Розробка методів підвищення надійності перевізного процесу.
Пріоритетний напрям розвитку науки і техніки: Енергетика та енергоефективність
Пріоритетний тематичний напрям: Технології енергоефективного машинобудування
Технічне діагностування локомотивів є одним з засобів підвищення надійності перевізного процесу на залізниці. При дослідженнях тяговий електричний двигун обрано в якості вузла, для якого виконується удосконалення системи утримання та засобів його діагностування. Запропоновано методику визначення залишкового ресурсу ізоляції за результатами діагностування, визначено міжремонтні пробіги для тягових електродвигунів з урахуванням зміни їх технічного стану та результатів діагностування. Наукова новизна одержаних результатів полягає в удосконаленні математичної моделі для оцінки впливу ремонту на показники надійності локомотива, запропонована методика нерозбірного діагностування ДВЗ за нерівномірністю обертання колінчатого валу. Вперше враховано параметри поздовжньої динаміки вантажного поїзду та його неоднорідність на інтегральні показники угону залізничної колії. Досліджено режими ведення поїздів в умовах складного гірського профілю Львівської залізниці при різних засобах управління тягою та гальмування. Розроблена методологія для визначення раціональних систем утримування для кожного окремо взятого локомотива в залежності від умов експлуатації при обмеженнях по експлуатаційній надійності та витратах ресурсів. Розроблено програмний комплекс, за допомогою якого виконуються розрахунки з метою надання дозволу на рух поїздів в режимі рекуперативного гальмування. Економічний ефект досягається за рахунок підвищення надійності та якості утримання рухомого складу.
Результатом цієї роботи є удосконалення конструкції візка пасажирського вагона, що дозволить підвищити строк використання деталей рухомого складу та покращити динамічні якості пасажирських вагонів за рахунок нанесення металевих покрить, які мають підвищену зносостійкість; отримання нової технології електроосадження металевих покрить. Математична модель просторових коливань чотиривісного вагону розроблена за допомогою сучасного математичного апарату та засобів об’єктно-орієнтованого програмування, що має широке застосування у дослідженнях закордонних вчених.Удосконалення параметрів рухомого складу залізниць.
Пріоритетний тематичний напрям: Технології енергоефективного машинобудування.
В економічній частині визначено витрати усіх господарств, що відносяться до витрат інфраструктурної складової, та сформовано порядок розподілу загальної суми витрат по кожній статті на окремий пасажирський поїзд. Сформований порядок розподілу кожної статті витрат на рух конкретного пасажирського поїзда.
Підвищення ефективності систем енергопостачання об’єктів залізничного транспорту.
Пріоритетний тематичний напрям: Технології використання нових видів палива, скидних енергоресурсів, відновлюваних та альтернативних джерел енергії.
Проведені дослідження щодо визначення показників, які характеризують енергетичні витрати на об’єктах залізниці. Розроблено нові теплоізоляційні матеріали із заданими фізико-механічними властивостями для специфічних умов експлуатація на залізницях. Розроблені принципи побудови та схеми перетворювачів підвищеної частоти тягового приводу багатосистемних електровозів. Проаналізовані умови експлуатації та встановлені кількісні статистичні характеристики зносу деталей механічної частини рухомого складу. Наукова новизна одержаних результатів полягає в розв'язанні комплексного завдання визначення раціональних режимів систем тягового електропостачання постійного, що забезпечує врахування змінних тарифів за спожиту електроенергію. Розроблений статичний перетворювач підвищеної частоти, що має невеликі масо-габаритні показники та може функціонувати, як в умовах існуючих систем тягового електропостачання, так і з перспективними системами живлення. Отримані результати дослідження впливу параметрів потоків поїздів на енергетичну ефективність систем тягового електропостачання дозволяють складати енергоефективні графіки руху поїздів для забезпечення мінімуму втрат електроенергії.
Удосконалення інформаційних технологій на залізничному транспорті.
Пріоритетний напрям розвитку науки і техніки: Інформаційні та комунікаційні технології.Пріоритетний тематичний напрям: Технології та засоби розробки програмних продуктів і систем
Розроблено математичні моделі і методи, а також програмне забезпечення, призначені для автоматизації процесів експлуатації парків електричних двигунів залізничних стрілочних переводів з урахуванням параметрів поточного стану, без вилучення пристроїв з експлуатації. Засобами нечітко-статистичних експертних систем та нечітких нейронних мереж вирішено комплекс завдань щодо моніторингу, діагностування, а також аналізу станів на основі формування індивідуальних моделей процесів експлуатації електродвигунів стрілочних переводів, які забезпечують ефективне планування і управління процесами експлуатації парків технічних систем. Створений і випробуваний експериментальний програмно-апаратний комплекс з дистанційної діагностики електродвигунів постійного струму стрілочних переводів.
Наукові результати, отримані в результаті виконання роботи, а також розроблені моделі та методи можуть бути використані при визначенні раціональних маршрутів слідування вантажних поїздопотоків у залізничному вузлі, напрямках та мережі залізниць. Розроблено програмне забезпечення, що дозволяє здійснювати розподіл поїздопотоку по маршрутам, що одночасно враховує загальний час руху та затрати механічної роботи, при обмеженнях з пропускної спроможності колій та існуючої величини поїздопотоку між станціями.
Удосконалення методів оцінки функціональної безпеки в експлуатаційній роботі на залізницях.
Пріоритетний тематичний напрям: Нові апаратні рішення для перспективних засобів обчислювальної техніки, інформаційних та телекомунікаційних технологій.
На швидкісних магістралях найбільш широко застосовують тональні рейкові кола, недоліки яких складна конструкція колійного приймача, який реалізований на аналоговій елементній базі, містить велику кількість транзисторних каскадів та коливальних контурів, що ускладнює технологію обслуговування рейкових кіл та зменшує їх надійність. Впровадження розробленого уніфікованого мікропроцесорного колійного приймача дозволить підвищити функціональну безпеку та надійність тональних рейкових кіл, а також зменшити експлуатаційні витрати на їх утримання. Для економічної ефективності технічного обслуговування та продовження нормативного строку служби пристроїв різного характеру були сформовані принципи, підходи та вимоги до моделювання систем тягового електропостачання, розроблені моделі тарифів за електроенергію, надійності, економічного збитку від можливих відмов системи тягового електропостачання, а також обрано підходи до вибору раціонального перерізу контактної мережі. Розроблені математичні моделі та теоретичні викладки послужать основою для розрахунків нормативів технічної експлуатації та розробки методології комплексної автоматизації систем діагностики пристроїв тягових підстанцій постійного струму. На підставі виконаних досліджень запропоновані зміни до Інструкції з руху поїздів і маневрової роботи, впровадження яких дозволить скоротити простої вагонів, локомотивів та локомотивних бригад під операцією закріплення на 30-40%.
Оцінка технічного стану земляного полотна на окремих залізницях та розробка пропозицій по забезпеченню його надійності при підвищеній швидкості руху поїздів до 200 км/год.
Пріоритетний напрям розвитку науки і техніки: Раціональне природокористуванняПріоритетний тематичний напрям: Технології утилізації та видалення побутових і промислових відходів
Розроблено комбінований спосіб підсилення геотекстилем і ґрунтово-щебеневим шаром, розташованим на деякій відстані (0,4 м…0,7 м) від основної площадки. Запропонована конструкція земляного полотна значно зменшує вертикальні деформації земляного полотна і може бути використана в ґрунтах, представлених суглинками та супісками з модулем деформації 35 МПа. Досліджено фактичний знос рейок безстикової колії і зміни динамічного навантаження на поверхню рейки при взаємодії її з колесами локомотива та проведені розрахунки стійкості безстикової колії на прямолінійних і кривих ділянках траси залізниці, які дозволяють більш точно враховувати основні її параметри. Запропоновано новий спосіб підвищення стійкості безстикової колії проти дії бокової сили. Отримані результати є основою для практичних рекомендацій по забезпеченню надійності земляного полотна і колій залізниць в умовах забезпечення швидкості руху 200 км/год.
Розробка ресурсозберігаючих технологій для захисту елементів інфраструктури від природних та техногенних впливів
Пріоритетний тематичний напрям: Технології моделювання та прогнозування стану навколишнього природного середовища.
Розроблено і апробовано математичні моделі для розрахунку просторової динаміки мостової конструкції під час виникнення природної або техногенної аварії. В експериментальній частині роботи застосовуються методи кінетичних вимірювань за стандартними методиками, рН-метрія, потенціометрія. Методологія базується на фізико-хімічних підходах, які дозволяють розділити викиди токсичних сполук на три основні групи: рідкофазні, газофазні, твердофазні. У дослідженнях реалізована гіпотеза, що певна частина забруднень фактично залишається в навколишньому середовищі, підпадаючи під дію природних процесів саморегуляції та самоочищення, а також поширюючись довкола місця аварії за рахунок перенесення повітряними й водяними потоками. Тому, заради прогнозування віддалених наслідків, комплекс заходів з ліквідації аварії повинен включати також моніторинг довкілля. Розроблена технологія дозволить значно зменшити час ліквідації наслідків аварій, використовувати доступні матеріали в якості нейтралізаторів, зменшити екологічні наслідки аварій і збитки залізниць. Результатом дослідження є розробка рекомендацій з розрахунку мостових конструкцій на складні сполучення навантажень, в тому числі від впливу небезпечних хімічних речовин.