Моделювання взаємодії колії та рухомого складу

Purpose. Interaction of system’s elements of "carriage–track" modelling requires consideration of various criteria, it also requires analysis of many uncertainty and randomness factors’ influence on the basic parameters to ensure optimal or rational parameters of the system. The researching of interactions’ process requires new theoretical approaches to formulation of objectives, based on a generalization of existing modeling approaches. The purpose of this work is development of interaction models between track and rolling stock based on multiple structures of objects. Methodology. Dedicated and formed the main evaluation criteria of dynamic interaction between track and rolling stock optimization - quality assurance and safety of transportation process, improving of their efficiency and reducing of prime cost’s. Based on vector optimization methods, proposed model of rolling stock and track’s elements interaction. For the synthesis of the model used mathematical machine of multiple objects structures. Findings. Generalized approaches to modeling in the interaction of rolling stock and track for different structural elements of the system under different exploitation conditions. This theoretical approach demonstrated on the examples of modeling of passenger and freight cars with track under different exploitation conditions. Originality. Proposed theoretical approach to the problem of track and rolling stock interaction, based on a synthesis of existing models by using of multiple objects structures. Practical value. Using of proposed model allows to structure key data and rational parameters of rolling stock and track interaction’s modeling and to formulate optimal and rational parameters of the system, to determine the effective exploitation parameters and measurement system for rational use of infrastructure. Цель. При моделировании взаимодействия элементов системы «экипаж–путь» необходимо учитывать разные по своему содержанию критерии, а также анализировать влияние многих факторов и фактора неопределенности и случайности на основные показатели для обеспечения оптимальных или же рациональных параметров работы системы. Исследование процесса взаимодействия требует новых теоретических подходов к формулированию задач, основанных на обобщении существующих подходов к моделированию. Цель данной работы – развитие модели взаимодействия пути и подвижного состава на основе применения множественной структуры объектов. Методика. Выделены и сформированы основные критерии оценки решений задачи оптимизации динамического взаимодействия пути и подвижного состава – обеспечение качества и безопасности осуществления процесса перевозок, повышение их эффективности и снижение себестоимости. На основе использования методов векторной оптимизации предложенная модель системы взаимодействующих элементов подвижного состава и пути. Для синтеза модели применено математический аппарат из множественной структуры объектов. Результаты. Обобщены подходы к моделированию системы в задачах взаимодействия подвижного состава и пути для элементов разной конструкции при различных условиях эксплуатации. Данный теоретический подход продемонстрирован на примерах моделирования взаимодействия пассажирского и грузового вагонов и пути при разных эксплуатационных условиях. Научная новизна. Предложен теоретический подход к решению задачи взаимодействия пути и подвижного состава, основанный на синтезе существующих моделей путем применения множественной структуры объектов. Практическая значимость. Использование предложенной модели дает возможность структурировать основные данные и показатели при моделировании процессов взаимодействия подвижного состава и пути, формировать оптимальные и рациональные параметры функционирования системы, определять эффективные эксплуатационные параметры и систему мероприятий по рациональному использованию инфраструктуры.Мета. Моделювання взаємодії елементів системи «екіпаж–колія» потребує врахування різних за змістом критеріїв, а також аналізу впливу багатьох чинників та фактора невизначеності й випадковості на основні показники задля забезпечення оптимальних або ж раціональних параметрів роботи системи. Для дослідження процесу взаємодії необхідні нові теоретичні підходи до формулювання задач, що базуються на узагальненні існуючих підходів до моделювання. Метою цієї роботи є розвиток моделі взаємодії колії та рухомого складу на основі застосування множинної структури об’єктів. Методика. Виділено та сформовано основні критерії оцінки розв’язків задачі оптимізації динамічної взаємодії колії та рухомого складу – забезпечення якості та безпеки здійснення процесу перевезень, підвищення їх ефективності та зниження собівартості. На основі використання методів векторної оптимізації запропоновано модель системи взаємодіючих елементів рухомого складу та колії. Для синтезу моделі застосовано математичний аппарат з множинної структури об’єктів. Результати. Узагальнено підходи до моделювання в задачах взаємодії рухомого складу та колії для різних конструктивних елементів системи за різних умов експлуатації. Цей теоретичний підхід продемонстровано на прикладах моделювання взаємодії пасажирського та вантажного вагонів із колією за різних експлуатаційних умов. Наукова новизна. Запропонований теоретичний підхід до розв’язання задачі взаємодії колії та рухомого складу, що базується на синтезі існуючих моделей шляхом застосування множинної структури об’єктів. Практична значимість. Використання запропонованої моделі дає можливість структурувати основні дані та показники в ході моделювання процесів взаємодії рухомого складу та колії, формувати оптимальні та раціональні параметри функціонування системи та визначати ефективні експлуатаційні параметри й систему заходів щодо раціонального використання інфраструктури.

ПРОЕКТУВАННЯ ТА ОЦІНКА ЕФЕКТИВНОСТІ МІЖНАРОДНИХ ЛОГІСТИЧНИХ СИСТЕМ

Purpose. In the paper the question of the  development of a methodological approach to the determination of logistics systems’ performance and grounding of the most effective goods’ delivery schemes, based on the theory of functions and sets of multiple objects, vector optimization approaches and discrete maximum principle for multi-stage processes (phase method) is considered. Methodology. To achieve the goals of the research, the model of logistic system represented by multiple object that defined by the structure and content. The object is represented by hybrid superposition, composed of sets, multi-sets, ordered sets (lists) and inhomogeneous sets (sequences, corteges), which at each stage of cargo delivery present sets of technological operations of their processing, choices and decisions algorithms. Multiple structure of objects is constructive three, consisting of the carrier, signatures and axiomatic. To determine the effective scheme of delivery, applied discrete maximum principle using vector optimization criterion. Findings. In this article, logistics system of delivery is presented in the form of a multi-stage (phase) of the process. Each stage reviews a plurality of discrete activities sets, which includes the possible technology cycles of operations in goods handling. At each stage of a multi-phase delivery process from the supplier to the consumer, these sets are different. Considered a model example solving the problem of vector optimization options for delivery of goods by the road in the international logistics system for the five-step process. Optimization performed on the basis of three indicators.  Originality. In this paper, the choice of the most effective way of delivery goods produced using the theory of functions and sets of multiple objects, using the discrete maximum principle for multi-stage processes, based on the vector optimization criterion. At each of its stages are formed a plurality of valid solutions as discrete sets of technological cargo handling operations cycles. Practical value. The proposed approach to the modeling of logistic delivery goods systems on the basis of the theory of functions and sets of multiple objects, vector optimization approaches and discrete maximum principle for multi-stage processes (phase method) makes it possible to assess the efficiency of delivery in logistic system’s modeling. The choose the most effective delivery option, based on vector optimization criterion become more possible.Цель. В работе рассмотрен вопрос формирования методологического подхода к определению показателей эффективности логистических систем и обоснованию наиболее эффективных схем доставки грузов (товаров) на основе теории функций множеств и множественных объектов, подходов векторной оптимизации и дискретного принципа максимума для многоэтапных процессов (в методе фаз). Методика. Для достижения целей исследования модель логистической системы представлена множественным объектом, который определяется структурой и содержанием. Объект также представляется гибридной суперпозицией, составленной из множеств, мультимножеств, упорядоченных множеств (списков) и неоднородных множеств (последовательностей, кортежей), которые представляют на каждом из этапов доставки грузов наборы технологических операций их обработки, алгоритмы выбора и принятия решений. Множественная структура объектов представляется конструктивной тройкой, состоящей из носителя, сигнатуры и аксиоматики. Для определения эффективной схемы доставки грузов применен дискретный принцип максимума с использованием векторного критерия оптимизации. Результаты. В статье логистическая система доставки грузов представлена в виде многоэтапного (фазового) процесса. На каждом этапе рассматривается множество дискретных наборов мероприятий, которое включает возможные технологические циклы операций при обработке груза. На каждом из этапов многофазного процесса доставки груза от поставщика к потребителю эти множества разные. Рассмотрен модельный пример решения задачи векторной оптимизации для варианта доставки груза автомобильным транспортом  в международной логистической системе для пятиэтапного процесса. Оптимизация осуществляется на основе трех показателей. Научная новизна. В настоящей работе выбор наиболее эффективного варианта доставки грузов производится с использованием теории функций множеств и множественных объектов, с применением дискретного принципа максимума для многоэтапных процессов на основе векторного критерия оптимизации. На каждом из этапов происходит формирование своего множества допустимых решений в виде дискретных наборов мероприятий технологических циклов операций по обработке груза. Практическая значимость. Предложенный подход к моделированию логистических систем доставки грузов на основе теории функций множеств и множественных объектов, подходов векторной оптимизации и дискретного принципа максимума для многоэтапных процессов (в методе фаз) дает возможность оценивать эффективность доставки грузов при моделировании логистической системы. Возможным также становится выбор наиболее эффективного варианта доставки на основе векторного критерия оптимизации. Мета.  В роботі розглянуто питання формування методологічного підходу до визначення показників ефективності логістичних систем та обґрунтуванню найбільш ефективних схем доставки вантажів (товарів) на основі теорії функцій множин і множинних об'єктів, підходів векторної оптимізації й дискретного принципу максимуму для багатоетапних процесів (у методі фаз). Методика. Для досягнення цілей дослідження модель логістичної системи представлена множинним об'єктом, який визначається структурою й змістом. Об’єкт також представляється гібридною суперпозицією, складеною із множин, мультимножин, упорядкованих множин (списків) та неоднорідних множин (послідовностей, кортежів), які  представляють на кожному з етапів доставки вантажів набори технологічних операцій їх обробки, алгоритми вибору й прийняття рішень. Множинна структура об'єктів представляється конструктивною трійкою, що складається з носія, сигнатури й аксіоматики. Для визначення ефективної схеми доставки вантажів застосований дискретний принцип максимуму з використанням векторного критерію оптимізації. Результати. У статті логістична система доставки вантажів представлена у вигляді багатоетапного (фазового) процесу. На кожному етапі розглядається множина дискретних наборів заходів, що включає можливі технологічні цикли операцій при обробці вантажу. На кожному з етапів багатофазного процесу доставки вантажу від постачальника до споживача ці множини різні. Розглянуто модельний приклад рішення задачі векторної оптимізації для варіанта доставки вантажу автомобільним транспортом у міжнародній логістичній системі для п’ятиетапного процесу. Оптимізація здійснюється на основі трьох показників. Наукова новизна. У даній роботі вибір найбільш ефективного варіанта доставки вантажів здійснюється з використанням теорії функцій множин та множинних об'єктів, із застосуванням дискретного принципу максимуму для багатоетапних процесів на основі векторного критерію оптимізації. На кожному з етапів відбувається формування своєї множини можливих рішень у вигляді дискретних наборів заходів технологічних циклів операцій по обробці вантажу. Практична значимість. Запропонований підхід до моделювання логістичних систем доставки вантажів на основі теорії функцій множин та множинних об'єктів, підходів векторної оптимізації й дискретного принципу максимуму для багатоетапних процесів (у методі фаз) дає можливість оцінювати ефективність доставки вантажів при моделюванні логістичної системи. Можливим також є вибір найбільш ефективного варіанту доставки на основі векторного критерію оптимізації.

MODELING OF THE TRACK AND ROLLING STOCK INTERACTION

Purpose. Interaction of system’s elements of "carriage–track" modelling requires consideration of various criteria, it also requires analysis of many uncertainty and randomness factors’ influence on the basic parameters to ensure optimal or rational parameters of the system. The researching of interactions’ process requires new theoretical approaches to formulation of objectives, based on a generalization of existing modeling approaches. The purpose of this work is development of interaction models between track and rolling stock based on multiple structures of objects. Methodology. Dedicated and formed the main evaluation criteria of dynamic interaction between track and rolling stock optimization - quality assurance and safety of transportation process, improving of their efficiency and reducing of prime cost’s. Based on vector optimization methods, proposed model of rolling stock and track’s elements interaction. For the synthesis of the model used mathematical machine of multiple objects structures. Findings. Generalized approaches to modeling in the interaction of rolling stock and track for different structural elements of the system under different exploitation conditions. This theoretical approach demonstrated on the examples of modeling of passenger and freight cars with track under different exploitation conditions. Originality. Proposed theoretical approach to the problem of track and rolling stock interaction, based on a synthesis of existing models by using of multiple objects structures. Practical value. Using of proposed model allows to structure key data and rational parameters of rolling stock and track interaction’s modeling and to formulate optimal and rational parameters of the system, to determine the effective exploitation parameters and measurement system for rational use of infrastructure

INTERNATIONAL LOGISTICS SYSTEMS DESIGN AND EFFECTIVENESS EVALUATION

Purpose. In the paper the question of the development of a methodological approach to the determination of logistics systems’ performance and grounding of the most effective goods’ delivery schemes, based on the theory of functions and sets of multiple objects, vector optimization approaches and discrete maximum principle for multi-stage processes (phase method) is considered. Methodology. To achieve the goals of the research, the model of logistic system represented by multiple object that defined by the structure and content. The object is represented by hybrid superposition, composed of sets, multi-sets, ordered sets (lists) and inhomogeneous sets (sequences, corteges), which at each stage of cargo delivery present sets of technological operations of their processing, choices and decisions algorithms. Multiple structure of objects is constructive three, consisting of the carrier, signatures and axiomatic. To determine the effective scheme of delivery, applied discrete maximum principle using vector optimization criterion. Findings. In this article, logistics system of delivery is presented in the form of a multi-stage (phase) of the process. Each stage reviews a plurality of discrete activities sets, which includes the possible technology cycles of operations in goods handling. At each stage of a multi-phase delivery process from the supplier to the consumer, these sets are different. Considered a model example solving the problem of vector optimization options for delivery of goods by the road in the international logistics system for the five-step process. Optimization performed on the basis of three indicators. Originality. In this paper, the choice of the most effective way of delivery goods produced using the theory of functions and sets of multiple objects, using the discrete maximum principle for multi-stage processes, based on the vector optimization criterion. At each of its stages are formed a plurality of valid solutions as discrete sets of technological cargo handling operations cycles. Practical value. The proposed approach to the modeling of logistic delivery goods systems on the basis of the theory of functions and sets of multiple objects, vector optimization approaches and discrete maximum principle for multi-stage processes (phase method) makes it possible to assess the efficiency of delivery in logistic system’s modeling. The choose the most effective delivery option, based on vector optimization criterion become more possible

МНОЖИННІ ОБ'ЄКТИ

Purpose. The development of complicated techniques of production and management processes, information systems, computer science, applied objects of systems theory and others requires improvement of mathematical methods, new approaches for researches of application systems. And the variety and diversity of subject systems makes necessary the development of a model that generalizes the classical sets and their development – sets of sets. Multiple objects unlike sets are constructed by multiple structures and represented by the structure and content. The aim of the work is the analysis of multiple structures, generating multiple objects, the further development of operations on these objects in application systems. Methodology. To achieve the objectives of the researches, the structure of multiple objects represents as constructive trio, consisting of media, signatures and axiomatic. Multiple object is determined by the structure and content, as well as represented by hybrid superposition, composed of sets, multi-sets, ordered sets (lists) and heterogeneous sets (sequences, corteges). Findings. In this paper we study the properties and characteristics of the components of hybrid multiple objects of complex systems, proposed assessments of their complexity, shown the rules of internal and external operations on objects of implementation. We introduce the relation of arbitrary order over multiple objects, we define the description of functions and display on objects of multiple structures. Originality.In this paper we consider the development of multiple structures, generating multiple objects.Practical value. The transition from the abstract to the subject of multiple structures requires the transformation of the system and multiple objects. Transformation involves three successive stages: specification (binding to the domain), interpretation (multiple sites) and particularization (goals). The proposed describe systems approach based on hybrid sets can be used in many application systems for structural and content analysis. An example of the use the hybrid sets for logistics systems modeling is shown.Цель. Развитие сложных технологий производственных и управленческих процессов, систем информатики, прикладных объектов теории систем и др. требует усовершенствования математических методов, новых подходов для исследований прикладных систем. А многообразие и разнородность предметных систем делают необходимым разработку модели, обобщающей классические множества и их развитие – множества множеств. Множественные объекты, в отличие от множеств, конструируются множественной структурой и сами представляются структурой и содержанием. Целью работы является анализ множественной структуры, порождающей множественные объекты, дальнейшее развитие операций над такими объектами в прикладных системах. Методика. Для достижения целей исследования множественная структура объектов представляется конструктивной тройкой, состоящей из носителя, сигнатуры и аксиоматики. Множественный объект определяется структурой и содержанием, а также представляется гибридной суперпозицией, составленной из множеств, мультимножеств, упорядоченных множеств (списков) и неоднородных множеств (последовательностей, кортежей). Результаты. В работе рассмотрены свойства и характеристики компонентов гибридных множественных объектов сложных систем, предложены оценки их сложности, приведены правила выполнения внутренних и внешних операций на объектах. Введены отношения произвольного порядка над множественными объектами, определено понятие функции и отображения на объектах множественной структуры. Научная новизна. В настоящей работе рассмотрены вопросы развития множественной структуры, порождающей множественные объекты. Практическая значимость. Переход от абстрактной множественной структуры к предметной структуре требует трансформации системы и множественных объектов. Трансформация предполагает три последовательных этапа: спецификацию (привязку к предметной области), интерпретацию (множественных объектов) и конкретизацию (цели). Предложенный подход описания систем на основе гибридных множеств может быть использован во многих прикладных системах для структурного и содержательного анализа. Приведен пример применения гибридных множеств для моделирования логистических систем.Мета. Розвиток складних технологій виробничих й управлінських процесів, систем інформатики, прикладних об'єктів теорії систем та ін. вимагає вдосконалення математичних методів, нових підходів для досліджень прикладних систем. А різноманіття й різнорідність предметних систем потребує розробки моделі, що узагальнює класичні множини та їх розвиток – множини множин. Множинні об'єкти, на відміну від множин, конструюються множинною структурою й самі представляються структурою та змістом. Метою роботи є аналіз множинної структури, що породжує множинні об'єкти, подальший розвиток операцій над такими об'єктами в прикладних системах. Методика. Для досягнення цілей дослідження множинна структура об'єктів представляється конструктивною трійкою, що складається з носія, сигнатури й аксіоматики. Множинний об'єкт визначається структурою й змістом, а також представляється гібридною суперпозицією, складеною з множин, мультимножин, упорядкованих множин (списків) та неоднорідних множин (послідовностей, кортежів). Результати. У роботі розглянуті властивості й характеристики компонентів гібридних множинних об'єктів складних систем, запропоновані оцінки їх складності, наведені правила виконання внутрішніх і зовнішніх операцій на об'єктах. Уведено відносини довільного порядку над множинними об'єктами, визначене поняття функції й відображення на об'єктах множинної структури. Наукова новизна. У даній роботі розглянуті питання розвитку множинної структури, що породжує множинні об'єкти. Практична значимість. Перехід від абстрактної множинної структури до предметної структури вимагає трансформації системи й множинних об'єктів. Трансформація припускає три послідовних етапи: специфікацію (прив'язку до предметної області), інтерпретацію (множинних об'єктів) і конкретизацію (мети). Запропонований підхід опису систем, на основі гібридних множин, може бути використаний у багатьох прикладних системах для структурного й змістовного аналізу. Наведено приклад застосування гібридних множин для моделювання логістичних систем

MULTIPLE OBJECTS

Purpose. The development of complicated techniques of production and management processes, information systems, computer science, applied objects of systems theory and others requires improvement of mathematical methods, new approaches for researches of application systems. And the variety and diversity of subject systems makes necessary the development of a model that generalizes the classical sets and their development – sets of sets. Multiple objects unlike sets are constructed by multiple structures and represented by the structure and content. The aim of the work is the analysis of multiple structures, generating multiple objects, the further development of operations on these objects in application systems. Methodology. To achieve the objectives of the researches, the structure of multiple objects represents as constructive trio, consisting of media, signatures and axiomatic. Multiple object is determined by the structure and content, as well as represented by hybrid superposition, composed of sets, multi-sets, ordered sets (lists) and heterogeneous sets (sequences, corteges). Findings. In this paper we study the properties and characteristics of the components of hybrid multiple objects of complex systems, proposed assessments of their complexity, shown the rules of internal and external operations on objects of implementation. We introduce the relation of arbitrary order over multiple objects, we define the description of functions and display on objects of multiple structures. Originality.In this paper we consider the development of multiple structures, generating multiple objects.Practical value. The transition from the abstract to the subject of multiple structures requires the transformation of the system and multiple objects. Transformation involves three successive stages: specification (binding to the domain), interpretation (multiple sites) and particularization (goals). The proposed describe systems approach based on hybrid sets can be used in many application systems for structural and content analysis. An example of the use the hybrid sets for logistics systems modeling is shown

АНАЛІЗ МАТЕРІАЛІВ РОЗСЛІДУВАННЯ СХОДІВ РУХОМОГО СКЛАДУ В КРИВИХ ДІЛЯНКАХ КОЛІЇ РАДІУСОМ МЕНШЕ 350М

The results of analysis of the rolling stock derailment in curve track sections, which took place on Ukrainian railways, are presented. The distribution of derailments under influence factors such as: the curve radius, the rolling stock speed, the type of a rolling stock derailed, and the derailment causes has been investigated. Also the analysis of track condition in curve sections according to the data of track measuring cars has been carried out.В данной статье приведены результаты анализа сходов подвижного состава в кривых участках пути, которые имели место на железных дорогах Украины. Исследовано распределение сходов по факторам воздействия, таким как: радиус кривой, скорость движения подвижного состава, тип подвижного состава, который сошел, и причины схода. Также проведен анализ состояния пути в кривых участках по данным вагонов-путеизмерителей.В даній статті наведені результати аналізу сходів рухомого складу в кривих ділянках колії, що мали місце на залізницях України. Досліджено розподіл сходів за факторами впливу, такими як: радіус кривої, швидкість руху рухомого складу, тип рухомого складу, що зійшов, та причини сходів. Також проведено аналіз стану колії в кривих ділянках за даними вагонів-колієвимірювачів

ОБҐРУНТУВАННЯ ПАРАМЕТРІВ ПЛАНУ ЛІНІЇ ДЛЯ ЛІКВІДАЦІЇ БАР’ЄРНИХ МІСЦЬ ПРИ РЕКОНСТРУКЦІЇ ЗАЛІЗНИЦІ

An approach has been proposed to substantiation of the track plane parameters with the aim of removal of barrier places. The approach is based on modelling spatial fluctuations of freight and passenger cars and provides for comfort of passenger journeys at introduction of high-speed traffic.Предложен подход обоснования параметров плана линии для ликвидации барьерных мест, который базируется на моделировании пространственных колебаний грузового и пассажирского вагонов и обеспечивает комфортабельность езды пассажиров при введении скоростного движения.Запропонований підхід обґрунтування параметрів плану лінії для ліквідації бар’єрних місць базується на моделюванні просторових коливань вантажного і пасажирського вагонів, що забезпечує комфортабельність їзди пасажирів при впровадженні швидкісного руху

До питання моделювання шляху при дослідженні взаємодії шляху та рухомого складу

 The two-mass model of railway track interacting with rolling stock is elaborated. The results obtained with this model correspond with results obtained with the previously elaborated single-mass model of track and with results of field tests carried out by DIIT.Разработана и успешно опробована теоретическая модель взаимодействия подвижного состава и пути, представляющего собой одномассовую систему с упруго-вязкими характеристиками. Для решения задач по совершенствованию конструкции пути была разработана его двухмассовая модель. Результаты расчетов на базе этой модели хорошо совпадают с результатами, полученными при расчете на модели с одномассовым основанием, а также данными натурных исследований ДИИТа.Розроблена та випробувана теоретична модель взаємодії рухомого складу та колії, що являє собою одномасову систему з пружно-в’язкими характеристиками. Для вирішення задачі з удосконалення конструкції колії була розроблена її двомасова модель. Результати розрахунків, виконаних на базі цієї моделі, добре збігаються з результатами, одержаними при розрахунках на одномасовій моделі, а також даними натурних досліджень ДІІТу