Вісник Приазовського Державного Технічного Університету. Серія: Технічні науки

Дослідження можливості підвищення якості окатишів за рахунок кращого методу підготовки донної та бортової постілі

Є.В. Чупринов — 2024-06-27

Проаналізовано методи управління якістю окатишів за рахунок управління донною і бортовою постіллю. Показано, що даний метод може бути ефективним для підвищення властивостей залізорудної продукції, але не використовується в промисловості через недостатню обґрунтованість. Запропонована нова технологія термозміцнення окатишів, яка дозволяє істотно поліпшити їх міцність при відновленні в доменній печі. Проведені дослідження по термозміцненню окатишів в обпалювальній чаші діаметром 300 мм і висотою шару 400 мм. Результати досліджень показали, що питома продуктивність обпалювального агрегату аналогічна технологічним режимам, міцність на стиск обпалених, проте, міцність на удар і стирання при відновленні у придатної фракції обпалених окатишів, отриманих за пропонованою технологією, істотно краще, ніж за прийнятою. Впровадження розробленої технології в промислових умовах в цехах з виробництва окатишів без реконструкції є досить простим і не вимагає суттєвих капіталовкладень

Методи нейтралізації залізовмісних фаз в ливарних алюмінієвих сплавах системи Al-Si-Cu з вмістом заліза до 1,5 % мас.

М.А. Фон Прусс — 2024-06-27

У статті представлено результати експериментальних досліджень, які демонструють можливість нейтралізації несприятливих залізовмісних фаз в алюмінієвих сплавах системи Al-Si-Cu, отриманих методом лиття, за допомогою модифікування Cr, Mo, V і Co. Проведено аналіз впливу цих елементів на процес кристалізації, мікроструктуру та фазовий склад алюмінієвих сплавів. Отримані результати свідчать про суттєві зміни у морфології та розподілі залізовмісних фаз, що дозволяє покращити механічні та експлуатаційні характеристики алюмінієвих сплавів

Розвиток методу визначення плануємої поперечної різностінності холодно-катаних труб на основі експериментальних досліджень при різних варіантах виконання подачі та повороту

В.У. Григоренко — 2024-06-27

В останні роки в Україні почали застосовувати стани холодної прокатки труб, де можна виконувати різні режими подачі та повороту труби. Постановка проблеми. Потрібен метод, що дає можливість планувати при цьому поперечну різностінність труб. Ціль. Розробка методу визначення плануємої різностінності для проектування технології виробництва з забезпеченням регламентованої підвищеної якості труб по їх геометрії. Методика. Отримання експериментальних результатів з впливу режимів виконання подачі та повороту при холодній прокатці на поперечну різностінність труб. Режим 1 – подачу виконують перед прямім ходом, а поворот перед зворотним ходом кліті; режим 2 – подачу виконують перед прямим ходом, а поворот перед прямим та зворотним ходом кліті; режим 3 – подачу виконують у передньому і задньому положенні кліті, а поворот у задньому положенні; режим 4 – подачу та поворот виконують перед прямим та зворотним ходом кліті). Результати. З випробуваних режимів найбільш ефективним (з погляду виправлення поперечної різностінності труб заготовок, є режим 2 та режим 4. Наукова новизна. Вперше отримані додаткові експериментальні дані по величині поперечної різностінності труб при веденні процесу холодної прокатки труб з різними режимами виконання подачі і повороту перед прямим і зворотним ходом кліті. Показано, що ведення процесу холодної прокатки труб з подачею перед прямим і поворотом перед прямим і зворотним ходом кліті дає в 1,5 разу кращі показники по точності труб в порівнянні з подачею перед прямим ходом кліті та поворот перед зворотним ходом кліті. Такі ж показники дає процес з подачею і поворотом перед прямим і зворотним ходом кліті. Практична значимість. Отримані результати потрібні при розробці технологій з виготовлення труб з підвищеними вимогами до поперечної різностінністі

Явище термодифузії в рідких і твердих металах у роботах О. М. Скребцова

Л.О. Дан — 2024-06-27

У 2024 році відзначається 100-річний ювілей ученого зі світовим ім'ям, нашого земляка, професора Олександра Михайловича Скребцова. Крім досліджень застосування радіоактивних ізотопів у металургії, розвитку теорії рідкого стану металевих розплавів значну увагу він приділив явищу термодифузії в рідких і твердих металах. Цю роботу присвячено аналізу цієї частини наукової спадщини О. М. Скребцова. Рух атомів під дією градієнта температури (термодифузія) відбувається під час різних природних явищ і в багатьох технологічних процесах. Однак при вивченні рушійних сил і механізмів термодифузії, до тепер, як правило, переважав академічний підхід. Це дозволило досить добре розвинути теорію термодифузії стосовно газів, розчинів солей і твердих металів. Ця стаття присвячена аналізу досліджень, спрямованих на можливість практичного використання цього явища для підвищення ресурсу деталей, що працюють в умовах температурного градієнта, та оптимізації процесів, що протікають з градієнтом температури. Такі процеси відбуваються в металургійних агрегатах, супроводжують біметалеве лиття, зварювання, наплавлення тощо. На основі аналізу наявних у літературі експериментальних даних описано встановлений зв'язок між теплотою термодифузії та співвідношенням атомних радіусів елементів, що дифундують, R_d, і основного металу R_b. Показано принципову можливість використання термодифузії для керування процесами десульфурації рідкого чавуну та створення захисних покриттів на деталях із сірого чавуну під час їх експлуатації при високих температурах

Складові розвитку методів калібрування валків для прокатки швелерів на основі зменшення нерівномірності деформування

В.У. Григоренко — 2024-06-27

Вступ. В металургії заключним етапом виробництва є обробка метала в прокатних цехах. Основною складовою розробки технологій прокатки сортових профілів є калібрування валків. 90% сталі, що виплавляється, переробляється прокаткою. Методи калібрування прокатних валків постійно удосконалюються. Застосовують методи калібрування, в яких присутня значна нерівномірність деформування елементів профілю, що приводить до швидкого зношування валків і збільшення витрат. Постановка проблеми. Потрібно розвивати метод калібрування валків у виробництві швелерів на основі зниження нерівномірності деформування. Мета. Ціллю статті є аналіз методів калібрування валків для виробництва швелерів з зазначенням їх переваг та недоліків та обґрунтування застосування компонентів розвиненого методу калібрування валків на основі зниження нерівномірності деформування. Результати. Аналіз різних методів калібрування валків швелерів показав, що найменша нерівномірність деформації присутня у способі прокатки методом згинання. Досягається найбільша рівномірність деформації по ширині профілю, знижується знос валків у зв'язку із забезпеченням мінімальної різниці діаметрів валків у калібрі, зменшуються енерговитрати. Для зменшення нерівномірності деформування металу пропонується використовувати прямокутну заготовку чи штрипс. Наукова новизна. Вперше детально проаналізовані методи калібрування валків для прокатки швелерів. Для зменшення нерівномірності деформування полок та фланців в осередку деформації запропоновано застосовувати метод калібрування згинанням. Запропоновано вперше в якості заготовки застосовувати штрипс. Практичне значення. Застосування технології прокатки швелерів на основі розвиненого методу калібрування валків зі зниженою нерівномірністю деформування на перших проходах дозволяє знизити собівартість продукції та дати економічний ефект

Систематизація схем апаратного забезпечення систем моніторингу експлуатації транспортних засобів

В.П. Матейчик — 2024-06-27

Інформаційний моніторинг є найважливішим етапом контролю технічного стану сучасного автомобіля в умовах експлуатації. Дистанційний контроль експлуатації транспортного засобу може бути раціонально сформований на основі систематизації схем апаратного забезпечення систем моніторингу. В статті виконано структурний аналіз та синтез можливих схем апаратного забезпечення систем моніторингу транспортного засобу у взаємодії з інфраструктурним середовищем на основі дослідження технічної системи «Транспортний Засіб - Інфраструктура». В статті проведено систематизацію систем моніторингу за видами апаратних засобів, використовуваних для отримання інформації про транспортний засіб та інфраструктурне середовище на різних етапах виконання властивих їм функцій в умовах експлуатації. В статті показано, що доцільно розглядати засоби отримання інформації про стан операторів, транспортних засобів і об’єктів перевезень (вантаж чи пасажири) як окремі функціональні елементи інформаційної системи моніторингу. Для систематизації можливих схем апаратного забезпечення систем моніторингу виділено 5 функціональних елементів як множини спеціалізованих апаратних засобів. Для кожного з функціональних елементів інформаційної системи моніторингу виділено основні морфологічні ознаки, які характеризують вид інформації, способи її отримання, обробки, передачі, аналізу та використання для вирішення визначених завдань експлуатації транспортного засобу. Визначено перелік конкретних варіантів технічного забезпечення виділених морфологічних ознак, поєднання яких визначає структуру і функціональні можливості сформованої інформаційної системи моніторингу для вирішення поставлених задач у визначених умовах експлуатації. В статті показаний процес дослідження формування схем структури апаратного забезпечення інформаційних систем моніторингу експлуатації транспортних засобів з різною компоновкою у вигляді морфологічної формули. Отриману схему структури апаратного забезпечення інформаційних систем моніторингу експлуатації транспортного засобу можливо розглядати як дієвий спосіб забезпечення ефективного моніторингу транспортного засобу в умовах експлуатації

Про деякі методи визначення власних частот крутильних коливань у металорізальних верстатах

Т.М. Карпенко — 2024-06-27

Вимушені крутильні коливання у приводах верстатів – одна з актуальних проблем сучасного верстатобудування. Причинами цих коливань можуть бути: дисбаланси мас, які обертаються; конструктивна недосконалість підшипникових вузлів; особливості експлуатації або технологічного процесу (для металорізальних верстатів – ексцентричне закріплення заготовки, обробка некруглої деталі та ін.). В роботі на прикладі реального металорізального верстату реалізована задача динамічного аналізу приводу головного руху верстату з визначенням власних частот крутильних коливань. Реальний об'єкт замінено динамічною моделлю (ДМ). При побудові ДМ інерційні та пружні характеристики визначені з умов: – кінетична енергія об'єкту еквівалентна кінетичній енергії ДМ (з цієї умови отримані осьові моменти інерції зосереджених мас рядної моделі); – потенціальна енергія пружних деформацій об'єкту еквівалентна потенціальній енергії деформації ДМ (з цієї умови отримані коефіцієнти жорсткості ДМ). Власні частоти рядної ДМ визначались трьома способами: 1) шляхом розв’язування рівняння частот (точний метод) у поєднанні з методом зменшення кількості мас А.П. Черевкова; 2) через спрощення ДМ за методом парціальних систем; 3) методом залишків (Толле). Зроблено такі висновки: 1) основну (меншу) частоту можна знаходити будь-яким із розглянутих методів (бо результати трьох методів співпали); 2) при спрощенні ДМ з використанням методу парціальних систем слід враховувати критерій можливості подальших спрощень за означеним частотним діапазоном; перехід від трьохмасової ДМ до двохмасової, за умови недотримання вказаного критерію, призвів до похибки щодо величини основної частоти близько 10%; 3) динамічні розрахунки машин з використанням ДМ і різних методів визначення власних частот дозволяють на основі відомих частот збурюючих сил виявляти можливі білярезонансні режими експлуатації об’єкту і заздалегідь уникати їх шляхом внесення змін у конструкцію верстата на стадії проєктування

Сучасні підходи до зберігання даних: порівняння реляційних і хмарних сховищ з використанням ETL та ELT методів

Н.I. Бойко — 2024-06-27

У дослідженні проаналізовано різні аспекти використання реляційних і хмарних сховищ даних, а також методи інтеграції даних ETL та ELT. Наведено порівняльний аналіз цих підходів, їх переваги та недоліки. Запропоновано центральне реляційне сховище даних, яке забезпечує єдину версію правди (Single Version of Truth), що дозволяє стандартизувати та структуризувати дані, усуваючи розбіжності і забезпечуючи доступ до однакової інформації для всіх користувачів організації. Проаналізовано методологічні підходи для реалізації сховища даних: зверху вниз, знизу вгору та із середини. Розглянуті хмарні сховища даних, які використовують хмарні технології для забезпечення масштабованості, доступності та відмовостійкості, що є важливим для компаній з великими обсягами даних. Проаналізовано переваги та недоліки ETL та ELT: ETL виконує трансформацію даних перед їх завантаженням у сховище, що спрощує дотримання конфіденційності даних. ELT виконує трансформацію після завантаження, що дозволяє більш гнучко обробляти дані безпосередньо в сховищі. В статті розглянуто підходи до реалізації сховища даних: зверху вниз підходить для стратегічного планування, знизу вгору дозволяє швидше отримувати результати, а підхід із середини комбінує обидва методи для досягнення оптимальної ефективності. Розглянуто хмарні сховища даних: порівняно з реляційними сховищами, хмарні сховища є більш гнучкими, масштабованими та ефективними, забезпечуючи швидкість і зниження витрат на інфраструктуру. Наведені архітектури хмарних сховищ: масова паралельна обробка, гібридні архітектури, лямбда-архітектури та багатоструктурні архітектури. Вони забезпечують високу продуктивність та гнучкість у обробці даних. Наведені технології зберігання даних: Data lake, Polyglot Persistence, Apache Iceberg, Apache Parquet та стовпчасті бази даних, які забезпечують ефективне зберігання та обробку великих обсягів даних

Дослідження методологій розробки вебдодатку для медичної клініки з використанням React

С.К. Кіріакіді — 2024-06-27

У статті детально досліджуються методології розробки вебдодатків для медичних клінік з використанням популярної бібліотеки React. Основною метою цього дослідження є аналіз сучасних підходів до створення вебдодатків, які відповідають специфічним вимогам медичних установ. Особлива увага приділяється функціональним та нефункціональним характеристикам, що є критично важливими для таких систем, зокрема безпеці даних, користувацькому досвіду, інтеграції з існуючими системами та відповідності нормативним стандартам. Перш за все, проведено всебічний аналіз вимог медичних клінік до вебдодатків. Безпека даних є одним з найважливіших аспектів, оскільки медичні установи працюють з конфіденційною інформацією. У дослідженні розглянуто методи забезпечення конфіденційності та цілісності медичних даних, зокрема шляхом дотримання стандартів HIPAA та GDPR. React дозволяє легко інтегрувати сучасні засоби безпеки, такі як JWT (JSON Web Tokens) для аутентифікації та авторизації, а також використовувати захищені HTTP-з'єднання для передачі даних. Крім того, особлива увага приділена
користувацькому досвіду (UX/UI), який має забезпечувати зручність та ефективність використання вебдодатку як медичним персоналом, так і пацієнтами. React дозволяє створювати динамічні та інтерактивні інтерфейси, що можуть адаптуватися до різних пристроїв та екранів, забезпечуючи таким чином високу якість користувацького досвіду. Це особливо важливо для медичних додатків, де точність і швидкість взаємодії можуть впливати на якість надання медичних послуг. Наведено детальний опис найкращих практик та підходів до розробки вебдодатку з використанням React. Розглянуто архітектуру компонентів, яка забезпечує модульність та повторне використання коду, що є ключовим фактором у створенні масштабованих та легко підтримуваних додатків. Досліджено різні методи керування станом у додатку, такі як використання Context API та Redux, що дозволяє ефективно керувати даними та забезпечувати стабільну роботу додатку. Описано рекомендації щодо налаштування маршрутизації за допомогою бібліотеки React Router, що дозволяє створювати динамічні та багатосторінкові додатки, забезпечуючи при цьому плавну навігацію та хороший користувацький досвід. Крім того, розглянуто способи забезпечення безпеки додатку, включаючи захист від XSS-атак, CSRF та інших типів вразливостей, що є критично важливим у медичних додатках. У статті надано конкретні рекомендації щодо реалізації вебдодатку для медичної клініки. Вони включають практичні приклади коду, що демонструють реалізацію ключових функціональностей, таких як реєстрація та автентифікація користувачів, обробка медичних записів та взаємодія з базами даних. Описано процес налаштування інфраструктури для розробки, тестування та розгортання додатку, включаючи використання CI/CD інструментів для автоматизації цих процесів, що сприяє підвищенню ефективності розробки та якості кінцевого продукту. Стаття надає цінну інформацію для розробників, які прагнуть створити ефективні та безпечні вебдодатки для медичних клінік, використовуючи сучасні технології. Висновки та рекомендації, представлені у дослідженні, допоможуть забезпечити високу якість та відповідність розроблених рішень сучасним стандартам та вимогам галузі, що сприятиме підвищенню ефективності роботи медичних установ та якості медичних послуг, що надаються пацієнтам

Удосконалення моделі для розрахунку коефіцієнта захисту фільтрувального респіратора від шкідливого аерозолю

С.І. Чеберячко — 2024-06-27

Мета дослідження. Удосконалення моделі для розрахунку коефіцієнта захисту фільтрувальних респіраторів від шкідливого твердого аерозолю. Матеріали і методи. Для експериментального визначення коефіцієнта захисту фільтрувального респіратора відповідно до стандарту ДСТУ EN 149:2017 «Засоби індивідуального захисту органів дихання. Півмаски фільтрувальні для захисту від аерозолів. Вимоги, випробування, маркування» та застосовування методу ДСТУ EN 13274-1:2005 «Засоби індивідуального захисту органів дихання. Методи випробування. Частина 1. Визначення коефіцієнта проникання і загального коефіцієнту проникання», використали на добровольцях легкі фільтрувальні півмаски для захисту від аерозолів типу «Стандарт» FFP2. Результати. Обчислено коефіцієнт захисту фільтрувальних респіраторів, що використовувались на добровольцях у лабораторних умовах при визначеній концентрації тест-аерозолю в навколишньому середовищі за стандартним методом випробуавнь, який описаний у ДСТУ EN 13274-1:2005 «Засоби індивідуального захисту органів дихання. Методи випробування. Частина 1. Визначення коефіцієнта проникання і загального коефіцієнту проникання» і передбачає врахування похибки вимірювання від приладів не більше 10%. Проведено порівняння отриманих показників коефіцієнта захисту фільтрувальних респіраторів у лабораторних умовах і за розробленою теоретичною моделлю з урахуванням осадження частинок у пробоотбірному зонді та підмасковому просторі півмаски під час процесу видихання, що показало гарний збіг показників за t-критерієм Стюдента. Наукова новизна. Наукова новизна полягає у розробці моделі для розрахунку коефіцієнта захисту фільтрувальних респіраторів на основі оцінюваної масової функції розподілу аерозольних частинов в зоні дихання; функції проникнення через зазор між обличчям і півмаскою з урахуванням процесу вдихання і видихання, а також осадження частинок у пробовідбірному зонді. Практичне значення роботи полягає у розробці формули щодо теоретичного визначення коефіцієнта захисту фільтрувальних респіраторів, яка використовується для розрахунку професійного ризику захворювання користувачів на пневмоконіоз

Аналізування методів оцінювання цільової невизначеності

Н.В. Діденко — 2024-06-27

Майже 25 років людство займається проблемами оцінювання невизначеності вимірювань. При застосуванні невизначеності не ставиться мета визначити справжнє значення під час вимірювання, наскільки це можливо. Тобто визнається, що інформація, отримана при вимірюванні, дозволяє лише приписати обґрунтований інтервал значень для вимірюваної величини, ґрунтуючись на припущенні, що при виконанні вимірювання не було зроблено помилок. Однак, навіть найточніші вимірювання не можуть зменшити цей інтервал до єдиного значення через кінцеву кількість деталей в описі вимірюваної величини. Інтервал може бути представлений через одне своє значення, що називається «виміряним значенням величини». Багато наукових праць присвячено за ці роки методам оцінювання невизначеності вимірювань. При цьому головний висновок – значення невизначеності залежить від застосованого метода її оцінки. На практиці застосування невизначеності не знайшло широкого застосування. Акредитовані калібрувальні та випробувальні лабораторії повинні вміти оцінювати невизначеність вимірювань. Тому вони вчаться методам оцінювання невизначеності, розробляють приклади. Пишуть в системі управління, що оцінка невизначеності результату вимірювань надається за вимогою замовника. Але ні замовник, ні виконавець не розуміють мети її застосування. Тому зараз прийшов час науковцям разом з практиками зайнятися питанням встановлення цільової невизначеності для вирішення конкретних вимірювальних завдань, таких як встановлення відповідності продукції визначеним вимогам, встановлення придатності засобів вимірювальної техніки після калібрування тощо. Таким чином, для застосування на практиці важливо вміти визначати значення цільової невизначеності – значення невизначеності для виміряного значення величини, при якому можна вважати виміряне значення достовірним для конкретного практичного застосування

Порівняльний аналіз ефективності пасивного та активного фільтрів вищих гармонік в мережі з нелінійним навантаженням

В.О. Чорна — 2024-06-27

Наявність нелінійного навантаження, підключеного до мережі електроживлення, викликає викривлення синусоїдальної форми кривих струму та напруги, призводячи до виникнення вищих гармонік. Вищі гармоніки призводять до перевантаження та перегріву обладнання, зниження надійності та зменшення терміну його експлуатації, здатні здійснювати негативний вплив на якість електричної енергії. В рамках завдання щодо забезпечення надійності електричних мереж важливим завданням є контроль рівня гармонійних складових та застосування спеціальних пристроїв для мінімізації їх впливу. Для боротьби з вищими гармоніками в електричних мережах роблені та використовують різні пристрої, до яких відносяться лінійні дроселі, пасивні фільтри, активні фільтри. Вибір конкретного пристрою залежить від параметрів електромережі, типу та характеристик підключеного навантаження, рівня гармонійних складових, вимог до якості електричної енергії. Лінійні дроселі здатні знижувати рівень гармонік в електромережі, але, маючи ряд недоліків, потребують додаткового обгрунтування при прийнятті рішення про їх застосування. Пасивний фільтр має контур, що складається з дроселя, резистора та ємності, може мати різні конфігурації та налаштовується на частоту конкретної гармоніки для пригнічення її впливу. Пасивні фільтри більш ефективні в боротьбі з вищими гармоніками, генерованими нелінійним навантаженням, економічніші та простіші в обслуговуванні, але мають обмежений діапазон частот, фіксовані параметри та значні масогабаритні розміри, що обмежує коло їх використання. Активні фільтри мають у своєму складі активні компоненти для генерування сигналів, протифазних гармонійним складовим, завдяки чому компенсують вищі гармоніки. Активні фільтри більш гнучкі, здатні до корекції викривлених та формування сигналів, є значно ефективнішими за дроселі та пасивні фільтри, але менш економічно привабливі та більш енергоємні. В представленій роботі досліджені пасивний шестиланковий LC-фільтр та шунтуючий активний фільтр на основі принципу миттєвої компенсації активного та реактивного струмів. В активному фільтрі компенсація гармонійних викривлень забезпечується пропорційно-інтегральним регулятором. В роботі проведено імітаційне моделювання пасивного та активного фільтрів у складі електротехнічного комплексу термічної обробки металів, проаналізовані отримані результати компенсації гармонійних викривлень

Уточнення моделі розрахунку плану формування поїздів за рахунок урахування ефекту навантаженості сортувальних станцій

Л.О. Пархоменко — 2024-06-27

Стаття присвячена вдосконаленню математичної моделі розрахунку плану формування поїздів (ПФП) на мережі залізниць АТ «Укрзалізниця». Система організації вагонопотоків на залізничному транспорті базується на стратегічному плануванні на основі ПФП, що дозволяє підвищити ефективність використання вагонів та інфраструктури, зменшити затримки при формуванні поїздів та скоротити тривалість перевезення. Існуючі моделі не відображають певні нюанси процесу формування поїздів на сортувальних станціях в першу чергу тому, що існуючі методи розрахунку ПФП не передбачають використання таких ускладнених моделей. Таке становище фактично створює підґрунтя для наявності високого рівня епістемічної невизначеності в системі управління експлуатаційною роботою підсистеми вантажних залізничних перевезень і гальмує прогрес в цьому напрямку. Запропоноване уточнення моделі у вигляді функції змінного коефіцієнта завантаженості технічних станцій відображає реальний ефект уповільнення переробки вагонопотоків і відповідно додаткових витрат вагоно-годин у випадках, коли технічні станції працюють у навантажених режимах роботи. Для здійснення розрахунків використано автоматизований метод розрахунку ПФП, раніше розроблений одним з авторів даного дослідження, що ґрунтується на застосуванні математичного апарату генетичних алгоритмів. Порівняльний аналіз результатів розрахунків за типовою та вдосконаленою моделями показав, що врахування впливу перевантаженості станцій дозволило скоротити витрати на 405,7 вагоно-годин, або 3,5% від загальних витрат на накопичення та переформування составів. Реалізація даного підходу щодо уточнення моделі, який базується на використанні сучасного методу розрахунку ПФП, може слугувати основою для подальшого вдосконалення методів стратегічного планування перевізного процесу та мінімізації впливу факторів невизначеності. Запропоноване уточнення моделі розрахунку ПФП також представляє теоретичний інтерес як приклад застосування підходу, спрямованого на зменшення рівня невизначеності епістемічного типу в системі управління експлуатаційною роботою залізничного транспорту

Інтелектуальна система моніторингу експлуатаційних властивостей суднового енергетичного обладнання

А.В. Яненко — 2024-06-27

Особливість моніторингу технічного стану суднових транспортних засобів складається у тому, що протягом терміну служби головну енергетичну установку не змінюють, а здійснюють її неперервне технічне обслуговування та періодичні ремонти. В організації таких заходів провідна роль належить технічному діагностуванню, що дозволяє визначити технічний стан матеріалу, а також прогнозувати можливі зміни на певний період. Запропоновано інтелектуальну систему моніторингу експлуатаційних властивостей суднового енергетичного обладнання за допомогою ланцюгів Маркова, елементів ймовірнісної динаміки, розрахунків по ймовірностним моделям, багатокритеріальної оптимізації діагностичних параметрів, симуляції та генерації сценаріїв. Докладно розглянуто змістовий сенс основних структурних блоків системи моніторингу експлуатаційних властивостей суднового енергетичного обладнання. Вхідною інформацією було узагальнення досвіду експлуатації транспортних засобів. Описуються етапи побудови ланцюгів Маркова стосовно діагностики турбонагнітачів, особливістю яких є заміна дискретного часу безперервною послідовністю станів. Розглянуто окремим блоком обчислення за ймовірнісними моделями на основі спектрів вібраційних сигналів шляхом поєднання їх основних дискретних ознак та встановлення нових діагностичних параметрів. Візуалізація зв’язків полягає у побудові орграфів взаємодій основних структурних елементів суднової енергетичної установки з урахуванням імовірнісних моделей. Багатокритеріальна оптимізація у представленій системі розглядається з позицій статистичних критеріїв та їх згорток. Симуляція та генерація основних сценаріїв описана з точки зору перетворення аналогових даних про робочі процеси у цифрову форму. Надано інформаційну підтримку та інструментарій системи моніторингу експлуатаційних властивостей суднового енергетичного обладнання

Ризики подій та сценарії Паддінгтонської катастрофи 1999 року

В.С. Волошин — 2024-06-27

Аварія під Лондоном у жовтні 1999 року шокувала не лише Велику Британію. Зіткнення двох поїздів показало очевидну неадекватність існуючих моделей управління поїздами на Великій Західній головній лінії залізниць Великобританії. Фахівці найрізноманітніших галузей знань неодноразово повертаються до цієї проблеми, намагаючись знайти ключові шляхи мінімізації ризиків у цій дуже складній транспортній галузі. У даній роботі зроблена спроба створення моделі нейронної мережі NS, що дає можливість прогнозувати можливі наслідки різноманітних технологічно запрограмованих дій і безпечну диспетчеризацію. В основі п'ятисинапсної моделі, що запропоновано, згруповані всі відомі ризикоутворюючі події, які так чи інакше сприяли виникненню аварії. Як функцію активації нейронів синапсів обрано біфуркаційну залежність подвоєного облікового періоду за рахунок кількості та невизначеності змісту облікових показників, що впливають на кінцевий результат. Це дозволило врахувати невизначеності, які супроводжують активність будь-яких міжсинапсних каналів від кожної вхідної події до кінцевого протоколу, який приймає лише бінарне представлення очікуваного ризику. Завдяки цій моделі, виявляються як наочні, так і приховані джерела потенційних ризиків для будь-якої системи подій, еквівалентних Паддінгтонській системі, з урахуванням деяких її недоліків. Показано, що запобігання таких аварій за допомогою моделей нейронних мереж має зводитися до автоматичного відстеження відображень потенційних ризикоутворюючих подій, вбудованих у навчену NS, і оповіщення принаймні одного або двох з таких, що відстежуються. Слід зазначити, що така модель NS може бути корисною не тільки для умов Великої Західної Головної Лінії залізниць Великобританії, але і для інших систем, на які поширюються ті ж правила експлуатації, що і в нашому прикладі

Визначення динамічних складових реакцій в підшипниках дискового валу роторних пил (повідомлення 2)

А.О. Іщенко — 2024-06-27

Для сучасного прокатного виробництва актуальним є питання міцності та надійності конструкцій роторних пилок, які призначені для різання гарячого прокату. Одним із факторів, що знижує надійність роторної пили, є недостатня довговічність підшипників валу швидкохідного диска, який сприймає зусилля різання. Практика показує, що застосовані методи розрахунку на міцність опорних підшипників не дозволяють врахувати всі можливі фактори, що впливають на надійність підшипників у процесі різання. По-перше, як з'ясувалося, в процесі експлуатації пильний диск має радіальне биття, можливо через помилку при нарізанні зубів диска і ексцентричну посадку диска на посадочне місце при його заміні. Також у зв'язку з тим, що процес різання роторною пилкою дуже короткочасний, силу різання прийнято вважати силою удару. Метою даної роботи є визначення довговічності підшипників дискового валу роторної пили, враховуючи такі фактори, як радіальне биття диску та ударне навантаження в процесі різання. Як відомо, при тривалій експлуатації об’єкту місце для посадки ріжучого диску на планшайбі зношується, інколи виникає похибка в отворі при виготовленні нового диску. Тому має місце ексцентриситет центру ваги диску. Наявність цього ексцентриситету враховується в роботі при визначенні шуканих сил за допомогою принципу Д’Аламбера умовного зрівноваження сил. Враховуючи те, що тривалість різання це короткочасний процес (триває 0,105 с), то при визначенні реакцій в опорах дискового валу, що виникають під дією сил різання, можливо розглядати процес різання як ударне явище. Через те, що процес різання дисковою пилою дуже короткочасний, силу різання вважаємо силою удару. Величини сил реакцій в підшипниках визначаються під час різання з використанням теорем динаміки при ударі: теореми імпульсів та про зміну кінетичного моменту. Для можливості теоретичного визначення впливу биття диску на реакції в опорах підшипникового валу проведені експериментальні дослідження биття диска та визначені зусилля різання

Аналіз особливостей методу поєднання електронної картографічної навігаційно-інформаційної системи з радіолокаційною станцією судна

Є.В. Калініченко — 2024-06-27

Статтю присвячено аналізу значення накладення радіолокаційного зображення на екран електронної картографічної навігаційно-інформаційної системи (ЕКНІС) для підвищення безпеки та ефективності судноводіння. На основі огляду наукових публікацій і фахової літератури розглядаються технічні аспекти реалізації функції накладення, її переваги та обмеження, а також вплив на процес ухвалення рішень судноводієм. Накладення радіолокаційної інформації на електронну навігаційну карту забезпечує інтеграцію планових і фактичних даних про навколишнє оточення, що сприяє підвищенню ситуаційної обізнаності судноводія. Поєднання систем дає змогу візуально зіставляти радіолокаційні цілі з картографічними об'єктами, уточнювати місце розташування судна, контролювати дрейф і орієнтацію, виявляти навігаційні небезпеки. Особливу цінність функція накладення має під час плавання в обмежених водах і в умовах обмеженої видимості. Водночас застосування технології накладення пов'язане з низкою технічних труднощів і обмежень, пов'язаних із забезпеченням точності суміщення, узгодженням форматів даних, синхронізацією оновлення інформації. Похибки в роботі систем позиціонування, курсовказання, помилки картографії можуть призводити до неузгодженості шарів зображення і невірної інтерпретації навігаційної ситуації. Критично важливе значення мають питання надійності обладнання, налаштування параметрів відображення, компетентності та підготовленості судноводіїв. Підкреслюється, що накладання радіолокаційного зображення на ЕКНІС є ефективним інструментом підвищення безпеки судноводіння, але не замінює традиційних навігаційних практик і не скасовує необхідності критичної оцінки даних. Надмірна залежність від технології, ігнорування її обмежень і нехтування принципами доброї морської практики можуть призводити до прийняття помилкових рішень і негативно позначатися на безпеці. Подальші перспективи розвитку технології можна пов'язати з удосконаленням алгоритмів обробки інформації, оптимізацією людино-машинної взаємодії, розвитком методів підготовки фахівців. Наголошується на необхідності комплексного підходу, що поєднує вдосконалення технічних систем і людського фактору для повної реалізації потенціалу функції накладення в забезпеченні безпеки судноводіння. Лише збалансоване використання технологічних інновацій та традиційних навігаційних практик може гарантувати надійність та ефективність сучасного судноводіння

Особливості експлуатації лубрикаторної системи мащення суднових малообертових двигунів

Д.С. Погорлецький — 2024-06-27

В статті розглядаються питання оптимізації витрати високолужного циліндрового масла в лубрикаторних системах мащення суднових малообертових двигунів (МОД) та особливості експлуатації системи циліндрового мащення з огляду на сучасні тенденції розвитку МОД. Проведено огляд систем лубрикаторного мащення циліндрів суднових головних двигунів та розглянуто можливі перспективи вдосконалення систем лубрикаторного мащення циліндрів суднових дизельних двигунів. Приділено увагу причинам виникнення та способам боротьби з цілою гамою проблем, які представляють собою можливість збільшення зносу втулок циліндрів, поршнів, поршневих кілець, це пов’язано з типом та сортом палива і вмістом сірки в ньому. Сірка в паливі нейтралізується з допомогою циліндрових масел з високою лужністю, проблеми виникають під час зміни сорту палива, це вимагає зміни марки циліндрового масла (CLO BN). Запропоновано та розглянуто можливість використання системи змішування циліндрових масел (ACOM) для нейтралізації сірки в паливі та покращення захисту від низькотемпературної корозії циліндрових втулок МОД. Дана система змішує та дозує циліндрове масло в залежності від навантаження суднового двигуна і типу палива. ACOM дозволяє дозувати масло на суднових двигунах, які працюють у режимах споживання подвійного виду палива (SDF), де визначається співвідношення між пілотним (запальним) та газовим паливом, система змішує два різних типи циліндрового масла в одне з потрібним лужним числом BN, його можна визначити як здатність масла нейтралізувати кислоти, що утворюються під час використання. Наведено результати оптимальної витрати циліндрового масла, що забезпечує мінімальне зношування циліндрових втулок дизельного двигуна. Описано особливості режимів мащення та контролю технічного стану циліндрової групи суднових малообертових дизельних двигунів при їх роботі на зниженій частоті обертання

Основні напрямки підвищення безпеки судноводіння шляхом попередження зіткнення суден

Т.В. Калініченко — 2024-06-27

Стаття присвячена дослідженню основних напрямків підвищення безпеки судноводіння шляхом попередження зіткнень суден. Сучасний розвиток світового
судноплавства характеризується зростанням інтенсивності морських перевезень, що значно підвищує ризики виникнення аварійних ситуацій, зокрема, зіткнень суден. Ці інциденти є однією з основних причин аварій на морі, що призводить до значних економічних втрат, шкоди навколишньому середовищу та ризику для життя людей. У статті проаналізовано різноманітні аспекти підвищення безпеки судноводіння, зокрема, використання сучасних технологій, організаційних заходів, підвищення кваліфікації екіпажу та ефективного технічного обслуговування суден. Основну увагу приділено наступним напрямкам: технічному забезпеченню, організаційним заходам, навчанням і тренінгам для екіпажу, системам зв'язку та міжнародній координації, а також забезпеченню технічної справності суден. Радіолокаційні системи дозволяють виявляти і відстежувати судна на різних відстанях, що є критично важливим у складних погодних умовах. Важливим аспектом є підвищення кваліфікації екіпажу. Регулярні професійні навчання, тренінги та імітаційні тренажери допомагають екіпажам адаптуватися до нових технологій і ефективно реагувати на небезпечні ситуації. Ефективна система зв'язку і міжнародна координація є критично важливими для оперативного реагування на надзвичайні ситуації. Системи аварійного зв'язку забезпечують швидкий обмін інформацією між суднами і береговими службами, а міжнародна співпраця сприяє підвищенню рівня підготовки та узгодженості дій. Забезпечення технічної справності суден через регулярні інспекції і технічний огляд є основою безпеки судноплавства, дозволяючи виявляти і усувати потенційні проблеми. Стаття підкреслює важливість комплексного підходу до підвищення безпеки судноводіння, що включає інтеграцію передових технологій, організаційних процесів, навчання та технічного обслуговування. Цей підхід сприяє зменшенню ризиків зіткнень суден і підвищенню загальної безпеки на морі

Конкуренція та перспективи білково-вуглецевих та специфічних неорганічних екосистем на Землі

В.С. Волошин — 2024-06-27

У статті представлено в параметричному порівнянні стан і розвиток двох екосистем, одна з яких заснована на вуглецевих формах життя, а друга – на металоїдних і металевих елементах, доступних на планеті і є в розпорядженні людини. Можна прийти до гіпотетичного припущення про можливу конкуренцію між цими системами в межах обраних параметрів. Відомі дослідження неупереджено підтверджують можливості для таких конкуренцій. В основі наших досліджень обрана ергатична система «людина-машина» як така, що містить два основних елементи досліджуваних екосистем. Запропонована параметрична модель, що відображає основні взаємні конкурентні функції людини і «машини» – приведену потужність, умовні показники інтелекту в хронологічному аспекті, дозволила оцінити як їх реальні, так і потенційні можливості, і зробити висновки про перспективність цих двох умовних екосистем. Одним з висновків таких досліджень стала нетривіальна теза про можливий проміжний стан людини в довгостроковому еволюційному розвитку розуму на планеті і про те, що він починає програвати конкуренцію зі створеними ним специфічними формами неорганічного світу. Аргументами є порівняльні дані: тривалість життя, здатність до ірраціонального самоусунення, способи розмноження, здатність до розвитку розуму та пам'яті, причини деградації навколишнього середовища та її вплив на людину, зміни мотивації людського життя, запрограмована відмова людини від природного білково-вуглецевого середовища на користь неприродного спеціалізованого неорганічного світу. Логіка підказує, що, можливо, людина не є самим ідеальним еволюційним творінням в природі, адже вже стає ясно, що крім вуглецю, але за допомогою людини, навіть на самій Землі можливі інші форми розуму і свідомості. Показано, що специфічні форми неорганічної речовини, з вектором розвитку в бік штучного інтелекту, захищені від головного недоліку людини – короткого життєвого циклу та здатності до самознищення. Сучасний еволюційний вектор не є його останньою стадією, він спрямований на розвиток конкретних форм неорганічного світу, який у певний час буде здатним до діяльності паралельно з людиною, але не менш ефективній

Обґрунтування ключових чинників щодо застосування перспективного екологічного транспорту в системі міських пасажирських перевезень

О.В. Дерюгін — 2024-06-27

Мета дослідження. Обґрунтування ключових чинників, які мають вплив на запровадження перспективного екологічного транспорту в системі міських пасажирських перевезень з метою підвищення якості транспортного обслуговування пасажирів і покращення екології в густонаселених містах. Матеріали і методи. Для досягнення поставленої мети застосовано метод fuzzy Dematel, який базується на теорії графів та дозволяє класифікувати всі наявні чинники, що впливають на прийняття рішень на основі причинно-наслідкових зв’язків. Результати. Обґрунтовано вісім ключових факторів, які формують транспортний проект і чинники, які мають на них суттєвий вплив, на впровадження транспортного проекту втілення в транспортну систему міських пасажирських перевезень перспективного екологічного пасажирського транспорту на міських маршрутах. До них відносяться рівень розвитку сучасних транспортних технологій при перевезенні пасажирів на міських маршрутах та наявність центрів їх підтримки; наявність фінансових програм для оновлення/реструктуризації парку рухомого складу автотранспортного підприємства та наявність відповідної законодавчої бази для пільгової експлуатації електричного пасажирського транспорту; швидка адоптація транспортної інфраструктури сучасного міста для експлуатації екологічного транспорту; відповідність екологічного транспорту транспортній характеристики маршруту перевезення пасажирів; експлуатаційні властивості сучасного електробусу; дія відповідних законодавчих ініціатив щодо пільг для закупівлі і витрат при експлуатації електротранспорту. Наукова новизна полягає у виявленні взаємозв’язків між факторами, які формують транспортний проект, і чинників, які мають на них суттєвий вплив, на впровадження транспортного проекту втілення в транспортну систему міських пасажирських перевезень перспективного екологічного пасажирського транспорту на міських маршрутах, що дозволяє оцінити можливі економічні витрати на автотранспортних підприємствах, що здійснюють пасажирські перевезення. Практичне значення полягає у визначенні ключових чинників, які можна застосовувати для впровадження транспортного проекту із застосування перспективного екологічного пасажирського транспорту в системі міських пасажирських автомобільних перевезень

Особливості паперових стін у формуванні мікроекосистеми «японський дім»

В.С. Волошин — 2024-06-27

Робота стосується тем ретроекології, а саме особливостей мікроекосистем,
пов'язаних з житлом народів світу. Розглянуто унікальний конструктивний елемент японського житла – паперову стіну. Показано, що за функціональним призначенням така споруда суттєво відрізняється від відомих будівельних стін. У цьому сенсі паперова стіна не відповідає загальноприйнятим критеріям якості. Однак цей елемент житла, який користується великою популярністю в Японії, знаходить своїх шанувальників і в інших мікроекосистемах. У роботі висвітлено ті загальновідомі якості паперових стін, які подобаються жителям Японії, всупереч існуючим стандартам, але в повній відповідності з японською аналоговою культурою. Враховуючи те, що на популярність паперових стін впливає не захист від кліматичних та інших впливів, а ментальність японського народу, в якості інструменту аналізу подібних структур був прийнятий механізм математичної логіки, а саме моделі логіки предикатів. Формалізована математична модель дозволила звернути увагу на деякі особливості в перевагах заданих предикатів і уточнити їх пріоритет для користувача. Такий підхід надав можливостей формалізувати розгляд тих аспектів предмета дослідження, які відносяться не до кількісних, а до якісних властивостей предмета досліджень, зокрема, до побутового і духовного стану людини в сукупності з інженерними і проектними параметрами даного предмета – стіни. Показано, що немає протиріччя в тому, що японська паперова стіна не призначена для виконання більшості відомих функцій звичайної стіни людського житла. Вона стала переважною для жителя країни не як захисна або теплозахисна споруда, а головним чином, як результат духовних трансформацій в суспільстві. Зокрема, це досягається за допомогою специфічної будівельної конструкції – паперової стіни. Таким чином, паперова стіна стала складовою для формування не тільки менталітету та психології, а й духовності для мешканця японських островів. Тобто те, що цінується понад усе в мікроекосистемі японського будинку

Застосування двосхідчастого вхідного впливу для зменшення динамічного відхилення перехідного процесу за завданням у системах автоматизованого управління

А.Б. Ісаєв — 2024-06-27

Встановлено, що застосування двосхідчастого вхідного впливу за завданням в системах автоматичного регулювання (САР) призводить до зменшення значення максимального динамічного перевищення перехідного процесу більш ніж в три рази порівняно з односхідчастим. Визначено інтервал часу між східцями впливу, що дозволяє досягти найбільшої ефективності, а також наведено метод його визначення. Запропонована методика може бути використана для підвищення точності регулювання в САР, в яких регульований параметр повинен змінюватися східчасто, наприклад, в системах керування температурою в нагрівальних пристроях