Выпуск 3 - Issue 3

Цель: Показать процесс развития теории пропускной способности инфраструктуры железнодорожного транспорта, доказать целесообразность использования методов расчета пропускной способности, предложенных проф. А. К. Угрюмовым в середине XX в., и рекомендовать их применение как средство регулирования системы организации движения поездов. Методы: Дана краткая историческая справка решения задачи определения пропускной способности при непараллельном графике движения поездов, перечислены наиболее значимые работы, в которых описан порядок решения этой задачи. Наиболее сложным ее элементом является нахождение коэффициента съема грузовых поездов пассажирскими. Этот коэффициент позволяет математически оценить влияние на пропускную способность поездов, следующих со скоростями, отличными от скорости движения грузовых поездов, которые являются единицей измерения пропускной способности. Проведен сравнительный анализ различных способов расчета коэффициента съема, приведены отличные методологические подходы к исследованию процесса съема поездов на разных этапах развития теории эксплуатации железных дорог. Результаты: Подробно описаны разработанный А. К. Угрюмовым и рекомендуемый действующей ≪Инструкцией по расчету наличной пропускной способности≫ (ИПС) порядок определения пропускной способности. Представлены результаты расчетов пропускной способности, выполненные по методикам А. К. Угрюмова и ИПС, а также анализа нормативного графика движения поездов. Они подтверждают корректность метода А. К. Угрюмова. Также показана зависимость участковой скорости грузовых поездов от количества пропускаемых по участку пассажирских поездов, а следовательно, и от числа обгонов ими грузовых поездов. Практическая значимость: Высказаны предложения по развитию общей методики: необходимость учета уровня заполнения пропускной способности при принятии решений об использовании мероприятий по ее повышению; целесообразность разделения суток на периоды с преимущественно грузовым или пассажирским движением и расчета для каждого периода своей пропускной способности.

Ключевые слова: Пропускная способность, коэффициент съема, непараллельный график движения, число обгонов, участковая скорость.

Контакты: aagrachev@outlook.ru

The «eternal» issues of operation of trains at double-track railway lines. Vladimir L. Belozerov, Andrey A. Grachev

Objective: To demonstrate the development process of working capability of railroad transport infrastructure, to prove the suitability of using the methods for working capability calculation, introduced by professor Ugryumov A. K. in the middle of the XXth century and recommend application of the methods in question as the means of controlling the system of operation of trains. Methods: A brief historical digression on the solution of identifying train handling capacity during a nonparallel train schedule was given, the most significant studies were enumerated, which describe the order of solving the given task. The most complicated element of the task in question is the identification of the railway line capacity coefficient of freight and passenger trains. The coefficient in question makes it possible to assess the influence of train handling capacity of trains, both moving with the speed of freight trains and with a speed different to the speed of freight trains, which are the units of measurement of train handling capacity. The comparative analysis of various methods of the railway line capacity coefficient calculation was conducted, different methodological approaches to studying the process of calculating the railway line capacity of trains were presented at all stages of railway maintenance theory development. Results: A detailed description of the order of train handling capacity identification, developed by A. K. Ugryumov and recommended by the current “Instruction on actual train handling capacity” (IPS), was given. Calculation data on train handling capacity, conducted by means of the methods suggested by A. K. Ugryumov and IPS, was presented, as well as the analysis of a standard train schedule. The above mentioned results corroborate the robustness of the method introduced by A. K. Ugryumov. The dependence of freight trains’ service speed on the number of passenger trains handled through the district, and, therefore, on the number of passenger train crossings by freight trains was shown. Practical importance: The following suggestions on the development of a common method were stated: the necessity of train handling capacity filling level account in the process of making decisions to take measures on its increase; the appropriateness of dividing the day on periods with mainly freight or passenger traffic and the calculation of train handling capacity of each period.

Keywords: Train handling capacity, the railway line capacity coefficient, nonparallel time schedule, the number of train crossing, service speed.

Contacts: aagrachev@outlook.ru

Цель: Охарактеризовать эволюционно-функциональный подход к классификации транспортных узлов, который может применяться как методология изучения особенностей зарождения и развития транспортных узлов. Данный подход представляет собой часть теории терминалистики, которую предлагается включить в практику транспортной науки. Методы: Использован аналитический метод исследования. Результаты: Представлена пирамида терминалистики и иерархии ее объектов с учетом комплексности и интегрированности сервиса как адаптированный вариант теории Ж.-П. Родригэ. Для железнодорожных транспортных узлов (ТУ) предложена четырехэтапная адаптированная модель Родригэ–Ноттебума. Разработаны классификации ТУ: 1) по направленности сервиса, в которой интегрирована градация логистического сервиса и ориентации на объект обслуживания; 2) по проявлению мультипликативного эффекта в связанных и несвязанных отраслях для ТУ, находящихся на любой стадии развития; 3) по стадиям эволюционно-функционального развития ТУ, которая интегрирует кластерный и синергетический подходы. Отмечается, что в современных условиях ТУ давно выполняют роль полноценных многофункциональных логистических объектов, реализующих широкий ассортимент не только транспортных, складских, но и консалтинговых, таможенных, дистрибьюторских, экспедиционных и других услуг. Однако до сих пор транспортная наука не предложила полноценной классификации ТУ, отражающей весь богатый функциональный потенциал данных сложных логистических систем. Показано, что ≪фокус≫ научных исследований ТУ смещен в сторону таких отдельных подходов как экономический, коммерческий, планировочный, географический и не является комплексным, логистическим. Показано, что усложнение ассортимента логистического сервиса, множество подходов к организации работы ТУ, повышение качественных требований к ним объективно требуют оформления всех знаний о ТУ в самостоятельную отрасль –терминалистику. Эволюционно-функциональный подход к развитию ТУ как мультимодальных логистических объектов есть основное теоретическое положение терминалистики. Данный подход отражает целый комплекс важных для логистики ТУ параметров: инфраструктурная основа, география, направленность сервиса, особенности регионального развития и развития логистических решений. Авторами была разработана классификация ТУ по стадии их эволюционно-функционального развития путем синтеза кластерного и синергетического подходов к определению стадии развития ТУ как логистического объекта, с одной стороны, и самоорганизующейся сложной системы –с другой, что составляет научную новизну такого предложения. В основу положен признак совершенства логистических решений при взаимодействии сторон логистики. Подробно рассмотрен мультипликативный эффект, связанный с формированием и развитием ТУ в отдельных регионах. Практическая значимость: Для ОАО ≪РЖД≫ применение эволюционно-функционального подхода может стать инструментом для рационального проектирования и последующего развития ТУ с учетом функционально-логистической стадии развития узла. Это, в свою очередь, повысит клиентоориентированность при формировании пакета логистического сервиса, реализуемого в ТУ, а также создаст условия для перехода компании в статус логистического провайдера полного цикла и успешного формирования терминальной сети на территории страны.

Ключевые слова: Эволюционно-функциональный подход, транспортный узел, терминалистика, логистический объект, логистический сервис, мультипликативный эффект.

Контакты: > insight1986@inbox.ru

Evolutionary functional approach to transport nodes classification Oksana D. Pokrovskaya, Oleg B. Malykov

Objective: To characterize evolutionary functional approach to classification of transport nodes, which may be applied as methodology of studying the peculiarities of origin and development of transport nodes. The given approach is a part of terminalistics theory, which may be included in practical training of transportation science. Methods: Analytical method of research was used. Results: The pyramid of terminalistics and the hierarchy of its elements was presented, taking into account the complexity and integratedness of service as an adapted version of J.-P. Rodrigue’s theory. Rodrigue-Notteboom’s four-stage adapted model was introduced for transport nodes (TN). The following classifications of TN were developed according to: 1) service orientation, in which logistical service gradation is integrated, as well as service object orientation; 2) display of multiplicative effect in related and unrelated spheres for TN at any stage of development; 3) evolutionary functional stages of TN development which integrate cluster and synergetic approaches. It was noted that in modern conditions transportation nodes often perform the role of a full-fledged multipurpose logistical item, carrying out a wide range of not only transport and stocking services but also consulting, custom, distributing, shipping and other services. However, until now, transportation science has not suggested a complete classification of TN, which would have reflected extensive functional potential of complex logistical systems’ data. It was shown that the “focus” of scientific research on TN had shifted concentrating on such approaches as economical, commercial, planning, geographical. Moreover, the focus in question is not complex and logistical. It was shown, that with the expansion of range of logistical service, the variety of approaches to organizing of TN functioning, the rise of quality standards to these approaches, there occurred a necessity to collect the knowledge in a separate branch – terminalistics. Evolutionary functional approach to the development of TN as multimodal logistical items is the main abstract theorem of terminalistics. The approach in question reflects a whole set of parameters significant for TN logistics: infrastructural basis, geography, service orientation, the peculiarities of regional growth and the development of logistics solutions. The author of the given study has developed a classification of TN according to the stage of evolutionary functional development of the latter, by means of cluster and synergetic approaches synthesis, to identify the stage of development of TN as a logistical item on the one hand, and a self-organizing complex system on the other hand. This suggestion makes scientific novelty of the study in question. The criterion of logistical decisions’ improvement in the process of interaction of logistics’ branches is an underlying criterion of the research in question. The multiplicative effect, connected with TN formation and development in certain regions, was considered in depth. Practical importance: Evolutionary functional approach application may become a tool for intelligent design and further development of TN for JSC “Russian Railways”, taking into account functional logistical stages of the transport node development. The latter will increase customer-centeredness in the process of logistical service packet assembly, realized in TN, and provide conditions for the company to become a full-fledged logistical provider as well as successful formation of a terminal network on the territory of the country.

Keywords: Evolutionary functional approach, transport node, terminalistics, logistical item, logistical service, multiplicative effect.

Contacts: insight1986@inbox.ru

Цель: Определить среднее время и функцию распределения времени успешной реализации нарушителем компьютерной ≪DDoS≫-атаки на элементы телекоммуникационной сети железнодорожного транспорта (ТКСЖТ). Методы: Для решения задачи применялись методы общей теории систем, теории информационной безопасности, теории вероятностей, теории массового обслуживания, а также метод топологического преобразования стохастических сетей (ТПСС). Расчеты производились с применением пакета прикладных программ MathCAD. Результаты: Разработана математическая модель процесса реализации нарушителем ≪DDoS≫-атаки на ТКСЖТ и найдены вероятностно-временные характеристики системы кибервоздействия нарушителя, целью которого является срыв процесса управления перевозками. Практическая значимость: Предложенная модель обеспечивает нахождение исходных данных для комплексной оценки устойчивости функционирования ТКСЖТ, работающей в условиях кибервоздействия нарушителя на сетевые элементы ТКСЖТ. Установлено, что эта модель адекватно отображает моделируемый процесс, чувствительна к изменению входных данных, позволяет получать непротиворечащие логике результаты, а также выявлять целесообразные направления обеспечения кибербезопасности ТКСЖТ.

Ключевые слова: Компьютерная атака, DDoS-атаки, топологическое преобразование стохастических сетей, эквивалентная функция, метод двухмоментной аппроксимации.

Контакты: gamzat-86@mail.ru

«DDoS»-attack process model on telecommunication network of railway transport. Gamzatdyn A. Bekbayev, Andrey A. Pryvalov, Nikolay B. Achkasov, Anton O. Kravtsov

Objective: To determine the average time and timing function of a violator’s successful realization of «DDoS»-computer attack on elements of telecommunication network of railway transport (TCNRT). Methods: In order to solve the task in question the methods of general systems theory, information security theory, probability theory, theory of waiting lines systems, as well as the method of stochastic networks’ topological transformation (SNTT). The calculations were carried out by means of MathCAD application software package. Results: A symbolic model of a violator’s «DDoS»-attack on TCNRT realization process was introduced, as well as the identification of probabilistic time response characteristics of a violator’s cyber impact system, whose aim is to upset transportation management process. Practical importance: The suggested model ensures initial data identification for integrated TCNRT functioning assessment, operating under the conditions of a violator’s cyber impact on TCNRT network elements. It was found that the model in question may adequately represent the prototype process, is sensitive to input data alteration, makes it possible to obtain the results which do not contradict logic, as well as to identify the appropriate directions of TCNRT cyber safety organization.

Keywords: Computer attack, DDoS-attacks, topological transformation of stochastic networks, equivalent function, method of double-stage approximation.

Contacts: gamzat-86@mail.ru

Цель: Определить ограничения пропуска подвижного состава по конструкциям искусственных сооружений железнодорожного транспорта на основании данных, полученных в режиме реального времени, от средств геодезического мониторинга и с учетом технического состояния эксплуатируемой конструкции. Методы: Для обработки данных геодезического мониторинга использован метод анализа иерархий (МАИ). Результаты: Установлена возможность применения МАИ для обработки диагностических данных от систем геодезического контроля искусственных сооружений железнодорожного транспорта и предоставления эксплуатирующей организации достоверной экспертной оценки о дальнейшей эксплуатации объекта, установки ограничений на грузоподъемность и скорость проследования по конструкциям искусственного сооружения и пропуска подвижных единиц. Проведен анализ полученных данных и на их основе разработана математическая модель, которая предоставляет экспертное заключение о выборе оптимального решения для технического состояния конструкции по средствам определения приоритетов. Рассмотрены примеры различных экспертных заключений в зависимости от технического состояния искусственного сооружения. Практическая значимость: Результаты исследования и разработанную математическую модель предполагается в дальнейшем использовать как элемент системы поддержки принятия решения в геоинформационной системе, предназначенной для регулирования движения поездов на участках железных дорог с учетом технического состояния объектов железнодорожной инфраструктуры.

Ключевые слова: Метод анализа иерархий, экспертные оценки, искусственные сооружения, геодезический мониторинг, системы поддержки принятия решений.

Контакты: nabogdanov85@gmail.com

Hierarchy analysis method application for determination of the current state of railway transport artificial constructions based on geodesic monitoring data. Nikolay A. Bogdanov

Objective: To determine passing limitations of a rolling stock along the constructive works of railroad transport based on the data, received on a real-time basis, depending on the means of geodesic monitoring and technical state of a construction in operation. Methods: Hierarchy analysis method (HAM) was used in order to process geodesic monitoring data. Results: It was established that HAM may be used in processing diagnostic data from geodesic control systems of railroad transport constructional works, as well as presenting an authoritative expert appraisal on further facility operation, setting the limits to carrying load and passing speed along the constructional works as well as moveable units admission to an operating organization. The analysis of the obtained data was conducted, on the basis of which a mathematical model was developed presenting expert judgement on the selection of optimal solution for the technical state of a construction by means of prioritizing. The examples of various expert judgements were considered depending on the technical state of an engineering structure. Practical importance: It is assumed to use the results of the research in question and the developed mathematical model may be further applied as an element of a decision making support system in a geographic information system, intended to be used for traffic arrangements at railroad sections, taking into account technical state of railroad infrastructure facilities.

Keywords: Universal method, diagram, chair, sleeper, bearing capacity, beam.

Contacts: chusmaksimus@mail.ru

Цель: Определить перспективы применения и выбрать параметры и технические решения специализированного грузового вагона со съемными кузовами, предназначенного для перевозок различных видов грузов, пригодного для эксплуатации в существующих условиях железнодорожного транспорта Российской Федерации. Методы: Используется метод анализа данных математического моделирования. Результаты: Разработан модельный ряд съемных кузовов, обеспечивающих транспортировку широкого спектра грузов. Изучено влияние линейных размеров съемного кузова на технико-экономические параметры вагона, выбраны линейные размеры. Уточнена методика оценки потребного парка вагонов и съемных кузовов. Предложены новые конструкции крепления съемных кузовов к раме вагон-платформы. Практическая значимость: Предложен новый для колеи 1520 мм грузовой вагон со съемными кузовами увеличенной грузоподъемности, позволяющий сократить количество специализированных вагонов, уменьшить их простои, повысить статическую нагрузку, обеспечить максимальную эксплуатацию вагона на протяжении всего жизненного цикла без простоев при сезонных колебаниях отправки грузов.

Ключевые слова: Грузовой вагон, съемный кузов, техническая характеристика, разработка, эффективность.

Контакты: ads1989@rambler.ru

The prospects of railroad cars with increased carrying swap bodies implementation. Yuriy P. Boronenko, Anfysa S. Dauksha

Objective: To determine the prospects and select the parameters as well as engineering solutions of a special-purpose freight car with swap bodies for forwarding different types of loads, serviceable in the present conditions of railroad transport of the Russian Federation. Methods: Data analysis methods, as well as the method of mathematic simulation were applied. Results: Swap bodies’ line was developed, providing forwarding of a wide range of loads. The influence of linear dimensions of a swap car on technical and economic parameters of a car was studied, linear dimensions were selected. The evaluation method of the available fleet of cars and swap cars was specified. New constructions of tightening to the frame of a flat-wagon were introduced. Practical importance: A new freight car with increased capacity swap bodies for 1520 mm gauge was introduced, which makes it possible to reduce the number of special-purpose cars, boost the availability of the latter, increase stationary load, provide maximum car maintenance throughout its operational cycle, avoiding inactivity of a car during seasonal fluctuations of consignments.

Keywords: wagon, swap body, technical characteristic, development, efficiency.

Contacts: ads1989@rambler.ru

Цель: Определить мероприятия по обеспечению защиты сети от технической компьютерной разведки организованного нарушителя. Разработать предложения для затруднения вскрытия телекоммуникационной сети в ходе информационного обмена в IP-сетях передачи данных оперативно-технологического назначения. Сформировать ≪информационные портреты≫, соответствующие обмену служебной информацией в IP-сети между должностными лицами при выполнении тех- нологических процессов. Оценить вероятность вскрытия пространственно-временной и информационной структур IP-сети при включении предложенной методики в специальном математическом программном обеспечении (СМПО) системы управления информационной безопасности при реализации целевой атаки организованным нарушителем. Методы: Для решения задачи использовались методы системного анализа, теории вероятности, топологического преобразования стохастических сетей, методы поиска пути минимальной стоимости с использованием алгоритма муравьиных колоний и генетического алгоритма. Результаты: Разработана методика маскирования информационного обмена в IP-сетях передачи данных в ходе реализации целевой атаки организованным нарушителем, которая включает в себя блок-схемы процедур реализаций генетического и биологического алгоритмов, формирование ≪информационных портретов≫, соответствующих передаваемой по IP-сети служебной информации при реализации технологических процессов. Практическая значимость: Данная методика ориентирована на включение в состав СМПО для обеспечения системы управления информационной безопасностью. Методика позволяет оценить возможности организованного нарушителя на этапе сбора информации, наблюдения за IP-сетью и выбором успешного момента времени для осуществления целевой атаки. Разработанные блок-схемы позволяют определить место и время реализации нарушителем типовых угроз, с помощьюкоторых он выявляет вид технологического процесса и наиболее подходящий момент для деструктивного воздействия. Блок-схемы соответствуют логике действий нарушителя при вскрытии IP-сети и системы в целом и могут быть использованы для прогнозирования действий нарушителя по распознаванию сети. Предложенные мероприятия по организации информационного обмена обеспечивают существенное снижение вероятности вскрытия IP-сети. Полученные результаты показывают необходимость включения алгоритмов в перечень информационно-расчетных задач системы поддержки принятия решения, что дает возможность более глубоко проанализировать возможности организованного нарушителя при осуществлении целевых атак.

Ключевые слова: Телекоммуникационная сеть, сканирование сети, информационный обмен, целевая атака, сеть передачи данных.

Контакты: skykatty@gmail.com

Information traffic masking approach in data communication networks of operationally technological purpose during targeted attacks. Andrey A. Pryvalov, Yekaterina V. Skudneva

Objective: To determine activities on providing network security from technical computer intelligence of an organized attacker. To develop suggestions on impeding telecommunication network breaking in the process of information exchange in IP-based operational data networks. To form “information portraits”, corresponding to service information exchange between the officials during processing procedure in IP-based network. To assess breaking probability of spatiotemporal and information structures of IP-based network, when initiating the suggested technique in special mathematical software application (SMSA) of information security management system during a targeted attack, realized by an organized attacker. Methods: The method of systems analysis, probability theory, stochastic networks topological transformation, methods of searching the lowest value path with ant colony optimization and genetic algorithm application. Results: Information traffic masking technique in IP-based data communication networks was developed in the course of targeted attack realized by an organized attacker, the former includes block-diagrams of genetic and biologic algorithms procedures realization, formation of “information portraits”, corresponding to service information conveyed through IP-based network during technological processes realization. Practical importance: The technique in question is aimed at SMSA integration in order to provide the management system with information security. The presented technique makes it possible to assess the resources of an organized attacker at the stage of data acquisition, IP-based network supervision and the selection of an opportune moment for targeted attack implementation. The developed block-diagrams allow for identification of the place and time of typical threats realized by an organized attacker, by means of which the latter detects the type of technological process and the most opportune moment for a ravage. Block-diagrams correspond to attacker’s logic of actions when breaking IP-based network and the system as a whole and may be used for predicting attacker’s actions on network identification. The suggested measures on information exchange organization ensure considerable decrease the degree of IP-based network breaking probability. The obtained results demonstrate the necessity of including the algorithms in question in the list of information-computing tasks of decision support system, which makes it possible to carry out an in-depth analysis of the resources, allowing an organized attacker to implement targeted attacks.

Keywords: Telecommunication network, scanning of a network, information traffic, targeted attack, data communication network.

Contacts: skykatty@gmail.com

Цель: Оценить надежность сети поездной радиосвязи на базе разработанных моделей. Методы: Для достижения поставленной цели применены методы обработки статистических данных, теоретических исследований, теории вероятностей, теории надежности. Результаты: Были определены типовые каналы связи между абонентами сетей поездной радиосвязи. В сетях поездной радиосвязи используют следующие типы каналов: ≪поездной диспетчер – машинист поезда≫; ≪поездной диспетчер – дежурный по станции≫; ≪дежурный по станции – машинист поезда≫; ≪машинист поезда – машинист поезда≫. Были установлены элементы, входящие в канал каждого типа: ≪рас- порядительная станция – проводной канал – стационарная радиостанция – радиоканал – возимая радиостанция≫; ≪распорядительная станция – проводной канал – стационарная радиостанция≫; ≪стационарная радиостанция – радиоканал – возимая радиостанция≫; ≪возимая радиостанция – радиоканал – возимая радиостанция≫. Представлены разные модели для оценки надежности сети поездной радиосвязи: № 1 – для расчета усредненного значения коэффициента готовности каналов сети поездной радиосвязи; № 2 – для вычисления интегрального значения коэффициента готовности сети поездной радиосвязи для диспетчерского круга. По этим моделям выполнена оценка коэффициента готовности сети ПРС. Практическая значимость: Предложенные модели могут быть применены для расчета оценки коэффициента готовности сети поездной радиосвязи в целом на железнодорожном транспорте.

Ключевые слова: Поездная радиосвязь, надежность, готовность.

Контакты: pavelplekhanov@gmail.com

Methods for assessing the reliability of radio train communication network. Dmitriy N. Royenkov, Pavel A. Plekhanov, Natalya V. Yaronova

Objective: To estimate radio train communication network reliability on the basis of developed models. Methods: The method of statistical data processing, theoretical research, probability theory, as well as reliability theory were applied in order to achieve the objective in question. Results: Conventional communication channels between subscribers of radio train communication network were determined. The following types of channels are used in radio train communication networks: “traffic controller – motorman”; “traffic controller– station duty officer”; “station duty officer – motorman”; “motorman – motorman”. The elements present in a channel of each type were determined: “terminal station – wire channel – stationary radio station – radio channel – mobile radio station”; “terminal station – wire channel – stationary radio station”; “stationary radio station – radio channel – mobile radio station”; “mobile radio station – radio channel – mobile radio station”. The following reliability evaluation models were presented in the study: Model 1 - to calculate the average values of the coefficient of readiness of the radio train communication network channel; Model 2 - to calculate the integral value of the coefficient of radio train communication network availability for the dispatcher area. Estimated coefficient of radio train communication network availability was calculated by means of the models in question. Practical importance: The presented models may be used for identification of an estimated coefficient of radio train communication network on railroad transport.

Keywords: Radio train communication, reliability, availability.

Contacts: pavelplekhanov@gmail.com

Цель: Изучить изменения потерь мощности в проводах контактной сети при поперечной емкостной компенсации с учетом перемещения поездов по межподстанционной зоне. Методы: В основу приведенных расчетов положен метод подвижных нагрузок. Были определены мгновенные и средние потери мощности в проводах контактной сети при прохождении по межподстанционной зоне одного поезда и двух следующих друг за другом поездов. Потери рассчитаны для двух случаев: при отсутствии компенсирующего устройства и при его установке в середине межподстанционной зоны. Средние значения потерь мощности в проводах контактной сети получены путем интегрирования перечисленных функций, проведено их сравнение. Результаты: При выборе мощности компенсирующего устройства по среднему значению реактивной мощности, потребляемой одним поездом, прохождение его по межподстанционной зоне с постоянным током вызывает в проводах контактной сети такие же средние потери мощности, что и при отсутствии компенсирующего устройства. Увеличение числа поездов, одновременно находящихся на межподстанционной зоне при прежней мощности компенсирующего устройства, влечет за собой снижение потерь мощности в проводах контактной сети относительно аналогичной ситуации без компенсирующего устройства, однако реактивная мощность при этом компенсируется лишь частично. Сделан вывод о недопустимости чрезмерного завышения мощности компенсирующих устройств из-за увеличения потерь мощности в контактной подвеске и необходимости проведения экономических изысканий с целью выбора оптимальной мощности компенсирующих устройств. Практическая значимость: Материалы, представленные в статье, касаются актуальной темы повышения энергоэффективности системы тягового электроснабжения переменного тока и уточняют существующие методы выбора мощности компенсирующих устройств.

Ключевые слова: Электроснабжение, тяговая сеть, компенсация реактивной мощности, контактная подвеска, потери мощности, энергосбережение, подвижная нагрузка.

Контакты: sokolofffffff@gmail.com

Loss of power in wires of railroads alternating current catenary system in the process of compensating device installation centrally to length of intersubstational zone taking into account traffic. Denis A. Sokolov

Objective: To study alterations of power loss in wires of catenary system under cross capacitive compensation taking into account train traffic along an intersubstational zone. Methods: The method of rolling loads was an underlying method for the given calculations. Sudden and average power losses in wires of catenary system were identified in the process of one train and two trains, following one another, passing along an intersubstational zone. The losses were calculated for two cases: with compensating device installation centrally to length of intersubstational zone and with its absence. The average values of power loss in wires of catenary system were identified by means of integrating the enumerated functions as well as the comparison of the latter. Results: In case of selecting compensator capacity by average value of reactive power, consumed by one train, its passing along an intersubstational zone with direct current generates average power losses in wires of catenary system similar to the second case mentioned above. In case the number of trains being all at the same time at an intersubstantional zone with the above stated power of compensator capacity increases, it will lead to the decrease in power losses in the wires of catenary system, compared to the case without a compensator device. However, the reactive power is compensated only partially. It was concluded that the excessive increase in power of compensating devices is prohibitive, due to the increase in power losses in a catenary and the necessity to conduct economical surveys aimed at selecting optimal power for compensatory devices. Practical importance: The materials, presented in the article, are related to a topical issue of increasing power saving in alternating current traction energy systems and may improve the current compensator capacity selection methods.

Keywords: Power supply, electric traction network, reactive power compensation, catenary, power losses, power saving, rolling load.

Contacts: sokolofffffff@gmail.com

Цель: Высокоскоростная железнодорожная магистраль ≪Москва–Казань–Екатеринбург≫ предполагает совмещение на одном рельсовом пути высокоскоростных пассажирских, движущихся со скоростью до 400 км/ч, скоростных региональных и специальных грузовых поездов со скоростями движения более 200 км/ч. Такое совмещение требует всестороннего анализа процессов, происходящих во всех элементах верхнего строения пути, в зависимости от типа подвижного состава, его скорости движения, а также различных параметров плана и продольного профиля пути. В настоящее время отсутствует реальный опыт эксплуатации такого совмещения, поэтому наилучшим способом решения поставленной задачи является компьютерное моделирование. Методы: Компьютерное имитационное моделирование. Оптимизация параметров рессорного подвешивания проводилось методами планирования экстремального эксперимента. Результаты: Разработана компьютерная имитационная модель высокоскоростного поезда в программном комплексе ≪Универсальный механизм≫. Практическая значимость: Данная модель поможет комплексно подойти к вопросам увеличенного износа элементов верхнего строения пути при скоростях движения до 400 км/ч, а также к вопросам, касающимся неравномерности износа рельсовых нитей при пропуске по одному рельсовому пути составов различных категорий.

Ключевые слова: Высокоскоростной железнодорожный транспорт, движение рельсового экипажа в круговой кривой, компьютерное моделирование, задача оптимизации, экстремальный эксперимент.

Контакты: olya.morozova51@gmail.com

On high-speed train simulation model development. Sergey V. Shkurnikov, Olga S. Morozova

Objective: “Moscow-Kazan-Yekaterinburg” high-speed railway line is supposed to hold high-speed passenger trains, moving at a speed up to 400 km/h, regional high-speed trains and special freight trains, accelerating to a speed of more than 200 km/h on one track. Such a combining demands an in-depth analysis of processes occurring in all elements of a railway superstructure, depending on the type of a rolling stock, its speed, as well as different design parameters and vertical alignment of a road. At present, there is no service experience of such a combining, that is why computer modeling is the best way of solving the task in question. Methods: Computer simulation modeling was applied. Parameter optimization of spring suspension was carried out by means of extreme experiment design methods. Results: A computer simulated model of a high-speed train was developed in “Universal mechanism” software. Practical importance: The model in question allows for an integrated approach of severe wear issues of railway superstructure components with speeds up to 400 km/h, as well as the issues of nonuniform rails wear when handling trains of different categories on one track.

Keywords: High-speed railway transport, railway vehicle operation in a circular curve, computer modeling, optimization task, extreme experiment.

Contacts: olya.morozova51@gmail.com

Цель: Разработка объективного метода определения начальных напряжений в лесоматериалах для прогнозирования качества конструкционных материалов в процессе их производства. Проведение теоретических исследований для выявления взаимосвязи природных физико-механических свойств древесины – начальных напряжений, сформированных в период роста дерева – и качественных характеристик строительных конструкционных элементов и изделий в результате производственной переработки. Методы: Применялись численные методы для обработки исходных данных, полученных методом системного анализа. Результаты: Используя найденные функции изгибающих моментов по пласти и кромке доски от выходящих на торце начальных напряжений, можно проанализировать изменение формы конструкционных пиломатериалов и напряженно-деформированное состояние изготавливаемых из них строительных деревянных конструкций. Практическая значимость: Выполненные исследования позволяют сделать вывод, что по размеру ядровой зоны сечения лесоматериала можно определить не только величину начальных напряжений в древесине, но и соотношение пределов прочности древесины при статическом изгибе и сжатии вдоль волокон.

Ключевые слова: Деревянные конструкции, предел прочности древесины, сжатие вдоль волокон, напряженно-деформированное состояние.

Контакты: sekir@lan.spbgasu.ru

The influence of primary stress in wood on stiffness and shape retention of timber constructions. Vladimir N. Glukhikh, Svetlana Y. Kyryutyna, Alena A. Bogdanova

Objective: To develop an objective method for determining primary stresses in wood products for the purpose of predicting the quality of structural materials in the process of their production. To conduct theoretical research in order to detect wood coupling properties, that is primary stresses, formed in the period of tree growth, as well as quality characteristics of structural elements and items obtained as a result of milling. Methods: Numerical methods were applied for initial data handling, obtained by means of systems analysis method. Results: By using the obtained functions of bending moments on the sawn wood face and board edge from primary stresses’ output at the grain end, the change of shape of structural lumber as well as the deflected mode of building timber constructions made from it may be analyzed. Practical importance: The conducted research made it possible to conclude that by means of the heartwood section zone size not only the magnitude of primary stress in timber, but also the correlation of ultimate static bending strength of wood and compression parallel to grain may be determined.

Keywords: timber constructions, ultimate strength of wood, compression parallel to grain, deflected mode. .

Contacts: sekir@lan.spbgasu.ru

Цель: Раскрыть основные структурные схемы организации контроля и коррекции данных в информационных системах (ИС), направленные на достоверность процедур преобразования информации. Показать основные существующие методики контроля и коррекции ошибок в процессе преобразования данных, а также возможность при проектировании ИС оценить затраты времени на преобразование информации с учетом реализации тех или иных методов повышения достоверности. Методы: Показано, что такие затраты зависят от места выполнения контроля, а также от применяемой процедуры контроля. Представлена типовая структура организации контроля и коррекции данных в ИС. Таким образом, оценки значений временных затрат могут быть получены исходя из известных параметров производительности работы технических средств и персонала ИС или на основе контрольного хронометража соответствующих преобразований информации. Эти значения зависят от специфики используемой процедуры преобразования информации. Величины временных затрат могут быть получены на основе соответствующих статистических данных или с помощью метода экспертной оценки. В качестве экспертов в таком случае должны выступать работники соответствующих служб информатизации, имеющие практический опыт решения задач рассматриваемого класса. В том случае, если задержка задана значением времени ожидания, обусловленного возникновением очереди на обслуживание техническим средством на каждом этапе, ее величина может быть оценена методами теории массового обслуживания. Результаты: Предложенные расчетные формулы позволяют на этапе проектирования системы преобразования информации в ИС проводить оценку затрат времени на повышение достоверности преобразования данных и с учетом этого осуществлять выбор наиболее рациональных вариантов обеспечения достоверности данных в процессе их преобразования. Практическая значимость: Расчет временных затрат дает возможность повысить надежность и достоверность информации при проектировании ИС.

Ключевые слова: Информационная система, достоверность, методы контроля, методы обнаружения ошибок, затраты, схемы контроля, коррекция информации.

Контакты: elinabeneta@yandex.ru

The calculation of time spent on improving the reliability and accuracy of the information in the design of information systems. Konstantin P. Goloskokov, Marina U. Chirkova, Elina V. Login

Objective: To reveal the main structural schemes of control organization and data correction in information systems (IS) focused on the accuracy of data conversion routine. To show the basic existing methods of control and error correction in the process of data conversion, and the possibility for information systems’ engineering to evaluate data conversion time expenditure, taking into account the realization of methods for increasing reliability. Methods: It was shown that such time expenditure depends on the place of control performance, as well as the applied control procedures. A standard structure of control organization and data correction in information systems was presented. Thus, the values of time expenditure may be obtained based on the given operation performance parameters of technical equipment and IS staff personnel, or may be determined on the basis of retiming of the corresponding data conversion. These values depend on the specificity of the applied procedure of data conversion. The values of time expenditure may be obtained on the basis of relevant statistical data or the method of expert evaluation. In this case, the employees of the relevant IT development departments, possessing practical knowledge in the solution of the tasks in question, are to act as experts. In case the delay is set by the value of queue time, conditioned by queue occurrence on facility maintenance at each stage, its value may be assessed by queueing techniques. Results: The evaluation formulas, introduced in the given study, make it possible, at the design stage of the data conversion system in IS, to assess the time required for accuracy improvement of data conversion and, on the basis of it, make a selection of the most efficient data adequacy options in the process of data transformation. Practical importance: The calculation of time expenditure makes it possible to improve the reliability and accuracy of information in the process of IS design.

Keywords: Information system, reliability, control methods, methods for error detection, expenditures, checking circuits, data correction.

Contacts: elinabeneta@yandex.ru

Цель: Решение задачи скрытой передачи информации в слышимой области частотного спектра воздушной среды. Методы: Описываемые методы относятся к области теории информации и стеганографии. Результаты: Предлагается модель скрытой передачи информации в слышимой области частотного спектра воздушной среды. А именно, модель построения, внедрения, выделения и восстановления скрываемого сигнала, когда передача осуществляется через воздушный аудиоканал. Скрываемый сигнал состоит из двух частей. Одна используется для синхронизации, а другая – информационная. В основе синхронизационной части лежит последовательность Касами, тогда как в основе информационной – кодовое слово кода БЧХ. Обе части скрываемого сигнала получаются путем специального кодирования своих двоичных элементов. При выполнении этого кодирования используются последовательности Голда и RZ коды. В качестве скрывающего или несущего сигнала применяется аудиосигнал, который может представлять собой как речь, так и музыку. Построение стегоаудиосигнала выполняется путем внедрения скрываемого сигнала в частотную область скрывающего сигнала. Внедрение представляет собой амплитудную модуляцию отдельных спектральных составляющих скрывающего сигнала. Аналитически рассматривается вопрос возможности восстановления цифрового маркера после передачи стегоаудиосигнала через воздушный аудиоканал. Практическая значимость: Предложенную модель скрытой передачи данных можно использовать для неслышимой человеческому уху передачи информации через воздушный аудиоканал..

Ключевые слова: Аудиосигнал, стеганография, воздушный аудиоканал, цифровой маркер, последовательность Касами, последовательность Голда, БЧХ код, RZ код.

Контакты: maxgof@gmail.com

The model of audio signals digital coding, tolerant to transmission via air audio channel. Maksim V. Gofman, Anatoliy A. Korniyenko, Aleksey G. Kotenko, Vladimir N. Kustov, Yevgeniy T. Myronchykov

Objective: To solve the task of hidden data transmission in audible area of air frequency spectrum. Methods: The described methods are related to the sphere of information theory and steganography. Results: The model of hidden data transmission in audible area of air frequency spectrum was introduced, that is, the model of construction, implementation, extraction and recovery of hidden signal, when the transmission is carried out via air audio signal. The hidden signal consists of two parts. One of them is used for synchronization, while the other is informative. Kasami sequence forms the basis of synchronization part, while BCH code word underlies the informative part. Both parts of a hidden signal were obtained by means of special coding of its binary elements. Gold sequence and RZ codes were used in the process of the codification in question. An audio signal, which may represent speech or music, was applied as a hidden or carrier signal. The construction of steganographic audio signal was fulfilled by means of implementing a hidden signal in the frequency-domain of a hiding signal. represents amplitude modulation of certain spectral components of a hiding signal. The issue of digital marker recovery after steganographic audio signal transmission via audio channel was considered from an analytical viewpoint. Practical importance: The introduced model of hidden data transmission may be applied for inaudible by a human ear data transmission via air audio channel..

Keywords: audio signal, steganography, air audio channel, digital marker, Kasami sequence, Gold sequence, BCH code, RZ code.

Contacts: maxgof@gmail.com

Цель: Вывод расчетных зависимостей для определения продолжительности осушения грунтов и расстояний между несовершенными дренами. Методы: Применен метод водного баланса, решены уравнения водного баланса грунтовых вод в осушаемых грунтах, учитывающие приток воды к ним. Результаты: Полученные зависимости позволяют с большей точностью оценивать характеристики неглубокого дренажа (до 3 м) в зоне избыточного увлажнения грунтов: продолжительность осушения и объемы дренажного стока в период как ≪стабилизации≫ режима грунтовых вод, так и в эксплуатационный. Практическая значимость: Предложенные зависимости рекомендуется использовать для расчетов параметров очистных сооружений дренажного стока..

Ключевые слова: Осушение, зона избыточного увлажнения, несовершенная дрена, режим грунтовых вод.

Контакты: pol1nom@yandex.ru

Water balance land drainage performance calculation in drainage territories. Yuriy A. Kantsyber, Andrey B. Ponomarev

Objective: To derive estimated dependencies in order to determine the duration of ground drainage and the intervals between incomplete drains. Methods: The method of water balance was applied; the equations of ground water hydrological balance in drainage territories were solved, taking into account the inflow of the latter. Results: The obtained dependencies make it possible to evaluate the characteristics of shallow drainage (up to 3 m) more accurately in the zone of excessive moistening of ground: drainage duration and the volume of drainage water both in the period of “stabilization” of groundwater regime and operational period. Practical importance: It is recommended to use the obtained dependencies for parameters’ determination of drainage water purification plants.

Keywords: Drainage, excessive moistening zone, incomplete drain, groundwater regime.

Contacts: pol1nom@yandex.ru

Цель: Рассматриваются вопросы правильного понимания теоремы отсчетов, которая была абсолютно математически строго доказана акад. А. Н. Котельниковым в 1933 г., но до настоящего времени существуют убеждения, что для точного восстановления сигнала со спектром, не содержащим частот выше fв, недостаточно равномерных отсчетов, выполненных с интервалом 1/(2fв), что противоречит теореме отсчетов. Методы: Используется метод математического моделирования процессов обработки сигналов в математическом пакете MathCad. Описываются следствия из теоремы отсчетов, предлагается и исследуется в среде MathСad математическая модель сигнала с ограниченным спектром, приводятся характеристики сигналов, в том числе по скорости передачи информации. Показываются возможные ошибки при восстановлении сигнала после дискретизации и раскрываются причины, их вызывающие. Результаты: Выявлено, что для точного восстановления неизвестной функции по ее равномерным отсчетам необходимо знать момент первого информационного отсчета. Установлена возможность достижения предельно возможной удельной скорости передачи информации по узкополосному каналу связи. Практическая значимость: На основе полученных зависимостей разработаны способы синтеза и анализа узкополосных процессов, а также определения полного количества информации, содержащейся в таких процессах.

Ключевые слова: Аналитическая функция, дискретизация, квантование, квадратура, сигнал с ограниченным спектром, теорема отсчетов, фильтр низких частот.

Контакты: hva1104@mail.ru

On sampling theorem and its application for the puposes of synthesis and analysis of band-limited signals. Valentyn A. Khodakovskiy, Valentyn G. Degtyarev

Objective: The issues of an insight into the sampling theorem were considered, which was rigorously proven by academician A. N. Kotelnykov in 1933, but until present there have been opinions stating that proportional sampling, conducted with 1/(2fв) interval, is not enough to regenerate an adequate signal with a band, containing no frequencies higher than fв, which contradicts the sampling theorem. Methods: The method of mathematical simulation of signal handling processes in MathCad mathematical package was applied. The sampling theorem conclusions were given, a mathematical model of a band-limited signal was introduced and studied in MathCad environment, signal characteristics were presented, including the rate of information transfer. The possible errors in the process of signal recovery after discretization were shown, as well as the reasons causing them. Results: It was detected that for an unknown function recovery according to its proportional sampling, it is essential to know the moment of the first data sampling. The possibility of achieving the maximum permissible rate of data transmission via a narrow-band communication channel was established. Practical importance: The methods of analysis and synthesis of narrow-band processes were developed on the basis of the obtained dependencies, as well as the identification of mutual information contained in the given processes.

Keywords: Analytical function, discretization, quantization, quadrature, band limited signals, sampling theorem, low-frequency filter.

Contacts: hva1104@mail.ru

Цель: На примере изучения высшей математики предложена методика моделирования процесса оценки освоения учебных многосеместровых дисциплин в технических вузах. Актуальность цели обусловлена существенным отклонением существовавшей в России образовательной системы от ныне применяемой и в связи с введением ЕГЭ. Методы: Применены методы математической статистики. В основу построения математических моделей положены регрессионный анализ и статистические данные знаний студентов, которые определены путем мониторинга оценок экзаменов в течение четырехсеместрового изучения студентами математических дисциплин. Резуль- таты: Получены показатели освоения математических дисциплин в зависимости от баллов ЕГЭ школьной математики. В выборку включались только те студенты, которые сдавали все экзамены по высшей математике и экзамен по экономико-математическим моделям. Из нее были исключены студенты, отчисленные за прогулы и за неуспеваемость по математике и другим дисциплинам, что вызвано целесообразностью проведения анализа знаний математических дисциплин у тех студентов, которые продолжат обучение и впоследствии смогут получить диплом о высшем образовании. Практическая значимость: Предлагаемые модели позволяют осуществлять прогнозирование результатов экзаменов учебных групп по специальным математикоемким дисциплинам. Показаны сложности и низкая результативность дополнительных занятий, направленных на устранение слабых знаний базовых школьных дисциплин. Для повышения качественной подготовки студентов в технических вузах требуются кардинально измененные формы доподготовки школьной математики.

Ключевые слова: Баллы ЕГЭ, оценка экзамена, частота, мониторинг, динамика успеваемости, регрессия, коэффициент детерминации.

Контакты: pv39@mail.ru

Mathematical simulation of studying academic multi-semestrial disciplines in technical colleges. Peter V. Gerasymenko, Yekaterina A. Blagoveshenskaya, Valentyn A. Khodakovskiy

Objective: Modeling technique of estimating process of grasping academic multi-semestrial disciplines in technical colleges was introduced, by the example of studying higher mathematics. Topicality of the objective is conditioned by significant deviation of the educational system applied in Russia in the past from the one that is used now, due to the introduction of the Unified State Examination (USE). Methods: The methods of mathematical statistics were applied. Mathematical models were based on the regression analysis and statistical data of students’ academic performance, the latter was obtained by means of examination marks’ monitoring during the four semesters of studying mathematical disciplines by students. Results: The indices of grasping mathematical disciplines were obtained, depending on the score of USE in school mathematics. Only those students who took all the exams in higher mathematics and the exam in economic and mathematical models were included in the selection. The students, expelled for truancies and poor progress in mathematics and other disciplines, were not included in the selection, resulting in practicability of conducting the analysis of academic performance in mathematical disciplines of those students who were going to continue education and, subsequently, gain a diploma on higher education. Practical importance: The suggested models make it possible to forecast the examination results of groups in special in-depth mathematical disciplines. The difficulties and low efficiency of additional tasks, aimed at elimination of poor academic performance of basic school disciplines, was shown. Recommendations: In order to improve the quality of education in technical colleges it is necessary to introduce cardinally modified forms of additional training of school mathematics.

Keywords: USE score, examination mark, frequency, monitoring, progress dynamics, regression, coefficient of determination.

Contacts: pv39@mail.ru

Цель: Разработка объективного метода определения начальных напряжений в лесоматериалах для прогнозирования качества конструкционных материалов в процессе их производства. Проведение теоретических исследований для выявления взаимосвязи природных физико-механических свойств древесины – начальных напряжений, сформированных в период роста дерева – и качественных характеристик строительных конструкционных элементов и изделий в результате производственной переработки. Методы: Применялись численные методы для обработки исходных данных, полученных методом системного анализа. Результаты: Используя найденные функции изгибающих моментов по пласти и кромке доски от выходящих на торце начальных напряжений, можно проанализировать изменение формы конструкционных пиломатериалов и напряженно-деформированное состояние изготавливаемых из них строительных деревянных конструкций. Практическая значимость: Выполненные исследования позволяют сделать вывод, что по размеру ядровой зоны сечения лесоматериала можно определить не только величину начальных напряжений в древесине, но и соотношение пределов прочности древесины при статическом изгибе и сжатии вдоль волокон.

Ключевые слова: Деревянные конструкции, предел прочности древесины, сжатие вдоль волокон, напряженно-деформированное состояние.

Контакты: sekir@lan.spbgasu.ru

The influence of primary stress in wood on stiffness and shape retention of timber constructions. Vladimir N. Glukhikh, Svetlana Y. Kyryutyna, Alena A. Bogdanova

Objective: To develop an objective method for determining primary stresses in wood products for the purpose of predicting the quality of structural materials in the process of their production. To conduct theoretical research in order to detect wood coupling properties, that is primary stresses, formed in the period of tree growth, as well as quality characteristics of structural elements and items obtained as a result of milling. Methods: Numerical methods were applied for initial data handling, obtained by means of systems analysis method. Results: By using the obtained functions of bending moments on the sawn wood face and board edge from primary stresses’ output at the grain end, the change of shape of structural lumber as well as the deflected mode of building timber constructions made from it may be analyzed. Practical importance: The conducted research made it possible to conclude that by means of the heartwood section zone size not only the magnitude of primary stress in timber, but also the correlation of ultimate static bending strength of wood and compression parallel to grain may be determined.

Keywords: timber constructions, ultimate strength of wood, compression parallel to grain, deflected mode. .

Contacts: sekir@lan.spbgasu.ru

Цель: Раскрыть основные структурные схемы организации контроля и коррекции данных в информационных системах (ИС), направленные на достоверность процедур преобразования информации. Показать основные существующие методики контроля и коррекции ошибок в процессе преобразования данных, а также возможность при проектировании ИС оценить затраты времени на преобразование информации с учетом реализации тех или иных методов повышения достоверности. Методы: Показано, что такие затраты зависят от места выполнения контроля, а также от применяемой процедуры контроля. Представлена типовая структура организации контроля и коррекции данных в ИС. Таким образом, оценки значений временных затрат могут быть получены исходя из известных параметров производительности работы технических средств и персонала ИС или на основе контрольного хронометража соответствующих преобразований информации. Эти значения зависят от специфики используемой процедуры преобразования информации. Величины временных затрат могут быть получены на основе соответствующих статистических данных или с помощью метода экспертной оценки. В качестве экспертов в таком случае должны выступать работники соответствующих служб информатизации, имеющие практический опыт решения задач рассматриваемого класса. В том случае, если задержка задана значением времени ожидания, обусловленного возникновением очереди на обслуживание техническим средством на каждом этапе, ее величина может быть оценена методами теории массового обслуживания. Результаты: Предложенные расчетные формулы позволяют на этапе проектирования системы преобразования информации в ИС проводить оценку затрат времени на повышение достоверности преобразования данных и с учетом этого осуществлять выбор наиболее рациональных вариантов обеспечения достоверности данных в процессе их преобразования. Практическая значимость: Расчет временных затрат дает возможность повысить надежность и достоверность информации при проектировании ИС.

Ключевые слова: Информационная система, достоверность, методы контроля, методы обнаружения ошибок, затраты, схемы контроля, коррекция информации.

Контакты: elinabeneta@yandex.ru

The calculation of time spent on improving the reliability and accuracy of the information in the design of information systems. Konstantin P. Goloskokov, Marina U. Chirkova, Elina V. Login

Objective: To reveal the main structural schemes of control organization and data correction in information systems (IS) focused on the accuracy of data conversion routine. To show the basic existing methods of control and error correction in the process of data conversion, and the possibility for information systems’ engineering to evaluate data conversion time expenditure, taking into account the realization of methods for increasing reliability. Methods: It was shown that such time expenditure depends on the place of control performance, as well as the applied control procedures. A standard structure of control organization and data correction in information systems was presented. Thus, the values of time expenditure may be obtained based on the given operation performance parameters of technical equipment and IS staff personnel, or may be determined on the basis of retiming of the corresponding data conversion. These values depend on the specificity of the applied procedure of data conversion. The values of time expenditure may be obtained on the basis of relevant statistical data or the method of expert evaluation. In this case, the employees of the relevant IT development departments, possessing practical knowledge in the solution of the tasks in question, are to act as experts. In case the delay is set by the value of queue time, conditioned by queue occurrence on facility maintenance at each stage, its value may be assessed by queueing techniques. Results: The evaluation formulas, introduced in the given study, make it possible, at the design stage of the data conversion system in IS, to assess the time required for accuracy improvement of data conversion and, on the basis of it, make a selection of the most efficient data adequacy options in the process of data transformation. Practical importance: The calculation of time expenditure makes it possible to improve the reliability and accuracy of information in the process of IS design.

Keywords: Information system, reliability, control methods, methods for error detection, expenditures, checking circuits, data correction.

Contacts: elinabeneta@yandex.ru

Цель: Оценить действие отказов и сбоев систем цифровой радиосвязи стандарта GSM-R, использовавшихся различными эксплуатирующими организациями на железных дорогах Европы, на своевременность (готовность) прибытия поездов. Методы: Использовались методы анализа риска (изложенные в стандарте EN 50126), включающие идентификацию отказов и сбоев в системах GSM-R, оценку частоты их появления, оценку тяжести их последствий для своевременности прибытия поездов. Результаты: В ходе выполненного исследования были получены следующие основные результаты: 1) показана взаимосвязь между безопасностью и готовностью перевозочного процесса, обусловленная надежностью систем радиосвязи железнодорожного транспорта; 2) выявлены последствия отказов и сбоев, имевших место в технических системах и средствах цифровой радиосвязи стандарта GSM-R; 3) введена метрика полноты готовности (своевременности) в зависимости от надежности систем и средств GSM-R (уровни полноты готовности – Availability Integrity Levels – AIL); 4) сформирована классификация отказов и сбоев в системе GSM-R, как факторов снижения готовности; 5) установлены параметры, учитываемые при определении уровней полноты готовности (своевременности) систем и средств поездной радиосвязи стандарта GSM-R; 6) оценены рассмотренные отказы и сбои в терминах уровней полноты готовности. Практическая значимость: Полученный способ оценки уровней полноты готовности может быть применен при проектировании сетей радиосвязи и других систем на железнодорожном транспорте.

Ключевые слова: Отказ, сбой, GSM-R, поездная цифровая радиосвязь, надежность, готовность, безопасность, уровни полноты безопасности, уровни полноты готовности, стандарт EN 50126.

Контакты: tatochka83@list.ru

Objective: To assess the effect of failures and malfunctions of GSM-R digital radio, used by different operating organizations of European railways, on timeliness (availability) of train arrival. Methods: Methods of risk analysis were applied, in accordance with CENELEC Committee EN 50126 standard, including failure and malfunction identification in GSM-R systems, the assessment of their frequency and severity of consequences for timeliness of trains’ arrival. Results: The following main results were obtained as a result of the conducted research: 1) the relations between transportation process safety and its availability determined by GSM-R systems’ reliability were shown; 2) the consequences of GSM-R failures and malfunctions occurring in engineering systems and digital radio facilities were determined; 3) availability (timeliness) metrics was introduced depending on GSM-R system and facilities’ reliability (AIL – availability Integrity Levels); 4) the classification of failures and malfunctions in GSM-R system, being the causes of availability reduction, was formed; 5) the parameters, taken into account in the process of AIL determination, were established; 6) the considered failures and malfunctions, occurring in the GSM-R system, were assessed in terms of AIL. Practical importance: The obtained method of AIL evaluation may be used in design of radio network and railway systems.

Keywords: Failure, malfunction, GSM-R, train digital radio, reliability, safety, availability, safety integrity levels, availability integrity levels, EN 50126 standard.

Contacts: tatochka83@list.ru

Цель: Идентифицировать причины несчастных случаев, оказывающих влияние на статистические показатели производственного травматизма хозяйства пути Куйбышевской железной дороги, с учетом степени тяжести повреждения здоровья пострадавших. Определить степень взаимосвязи исследуемых характеристик и величин. Методы: Интегрированы материалы расследования несчастных случаях на производстве, происшедших на предприятиях хозяйства пути Куйбышевской железной дороги за период с 2004 по 2016 г. Травматические события обследуемого периода ранжированы по степени тяжести повреждения здоровья пострадавших. Изучены обстоятельства несчастных случаев и выявлены причины их наступления. Для реализации постановочной цели были использованы: акты о несчастных случаях на производстве по форме Н-1, статистический анализ производственного травматизма хозяйства пути, классификатор причин несчастных случаев на производстве, диаграмма Исикавы, корреляционный анализ Пирсона, шкала Чеддока. Результаты: В рамках хозяйства пути Куйбышевской железной дороги проведены корреляционные исследования влияния причин несчастных случаев на количество пострадавших работников с учетом степени тяжести повреждения их здоровья. Идентифицированы причины несчастных случаев, влияющие на статистические показатели производственного травматизма. Отмечена заметная, а также высокая степень установленной статистической взаимосвязи анализируемых характеристик и величин. Практическая значимость: Результаты корреляционного анализа представлены как инструмент выявления в трудовой деятельности хозяйства пути таких нарушений требований безопасности, которые фактически стали причинами трагических и фатальных последствий. Проведенные научные работы позволяют представлять потенциальные последствия несчастных случаев, т. е. степень тяжести повреждения здоровья от воздействия тех или иных причин. Практическая дееспособность результатов анализа достигается посредством дополнения ими основного перечня вопросов первичного и повторного инструктажей на рабочем месте, что определяет фокус внимания работников хозяйства пути на причинах несчастных случаев постфактум и повышает их ответственность за собственную безопасность в процессе трудовой деятельности. Предложенные превентивные мероприятия способствуют формированию и (или) корректировке планов и программ, направленных на снижение уровня риска травмирования работников, занятых текущим содержанием и ремонтом пути.

Путевое хозяйство, причины несчастных случаев, статистические показатели производственного травматизма, несчастный случай на производстве, степень тяжести повреждения здоровья, коэффициент взаимной сопряженности, корреляционная зависимость.