Том 8, № 4 (2022)

Статья посвящена особенностям учета влияния природно-климатических условий при проектировании автомобильной дороги. Показано, что условия окружающей среды напрямую влияют на специфику проектирования дорог. Однако, они могут играть двоякую роль: как содействовать, так и противодействовать длительной службе дорожных одежд и земляного полотна. Так как невозможно повлиять на погодные условия, то необходимо обеспечить полноценную защиту всех дорожных конструкций. Были проанализированы все факторы, влияющие на состояние дороги на ранних этапах проектирования. Сделан вывод, что при несоблюдении нормативных технических требований для каждой дорожно-климатической зоны качество автомобильной дороги и безопасность движения не будет обеспечена, в связи с этим были рассмотрены наиболее эффективные методы защиты и уменьшения негативных последствий воздействия окружающей среды.

Обоснование: В статье дано описание процесса возникновения дополнительных потерь в крайних витках медных обмоток статора, базирующееся на физических законах. Приведены причины возникновения скин-эффекта в обмотках статора вентильно-индукторного двигателя (ВИД), а также выполнена оценка степени влияния скин-эффекта на дополнительные потери в ВИД средней и большой мощности. Построена 2D-модель сектора ВИД в программном пакете (ПП) «COMSOL Multiphysics» для дальнейшего уточнения распределения магнитного поля в витках обмотки статора и определения количественных значений дополнительных потерь. Для оценки достоверности полученных результатов приведено сравнение распределения магнитного поля ВИД конфигурации 12/8, полученного в программе «FEMM», и распределения магнитного поля сектора ВИД, построенного в ПП «COMSOL Multiphysics».

Цель: Расчет распределения магнитного поля в витках обмотки статора путем поэтапного построения 2D-модели сектора (полюсного деления) ВИД в ПП «COMSOL Multiphysics» для дальнейшего определения количественных значений дополнительных потерь, вызванных вихревыми токами в обмотках.

Методы: Для построения 2D-модели сектора ВИД использовался ПП «COMSOL Multiphysics». Для нахождения решения по распределению электромагнитных полей внутри моделируемой области использовался метод конечных элементов (МКЭ), для оценки корректности полученных результатов – метод сравнения с расчетами в программе «FEMM».

Результаты: Картины распределения магнитного поля ВИД, полученные в ПП «COMSOL Multiphysics» и в программе «FEMM», подтверждают наличие скин-эффекта в крайних витках обмотки статора, способного снизить энергоэффективность ВИД и вызвать локальный перегрев витков обмотки. В результате проведения моделирования картина распределения магнитного поля ВИД, полученная в программе «FEMM», аналогична картине распределения магнитного поля ВИД, полученной в ПП «COMSOL Multiphysics». Относительная погрешность значений магнитной индукции разных частей ВИД находится в пределах 3–7 %, что является допустимым и свидетельствует о корректности компьютерного моделирования в ПП «COMSOL Multiphysics».

Заключение: Картины распределения магнитного поля ВИД в ПП «COMSOL Multiphysics» и в программе «FEMM» подтверждают наличие скин-эффекта в крайних витках обмотки статора, что позволит проводить дальнейшие исследования в области определения численных значений дополнительных потерь с использованием 2D-модели, а также перейти от 2D-модели к 3D-модели ВИД.

Цель: выработать рекомендации по разработке оптимальных конструктивных схем систем из постоянных магнитов, предназначенных для создания силы подвеса.

Методы: электромагнитное взаимодействие в системе описывалось с помощью классической теории поля, использовался принцип суперпозиции, расчет сил выполнялся с помощью метода зеркальных отображений и квадратурных формул Чебышева.

Результаты: увеличение количества рядов магнитов с чередующейся полярностью приводит к возрастанию результирующей напряженности размагничивающего поля, а в случае без чередования полярностей наблюдается обратный эффект. Сила подвеса достигает максимума при определенном расстоянии между рядами из постоянных магнитов. Боковая сила в системе подвеса горизонтального типа достигает максимума при определенной величине поперечного смещения. Регулировка несущей способности подвеса изменением размеров поперечных сечений постоянных магнитов сопровождается увеличением расхода их магнитного материала. Наличие ферромагнитной шины значительно улучшает характеристики подвеса и благотворно влияет на устойчивость подвеса.

Заключение: целесообразно использование многорядных структур на путевом полотне и на экипаже с определенным шагом установки магнитных полос с чередующейся полярностью, причем на величину электромагнитных сил влияет расстояние между полосами. Выбор размеров поперечного сечения постоянных магнитов должен осуществляется с учетом конкретных требований к системе подвеса, принимая во внимание обратимость процесса перемагничивания.

Обоснование: в части актуальных тенденций развития транспортной отрасли и технологических трендов можно выделить использование цифровых инструментов в целях оптимизации логистики мультимодальных грузоперевозок. Совершенствование логистических сервисов предполагает расширение линейки цифровых участников процесса перевозки, развитие экосистем мобильности, формирование системы цифровых транспортных коридоров и напрямую ведет к персонализации цифрового поведения потребителей.

Цель: оценка основных контейнерных сервисов и эффективности логистики мультимодальных перевозок грузов наряду с технологиями, внедряемыми в процесс грузоперевозки. Мы подтверждаем, что предложенные решения позволяют повысить эффективность деятельности транспортной организации посредством применения инструментов цифровой логистики.

Методы: методология исследования построена на анализе данных об объемах, сроках и структуре перевозимых грузов контейнерами через порты Северо-Запада, оценке проектов по контейнерной перевозке грузов и оценке эффектов от их внедрения на полигоне Октябрьской железной дороги - филиала ОАО «РЖД» с учетом цифровой координации процесса взаимодействия с морскими портами. Информационная база исследования опирается на отчеты и нормативно-правовую базу Октябрьской железной дороги - филиала ОАО «РЖД» и методики планирования и нормирования расходов при проведении путевых работ.

 Результаты: дана оценка контейнерным сервисам Октябрьской железной дороги через порты Санкт-Петербурга, актуализированы ключевые функции Дорожной информационно-логистической системы в цифровой координации процесса взаимодействия с морскими портами, Обоснована необходимость расширения возможностей онлайн сервисов ОАО «РЖД».

Заключение: результаты исследования подтверждают, что принципиально новые подходы к организации мультимодальных перевозок грузов контейнерами и движение к персонализации логистических решений под определенные запросы клиентов в части внедрения инструментов цифровой логистики открывает широкие перспективы для формирования и развития внешних и внутренних онлайн сервисов и услуг, обеспечения прозрачности взаимоотношений с клиентами и партнёрами в рамках всего цикла оказания услуг по мультимодальной перевозке с последующим созданием глобальной информационной среды для всех участников перевозки.