживання рухомого складу
Енергоефективність систем міського залізничного транспорту є критично важливим показником, оскільки споживання енергії на тягу зазвичай становить 40-60% від загального енергоспоживання транспортної системи. У цьому дослідженні розглядається чутливість енергоспоживання до відхилень від номінальних умов при реалізації попередньо розрахованих оптимізованих траєкторій руху електрорухомого складу, розглядаючи рухомий склад з режимами роботи, типовими для приміських та міських перевезень. Для визначення глобально оптимальних стратегій керування, які мінімізують споживання енергії при дотриманні експлуатаційних обмежень, в дослідженні використовується динамічне програмування на основі принципу оптимальності Беллмана. Оптимізаційна модель розділяє ділянку колії на дискретні сегменти і використовує метод зворотного проходу для встановлення оптимальних законів управління, створюючи траєкторії швидкості як функції поточних координат поїзда на заданих поздовжніх профілях перегонів. Компроміс між енергією та часом представлений невизначеним множником Лагранжа для забезпечення дотримання графікового часу руху по перегону. Аналіз чутливості виконується шляхом моделювання неточностей в оцінках поточних координат поїзда та варіацій його пасажирського навантаження. Моделювання системи прицільного гальмування було реалізовано таким чином, щоб забезпечити точність зупинки у випадку неточності вимірювань. Моделювання проводилося з використанням трьох типових профілів перегонів, характерних, в першу чергу, для метрополітенів; для порівняння моделювання також проводилося на умовній ділянці з незначним постійним ухилом. Методика дослідження дозволяє кількісно оцінити ступінь перевитрат енергії, які можуть бути спричинені відхиленнями в завантаженні поїздів пасажирами та похибками в оцінці положення рухомого складу (±25 метрів), що надає інформацію для оцінки ефективності попередньо розрахованих оптимізованих траєкторій в реальних умовах експлуатації.
Дослідження напружено-деформованого стану кузова пасажирського вагона
У статті викладено результати аналізу напружено-деформованого стану несучих елементів кузова та рами пасажирського вагона моделі 61-779. Для оцінки міцності кузова застосовано метод скінчених елементів з використанням програмного комплексу ANSYS. У моделі кузов представлений у вигляді системи, що складається з балкових, оболонкових та об'ємних кінцевих елементів. Всього модель містить 890436 вузлів і 321874 кінцевих елемента. Граничні умови включають обмеження свободи в опорних вузлах (нерухома опора) та зовнішні навантаження. Основним несучим елементом конструкції вагона є хребтова балка, виконана з двотаврового профілю № 30. До неї приварені поперечні балки зі швелерів. Для підвищення жорсткості з'єднань хребтової та поперечних балок використовуються додаткові елементи кріплення. Зовнішня обшивка кузова виконана з листових конструкційних та нержавіючих сталей товщиною 2 мм. Проведено дослідження напружено деформованого стану кузова при номінальних розмірах. Найбільші напруження при навантаженні виникають у шворневій балці у місці обпирання на кінцеву балку рами і становлять 258 МПа. Напруження в обшивці кузова в отворах між вікнами становлять 65 МПа. Отримані результати надалі визначать напрямок досліджень з оптимізації несучих конструкцій рами та кузова.
Дослідження теоретичних основ впровадження інтелектуальних систем управління тяговою передачею локомотивів
В роботі виконано аналіз існуючих систем автоматизованого управління на основі теорії штучного інтелекту. Дані системи використовують методи нечіткої логіки, штучні нейроні мережі та генетичні алгоритми. Використання даних методів дозволяє створювати більш адаптивні та ефективні системи управління в порівнянні з традиційними методами. Сформовано основні напрямки застосування методів штучного інтелекту на залізничному транспорті, зокрема в системах управління локомотивами, та оптимізації режимів руху. Виділено основні етапи розробки моделей на основі штучного інтелекту, включаючи збір даних та навчання моделей. Сформовано основі напрямки моделювання інтелектуальних систем. Представлено узагальнений підхід для розробки інтелектуальної системи управління тяговою передачею маневрових локомотивів, який враховує характеристики рухомого складу т
Порівняльний аналіз якості фрактального стиснення зображень із стандартами JPEG та JPEG2000
У цій статті представлено порівняльний аналіз трьох методів стиснення зображень: JPEG, JPEG2000 та фрактального стиснення (FIC). Розглянуто теоретичні основи кожного методу, включаючи дискретне косинусне перетворення (ДКП) для JPEG, дискретне вейвлет-перетворення (ДВП) для JPEG2000 та системи ітерованих функцій (СІФ) для FIC. Ефективність алгоритмів оцінюється за допомогою набору метрик: коефіцієнт стиснення (CR), пікове відношення сигналу до шуму (PSNR), індекс структурної подібності (SSIM) та навчена метрика подібності фрагментів зображення (LPIPS). Аналіз показує, що JPEG2000 зазвичай забезпечує кращу якість при заданому бітрейті порівняно з JPEG, особливо при високих коефіцієнтах стиснення, та пропонує додаткові функції, такі як масштабованість, але ця перевага досить невелика. JPEG залишається популярним завдяки простоті та швидкості, але страждає від блокових артефактів. Фрактальне стиснення, незважаючи на теоретичні переваги, такі як потенційна незалежність від роздільної здатності, має суттєві недоліки, зокрема надзвичайно повільне кодування та часто неконкурентоспроможну якість на загальних зображеннях. Обговорюються сфери застосування, причини обмеженого впровадження та сучасна актуальність FIC. Робиться висновок про необхідність використання різноманітних метрик для комплексної оцінки якості та про те, що вибір оптимального методу стиснення залежить від конкретних вимог програми.
Інформаційні, телекомунікаційні та ресурсозберігаючі технології
Використання інтелектуального цифрового двійника енергосистеми судна для прогнозування та оптимізації в реальному часі
У статті представлено концепцію та математичну модель інтелектуального цифрового двійника енергетичної системи морського судна, розраховану на функціонування в режимі реального часу. Розроблена система поєднує динамічне моделювання енергобалансу, обробку телеметричних даних із застосуванням фільтра Калмана, прогнозування навантаження на основі нейронних мереж типу LSTM, а також механізми виявлення аномальних режимів і модулі оптимізації. Архітектура цифрового двійника реалізована у вигляді модульної програмної системи з підтримкою інтеграції до суднових платформ управління та хмарних аналітичних сервісів. У середовищі MATLAB/Simulink проведено серію комп’ютерних експериментів, що охоплюють типові та аварійні режими енергоспоживання судна. Отримані результати засвідчили високу збіжність розрахункових та модельованих значень, оперативне реагування системи на зміни технічного стану та ефективність запропонованих рішень. Розроблена модель цифрового двійника може бути використана як інструмент підвищення енергоефективності, надійності та безпеки експлуатації суден в умовах змінного морського середовища.
Імплементація моделі системи управління охороною праці відповідно до ДСТУ ISO 45001:2018: виклики і можливості для транспортних підприємств
У статті розглядаються особливості впровадження міжнародного стандарту ДСТУ ISO 45001:2018 «Система управління охороною праці та безпекою праці» на транспортних підприємствах. Основна увага приділяється специфічним викликам, пов’язаним з високим рівнем виробничих ризиків, мобільністю робочого середовища та складністю технологічних процесів у транспортному секторі. Проаналізовано ключові проблеми впровадження стандарту, зокрема, недостатній рівень обізнаності персоналу, необхідність модернізації існуючих систем безпеки та адаптації до сучасних вимог охорони праці. Визначено потенційні переваги впровадження ISO 45001:2018, зокрема зниження рівня виробничого травматизму, підвищення ефективності управління ризиками та зміцнення іміджу підприємства. Запропоновано практичні рекомендації щодо оптимізації процесу впровадження стандарту з урахуванням галузевої специфіки.
Організація перевезень і безпека транспорту
Адаптивне моделювання суднових доменів безпеки для запобігання зіткненням у морській навігації
У цій статті представлено аналітичне дослідження змін критичної допустимої дистанції зближення між суднами, що наближаються, з урахуванням форми зони безпеки судна. Дослідження спрямоване на вирішення важливої проблеми забезпечення безпеки морської навігації шляхом розробки математичного підходу до точного моделювання зон суден за різних сценаріїв зближення. Запропоновано та виведено аналітичні вирази для розрахунку мінімально безпечних дистанцій як для еліптичних зон, так і для зон складної конфігурації, що дозволяє гнучко оцінювати ситуації зближення залежно від взаємного руху суден. Аналіз показує, що хоча еліптичні та складні за формою домени відрізняються геометрично, характер змін критичної дистанції зближення в обох випадках залишається подібним, що свідчить про можливість ефективного застосування будь-якої з моделей у практичних умовах залежно від необхідного рівня деталізації та доступних обчислювальних ресурсів. Графічне представлення результатів наочно ілюструє динаміку змін дистанції як функцію кута між курсами суден, що зближаються, що може бути використано при розробці програмного забезпечення для навігаційних систем. Отримані залежності дозволяють не лише кількісно оцінювати допустимі дистанції зближення, але й враховують вплив аспекту зближення, який суттєво впливає на процес прийняття рішень як судноводіями, так і автоматизованими системами уникнення зіткнень. Отримані результати створюють основу для подальшого вдосконалення алгоритмів уникнення зіткнень і сприяють підвищенню рівня автоматизації навігаційних процесів та загальної безпеки мореплавства, особливо в умовах інтенсивного трафіку або обмежених акваторій.
Моделювання алгоритму кластеризації зображень для виявлення перегрітих букс вагонів
В статті розглянуто ідентифікацію зображень на основі алгоритму кластеризації для виявлення теплових характеристик букс вагонів. Проведено аналіз перспектив застосування алгоритмів кластерізації в задачах ідентифікації цифрових зображень. Наведено принцип роботи запропонованого алгоритму при сегментації та стисненні графічних зображень, а також при розпізнаванні образів у транспортній сфері. Представлено блок-схему алгоритму і описано принцип його роботи. Пропонується схема реалізації системи машинного зору з використанням даного алгоритму в процесі виявлення перегрітих букс вагонів. Проведено експериментальне моделювання по сегментації на основі кольорових моделей зображень поданих в інфрачервоному діапазоні для виявлення ділянок з підвищеною температурою засобами програми MATLAB. Для експерименту обрані зображення, на яких представлено букси рухомого складу, одна з яких нормальна, а друга - перегріта. В результаті проведеного моделювання виявлено, що сегментація на основі кольорових моделей зображень дозволяє точно сегментувати термозображення букси. Дослідження показали, що застосування запропонованого алгоритму і його програмна реалізація для термографічних камер є ефективним з метою розпізнавання температурних показників. Даний алгоритм також дозволяє представити зображення в компактному вигляді, що приводить до підвищення швидкості його обробки і дозволяє швидко проводити моніторинг теплових характеристик букс рухомого складу.
Вивчення впливу координованого регулювання на параметри транспортного потоку на вулицях, що перетинаються
У статті досліджується характер зміни параметрів транспортних потоків на вулицях, що перетинаються, при застосуванні узгодженого регулювання для організації безперебійного руху на міських магістралях. Проаналізовано вплив режиму "Зеленої хвилі" на параметри руху транспортних потоків. Затримки транспортного потоку на вулицях, що перетинаються, порівнювалися до і після впровадження узгодженого регулювання. Значення затримки руху на перехрестях визначалися та аналізувалися порівняно з використанням методології Webster та HCM 2010 та імітаційних тестів. Вимірювання проводилися на основі реальних значень (швидкості та інтенсивності руху на ділянках), взятих на 7 перехрестях вуличної мережі міста Баку. Для імітаційних випробувань використовувалася модель координованого регулювання, побудована у програмі PTV VISSIM. За допомогою створеної мікромоделі перевірено результати впливу впровадження узгодженого регулювання на затримки руху на основних вулицях, що перетинаються. Оцінено сумарні втрати часу на вулиці, де реалізується «зелена хвиля», і на вулицях, що перетинаються, для варіантів до і після узгодження режимів роботи світлофорів. На підставі значень, визначених за всіма трьома методиками, встановлено, що впровадження узгодженого регулювання на вулиці, що розглядається, дозволило скоротити загальні втрати часу. Однак на вулицях, що перетинаються, збільшується час затримок транспортних засобів. Запропонований підхід може допомогти оцінити ефективність координованого регулювання з погляду втрат часу до його впровадження на міських вулицях.
Локомотиви з дворежимним живленням для магістральних маршрутів
Розвиток залізничного транспорту України пов’язаний з удосконаленням перевезень маршрутами пан’європейських транспортних коридорів, покращенням залізничного сполучення з країнами Євросоюзу та внутрішніми перевезеннями. Це потребує оновлення тягового рухомого складу, поточний технічний стан якого не відповідає сучасним показникам паливної ефективності та екологічності. Аналіз тягового рухомого складу світових виробників показує зацікавленість залізничних операторів у локомотивах з дворежимним живленням. Такі локомотиви можуть отримувати живлення від контактної мережі та дизель-генератора. Це надає ряд переваг, ключовими серед яких є зниження вартості та тривалості перевезень. Розглянуто конструкції локомотивів ALP-45DP виробництва Bombardier Transportation, Vectron Dual Mode виробництва Siemens Mobility, EURODUAL та Class 93 виробництва Stadler. Показано, що локомотиви з дворежимним живленням базуються на конструкції і вузлах серійних локомотивів. Це зменшує вартість досліджуваних локомотивів, спрощує обслуговування та забезпечує високі показники надійності. Водночас наявність дворежимного живлення вплинула на використання специфічних конструктивних і схемотехнічних рішень. Перспективними для застосування на локомотивах з дворежимним живленням є системи накопичення енергії, у тому числі plug-in накопичувачі. Використання накопичувачів дозволяє як акумулювати енергію при гальмуванні і живити системи локомотиву, так і запасати енергію від джерел з низькою вартістю. Це зменшує вартість паливно-енергетичних ресурсів. На основі проведеного аналізу запропоновано і обґрунтовано структуру тягової системи для вітчизняного локомотиву з дворежимним живленням, який може бути створений шляхом модернізації наявних локомотивів.
Сучасні вимоги до холодильних агентів транспортних кондиціонерів
Наукові досягнення, зміни національних законодавств у сфері боротьби з наслідками глобального потепління і вимоги ринку, стимулювали розробку холодоагентів четвертого покоління. На відміну від холодоагентів першого і другого поколінь, які забезпечували поряд із принциповою можливістю досягнення холодильного ефекту, такі якості як довговічність і безпека експлуатації, третє і четверте покоління істотно включають екологічні обмеження. Виявлення зв'язку між витоками традиційних холодоагентів другого покоління на основі хлорфторвуглеводнів (ХФВ) та руйнуванням захисного атмосферного шару озону спричинило появу третього покоління холодоагентів. Віденська конвенція і Монреальський протокол були реакцією світового співтовариства, що призвела до заборони озоноруйнівних речовин (ОРВ). При цьому ГФХУ розглядали як тимчасові або перехідні, а гідрофторвуглеці (ГФУ) - як довготривалі робочі тіла. Різко зросла зацікавленість до природних холодоагентів аміаку, діоксиду вуглецю, вуглеводнів і води.
Крос-платформенна розробка для мікроконтролерів: проєктування переносимої мови програмування на основі віртуальної машини
Фундаментальна роль мікроконтролерів у вбудовуваних системах та середовищах Інтернету речей потребує ефективних підходів до розробки програмного забезпечення. Обмеження ресурсів мікроконтролерів, складність мов програмування низького рівня та проблеми реалізації багатозадачності значно уповільнюють процес розробки. Крім того, різноманітність екосистеми мікроконтролерів створює суттєві бар'єри для портативності коду, що призводить до збільшення часу розробки для підтримки різних апаратних платформ. У цій статті представлено розробку підходу програмування на основі віртуальної машини, що забезпечує кроссплатформенну розробку для мікроконтролерів. Пропонована мова програмування, що переноситься, інтегрується з користувальницькою віртуальною машиною Mico8-Chip для відповідності сучасним додаткам мікроконтролерів. Це забезпечує інтуїтивне керування периферійними пристроями та вбудовану підтримку паралельного виконання. Наданий рівень абстракції значно покращує переносимість коду та прискорює розробку, ізолюючи логіку застосування від базових апаратних особливостей.
Впровадження вимог TSI у проєктах модернізації залізничної інфраструктури України в контексті інтеграції до транспортної системи ЄС
Стаття присвячена аналізу технічних та інституційних аспектів імплементації вимог Технічних специфікацій взаємозамінності (TSI) у проєктах модернізації залізничної інфраструктури України за фінансової підтримки Європейського Союзу в межах програми «Механізм «Сполучення Європи» (CEF). Проаналізовано чинну нормативну та інституційну базу, визначено бар’єри й ризики, запропоновано моделі співпраці з європейськими органами сертифікації. Основну увагу приділено проєкту «Модернізація залізничного сполучення Мостиська–Львів» як репрезентативному прикладу інтеграції до мережі TEN-T. У статті обґрунтовано доцільність впровадження пілотної моделі співпраці між українськими інституціями та європейськими сертифікаційними органами задля підтвердження відповідності проєктних рішень вимогам TSI. Окрему увагу приділено питанням забезпечення безпеки руху, управління ризиками, екологічної безпеки та дотримання стандартів функціональної безпеки, що є критично важливими для сертифікації інфраструктурних об'єктів та отримання фінансування з боку ЄС. Запропонована у статті пілотна модель співпраці між українськими учасниками та європейськими сертифікаційними структурами може стати масштабованим інструментом забезпечення відповідності TSI. Інституційна підтримка з боку ERA та CINEA, технічний діалог, нарощування національного потенціалу та мультидисциплінарний підхід до оцінювання проєктів є визначальними умовами повноцінної участі України в європейській залізничній системі.
Збільшення ресурсу котлів вагонів-цистерн для перевезення хімічних вантажів за рахунок використання методу протекторного захисту
Стаття присвячена питанням пошуку комплексного технічного рішення щодо збільшення ресурсу котлів вагонів-цистерн за рахунок впровадження ефективного методу захисту. Суттєвою проблемою збільшення ресурсу вагонів-цистерн для перевезення хімічних вантажів є високий рівень зносу котла, що пов’язано з корозійними явищами, які виникають внаслідок взаємодії внутрішньої поверхні котла з хімічними корозійно-активними вантажами. Для вирішення задачі з можливості експлуатації вагонів-цистерн в умовах визначення терміну служби внаслідок отримання корозійних пошкоджень є необхідність розробки і проведення комплексних заходів з оцінки остаточного ресурсу вагонів-цистерн. При цьому перед фахівцями, дослідниками та науковцями постає особливе завдання – забезпечити максимальне збільшення ресурсу котла з використанням прогресивного методу захисту. Одним з найбільш перспективних методів, який може зменшувати негативний вплив дії корозії та бути застосований практично є протекторний метод захисту. В статті представлено алгоритм розрахунку протекторного захисту, який надає змогу визначити необхідну кількість елементів захисту поверхні. Надана оцінка ефективності захисту при зміні катодної поляризації. Розглянуто вимоги, які мають визначати принципи побудови конструкції системи захисту та її функціонування, а також запропоновано комплекс технічних рішень та заходів, спрямованих на забезпечення захисту металевих поверхонь об’єкта дослідження: котла вагон-цистерни.
Авторське право (c) 2024 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0
Визначення частоти комутації транзисторного перетворювача для тягового колекторного електродвигуна локомотива
Метою даної роботи є визначення частоти комутації транзисторного перетворювача для тягового колекторного двигуна локомотива за критерієм допустимої пульсації струму. Поставлена мета досягається завдяки розв'язанню такого завдання: запропоновано методику визначення врахування зміни параметрів електродвигуна під час розрахунку частоти комутації транзисторного перетворювача. Особливістю пропонованого підходу є врахування ступеня насичення магнітної системи, оскільки наявні методи розрахунку частоти перемикання або не враховують ступінь насичення магнітної системи, або оцінюють її вплив у спрощеній формі. Найсуттєвішим результатом є підвищення точності розрахунку частоти комутації за рахунок врахування зміни індуктивності обмоток колекторного електродвигуна при зміні ступеня насичення магнітної системи. Виконано розрахунок частоти комутації для тягового двигуна постійного струму з транзисторним перетворювачем. Розглянуто два основні режими роботи електродвигуна: з повним магнітним потоком і з ослабленим магнітним потоком. У результаті розрахунків встановлено, що залежність частоти перемикання від струмів має нелінійний характер. Визначено, що для режиму роботи електродвигуна з ослабленим магнітним потоком частоту перемикання слід визначати з урахуванням процесів як у колах обмотки збудження, так і в обмотках якірного кола. Найважливішими результатами є визначення частоти перемикання імпульсного перетворювача для живлення і регулювання тягового двигуна в усіх режимах роботи. Запропонована методика дає змогу зробити вибір транзисторних ключів для перетворювача за частотою перемикань.
Analysis of the effectiveness of the regulatory act "Regulations on the Railway Transport Safety Management System"
Стаття присвячена дослідженню, яке досить рідко зустрічається у науковій технічній літературі. Мова йде про аналіз впливу нормативно-правового документу «Положення про систему управління безпекою руху на залізничному транспорті» на групи населення та підприємства України та його результивність після затвердження. Ці два аналізи проводяться до і після затвердження нормативних документів у державних органах влади (міністерствах, Кабінеті Міністрів, тощо). Актуальність такого Положення пояснюється необхідністю імплементації нормативних документів європейського типу у діяльність українських залізниць. Імплементація відповідає Угоді про асоціацію між Україною та ЄС. Особливість Положення відповідно до існуючого досі пояснюється тим, що воно стає обов’язковим не тільки для АТ «Українська залізниця», але також для підприємств, які у своєї діяльності використовують залізничний рухомий склад та залізничну інфраструктуру. Виявлено що до сфери залізничного транспорту підпадають 1517 підприємств. На основі аналізу впливу Положення про систему управління рухом на залізничному транспорті на інтереси громадян, держави та суб’єктів господарювання було прийнято висновок щодо найбільш раціонального варіанта досягнення мети з підвищення рівня безпеки руху залізничного транспорту. Таке Положення було затверджено Міністерством інфраструктури у 2021 році.
Міграційно-еволюційні аналіз тенденцій розвитку морської освіти в умовах війни
Дослідження присвячене аналізу фундаментальних змін у системі вищої освіти України, що відбуваються під впливом безпрецедентних геополітичних подій та демографічних зрушень, з особливим фокусом на секторі морської освіти. У роботі досліджується період 2020-2023 років, що характеризується масштабними викликами, спричиненими російською військовою агресією та її наслідками для освітньої галузі. На основі аналізу інституційних звітів та статистичних даних виявлено суттєві зміни у динаміці студентського контингенту, перерозподілі освітніх потоків та трансформації освітніх практик. Результати дослідження демонструють, що попри значну адаптивність та успішне впровадження європейських освітніх стандартів, система вищої освіти України зіткнулася з серйозними викликами, пов'язаними з вимушеною міграцією молоді та демографічним спадом. Особливо гострою ця проблема постає у секторі морської освіти, де спостерігається стійка тенденція до зменшення кількості здобувачів освіти. У статті обґрунтовується необхідність системних державних заходів щодо розвитку морської освіти в Україні. Дослідження розкриває складну взаємодію між демографічними тенденціями, освітньою трансформацією та галузевим розвитком в умовах воєнного часу.