2018
Permanent URI for this community
Browse
Browsing 2018 by Issue Date
Now showing 1 - 20 of 77
Results Per Page
Sort Options
Item Identifying Threats in Computer Network Based on Multilayer Neural Network(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2018) Zhukovyts’kyy, Igor V.; Pakhomova, Victoria M.ENG: Purpose. Currently, there appear more often the reports of penetration into computer networks and attacks on the Web-server. Attacks are divided into the following categories: DoS, U2R, R2L, Probe. The purpose of the article is to identify threats in a computer network based on network traffic parameters using neural network technology, which will protect the server. Methodology. The detection of such threats as Back, Buffer_overflow, Quess_password, Ipsweep, Neptune in the computer network is implemented on the basis of analysis and processing of data on the parameters of network connections that use the TCP/IP protocol stack using the 19-1-25-5 neural network configuration in the Fann Explorer program. When simulating the operation of the neural network, a training (430 examples), a testing (200 examples) and a control sample (25 examples) were used, based on an open KDDCUP-99 database of 500000 connection records. Findings. The neural network created on the control sample determined an error of 0.322. It is determined that the configuration network 19-1-25-5 copes well with such attacks as Back, Buffer_overflow and Ipsweep. To detect the attacks of Quess_password and Neptune, the task of 19 network traffic parameters is not enough. Originality. We obtained dependencies of the neural network training time (number of epochs) on the number of neurons in the hidden layer (from 10 to 55) and the number of hidden layers (from 1 to 4). When the number of neurons in the hidden layer increases, the neural network by Batch algorithm is trained almost three times faster than the neural network by Resilient algorithm. When the number of hidden layers increases, the neural network by Resilient algorithm is trained almost twice as fast as that by Incremental algorithm. Practical value. Based on the network traffic parameters, the use of 19-1-25-5 configuration neural network will allow to detect in real time the computer network threats Back, Buffer_overflow, Quess_password, Ipsweep, Neptune and to perform appropriate monitoring.Item Определение варьируемых конструктивных параметров уравновешивающих устройств портальных кранов(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту ім. акад. В. Лазаряна, Дніпро, 2018) Суглобов, Владимир Васильевич; Ракша, Сергей Васильевич; Ткачук, Е. В.RUS: Цель. Исследование выполнено с целью совершенствования процесса проектирования уравновешивающего устройства портального крана. Для ее достижения необходимо: 1) составить динамическую и математическую модели, позволяющие описать движение уравновешивающего устройства и стреловой системы портального крана при изменении вылета; 2) разработать методику определения массива варьируемых конструктивных параметров уравновешивающих устройств; 3) рассчитать оптимальное соотношение координат крепления коромысла уравновешивающих устройств и изучить их влияние на неуравновешенность стреловой системы портального крана. Методика. Для определения кинематических характеристик звеньев уравновешивающих устройств разработаны динамическая и математическая модели, которые позволяют описать движение противовеса с коромыслом при изменении вылета стрелы. Задача уравновешивания стреловых систем портальных кранов сводится к определению конструктивных параметров устройства, которое обеспечивало бы уравновешивание стреловой системы на всём диапазоне вылетов. Также разработана методика определения приемлемых варьируемых конструктивных параметров уравновешивающих устройств с учётом условий подвижности, собираемости и требований к значениям неуравновешенного стрелового момента. Результаты. С помощью математического моделирования научно обоснована целесообразность использования предложенной методики определения конструктивных параметров уравновешивающих устройств. Разработанный массив варьируемых данных позволяет учитывать характер уравновешивания и оптимизировать конструкцию уравновешивающих устройств и стреловых систем портальных кранов. Авторами выполнен анализ влияния варьируемых параметров на общепринятые критерии оценки качества шарнирносочленённой стреловой системы: неуравновешенность системы, вес противовеса, показатели грузового и стрелового неуравновешенных моментов. Научная новизна. Впервые предложена методика определения массива варьируемых данных, которая позволяет получить рациональные конструктивные параметры уравновешивающих устройств портальных кранов. Разработана локальная программа для комплексного оптимизационного синтеза, позволяющая определять оптимальные соотношения координат коромысла, при которых выполняются условия уравновешенности и качества портального крана. Практическая значимость. Предложенная методика определения массива варьируемых конструктивных параметров может быть использована при проектировании новых и модернизации существующих уравновешивающих устройств портальных кранов с шарнирно-сочленёнными стреловыми системами, что позволит снизить материалоемкость стреловой системы и энергопотребление кранов. С помощью компьютерного моделирования выполнена апробация предложенной методики применительно к кранам, компоновка которых обеспечивает собираемость и подвижность звеньев всех систем.Item Theoretical Studies on the Process of Change of the Technical Condition of Freight Cars in Operation(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту ім. акад. В. Лазаряна, Дніпро, 2018) Shaposhnyk, Vladyslav Yu.EN: Purpose. The scientific work is intended to investigate the technical condition of freight cars during their operation. The said purpose involves solving the following tasks: 1) to describe the technical condition of a freight car during the maintenance and repair period; 2) to determine the dependences of the probability of a freight car being in working condition during the life cycle; 3) to specify the expression for the technical availability ratio of the car fleet. Methodology. To achieve the purpose, the author examined the methodological approaches to the definition of various stages of the freight car life cycle. The system of change and transition of the technical condition of the freight car is described using differential equations. Findings. In the case of an unstable process of changing the technical condition of a freight car, the probabilistic characteristic of the appropriate life cycle stage depends on the amount of time. The intensity of the input and output flows are correlated with each other, taking into account the probability of a freight car being at the appropriate stage of its life cycle. Originality. Transitions from one car life cycle to another occur in discrete steps, that is, such transitions are characterized by a random process. The probability of a freight car being at the appropriate life cycle is determined by its prior technical condition. The total value of the set of all possible conditions consists of the Markov chain for random processes with random states and a continuous flow of time. The study resulted in obtaining, for the first time, of the dependence of the probability of a freight car being in working condition during the life cycle. Practical value. On the basis of the obtained definition for the probability of the freight car being in working condition the expression for the technical availability ratio of the car fleet was clarified.Item Modeling of Biological Wastewater Treatment on the Basis of Quick-Computing Numerical Model(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2018) Biliaiev, Mykola M.; Lemesh, Maksym V.EN: Purpose. The scientific paper involves the development of quick computing numerical model for prediction of output parameters of aeration tank. The numerical model may be used in predicting the effectiveness of aeration tank under different regimes of work. Methodology. To simulate the process of biological wastewater treatment in aeration tank numerical models were developed. The flow field in the aeration tank is simulated on the basis of potential flow model. 2-D transport equations are used to simulate substrate and sludge dispersion in the aeration tank. To simulate the process of biological treatment simplified model. For the numerical integration of transport equations implicit difference scheme was used. The difference scheme is built for splitting transport equations. Splitting of transport equation into two equations is carried out at differential level. The first equation of splitting takes into account the sludge or substrate movement along trajectories. The second splitting equation takes into account the diffusive process of substrate or sludge. To solve the splitting equations implicit difference scheme was used. For the numerical integration of potential flow equation the implicit scheme of conditional approximation was used. On the basis of constructed numerical model computer experiment was performed to investigate the process of biological treatment in aeration tank. Findings. Quick computing numerical model to simulate the process of biological treatment in the aeration tank was developed. The model can be used to obtain aeration tank parameters under different regimes of work. The developed model takes into account the geometrical form of the aeration tank. Originality. The numerical model which takes into account the geometrical form of aeration tank and fluid dynamics process was developed; the model takes into account substrate and sludge transport in aeration tank and process of biological treatment. Practical value. Efficient numerical model, so called «diagnostic models» was proposed for quick calculation of biological treatment process in aeration tank.Item 3D численная модель для оценки территориального риска при теракте(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту ім. акад. В. Лазаряна, Дніпро, 2018) Беляев, Николай Николаевич; Калашников, Иван Владимирович; Клименко, Ирина Владимировна; Козачина, Виталий АнатольевичRU: Цель. Работа предполагает разработку 3D численной модели для оценки территориального риска в случае теракта с использованием химического агента. Методика. Для описания процесса рассеивания в атмосфере химического агента, выброшенного в случае теракта, используется трехмерное уравнение массопереноса примеси в атмосферном воздухе. Уравнение учитывает поле скорости ветрового потока, атмосферную диффузию, интенсивность эмиссии химического агента, наличие зданий возле места выброса химически опасного вещества. Для численного интегрирования моделирующего уравнения используется конечноразностный метод. Особенностью разработанной численной модели является возможность оценки территориального риска в случае теракта при различных метеоусловиях и наличии зданий. Для расчета поля скорости ветрового потока в условиях застройки применяется трехмерное уравнение для потенциала скорости. Результаты. Разработанная численная модель и пакет программ могут быть использованы для оценки территориального риска как в случае терактов с применением химических агентов, так и в случае экстремальных ситуаций на химически опасных объектах и транспорте. Построенная численная модель может быть реализована на компьютерах малой и средней мощности, что позволяет широко использовать ее для решения задач рассматриваемого класса, при разработке плана ликвидации аварийной ситуации. Представлены результаты вычислительного эксперимента, позволяющие оценить возможности предложенного метода оценки территориального риска в случае теракта с использованием химического агента. Научная новизна. Предложена эффективная численная модель для оценки территориального риска в случае теракта с применением химически опасного вещества. Метод может быть использован для оценки территориального риска в условиях городской застройки, что позволяет получать адекватные данные о возможных зонах поражения. Метод основан на численном интегрировании фундаментального уравнения массопереноса, выражающего закон сохранения массы в жидкой среде. Практическая значимость. Предложенный метод оценки территориального риска в случае теракта с применением химического агента может быть использован для расчета зон поражения возле административных зданий, центров и других социально значимых объектов.Item Determination of Characteristics of Throttling Device for Pneumatic Spring(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2018) Reidemeister, Oleksii H.; Laguza, Anastasiia V.EN: Purpose. This paper focuses on determination of the dependence of the working medium flow on the capacity of the throttling device, its geometric features and the pressure difference in the pneumatic spring cylinder and in the auxiliary reservoir. Methodology. Calculation of the dependence of the working medium and pressure drop is performed in two ways: 1) by numerical simulation of a stationary gas flow through a throttling element; 2) its analytical calculation expression using empirical relationships (control calculation to evaluate the reliability of numerical simulation results). For the calculation, three models of throttling devices were chosen. Dependence of the flow rate of the working medium on the capacity of the throttling device and its geometric features was determined based on the approximation of the dependency graphs of the pressure drop against the mass flow rate of the working medium. Findings. We obtained graphical dependencies between the pressure drop and the mass flow rate of the working medium from the two calculation options. Based on the results of calculations performed with the help of a software package with visualization of the results, we calculated a proportionality coefficient that describes the dependence of the working medium flow on the throttling device capacity and its geometric features for each of the throttling elements considered, with three degrees of closure. The air flow values, obtained by numerical simulation, are greater than the flow rates obtained from semi-empirical formulas. At the same time, they are in good qualitative agreement, and the quantitative difference averages 25%, which can be regarded as confirmation of the reliability of the numerical model. Based on the calculation results, we plotted the proportionality coefficient graphs against the degree of closure of the throttling device. Originality. The work allows determining the degree of influence of the frictional component on the variation of the pressure difference in the pneumatic cylinder and the auxiliary reservoir of the pneumatic suspension system. Also, the work proposes a method to determine the dependence of the working medium on the capacity of the throttling device and its geometric features. Practical value. The ability to predict the operating parameters of the pneumatic system depending on the pneumatic resistance of the throttling device will improve the car running characteristics, increase the comfort of passenger transport, and also reduce the wear of the rolling stock and track gauge due to vehicle-track interaction.Item Ідентифікація параметрів пристроїв систем електричної тяги методом часових рядів(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2018) Міщенко, Тетяна МиколаївнаUK: Мета. Наукова робота передбачає розробку та обґрунтування нового методу параметричної ідентифікації пристроїв електричної тяги, що базується на системі ортогональних функцій, а саме – на основі часових степеневих рядів. Методика. Для розв’язання поставленої задачі використовуються: теорія степеневих рядів; основні закони теоретичної електротехніки; елементи спектрального аналізу періодичних та неперіодичних несинусоїдних функцій електричних величин напруги й струму; матричні методи розв’язання системи алгебраїчних рівнянь. Результати. Розроблено новий метод часових степеневих рядів, який може використовуватися для ідентифікації пристроїв як системи тягового електропостачання, так і електрорухомого складу. Метод базується на складанні інтегродиференціальних рівнянь електромагнітного стану досліджуваної електротехнічної системи. Задані напруга і струм у зазначених рівняннях апроксимовані степеневими рядами, в які входять шукані параметри електричного кола системи у вигляді коефіцієнтів. Користуючись розробленим методом, у роботі ідентифіковано електровози змінного струму ДС3 і 2ЕС5К. Визначено їх параметри R і L, що змінюються в часі на протязі періоду прикладеної синусоїдної напруги. Побудовано та проаналізовано часові залежності R(t) і L(t). Дане пояснення щодо ділянок із від’ємною індуктивністю. Показано, що зазначені електровози можуть бути ідентифіковані пасивним двополюсником із параметричними резистивним та індуктивним елементами. Наукова новизна. Інноваційність роботи полягає, по-перше, у розробці нового методу ідентифікації, по-друге, у можливості заміни будь-якого пристрою електричної тяги параметрами RL – двополюсника. І, нарешті, в тому, що запропонований метод дозволяє шляхом уточнення апроксимації вхідних та вихідних напруг і струмів отримувати найбільш точні значення параметрів R та L ідентифікаційного двополюсника. Практична значимість. Розроблений метод дозволяє оцінювати в масштабі реального часу параметри пристроїв систем електричної тяги, що сприяє його застосовуванню при моделюванні перехідних електромагнітних процесів, які виникають при роботі досліджуваної системи в аварійних режимах.Item Имитационная модель для оценки пропускной способности железных дорог(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2018) Бобровский, Владимир Ильич; Коробьева, Руслана Геннадиевна; Баланов, Владимир ОлеговичRUS: Цель. Основной целью статьи является совершенствование имитационной модели железнодорожного направления для оценки использования пропускной способности отдельными поездами. Методика. В работе рассмотрены вопросы оценки пропускной способности железных дорог Украины, Европейского Союза, США. Отмечено, что реформирование рынка железнодорожных перевозок вызовет рост требований к качеству оценки пропускной способности, используемой поездами различных перевозчиков. В качестве основного метода для оценки пропускной способности в работе использованы методы тяговых расчетов, организации движения на железнодорожном транспорте и имитационного моделирования. Результаты. Разработана имитационная модель железнодорожного направления, которая отражает как структуру, так и взаимодействие отдельных её элементов. Модель включает: поездную модель, модель железнодорожной инфраструктуры, модель управления движением, информационную модель. Моделирование функционирования железнодорожного направления осуществляют поэтапно. На первом этапе выполняют моделирование движения одиночных поездов. На втором этапе выполняют согласование занятия железнодорожной инфраструктуры станций и перегонов поездами. Отправление поездов на перегон осуществляют при возможности обеспечения допустимых интервалов между данным, а также предшествующими и последующими поездами, разработанная модель реализована в виде программы «График движения». Научная новизна работы состоит в том, что в ней предложена усовершенствованная имитационная модель железнодорожного направления, которая отражает процесс пропуска поездов по участкам и через железнодорожные станции и позволяет оценивать влияние степени использования пропускной способности на продолжительность движения поездов. Практическая значимость. Полученные в работе результаты позволяют оценить влияние поездов, следующих по расписанию, на условия пропуска поездов, следующих без расписания движения.Item Optimal Route Definition in the Network Based on the Multilayer Neural Model(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2018) Pakhomova, Victoria M.; Tsykalo Igor D.ENG: Purpose. The classic algorithms for finding the shortest path on the graph that underlie existing routing protocols, which are now used in computer networks, in conditions of constant change in network traffic cannot lead to the optimal solution in real time. In this regard, the purpose of the article is to develop a methodology for determining the optimal route in the unified computer network. Methodology. To determine the optimal route in the computer network, the program model "MLP 34-2-410-34" was developed in Python using the TensorFlow framework. It allows toperform the following steps: sample generation (random or balanced); creation of a neural network, the input of which is an array of bandwidth of the computer network channels; training and testing of the neural network in the appropriate samples. Findings. Neural network of 34-2-410-34 configuration with ReLU and Leaky-ReLU activation functions in a hidden layer and the linear activation function in the output layer learns from Adam algorithm. This algorithm is a combination of Adagrad, RMSprop algorithms and stochastic gradient descent with inertia. These functions learn the most quickly in all volumes of the train sample, less than others are subject to reevaluation, and reach the value of the error of 0.0024 on the control sample and in 86% determine the optimal path. Originality. We conducted the study of the neural network parameters based of the calculation of the harmonic mean with different activation functions (Linear, Sigmoid, Tanh, Softplus, ReLU, L-ReLU) on train samples of different volumes (140, 1400, 14000, 49000 examples) and with various neural network training algorithms (BGD, MB SGD, Adam, Adamax, Nadam). Practical value. The use of a neural model, the input of which is an array of channel bandwidth, will allow in real time to determine the optimal route in the computer network.Item Очистка вод от остатков лекарственных препаратов(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту ім. акад. В. Лазаряна, Дніпро, 2018) Долина, Леонид Федорович; Савина, Ольга ПетровнаRU: Цель. Основная цель статьи – проанализировать наличие в воде Украины и мира остаточных количеств лекарственных препаратов, а также на основании мирового и собственного опыта предложить методы очистки вод от лекарств. Методика. Исследования выполнены на основании анализа научных источников и отчетных данных о наличии лекарств в воде Украины, европейских стран, США (1999–2017 гг.). Результаты. Проанализированные источники свидетельствуют, что основной экологической угрозой мирового масштаба является наличие лекарств в питьевой воде. Очистные сооружения не приспособлены для обнаружения и разложения лекарственных средств. Во всем мире не предусмотрена борьба с данными веществами. Авторы представляют результаты комплексного рассмотрения вопросов, связанных с определением наличия лекарств в различных водах, их концентраций и наиболее опасных лекарственных препаратов-токсикантов. Медикаменты могут накапливаться не только в организме людей и животных, но и в морской и речной рыбе и т. под. Воздействие даже следовых количеств некоторых лекарств (наркотики, гормональные средства) может оказывать негативное влияние на здоровье более уязвимых слоев населения, особенно детей. Установлено, что главным виновником гормонального загрязнения воды является сельское хозяйство, а именно животноводство. Научная новизна. В работе обобщены имеющиеся и представлены новые методы и технологии очистки воды, такие как: электрохимический, мембранный, адсорбция на основе активированного угля, ультразвуковая обработка в присутствии катализаторов, обработка вод ферментами и персульфатами. Как второй путь снижения количества лекарств в воде предложено создание экологически чистых лекарств. Практическая значимость. Водные проблемы являются главными во всем мире и в Украине в том числе. Нужно предусмотреть дополнительное финансирование для решения проблемы очистки воды от лекарственных препаратов не по остаточному принципу, а по основному финансированию, учитывая то, что вода –это основа жизни на земле, и от качества воды зависит здоровье и жизнь человечества.Item Удосконалення диспетчерського регулювання руху поїздів за допомогою введення оперативних зон(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2018) Нестеренко, Галина Іванівна; Бех, Петро Вікторович; Музикін, Михайло Ігорович; Авраменко, Світлана ІгорівнаUKR: Мета. У роботі необхідно дослідити доцільність передачі автоматичного керування малодіяльними станціями дільниці (за принципом диспетчерської централізації) черговим по опорних станціях. Методика. У статті проаналізована робота вантажонапружених дільниць ПАТ «Українська залізниця». Виявлено, що інформаційна завантаженість диспетчерів, що керують рухом поїздів на дільницях головного ходу, повсякчас перевищує допустимий рівень. Досліджено можливість використання технології диспетчерського регулювання руху поїздів за допомогою введення оперативних зон. Результати. Виявлено, що ємності приймально-відправних колій на станціях дільниці вкрай обмежені. Займання обгінних колій «залишеними» поїздами заважає проведенню будь-яких регулювальних заходів усередині дільниці. Поїзди слідують один за одним без надання пріоритету, тобто слідують по дільниці в тому порядку, в якому вони надійшли на неї. Через обмежену кількість колій на переддільничній проміжній станції вантажні поїзди розставляють під обгін пасажирськими на далеких підходах. Це призводить до втрат дільничної швидкості й знижує рівень використання пропускної здатності дільниць. Уведення оперативних зон значно скоротить інформаційні потоки й полегшить працю поїзних диспетчерів дільниці, створить необхідні умови для творчого прийняття рішень із внутрішньодільничного регулювання, сприятиме підвищенню дільничної швидкості руху поїздів. Наукова новизна. У статті розроблена нова технологія вдосконалення управління поїзними дільницями шляхом розділення їх на оперативні зони. У кожній зоні, що складається з двох-трьох перегонів, рухом поїздів може керувати черговий опорної станції, що виконує в цьому випадку функції поїзного диспетчера. Практична значимість. Запропоновано на резервні колії переддільничних проміжних станцій виставляти состави з технічних станцій, які простоюють у зв’язку з нерівномірністю руху, особливо з кінцевих станцій (стикових пунктів) дільниць обігу локомотивів. Укладання резервних колій і їх утримання, ураховуючи періодичність використання й зменшену допустиму швидкість руху, можна дозволити за менш жорсткими нормами влаштування земляного полотна, баластної призми, епюри шпал, з урахуванням використання стрілочних переводів та колій, знятих з експлуатації.Item Efficiency of Modernization of Wheel-Motor Blocks using Anti-Friction Traction Motor Support Bearings(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту ім. акад. В. Лазаряна, Дніпро, 2018) Kapitsa, Mykhaylo I.; Gnennyi, O. M.; Bobyr, Dmytro V.ENG: Purpose. The use of anti-friction traction motor support bearings (TMSB) instead of plain friction traction motor support bearings is a priority direction of locomotive development both for newly constructed locomotives and for those in operation. The solution of the set tasks for introduction of wheel-motor blocks (WMB) with anti-friction bearings demanded the search for alternative variants and new technical solutions. The purpose of the article is to determine the feasibility of re-equipping the diesel locomotive wheel-motor blocks with anti-friction bearings through the life cycle calculation (LCC). Methodology. The procedure and criteria for assessing the economic efficiency of project (investment) proposals and investment projects approved by the Cabinet of Ministers of Ukraine envisage that the cost-effectiveness analysis of an investment project is carried out according to the following criteria: net present value, internal rate of return, discounted payback period and profitability index. The use of these criteria of economic efficiency fully corresponds to modern principles, theoretical-methodical approaches and world practice in evaluating the efficiency of investments. The evaluation of the technical and economic efficiency of the modernization of the diesel locomotive wheel-motor block is made on the basis of calculation and comparison of the following criteria: the net present value (NPV) of modernization, the internal rate of return (IRR), the profitability index (PI) and the discount payback period. Findings. The results of the calculations of the values of the main criteria show that the innovative project for the modernization of the locomotive provides a high level of economic efficiency. At the same time, the value of the discounted payback period of investments in modernization indicates that it is expedient to carry out this operation if the residual life of the upgraded locomotive of the M62 series is at least 15 months. Originality. Taking into account the specifics of the type of locomotive work in freight traffic, we developed a method to determine the individual components of the average annual economic effect of modernization of the diesel locomotive wheel-motor block, which includes saving of oil costs, repairing and servicing the diesel locomotive wheel-motor unit, as well as change of TMSB brass and saving fuel costs for traction. Practical value. The results of the work make it possible to determine the expediency of modernization of diesel locomotives taking into account the features and conditions of their operation and the specifics of modernization.Item Определение границ пояса безопасности при терактах с применением химических агентов(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту ім. акад. В. Лазаряна, Дніпро, 2018) Беляев, Николай Николаевич; Калашников, Иван Владимирович; Козачина, Виталий АнатольевичRU: Цель. Работа предполагает разработку 2D численной модели для расчета «пояса безопасности» в случае теракта с использованием химического агента. Пояс безопасности является границей, за которой эмиссия опасного вещества при теракте приведет к нежелательным последствиям на месте расположения объекта атаки. Методика. Для решения поставленной задачи используется уравнение, сопряженное с уравнением массопереноса в атмосферном воздухе химического агента, выброшенного в случае теракта. При моделировании учитывается поле скорости ветрового потока, атмосферная диффузия, интенсивность выброса опасного вещества. Для численного интегрирования моделирующего сопряженного уравнения вводятся новые переменные и применяется неявная разностная схема расщепления. Особенностью разработанной численной модели является возможность оперативной оценки положения пояса безопасности возле возможного объекта атаки. Результаты. Разработанная численная модель и компьютерная программа могут быть использованы для научно обоснованной оценки положения пояса безопасности возле значимых объектов в случае возможных терактов с применением химических (биологических) агентов. Построенная численная модель может быть реализована на компьютерах малой и средней мощности, что позволяет широко использовать ее для решения задач рассматриваемого класса при разработке плана ликвидации аварийной ситуации. Представлены результаты вычислительного эксперимента, позволяющие оценить возможности предложенного метода расчета положения пояса безопасности в случае теракта с использованием химического агента. Научная новизна. Предложен эффективный метод расчета положения пояса безопасности возле объекта, который может быть целью террористической атаки с применением химически опасного вещества. Метод основан на численном интегрировании уравнения, являющегося сопряженным к уравнению массопереноса химически опасных веществ в атмосферном воздухе. Практическая значимость. Предложенный метод расчета положения пояса безопасности возле объекта, который может быть целью террористической атаки с применением химически опасного вещества, может быть использован для организации защитных мероприятий, направленных на минимизацию последствий терактов.Item Особливості формування експлуатаційних властивостей модифікованого бетону для споруд спеціального призначення(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту ім. акад. В. Лазаряна, Дніпро, 2018) Руденко, Дмитро ВікторовичUK: Мета. У роботі потрібно розробити наукові основи технології монолітного бетону нового покоління для споруд спеціального призначення за рахунок керування процесами структуроутворення модифікованої цементної системи в природних умовах тверднення. Методика. Кінетику взаємодії цементної системи й заповнювачів оцінювали за методами мікрокалориметрії. Вимірювання проводили безперервно протягом 24 годин після приготування суміші. Реєстрували диференційну та інтегральну характеристики тепловиділення твердіючої системи. Дослідження реологічних властивостей бетонних сумішей здійснювали на сумішах рухливістю 10...15 см. Мікротвердість контактних шарів досліджували на бетонних кубиках розмірами від 20×20×20 до 50×50×50 мм. Під час визначення структурних характеристик застосовували рентгенофазовий і диференційно-термічний аналізи цементної матриці бетону. Інфрачервона спектроскопія проведена з метою визначення впливу фізико-хімічного модифікування на цементну систему. Повзучість при розтягу досліджувалася в широкому діапазоні навантаження від 0,2 до 0,8 Rр. Результати. Встановлено, що причиною зміни властивостей бетону природного тверднення є зміна його гігрометричного й термічного стану, а також гармонічні коливання цих факторів навколишнього середовища. Гігрометрія бетону залежить від термово- логісних умов середовища, виду й складу бетону, масивності бетонних елементів. Аналіз цих факторів та експериментальні дані дозволили встановити експонентну залежність зміни гігрометричного стану монолітного бетону природного тверднення. Зміна вологісного стану бетону дозволяє прогнозувати його об’ємні деформації. Наукова новизна. Уперше встановлені особливості структуроутворення модифікованої цементної системи. Вони полягають у тому, що кристали гідрату хлороксиду магнію швидко ростуть у просторі між гідратними новоутвореннями клінкерних мінералів. Механічне зчеплення, що виникає в результаті цього, обумовлює розвиток початкової міцності й жорсткості. Оскільки вільному росту кристалів перешкоджає брак простору, кристали взаємно проростають, утворюючи щільну структуру, яка обумовлює зростання міцності. Розроблений органо-мінеральний модифікуючий комплекс забезпечує дисперсне армування цементної матриці бетону. Практична значимість. Отримані залежності структурних напружень дозволяють аналізувати їх вплив на структуру модифікованого бетону, а саме: встановити ймовірність утворення навколо частинок заповнювача зони пластичної течії, зони мікротріщиноутворення матеріалу, період початку тріщиноутворення, умови виникнення мікротріщин, зміну модуля пружності матеріалу від виникнення в його структурі мікротріщин. Дисперсне модифікування цементної матриці дозволяє одержати довговічні бетони спеціального призначення з проектними експлуатаційними властивостями. Запропонована технологія дисперсного модифікування в’яжучої речовини, встановлені особливості механізму структуроутворення модифікованої цементної системи, а також використання принципу конгруентності комплексу технологічних впливів фізико-хімічним процесам гідратації клінкерних мінералів дозволили розробити наукові основи технології бетонів спеціального призначення. Це сприяє розширенню напрямків використання модифікованих бетонів у різних видах будівельного виробництва.Item Теоретичні дослідження процесу зміни технічного стану вантажних вагонів під час експлуатації(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту ім. акад. В. Лазаряна, Дніпро, 2018) Шапошник, Владислав ЮрійовичUK: Мета. У науковій роботі необхідно дослідити технічний стан вантажних вагонів під час їх експлуатації. Зазначена мета передбачає розв’язання таких завдань: 1) описати технічний стан вантажного вагона в період технічного обслуговування й ремонту; 2) з’ясувати залежності ймовірності перебування вантажного вагона в робочому стані протягом циклу існування; 3) уточнити вираз для коефіцієнта технічної готовності вагонного парку. Методика. Для досягнення поставленої мети автором були розглянуті методологічні підходи до визначення різних стадій життєвого циклу вантажного вагона. Система зміни й переходу технічного стану вантажного вагона описана за допомогою диференціальних рівнянь. Результати. У випадку неусталеного процесу зміни технічного стану вантажного вагона ймовірнісна характеристика відповідної стадії життєвого циклу залежить від величини часу. Інтенсивність вхідного й вихідного потоків корелюються між собою з урахуванням імовірності перебування вантажного вагона на відповідній стадії його життєвого циклу. Наукова новизна. Переходи з одного життєвого циклу вагона в інший відбуваються стрибкоподібно, тобто таким переходам властивий випадковий процес. Імовірність перебування вантажного вагона у відповідному життєвому циклі визначається його попереднім технічним станом. Загальна величина сукупності всіх можливих станів складається з ланцюга Маркова для випадкових процесів із випадковими станами й безперервним потоком часу. У результаті дослідження вперше отримана залежність імовірності перебування вантажного вагона в робочому стані протягом циклу існування. Практична значимість. На основі отриманого визначення для ймовірності перебування вантажного вагона в робочому стані було уточнено вираз для коефіцієнта технічної готовності вагонного парку.Item Влияние полимерной основы на свойства резиноволокнистых композитов(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2018) Маркова, Ирина ВикторовнаRU: Цель. В данной работе предполагается исследовать влияние каучуков общего и специального назначения в качестве полимерной матрицы на жесткостные, прочностные свойства резиноволокнистых композитов и их сопротивление тепловому старению. Методика. Резиноволокнистые композиты изготавливали на основе каучуков общего (изопреновый, бутадиен-стирольный, дивиниловый) и специального (бутадиен-нитрильный) назначения. В качестве армирующих волокон использовали полиамидное, хлопковое и стекло - волокна. Для обеспечения высокой прочности связи армирующих волокон с матрицей в резины вводили химический модификатор м–фенилен–бис–малеинимид. Резиновые смеси изготавливали в резиносмесителе. Волокно в резиновую матрицу вводили на вальцах при зазоре между валками 1,0–1,5 мм. В конце смешения полученную смесь 3 раза пропускали через зазор вальцев 0,3–0,5 мм, не меняя направления вальцевания. Вулканизацию образцов проводили в гидравлическом прессе с паровым обогревом при температуре 143° С и оптимальном времени вулканизации. Для определения модуля жесткости резиноволокнистых композитов при малых деформациях (5, 20 %) растяжения снимали нагрузочную кривую (зависимость нагрузки от деформации) для образца в виде двухсторонней лопатки. По полученной кривой определяли напряжение в образце, соответствующее деформации. Тепловое старение вулканизатов осуществляли в воздушном тер-мостате при 120° С в течение 96 часов. Результаты. Показано, что армирование короткими волокнами резин на основе каучуков не только общего, но и специального назначения позволяет значительно повысить их жесткостные свойства и сопротивление тепловому старению при сохранении необходимого уровня прочностных характеристик. Максимальные жесткостные характеристики резиноволокнистых композитов достигаются при применении комбинации армирующих волокон. Научная новизна. Впервые была показана возможность создания резиноволокнистых композитов на основе бутадиен-нитрильной эластомерной мат-рицы с высокими показателями жесткостных, прочностных свойств, а также сопротивления тепловому старению. Практическая значимость. Полученные результаты открывают перспективы разработки материалов для шевронных уплотнителей и других конструкционных элементов, где необходимы высокие показатели не только жесткости и теплостойкости, но и маслостойкости.Item Пропозиції щодо удосконалення процесу формування програм із реформування галузі залізничного транспорту(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2018) Окороков, Андрій Михайлович; Булах, Марина ОлексіївнаUKR: Мета. Робота ставить за мету розробку пропозицій щодо удосконалення процесу формування заходів та програм із реформування галузі залізничного транспорту України в процесі євроінтеграції на основі дослідження, порівняння та узагальнення інформації. Методика. Дослідження змісту й основних положень правових актів, що декларують умови проведення реформування галузі залізничного транспорту, здійснювалося з використанням методів аналізу і синтезу. Методи системного підходу, порівняння та узагальнення отриманих даних дозволили розробити пропозиції щодо удосконалення процесу формування заходів і програм. Результати. Необхідність реформування галузі залізничного транспорту України розглядається з 2006 року, проте протягом тривалого часу реформа обмежувалася лише розробкою планів та програм реформування. Будучи нереалізованими в межах однієї програми, заходи знаходили своє відображення в наступній або паралельній програмах, із відповідною зміною термінів. Проведений аналіз їх виконання не дозволяє говорити про бездіяльність або заперечувати наявність позитивних змін, проте, зважаючи тривалість періоду 2006–2017 рр., вони відбуваються дуже повільно. Така ситуація вимагає нових підходів до розробки програм та заходів, а також оцінки їх виконання, один із яких і запропоновано в роботі. Наукова новизна. У роботі обґрунтовані необхідності оцінки виконання заходів та програм із реформування галузі залізничного транспорту за двома критеріями: юридичним і фактичним. Розроблені базові принципи формування програм реформування та розвитку галузі залізничного транспорту відкривають можливість отримувати своєчасну та достовірну інформацію про стан їх виконання. Практична значимість. Отримані можливості постійного моніторингу стану фінансового забезпечення реформ та напрямів використання коштів, що дозволить попередити їх нецільове використання та значно прискорити реалізацію визначених заходів із наступним підвищенням їх ефективності.Item Optimal Structural Reservation of Technical Systems(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту ім. акад. В. Лазаряна, Дніпро, 2018) Semenets, Sergey N.; Nasonova, Svetlana S.; Semenets, Gаlina I.EN: Purpose. The purpose of the article is to give designers of highly reliable technical systems that do not have special knowledge in the field of optimization and programming skills, a simple and accessible mathematical tool for choosing the optimal solution for structural redundancy of systems. Methodology. The article poses the problem of optimal structural redundancy of technical systems. Two typical redundancy schemes are considered: a) a separate «hot» backup scheme; b) a separate «cold» backup scheme. The computational models for estimating the reliability of redundant systems are formulated. We offer optimization models that allow us to find a rational option for reserving a system that is being designed, taking into account conflicting requirements for its reliability and cost. These models are numerically implemented in the operating environment of the Excel spreadsheet as applied to the main object, consisting of 7 elements. The optimal variants of reserving this object according to the «hot» and «cold» separate reservation schemes are given. Findings. Calculated models for estimating reliability, as well as models for optimizing the systems reserved for the «hot» and «cold» separate backup schemes, have been developed. With the use of the Excel spreadsheet, the optimal options for reserving 7 element objects are found for separate «hot» and «cold» backups. Originality. New computational models for estimating the reliability of redundant systems are proposed, as well as optimization models developed on the basis of these, which are formulated using the decomposition of unknown initial problem of structural redundancy into binary components. In this case, the obtained optimization models belong to the class of problems of non-linear mathematical programming with binary variables, for the numerical solution of which (even for a sufficiently large dimension) well-known packages of applied computer programs, in particular, the MS Excel spreadsheet, are well adapted. Thus, the process of solving the initially very complicated problem of optimal structural redundancy is much simpler and reduced to performing elementary actions in the corresponding software interfaces. Practical value. The proposed calculation models for estimating the reliability of redundant systems, models for optimal structural redundancy, and the methodology for their formation, in order to simplify further numerical implementation, can be useful in solving problems of ensuring the reliability of technical systems in the early stages of their design.Item Математична модель вагона дизель-поїзда ДПКр-2(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпр, 2018) Костриця, Сергій Анатолійович; Соболевська, Юлія Генріхівна; Кузишин, Андрій Ярославович; Батіг, Андрій В.UK: Мета. У науковій роботі на основі механічної моделі вагона дизель-поїзда ДПКр-2 виробництва Крюківського вагонобудівного заводу потрібно побудувати математичну модель для вивчення динамічних явищ, які виникають при русі рухомого складу по рейковій колії як на прямих, так і на кривих ділянках. Методика. Для побудови математичної моделі складається система з 38 диференціальних рівнянь руху дизель-поїзда. При використанні в центральному ресорному підвішуванні пневматичної ресори її еквівалентна механічна модель представляється у вигляді вузла Кельвіна-Фойгта, який включає у себе паралельно розташований пружний елемент та елемент в’язкого тертя. Податливість рейкової колії враховується пружним та дисипативним елементами. При моделюванні приймалось, що колісна пара та взаємодіюча з нею маса колії рухаються безвідривно. В якості збурювання при дослідженні вимушених вертикальних та горизонтальних коливань прийняті геометричні нерівності лівої та правої рейок. Результати. На основі прийнятої механічної моделі вагона дизель-поїзда було побудовано математичну модель, яка складається з 38 диференціальних рівнянь руху. Наукова новизна. Вперше для вагона дизель-поїзда ДПКр-2 була розроблена його просторова математична модель із урахуванням особливостей взаємодії окремих елементів конструкції та можливості просадки рейкової колії. При побудові математичної моделі було запропоновано враховувати податливість рейкової колії пружним та дисипативним елементами. Практична значимість. Математична модель вагона дизель-поїзда буде використовуватися для вивчення динамічних явищ та визначення динамічних навантажень елементів конструкції у процесі експлуатації. Вивчення цих явищ необхідно для оптимального вибору схеми та параметрів обладнання рухомого складу, зокрема віброзахисних пристроїв (ресорного підвішування, горизонтальних, поздовжніх та поперечних зв’язків колісних пар із рамою візка, візка з кузовом), а також для зменшення динамічних сил, діючих на елементи конструкції рухомого складу та рейкову колію.Item Mathematical Model of Unsteady Heat Transfer of Passenger Car with Heating System(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2018) Biloshytskyi, Eduard V.EN: Purpose. The existing mathematical models of unsteady heat processes in a passenger car do not fully reflect the thermal processes, occurring in the car wits a heating system. In addition, unsteady heat processes are often studied in steady regime, when the heat fluxes and the parameters of the thermal circuit are constant and do not depend on time. In connection with the emergence of more effective technical solutions to the life support system there is a need for creating a new mathematical apparatus, which would allow taking into account these features and their influence on the course of unsteady heat processes throughout the travel time. The purpose of this work is to create a mathematical model of the heat regime of a passenger car with a heating system that takes into account the unsteady heat processes. Methodology. To achieve this task the author composed a system of differential equations, describing unsteady heat processes during the heating of a passenger car. For the solution of the composed system of equations, the author used the method of elementary balances. Findings. The paper presents the developed numerical algorithm and computer program for simulation of transitional heat processes in a locomotive traction passenger car, which allows taking into account the various constructive solutions of the life support system of passenger cars and to simulate unsteady heat processes at any stage of the trip. Originality. For the first time the author developed a mathematical model of heat processes in a car with a heating system, that unlike existing models, allows to investigate the unsteady heat engineering performance in the cabin of the car under different operating conditions and compare the work of various life support systems from the point of view their constructive solutions. Practical value. The work presented the developed mathematical model of the unsteady heat regime of the passenger car with a heating system to estimate the efficiency of unsteady, transitional temperature states in passenger cars, taking into account the design features of the heating system and the regulatory requirements. This allows the development and implementation of optimal technical characteristics of heating appliances and the construction of an algorithm for controlling their operation in accordance with operating conditions, taking into account the thermal inertia of the car in the transitional modes of heating, on the basis of mathematical modeling.