3016

Сборник научных статей аспирантов и аспирантов-стажеров

Таблица 1

Результаты опытов

			Отметка по мерной игле, см			Напор п/д
			поверхно-		поверх-		Расход,	H	H/P	m
	№			гребня		мерным во-
		дна	сти воды		ности в		см3/с
				водослива		досл
			в ВБ		НБ
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
	1	2,1	27,7	20,1	4,8	14,7	11600	7,6	0,378	0,329
	2	–	27,6	–	5,1	14,5	11300	7,5	0,373	0,327
	3	–	27,5	–	5,4	14,6	11400	7,4	0,368	0,336
	4	–	27,2	–	5,3	14,7	11600	7,1	0,353	0,364
	5	–	26,8	–	5,4	14,3	10600	6,7	0,331	0,367
	6	–	25,7	–	4,4	12,8	8200	5,6	0,279	0,368
	7	–	24,8	–	3,6	11,5	6200	4,7	0,234	0,362
	8	–	23,4	–	7,4	9,3	3900	3,3	0,164	0,387
	9	–	23,7	–	5,9	10,4	4900	3,6	0,179	0,426
	10	–	24,7	–	5,8	11,7	6800	4,6	0,229	0,409
	11	–	25,6	–	4,4	12,6	7900	5,5	0,274	0,364
	12	–	26,6	–	5,2	13,9	10000	6,5	0,323	0,359
	13	–	27,7	–	5,5	15,2	12500	7,6	0,378	0,354
	14	–	28,0	–	5,5	16,3	15000	7,9	0,393	0,401
	15	–	28,2	–	6,0	16,6	15500	8,1	0,403	0,399
	16	–	27,2	–	5,2	14,8	11700	7,1	0,353	0,367
	17	–	26,4	–	4,6	13,7	9600	6,3	0,313	0,361
	18	–	24,6	–	4,1	11,4	6200	4,5	0,224	0,386
	19	–	23,3	–	9,5	9,1	3500	3,2	0,159	0,363
	20	–	23,4	–	7,6	9,6	4000	3,3	0,164	0,396
	21	–	23,8	–	7,5	9,8	4200	3,7	0,184	0,351
	22	–	23,8	–	7,4	10,3	4700	3,7	0,184	0,392
	23	–	24,0	–	6,7	10,8	5300	3,9	0,194	0,409
	24	–	24,3	–	5,7	11,3	5900	4,2	0,209	0,407
	25	–	24,6	–	5,7	11,6	6400	4,5	0,224	0,398
	26	–	25,0	–	5,6	12,4	7500	4,9	0,244	0,411
	27	–	25,3	–	4,1	12,8	8100	5,2	0,259	0,406
	28	–	25,6	–	4,0	13,1	8800	5,5	0,274	0,405
	29	–	25,8	–	4,2	13,3	9000	5,7	0,284	0,393
	30	–	24,0	–	5,7	10,3	4700	3,9	0,194	0,363
	31	–	23,2	–	7,0	8,8	3300	3,1	0,154	0,359
	32	–	22,6	–	6,7	8,2	2700	2,5	0,124	0,406
	33	–	22,5	–	6,5	7,5	2100	2,4	0,119	0,336
	34	–	22,4	–	6,6	7,4	2000	2,3	0,114	0,341
	35	–	23,2	–	6,8	9,0	3400	3,1	0,154	0,37
	36	–	23,9	–	4,9	9,9	4300	3,8	0,189	0,345
	37	–	22,7	–	6,7	8,0	2600	2,6	0,129	0,368
	38	–	22,2	–	6,3	6,7	1600	2,1	0,104	0,312
	39	–	22,0	–	6,1	6,4	1400	1,9	0,095	0,318
	40	–	21,8	–	5,8	5,9	1100	1,7	0,085	0,295
	41	–	22,5	–	6,7	7,7	2200	2,4	0,119	0,352
	42	0	8,3	6,7	0,7		339	1,6	0,239	0,343
	43	–	7,6	–	1,1		102	0,9	0,134	0,245
	44	–	7,9	–	0,9		206	1,2	0,179	0,322
	45	–	8,1	–	0,6		344	1,4	0,209	0,426
	46	–	8,3	–	0,9		452	1,6	0,239	0,458
	47	–	8,4	–	0,9		443	1,7	0,254	0,41

101

Наука и молодежь СГУПСа в третьем тысячелетии

По результатам опытов построен график m = f( ) (рис. 1).

0.45
0.40
0.35
0.30
0.25
m
0.20
0.15
0.10
0.05
0.00
0	0.05	0.1	0.15	0.2	0.25	0.3	0.35	0.4	0.45
				H/p
				Рис. 1

Опыты показали, что в первый период увеличения расхода воды поток находится в доквадратичной области сопротивления

и зависимость m = f( ) криволинейная. Прежде чем выводить зависимость для коэффициента расхода водослива в границах от

0,08 до 0,14 необходимо убедиться в надежности связи m = f( ).

Для этого составлена таблица значений m = y, HP = x, y, x, y2,

x2, y x. (табл. 2).

								Таблица 2
		Расчет коэффициента корреляции
№	m = y		H/P = x	y	x	y2	x2	y x
1	0,3		0,08	-0,029	-0,036	0,001	0,001	0,00102
2	0,29		0,1	-0,039	-0,016	0,001	0,000	0,000606
3	0,33		0,1	0,001	-0,016	0,000	0,000	-2,2E-05
4	0,32		0,11	-0,009	-0,006	0,000	0,000	4,9E-05
5	0,34		0,12	0,011	0,004	0,000	0,000	4,9E-05
6	0,33		0,15	0,001	0,034	0,000	0,001	4,9E-05
7	0,39		0,15	0,061	0,034	0,004	0,001	0,002106
Сумма	2,3		0,81			0,006	0,004	0,003857
Средн	0,33		0,12

102

Сборник научных статей аспирантов и аспирантов-стажеров

σy	0,029966
σx	0,024411
rxy	0,753262

где y = y – y0, x = x – x 0, y0 = ∑ , x 0 = ∑ x.

Далее в таблице вычисляются ∑ 2, ∑ 2 и среднеквадратиче-

ские ошибки = √∑ 2, = √∑ 2, а затем определяется коэффициент корреляции

	=	∑			.	(3)

Коэффициент корреляции показал хорошую связь величин m и HP, следовательно, можно получить формулу аналитической связи

указанных величин.

По очертанию кривой предполагаем, что она подчиняется математической зависимости вида y = a + bx + cx2. Написание зависимости для m состоит в определении коэффициентов а, b и c. Для этого по результатам опытной кривой составлена табл. 3 значений и решением системы из трех уравнений получены следующие зна-

чения коэффициентов: а = –0,15, b = 7,33, c = –26,67.

							2
	= −0,15 + 7,33			− 26,67 (			) .	(4)
								Таблица 3
Значения, для определения коэффициентов а, b, и с
		у						х
1		0,29						0,09
2		0,33						0,11
3		0,35						0,14

Опыты показали, что коэффициент расхода прямого, прямоугольного, незатопленного водослива с тонкой стенкой зависит лишь от напора (H). При разных высотах водосливов в лотке и

комплексной установке, точки зависимости m = f( ) ложатся на одну прямую.

103

Наука и молодежь СГУПСа в третьем тысячелетии

Опыты показали, что за пределами >0,14, коэффициент рас-

хода становится постоянным и равным m = 0,35.

В результате, вместо рекомендуемого Базеном коэффициента расхода m = 0,41 для водослива с тонкой стенкой нами получен и рекомендован для использования коэффициент расхода, равный 0,35.

Итак, для вычисления коэффициента расхода водослива с тонкой стенкой при Н > 1 см, на основании полученных опытов рекомендуем формулу (4), для H/P < 0,14. При больших значениях m = 0,35.

Научный руководитель канд. техн. наук, доц. А.Т. Иващенко

К.И. Корниенко

(аспирант кафедры «Управление эксплуатационной работой»)

Развитие контейнерных перевозок

Грузовые перевозки являются одним из важнейших аспектов в работе железных дорог любой страны. В 2014 г. грузооборот ОАО «РЖД» составил 2954,5 млрд т·км, что составило 86,6 % общего объема грузооборота транспортной системы Российской Федерации без учета трубопроводного транспорта [1]. Именно поэтому развития грузовых перевозок является приоритетным для компании ОАО «РЖД».

Одним из видов грузовых перевозок являются контейнерные перевозки, которые набирают все большую популярность как в России, так и за рубежом. Причин для этого несколько, рассмотрим основные:

Первой причиной является универсальность контейнеров. В основном применяются всего 2 типа контейнеров на 20 и 40 футов. Оба данных типа оборудованы устройствами для погрузки, крепления и выгрузки, поэтому их можно применять на разных видах транспорта. Кроме того, именно из-за их универсальности они стали применяться в случаях, когда используются два вида транспорта. Это позволяет использовать главное правило логистики доставка грузов от двери до двери. По прибытии контейнера в пункт

104

Сборник научных статей аспирантов и аспирантов-стажеров

погрузки он грузится на транспорт, на этом транспорте он доставляется до другого пункта, где он либо будет перегружен и отправлен дальше, либо будет отправлен непосредственно адресату.

Безопасность и сохранность контейнеров так же играет одну из ключевых ролей для потребителя. Так как контейнер представляет из себя железный ящик, куда помещается груз, то этот железный ящик защищает груз внутри себя как от погодных условий, так и от повреждений. В отличии от других видов перевозок, заказчику нет необходимости тратиться на тару для каждого своего груза, так как весь его груз может быть загружен в один контейнер. Каждый контейнер перед отправкой пломбируется, после чего на каждом пункте технического осмотра производится контроль целостности пломбы. При прибытии в пункт доставки по этой пломбе можно легко убедиться в том, что контейнер во время поездки не вскрывался.

Втом случае если у заказчика не хватает товара для загрузки всего контейнера, то транспортные компании предлагают комбинированные контейнерные перевозки. В одном контейнере находятся грузы от нескольких заказчиков, по прибытию на станцию назначения эти грузы сортируются и отправляются конечному заказчику.

Контейнеры впервые стали применяться в морских перевозках почти пятьдесят лет назад. Первые регулярные морские перевозки появились в 1961 году между Восточным побережьем США и портами в Карибах. После больших инвестиций в развитие морские контейнерные перевозки начали очень быстро развиваться [2].

Вданный момент самым загруженным контейнерным портом

вмире является порт Шанхая, сместивший в 2010 г. с первого места порт Сингапура. На развитие этого порта большое влияние оказали китайское машиностроение и интернет торговля. Такое новое для экономики направление как интернет торговля дала очень мощный импульс не только наращиванию объемов экспорта товаров, но также для развития и совершенствования перевозки товаров. На данный момент кроме морского порта также для контейнерных перевозок создан грузовой аэропорт.

Развитие порта и контейнерных перевозок в Шанхае, также привело к развитию железных дорог, а именно к применению контейнеров, как одного из основных видов тары. Формирование поездов контейнерного типа существенно уменьшает время доставки грузов.

105

Наука и молодежь СГУПСа в третьем тысячелетии

При этом не тратится время на переработки в пути следования поезда, а значит перевозка осуществляется с большей скоростью.

На перерабатывающую способность того или иного порта также существенно влияет время простоя судна и поездов. Поезда в порт должны прибывать точно по времени прибытия судна, что снизит время простоя, а также увеличит саму скорость перевозки. Поэтому еще одним важным условием для развития контейнерных перевозок является движение по расписанию и по твердой нитке графика. Для связи операторов с железнодорожными компаниями, грузовыми компаниями и другими был создан международный стандарт

EDIFACT (Electronicdatainterchangeforadministration, commerceandtransport). Любое изменение статуса контейнерного груза отображается в данной системе. Эта система играет очень большую роль именно в международных перевозках, так как связывает иностранных партнеров, и позволяет им сократить время доставки товаров.

На рис. 1 приведена структурная схема контейнерного терминала. При прибытии судна, оператор из системы уже знает всю информацию о количестве и направлении контейнеров. В процессе разгрузки контейнеры сортируются и в зависимости от их места назначения они грузятся на тот или иной поезд. Как только поезд будет полностью сформирован он отправляется на станцию назначения. Подобная система позволяет экономить время на расформирования и формирование поездов на станциях переработки, так как каждый поезд уже и так сформирован из контейнеров одного места назначения.

Производственная зона для поездов и грузовиков

Пустой склад

Сортировоч-	Груз для
ные работы	отправки

Гараж

Грузовые суда

Рис. 1. Структурная схема работы контейнерного терминала

106

Сборник научных статей аспирантов и аспирантов-стажеров

Развитие контейнерных грузовых перевозок в Китае и Европе предъявляет повышенные требования к грузовым перевозкам в России. Транзитная линия предложенная еще Якуниным позволит осуществлять доставку грузов из Китая в Европу за 12–14 дней. Самой главной проблемой в этой области является таможенное оформление, из-за которого задержки в доставке грузов могут свести на нет все усилия в этой области.

Пробный запуск маршрута Гамбург-Шанхай состоялся в 2013 г. В тоже время КНР тратит большие деньги на создание «нового шелкового пути» (рис. 2). Данная железная дорога должна соединить Китай и Испанию. Контейнерному сухогрузу на путь следования потребуется около 45 дней, то благодаря железной дороге это время можно сократить более чем в два раза. При введении железнодорожного сообщения необходимость в морских перевозках останется, но часть грузооборота возьмет на себя железная дорога. Большие опасения у экспертов вызывает создание новых железных дорог параллельно Транссибу. И главной задачей сейчас является обеспечение точных сроков доставки и складской инфраструктуры, чтобы адекватно конкурировать на рынке услуг [3].

Рис. 2. Новый шелковый путь

Самый первый опыт отправки контейнерных составов на За- падно-Сибирской железной дороге проводился в Новосибирской области, следующим шагом стало развитие подобного вида перевозок и в Омском отделении дороги, а именно направление Омск-

107

Наука и молодежь СГУПСа в третьем тысячелетии

Восточный – Находка. Ввод данной контейнерной линии значительно усилил влияние на российский рынок контейнерных перевозок. Безусловно это повлечет за собой рост спроса на сопутствующие услуги.

Как видно из статистики развитие контейнерных перевозок в России идет полным ходом, но основная проблема, а именно таможенное оформление так и осталась не разрешенной. Кроме того, в России не развиты системы, которые могли бы связать всех перевозчиков в единую сеть. Развитие контейнерных перевозок и увеличение скорости перевозок позволит России не только увеличить экспорт товара, но также увеличит прибыль от транзитных поездов.

В 2014 г. в целях дальнейшего привлечения контейнерных грузов на Транссибирскую магистраль был запущен проект «Транссиб за 7 суток». 13 декабря 2014 г. на станцию Москва-то- варная-Павелецкая прибыл контейнерный поезд, который доставил груз из Приморья менее чем за 7 суток с маршрутной скоростью 1 350 км/сут. Подобная скорость доставки грузов стала возможной благодаря нескольким факторам. Во-первых, это конечно отсутствие необходимости в переработки вагонов в пути следования. Во-вторых, использование твердых нитей графика.

Всего в 2014 г. было отправлено 492 ускоренных контейнерных поезда, что на 89 % больше чем в 2013 г., со средней маршрутной скоростью 1 073 км/сут (1 050 км/сут в 2013 г.).

Библиографический список

1.Годовой отчет ОАО «РЖД» за 2014 год.

2.Dirk Steenken, Stefan Voß, Robert Stahlbock. Container terminal operation and operationsresearch – a classification and literature review. Spectrum 26. 2004. P. 3–49.

3.Волков К. Китай едет в Мадрид. Российская газета. № 975.

Научный руководитель д-р техн. наук, доц. С.А. Бессоненко

108

Сборник научных статей аспирантов и аспирантов-стажеров

А.Е. Коровин

(факультет «Управление транспортно-технологическими комплексами»)

Определение предотказного состояния транспортно-технологических машин

Далекий от техники философ и политэконом К. Маркс писал: «… какой бы совершенной конструкции машина не вступила в процесс производства, при ее употреблении на практике обнаруживаются недостатки, которые приходится исправлять дополнительным трудом… для того, чтобы поддержать существование машины до конца средней продолжительности ее жизни, в высшей мере важно немедленно исправлять всякое повреждение машин». Это написано в середине XIX в., но как актуально по отношению к современной дорожно-строительной технике!

В современном, динамично развивающемся мире роль строительной, дорожной, карьерной техники и спецтехники необычайно высока. Без нее не обходится ни одна строительная площадка в мире, на которых сегодня реализуются все более масштабные, сложные и технологичные проекты. Не является исключением и российский строительный рынок, который демонстрирует уверенное развитие. В России, с ее огромными пространствами, суровыми природно-климатическими условиями и неразвитой инфраструктурой роль дорожно-строительного комплекса возрастает многократно. Масштабное дорожное строительство невозможно без организации эффективной эксплуатации, включающей своевременное обслуживание тяжелой строительной и землеройной техники. Для сокращения экономических потерь, тем самым увеличения эффективности работы СДМ, необходимо квалифицированно подходить к эксплуатации и техническому обслуживанию. Вследствие этого значение диагностики и своевременного выявления и устранения отказов выходят на первый план.

Для решения задач студентами и аспирантами Сибирского государственного университета путей сообщения (СГУПС) проводится анализ причин отказов различных типов машин на крупных предприятиях Западной Сибири и Монголии, машинные парки которых различаются по качественному и возрастному составу, режимам работы машин; возможности проведения диагностирования,

109

Наука и молодежь СГУПСа в третьем тысячелетии

ТО и ремонта во внесменное время; балансовой стоимости машин; инфраструктуре и т.д.

Ввиду того, что для анализа отказов весь парк техники охватить невозможно, были рассмотрены наиболее распространенные модели и в то же время сконцентрированные в большом количестве в руках одного заказчика для облегчения сбора статистических данных. Таким образом, первоначально, были отобраны машины, доля которых в общем составе парка составляет более 5 %.

На рис. 1 и 2 приведены соответственно диаграмма распределения отказов по системам и гистограмма распределения отказов по шкале наработке будьдозера Caterpillar D10T.

Рис. 1. Распределение отказов по системам машины CAT D10T

Рис. 2. Распределение отказов CAT D10T по шкале наработки

110