Инновационные и научно-технологические приоритеты грузового железнодорожного транспорта

Seven main priorities for development of rail cargo transportation are emerging in the context of an active intensification of scientific and technological development cycles, widespread digitalisation of business processes and an increase in competition in the transport industry. A key element of increasing the attractiveness of rail cargo transportation is its innovative, scientific, and technological development, especially in terms of increasing customer focus. Today, the principles of customer focus in the field of railway transportation of goods are among core factors in competitiveness of railway carriers. This issue is particularly relevant for the Russian Federation that owns a high potential for development of transit routes thanks to its advantageous geographic location. This fact determines attractiveness of railway transportation for cargo haulage customers. The image of future scientific and technological development of railway cargo traffic is formed under the influence of such trends as development of heavy-haul rail traffic, international container transportation, proactive introduction of digital technologies for interacting with customers and monitoring the condition of rolling stock, the provision of services within a single transport and information space, increase in margins and environmental safety of transportation. Digital transformation of the transportation process is among high priorities, which is explained through the importance of maintaining safety of transportation, increasing the transit capacity of the railway network and development of an integrated system for ensuring openness of data to provide customers with all the necessary information. Another priority area serves to increase the economic efficiency of cargo traffic by achieving growth in the share of high-margin goods. Such goods may include pharmaceutical and perishable products, information and communication, electronic and radio-electronic products, etc. An increase in the share of such transportation with a decrease in the volume of coal/oil transportation also has a positive effect on external appearance of the railway company for external investors. The image of the future of rail cargo transportation is largely dependent on various external and internal factors having effect on the industry. Besides, it depends on the emerging macro-trends in the global economy, which determine a certain vector for development of the railway industry. The study, to achieve its purposes, has widely used qualitative research methods and bibliometric analysis of scientific literature, international strategic and program documents of the industry and its companies. Рассмотрено семь основных приоритетов развития грузового железнодорожного транспорта, формирующихся в условиях активной интенсификации циклов научно-технологического развития, повсеместной цифровизации бизнес-процессов и ростом конкуренции в транспортной отрасли. Одним из ключевых элементов увеличения привлекательности грузового железнодорожного транспорта является его инновационное и научно-технологическое развитие, особенно в части повышения клиентоориентированности. На сегодняшний день принципы клиентоориентированности в сфере железнодорожной транспортировки грузов являются одним из ключевых факторов конкурентоспособности железнодорожных перевозчиков. Этот вопрос особо актуален и для Российской Федерации, которая обладает высоким потенциалом развития транзитного направления благодаря выгодному географическому положению. Данный факт обуславливает привлекательность железнодорожного транспорта для клиентов грузовых перевозок. Образ будущего научно-технологического развития грузовых железнодорожных перевозок формируют такие направления, как развитие тяжеловесного движения и международных контейнерных перевозок, активное внедрение цифровых технологий для взаимодействия с клиентами и мониторинга состояния подвижного состава, предоставление услуг в едином транспортном и информационном пространстве, повышение маржинальности и экологической безопасности перевозок. Одним из важнейших приоритетов является цифровая трансформация перевозочного процесса, важность которой связана с обеспечением безопасности перевозок, повышением пропускной способности железнодорожной сети и формированием комплексной системы обеспечения открытости данных для предоставления клиентам всей необходимой информации. Другим приоритетным направлением является повышение экономической эффективности грузовых перевозок за счёт увеличения доли высокомаржинальных товаров. К таким товарам может относиться фармацевтическая и скоропортящаяся продукция, информационно-коммуникационная, электронная и радиоэлектронная продукция и др. Увеличение доли таких перевозок при снижении объёмов перевозки угля/нефти также положительно сказывается на внешнем облике железнодорожной компании для зарубежных инвесторов. Образ будущего грузовых железнодорожных перевозок во многом зависит от различных внешних и внутренних факторов, реализуемых в отрасли. Кроме того, он зависит от формирующихся в мировой экономике макротрендов, обуславливающих определённый вектор развития железнодорожной отрасли. В рамках исследования для достижения цели широко применялись качественные методы исследования и библиометрический анализ научной литературы, международных стратегических и программных документов отраслевого и корпоративного уровня.

The influence of the dechanneling process on the photon emission by an ultra-relativistc positron channeling in a periodically bent crystal

We investigate, both analytically and numerically, the influence of the dechanneling process on the parameters of undulator radiation generated by ultra-relativistic positron channelling along a crystal plane, which is periodically bent. The bending might be due either to the propagation of a transverse acoustic wave through the crystal, or due to the static strain as it occurs in superlattices. In either case the periodically bent crystal serves as an undulator which allows to generate X-ray and gamma-radiation. We propose the scheme for accurate quantitative treatment of the radiation in presence of the dechanneling. The scheme includes (i) the analytic expression for spectral-angular distribution which contains, as a parameter, the dechanneling length, (ii) the simulation procedure of the dechanneling process of a positron in periodically bent crystals. Using these we calculate the dechanneling lengths of 5 GeV positrons channeling in Si, Ge and W crystals, and the spectral-angular and spectral distributions of the undulator over broad ranges of the photons. The calculations are performed for various parameters of the channel bending.Comment: published in J. Phys. G: Nucl. Part. Phys. 27 (2001) 95-125, http://www.iop.or

High current density electron beam generation from field emission tip cathodes

Electron beams with current up to 1.2 A and current density over 10(7) A/cm2 have been generated from a pulsed field emission tip cathode etched from commercial grade tungsten wire. Electron beams with current up to 0.8 A have also been generated from a molybdenum tip. Tip radius was 0.1-1 mum. Applied tip voltage was up to 50 kV with pulse duration of 0.3-1.2 mus. Depending on brightness, these types of electron beams could be suitable for channeling radiation x-ray lasers and might considerably decrease the operating wavelength of free-electron lasers at moderate beam energies

Wide channeling beam x‐ray laser

A channeling beam x-ray laser is proposed which is weakly dependent on the channeling length. The scheme is based on applying Bragg reflections to direct the amplified radiation toward a longitudinal cavity direction which is transverse to the beam propagation. This scheme implements a crystal distributed feedback cavity and is restricted to short radiation wavelength of the order of the crystal unit cell dimension

Инновационная экосистема железнодорожного транспорта: практика ведущих компаний

The railway industry is one of the key areas of transport activity for many countries, in particular for the Russian Federation. The innovative development of this industry and of its corporate actors is an important aspect of development of economy and infrastructure of the respective countries. An innovative ecosystem creates an enabling environment necessary for such development. The objective of this article is to analyze the components of the innovation ecosystem: the ways of organizing innovative activities, suggesting their classification into internal and external types of organizations. The study is based on a comparative analysis of the practices of the most competitive world railway companies. The results show that railway companies using tools of both external and internal types are characterized by a high level of competitiveness and technological development. If the external type of organization of innovative activity has a positive effect on reducing costs, and also promotes active interaction with core external companies, then a one-sided orientation to it leads to an increase in dependence on third-party organizations. Carrying out research and development within the framework of own innovative laboratories and R&D centers allows railway companies to significantly reduce this dependence, but leads to a high level of costs, increases the risk of obtaining results that do not correspond to the best world standards. The optimal and effective way to organize the innovation activity of a railway company is to implement a mixed type organization, which includes elements of independent research and development and active interaction with external organizations, companies and experts. This choice is confirmed by the activities of most of the analyzed companies. At the same time, it is important to choose the directions of technological development, within which it is possible and expedient to conduct independent research and development at the present time, as well as those requiring further development of competencies for independent research activities as well as for participating in innovative consortia.Железнодорожная отрасль является одной из ключевых сфер транспортной деятельности для многих стран мира, в частности для Российской Федерации. Инновационное развитие данной отрасли и компаний, входящих в неё, является важным аспектом развития экономики и инфраструктуры соответствующих стран. Инновационная экосистема создаёт необходимую для такого развития благоприятную среду. Целью данной статьи является анализ компонентов инновационной экосистемы – способов организации инновационной деятельности, предполагающих их классификацию на внутренние и внешние типы организации. Исследование проводится на основе сравнительного анализа практики наиболее конкурентоспособных мировых железнодорожных компаний. Результаты позволяют сделать вывод, что большим уровнем конкурентоспособности и технологического развития характеризуются железнодорожные компании, применяющие инструменты как внешнего, так и внутреннего типов. Если внешний тип организации инновационной деятельности оказывает положительное влияние на снижение издержек, а также способствует активному взаимодействию с внешними профильными компаниями, то односторонняя ориентация на него ведёт к росту зависимости от сторонних организаций. Осуществление исследований и разработок в рамках собственных инновационных лабораторий и R&D центров позволяет железнодорожным компаниям существенно снижать подобную зависимость, однако приводит к высокому уровню издержек, повышает риски получения результатов, не соответствующих лучшему мировому уровню. Оптимальным и эффективным способом организации инновационной деятельности железнодорожной компании является смешанный тип, включающий элементы самостоятельного проведения исследований и разработок и активного взаимодействия с внешними организациями, компаниями и специалистами, что подтверждается деятельностью большинства анализируемых компаний. При этом важен выбор направлений технологического развития, в рамках которых возможно и целесообразно проведение самостоятельных исследований и разработок в настоящее время, а также тех, формирование компетенций по которым для самостоятельной деятельности или участия в инновационных консорциумах возможно в перспективе

Приоритеты научно-технологического развития железнодорожной отрасли в контексте цифровизации: зарубежный опыт

Digitalization opens new opportunities and ways of doing business in all sectors of the economy. This process does not bypass the railway industry. The criticality of digitalization of the industry is explained by the widespread use of railway transport, and the increasing demand on quality and speed of providing transportation services. The article is devoted to the analysis of the priorities of digital transformation of the railway industry and highlights key trends of digital transformation, as well as priority areas of scientific and technological developments. The objective is to describe a three-level study of prospects for scientific and technological development of the railway industry in the context of digitalization of the economy based on application of the methods of system analysis to international expertise and practices. The first level of the study was devoted to identification of the main directions of development of digital technologies which can be applied to railway transport; the second level was the analysis of strategic railway documents developed in some regions followed by identification of key trends in digital development; the third one made it possible to identify the most effective information technologies to be implemented for railways, particularly in the Russian Federation.Цифровизация открывает новые возможности и способы ведения бизнеса во всех отраслях экономики. Данный процесс не обходит стороной и железнодорожную отрасль. Критичность цифровизации этой отрасли объясняется повсеместным использованием железнодорожного транспорта, возрастающими потребностями в качестве и скорости предоставления транспортных услуг. Настоящая статья посвящена анализу приоритетных направлений цифровой трансформации железнодорожной отрасли. Были выделены ключевые тренды цифровой трансформации, приоритетные направления научно-технологического развития.Целью данной статьи является описание проведённого трёхуровневого исследования перспектив научно-технологического развития железнодорожной отрасли в контексте цифровизации экономики на основе применения методов системного анализа международного опыта. Первый уровень заключается в определении магистральных направлений развития цифровых технологий, которые могут быть применены к железнодорожному транспорту; второй уровень направлен на анализ стратегических документов железнодорожного транспорта в ряде регионов с выявлением ключевых тенденций цифрового развития; третий – на выявление наиболее эффективных информационных технологий для применения на железнодорожном транспорте, в том числе в Российской Федерации