Том 14, № 4 (2024)
- Год: 2024
- Выпуск опубликован: 31.12.2024
- Статей: 12
- URL: https://journals.rcsi.science/2328-1391/issue/view/19801
Весь выпуск
Статьи
Анализ теоретических исследований по проблеме взаимодействия железнодорожных грузовых станций и путей необщего пользования
Аннотация
Данная статья посвящена обзору научных исследований российских и зарубежных ученых в области взаимодействия грузовых железнодорожных станций и путей необщего пользования. Были выделены основные сферы взаимодействия грузовых станций и путей необщего пользования, а именно техническая, технологическая, правовая, экономическая и информационная. На основе проведенного анализа были систематизированы задачи, подзадачи, модели и методы, направленные на решение вопроса по оптимизации взаимодействия грузовых железнодорожных станций и путей необщего пользования. В ходе анализа научных трудов было выявлено, что все они представляют обширную научно-методическую базу, содержащую рекомендации по повышению эффективности взаимодействия грузовых станций и путей необщего пользования. Однако в связи с развитием цифровых технологий в работе железнодорожных станций возникает необходимость проработки вопроса, связанного с взаимодействием грузовых железнодорожных станций и путей необщего пользования в современных условиях.
Цель - проведение анализа теоретических исследований по проблеме взаимодействия железнодорожных грузовых станций и путей необщего пользования.
Методология. В статье использовался диахронический метод анализа литературы.
Результаты. На основе проведенного анализа были систематизированы задачи, подзадачи, модели и методы, направленные на решение вопроса по оптимизации взаимодействия грузовых железнодорожных станций и путей необщего пользования.
Область применения результатов. Полученные результаты целесообразно применять при разработке методов, которые направлены на повышение эффективности работы грузовых железнодорожных станций с путями необщего пользования.
7-28
Кибербезопасность в сфере транспорта
Аннотация
Стремительные темпы научно-технического прогресса в отношении информатизации и цифровизации общества влекут за собой риск возрастания киберугроз, которые представляют серьезную проблему для организаций, поскольку темпы развития цифровых и информационных технологий существенно опережают темпы развития инструментов для их защиты. В статье описывается актуальность вопросов кибербезопасности в сфере транспорта, приводится понятийный аппарат кибербезопасности и основные типы кибератак. Изучена статистика киберугроз на транспорте в 2023 году по сравнению с 2022 годом. Рассмотрена киберсреда и основные элементы ее защиты. Разработана процедура управления кибербезопасностью в транспортной организации, в основе которой заложен процессный подход к управлению кибербезопасностью, включающая в себя блок по управлению аудитом текущего состояния системы защиты в организации и блок с последовательностью действий в случае наступления кибератаки. Предложенная процедура управления кибербезопасностью позволяет не только предотвращать потенциальные кибератаки, но производить аудит текущего состояния киберзащиты и формировать направления по ее совершенствованию с учетом изменяющихся угроз и динамично развивающихся технологий.
Цель – изучение вопросов управления кибербезопасностью в транспортной организации в условиях возрастания рисков киберугроз.
Метод и методология проведения работы. В статье использовались методы теории систем, системного анализа и синтеза, аналитические и статистические методы.
Результаты. Изучена статистика киберугроз в сфере транспорта. Предложена процедура управления кибербезопасностью в транспортной организации, позволяющая управлять оценкой текущего состояния системы защиты в организации и регламентирующая порядок действий в случае наступления кибератаки.
Область применения результатов. Полученные результаты исследования могут быть востребованы в практике управления вопросами кибербезопасности в транспортной организации.
29-45
Моделирование процессов в киберфизической системе с использованием имитационного подхода
Аннотация
Состояние вопроса. Киберфизические системы в настоящее время активным образом распространяются в различных сферах. Для того, чтобы осуществлять их эффективное управление, необходимо использовать подходы, базирующиеся на имитационном моделировании. В работе рассмотрена соответствующая задача.
Материалы и методы. В работе рассмотрена задача моделирования процессов в киберфизической системе. Приведена совокупность этапов, которые используются в ходе выбора характеристик, связанных с ее управлением. На первом этапе осуществляется выбор переменных. На втором этапе выбираются методы, которые используются в ходе моделирования, учитывается, что процессы, проходящие в киберфизической системе, а также внешние воздействия являются случайными. На третьем этапе выбираются однородные компоненты в киберфизической системе. На четвертом этапе, основываясь на средних значениях объемов передаваемых данных в киберфизической системе определяется величина эффективности ее работы. Приведена структура алгоритма позволяющего выделять однородные модули в киберфизической системе с учетом влияния внешних факторов. Указаны особенности имитационного эксперимента для киберфизической системы, с применением оптимизационной модели. Отмечены те этапы, на основе которых ведется выбор по квазиоптимальному варианту размещения модулей в киберфизической системе на базе имитационных методов.
Результаты. Проведено моделирование киберфизической системы с заданными характеристиками. Показано, что с использованием предлагаемого подхода удалось повысить эффективность системы.
Заключение. Результаты работы могут быть использованы для моделирования широкого класса киберфизических систем. Представленный алгоритм моделирования является универсальным.
46-64
Анализ характеристик роя беспилотных летательных аппаратов на основе пассивного и активного экспериментов
Аннотация
Состояние вопроса. Беспилотные летательные аппараты в настоящее время активным образом используются в военной, гражданской и научной сферах деятельности. За счет использования роя возникают возможности по повышению эффективности использования беспилотных летательных аппаратов. В работе рассматриваются особенности определения характеристик роя беспилотных летательных аппаратов.
Материалы и методы. Проведен анализ решения задачи, связанной с определением однородных характеристик на основе пассивного и активного экспериментов. Происходит обозначение условий, которые разделяются по двум выборкам. Рассматриваются две гипотезы, которые соответствуют условию однородности компонент. Приведены основные этапы алгоритма в пассивном и активном эксперименте, на основе которого выделяются однородные компоненты. Критерий Стьюдента и критерий Фишера применяются для того, чтобы осуществить формирование регрессионных моделей. Проведено определение однородных компонент, в дальнейшем осуществлено их уменьшение. Определено критическое значение скорости, дана оценка по прогнозу скорости. Определены степени полиномов, которые образуют регрессионные модели.
Результаты. На основе предложенных в работе подходов проведен анализ роя беспилотных летательных аппаратов. Проведен анализ ключевых компонент роя, уменьшено их число. Погрешность прогноза крейсерских скоростей составила несколько процентов.
Заключение. Представленные подходы в работе являются универсальными и могут быть применены для разных роев беспилотных летательных аппаратов. Показаны возможности прогнозирования крейсерских скоростей.
65-82
Алгоритм выбора мероприятий по повышению экологической безопасности транспортных потоков
Аннотация
В данной статье авторы рассматривают оптимизацию маршрутной сети и подвижного состава для обеспечения экологической безопасности (на примере г. Краснодар). Для улучшения экологической ситуации на исследуемых объектах проведен анализ и сделан вывод, что внедрение «умных перекрестков» положительно скажется: время проезда снизится, а средняя скорость проезда данного отрезка увеличится, за счет этого количество вредных выбросов от транспорта общего пользования снизится. Авторами предложено мероприятие по замене подвижного состава на электробусы, что позволит снизить выбросы отработавших газов, исходя из проведенных анализов и сделанных расчетов.
Авторами разработан алгоритм выбора мероприятий по повышению экологической безопасности транспортных потоков путем воздействия на маршрутную сеть пассажирского транспорта общего пользования.
Цель – оптимизация маршрутной сети для обеспечения экологической безопасности (на примере г. Краснодар)
Метод и методология проведения работы. В статье использовались синтез, статистический анализ.
Результаты. Был проведен анализ существующей маршрутной сети, изучены методы повышения экологической безопасности и предложены мероприятия, такие как увеличение расстояния между остановками, внедрение «умных перекрестков» и замена устаревшего подвижного состава на электробусы.
Область применения результатов: научно-исследовательская деятельность по улучшению маршрутов общественного транспорта для повышения его эффективности и доступности со снижением выбросов углекислого газа и других загрязняющих веществ через внедрение экологически чистых транспортных средств.
83-99
Алгоритм планирования мер по развитию велотранспортной инфраструктуры
Аннотация
В данной статье авторы предлагают алгоритм планирования мер по развитию велотранспортной инфраструктуры. Была приведена статистика по использованию велосипедов, разобраны вопросы блоков алгоритма. На основании данного алгоритма можно объективно оценить текущее и перспективное состояние велодвижения и принять обоснованное оперативное или стратегическое решение о мерах по развитию велотранспортной инфраструктуры.
Цель – создание алгоритма планирования мер по развитию велотранспортной инфраструктуры.
Метод и методология проведения работы. В данной работе был использован статистический анализ.
Результаты. Была приведена статистика ДТП с велосипедистами и статистика использования велосипедов, предложен алгоритм планирования мер по развитию велотранспортной инфраструктуры.
Область применения результатов: научно-исследовательская деятельность по развитию велотранспортной среды.
100-112
Машинное обучение в прогнозировании теплопотерь в системах теплоснабжения
Аннотация
Обоснование. В исследовании представлено применение методов машинного обучения для прогнозирования теплопотерь в системе теплоснабжения города Казань на основе данных за период 2020–2023 годы. Прогнозирование теплопотерь позволяет повысить эффективность работы системы теплоснабжения, снизить затраты на производство и транспортировку тепла. В работе рассматриваются различные модели машинного обучения, такие как линейная регрессия, ансамблевые методы (случайный лес, градиентный бустинг) и нейронные сети, а также проводится оценка их точности и применимости в контексте городской инфраструктуры.
Цель – повышение точности прогнозирования теплопотерь в системе теплоснабжения города Казань с целью оптимизации работы и снижения эксплуатационных затрат.
Материалы и методы. Исследование базируется на операционных данных системы теплоснабжения, погодных данных, а также инфраструктурных характеристиках трубопроводов. Основные методы исследования включают линейную регрессию, методы регуляризации (Лассо, гребневая регрессия), ансамблевое обучение (случайный лес и градиентный бустинг) и многослойный перцептрон (MLP). Для оценки моделей использовались метрики MSE, MAPE и R2, а также кросс-валидация.
Результаты. Проведенный анализ показал, что методы машинного обучения, особенно градиентный бустинг и нейронные сети, позволяют достичь высокой точности прогнозирования теплопотерь (R² = 0,89). Применение данных методов способствует повышению энергоэффективности и снижению эксплуатационных затрат в теплоснабжающих системах.
113-133
Моделирование транспортных процессов при формировании и развитии трансграничной инфраструктуры
Аннотация
Увеличение объемов внешнеторгового грузооборота России со странами Азиатско-Тихоокеанского региона требует опережающего развития трансграничной инфраструктуры. Загруженность портовых мощностей Тихоокеанского бассейна негативно влияет на эффективность обработки и пропуска транспортных и грузовых потоков, поэтому осуществляется формирование новой и развитие существующей транспортной и терминально-логистической инфраструктуры сухопутных трансграничных переходов. В статье предложено инфраструктурное развитие трансграничного перехода путем организации транспортно-логистических объектов смежного вида транспорта. Комплексный подход к усилению пропускной и перерабатывающей способности пограничных пунктов пропуска в рамках международного транспортного коридора позволит обеспечить последовательное развитие приграничных транспортно-логистических объектов с учетом экономической оценки. Одним из методов обоснования вариантов инфраструктурно-технологического развития трансграничного перехода является имитационное моделирование, позволяющее анализировать и прогнозировать поведение транспортно-логистических объектов в условиях воздействия факторов внешней среды.
Целью исследования является формирование теоретических основ и практических инструментов по формированию трансграничной инфраструктуры.
Метод и методология проведения работы. Использованы теоретические методы исследования: системного анализа, синтеза информации и формализация.
Результаты. Представлены принципы формирования и развития трансграничной инфраструктуры. Разработана программа автоматизированного расчета пропускной способности объектов трансграничной инфраструктуры.
Область применения результатов. При проектировании новых трансграничных переходов и проведении анализа функционирования приграничных транспортно-логистических объектов рационально использовать разработанные программные продукты.
134-153
Анализ показателей деятельности транспорта России
Аннотация
Транспортная отрасль является одной из важных отраслей экономики, так как она выполняет функцию перемещения грузов и пассажиров, соединяет хозяйствующие субъекты разных регионов страны, создавая единое экономическое пространство. Изучение показателей деятельности транспорта позволяет получить представление о динамике развития отрасли с экономической и технической точки зрения. Опираясь на данные статистики за период 2020-2023 гг., в работе проведен анализ ряда экономических и технической показателей деятельности транспорта. Сделан вывод положительных тенденциях развития отрасли.
Цель – рассмотрение динамики показателей деятельности транспортной отрасли России.
Метод и методология проведения работы. В исследовании применялись системный подход и общенаучные методы – статистический, сравнительный анализ и логические обобщения. Статья базируется на статистических и периодических материалах.
Результаты. По результатам анализа статистических данных выявлено увеличение стоимости основных фондов и объема инвестиций, снижение степени износа основных фондов, улучшение сальдированного финансового результата деятельности транспортных организаций.
Область применения результатов. Полученные результаты целесообразно применять экономическим субъектам, органам государственного управления.
154-168
Организация эффективного технического обслуживания устройств железнодорожной автоматики и телемеханики на малодеятельных участках
Аннотация
В статье предложена технологическая модель организации эффективного технического обслуживания устройств сигнализации, централизации и блокировки на малодеятельном участке.
В настоящее время периодичность технического обслуживания объектов инфраструктуры на малодеятельных участках осуществляется с регламентированной периодичностью.
В то же время, контроль технического состояния, обслуживание и ремонт устройств сигнализации, централизации и блокировки зависят от различных параметров рассматриваемого участка, таких как, интенсивность движения поездов, пропускная и провозная способность, наличие или отсутствие систем диагностики и мониторинга на участке и других.
Предложенная модель позволяет осуществлять обоснованный выбор технологии организации технической эксплуатации систем обеспечения движения поездов на перегонах и станциях с малой интенсивностью движения поездов, с учетом выполнения объектами инфраструктуры возлагаемых на них функций безопасности, а также соблюдением установленных значений показателей технико-экономической эффективности.
Технологическая модель разработана с применением методов оценки рисков надежности и безопасности функционирования объектов сигнализации, централизации и блокировки, методов оптимизации производственных процессов и минимизации непроизводительных потерь, моделирования указанных процессов с помощью метода функциональных сетей.
Технологическая модель является инструментом принятия решения о применении той или иной технологии организации технического обслуживания систем и устройств сигнализации централизации и блокировки на участке с малоинтенсивным движением поездов.
Практическое применение предложенной модели реализуется путем автоматизации ее положений с использованием соответствующих информационных систем.
169-184
Опыт и перспективы развития тяжеловесного движения
Аннотация
Состояние вопроса. Статья посвящена обзору опыта и анализу перспектив развития организации тяжеловесного движения. Технология тяжеловесного движения в России – сравнительно «молодая» и имеет ряд особенностей. Актуальность темы связана с систематизацией имеющегося у ОАО «РЖД» опыта организации тяжеловесного движения на различных полигонах, и определяется необходимостью выявления особенностей развития указанной технологии на ближайшую перспективу.
Цель: охарактеризовать текущее состояние развития технологии тяжеловесного движения с учетом исторического и концептуального аспектов организации тяжеловесного движения в нашей стране.
Методы. Использовались методы сравнительного анализа, логистики и нормирования эксплуатационной работы железных дорог.
Результаты. Дана характеристика особенностей, опыта и перспектив развития тяжеловесного движения. Отмечены ключевые тенденции и треки дальнейшего совершенствования технологии. Сформулированы некоторые атрибуты будущего целевого образа тяжеловесной железной дороги.
Заключение. Показаны ключевые особенности и сложности организации тяжеловесного движения в России. Отмечено, что потенциал тяжеловесной логистики сегодня на полигонах ОАО «РЖД» до сих пор не раскрыт в полной мере.
185-198
Транспортная сила и индекс потенциала развития тяжеловесного движения как новые индикаторы использования тягового бизнес-ресурса
Аннотация
Состояние вопроса. Статья посвящена исследованию организации тяжеловесного движения. Актуальность темы определяет тренд наращивания средней массы грузовых поездов на российских железных дорогах.
Цель: охарактеризовать новые показатели для комплексной оценки развития тяжеловесного движения как новые индикаторы использования тяговых ресурсов ОАО «РЖД».
Методы. Использовались методы нормирования эксплуатационной работы железных дорог, логистики, а также инструменты визуализации, анализа.
Результаты. Предложен интегральный показатель – Индекс потенциала развития тяжеловесного движения для комплексной оценки эффективности организации как отдельного маршрута, так и связанных мультипликативных эффектов, что обеспечит научно обоснованное решение задачи наращивания пропускной способности железных дорог. Предложен показатель «транспортная сила», позволяющий оценивать совместно с грузонапряженностью среднюю осевую нагрузку поездов, обращающихся на одном километре эксплуатационной длины железных дорог и выполняющих транспортную работу.
Заключение. Показано, что сложно оценить эффективность организации тяжеловесного движения без соответствующего методического инструментария на конкретном участке железнодорожного маршрута в определенный период времени. Предпринята попытка систематизировать компоненты тягового бизнес-ресурса и сфокусировать их в единую систему индикаторов с учетом локальных технико-технологических особенностей и целого ряда параметров.
199-211