http://lib.kart.edu.ua/handle/123456789/31130 2026-07-12T03:58:47Z 2026-07-12T03:58:47Z Маслій, Артем Сергійович Антоненко, Роман Миколайович Геврасьов, Валентин Анатолійович Якубовський, Ярослав Володимирович Maslii, A. S. Antonenko, R. M. Gevrasov, V. A. Iakubovskyi, I. V. http://lib.kart.edu.ua/handle/123456789/33031 2026-07-12T03:51:53Z 2026-01-01T00:00:00Z

Title: Оптимізація енергоспоживання електропоїзда з багатодвигунним тяговим електроприводом з можливістю адаптивного вибору кількості активних тягових електродвигунів Authors: Маслій, Артем Сергійович; Антоненко, Роман Миколайович; Геврасьов, Валентин Анатолійович; Якубовський, Ярослав Володимирович; Maslii, A. S.; Antonenko, R. M.; Gevrasov, V. A.; Iakubovskyi, I. V. Abstract: UA: Мета. Метою роботи є розробка методу оптимального керування рухом електропоїзда з багатодвигунним тяговим електроприводом, який забезпечує мінімізацію енергоспоживання при фіксованому часі проходження ділянки з урахуванням реальних тягово-гальмівних характеристик, профілю колії та змінної кількості працюючих тягових електродвигунів. Методика. Задачу сформульовано як ізопериметричну задачу оптимального керування з обмеженням на сумарний час руху. Для її розв’язання застосовано метод динамічного програмування у дискретному просторі станів «шлях–швидкість». Обмеження на час враховано шляхом введення множника Лагранжа, оптимальне значення якого визначається ітераційно методом бісекції. У моделі враховано нелінійні тягові та гальмівні характеристики рухомого складу, обмеження швидкості вздовж колії, сили опору руху та вплив профілю шляху. Особливу увагу приділено коректному опису режимів гальмування, включаючи перехід від електричного до механічного на малих швидкостях. Додатково розроблено підхід до оптимізації кількості активних тягових електродвигунів, що дозволяє узгодити режим навантаження двигунів із їх енергетичною ефективністю. Результати. Запропонований алгоритм забезпечує побудову енергооптимальних профілів швидкості руху при заданих часових обмеженнях. Встановлено, що використання методу динамічного програмування дозволяє формувати раціональні режими тяги, вибігу та гальмування з урахуванням усіх обмежень. Врахування оптимальної кількості працюючих тягових двигунів забезпечує додаткове зниження енергоспоживання порівняно з режимами з фіксованою конфігурацією. За результатами чисельного експерименту досягнуто зменшення витрат енергії до 30–35 % відносно неоптимального (агресивного) режиму при збереженні заданого часу руху. Наукова новизна. Запропоновано узагальнений підхід до оптимального керування рухом поїзда, який поєднує динамічне програмування, адаптивний підбір множника Лагранжа та оптимальний вибір кількості активних тягових електродвигунів вздовж руху електропоїзда. Удосконалено модель руху за рахунок введення кінцевої швидкісної зони та коректного врахування режимів гальмування, що підвищує стійкість та адекватність чисельного розв’язання. Практична значимість. Отримані результати можуть бути використані при створенні систем автоматизованого ведення поїздів, оптимізації графіків руху та підвищенні енергоефективності експлуатації тягового електрорухомого складу.; EN: ith a multi-motor traction electric drive motion that minimizes energy consumption while maintaining a fixed travel time over a given section, taking into account actual traction and braking characteristics, track profile, and the variable number of traction motors in operation. Methodology. The problem is formulated as an isoperimetric optimal control problem with a constraint on the total travel time. To solve it, the dynamic programming method is applied in the discrete “path–speed” state space. The time constraint is accounted for by introducing a Lagrange multiplier, whose optimal value is determined iteratively using the bisection method. The model accounts for the nonlinear traction and braking characteristics of the rolling stock, speed limits along the track, resistance forces, and the influence of the track profile. Particular attention is paid to the correct description of braking modes, including the transition from electric to mechanical braking at low speeds. Additionally, an approach has been developed to optimize the number of active traction motors, which allows the motor load mode to be aligned with their energy efficiency. Findings. The proposed algorithm enables the generation of energy-optimized speed profiles within specified time constraints. It has been established that the use of the dynamic programming method allows for the generation of optimal traction, coasting, and braking modes while accounting for all constraints. Taking into account the optimal number of operating traction motors provides an additional reduction in energy consumption compared to modes with a fixed configuration. According to the results of the numerical experiment, energy consumption was reduced by 30–35 % relative to the suboptimal (aggressive) mode while maintaining the specified travel time. Originality. A generalized approach to optimal train motion control is proposed, combining dynamic programming, adaptive selection of the Lagrange multiplier, and optimal selection of the number of active traction motors along the route of multiple unit electric train. The motion model has been improved by introducing a terminal speed zone and correctly accounting for braking modes, which increases the stability and accuracy of the numerical solution. Practical value. The results obtained can be used in the development of automated train control systems, the optimization of schedules, and the improvement of energy efficiency in the operation of electric traction rolling stock.

2026-01-01T00:00:00Z Мартинов, Ігор Ернстович Труфанова, Альона Володимирівна Шовкун, Вадим Олександрович Дмитренко, Максим Володимирович Martynov, I. E. Trufanova, A. V. Shovkun, V. N. Dmitrenko, M. V. http://lib.kart.edu.ua/handle/123456789/33030 2026-07-12T03:38:34Z 2026-01-01T00:00:00Z

Title: Дослідження напружено-деформованого стану елементів кріплення кришок люків універсальних напіввагонів Authors: Мартинов, Ігор Ернстович; Труфанова, Альона Володимирівна; Шовкун, Вадим Олександрович; Дмитренко, Максим Володимирович; Martynov, I. E.; Trufanova, A. V.; Shovkun, V. N.; Dmitrenko, M. V. Abstract: UA: Мета. Дослідження міцності приварних елементів кріплення кришки люка універсального напіввагона. Елементи кріплення запірних пристроїв кришок люків кріпляться до кузова за допомогою заклепок. Ця технологія є досить витратною. Аналіз світового досвіду свідчить про можливість заміни заклепкових з’єднань зварними за умови забезпечення необхідної міцності конструкції. Методика. Кришки люків універсальних напіввагонів всіх моделей вважаються підлогою напіввагона. Вони призначені для нижнього розвантаження сипучих вантажів, а також сприймають переважну більшість вертикальних навантажень. Для дослідження напруженого стану приварних елементів кріплення кришок люків напіввагона (скоби запірного елементу та петлі розвантажувального люка) в програмному комплексі ANSYS розроблена тривимірна модель кузова універсального напіввагона. При побудові геометричної моделі кузова були враховані основні особливості конструкції, характер передачі навантаження на приварні елементи кріплення кришок люків. Розрахункова схема напіввагону імітує конструкцію кузова та складається з двох бокових стін, двох торцевих стін, підлоги. Модель закріплювалась у вузлах кріплення п’ятників кузова та навантажувалась вертикальними зусиллями. Оскільки кузов вагону вісесиметричений і навантаження, що прикладаються, також симетричні, то для зменшення трудомісткості розрахунків розглядалася четверта частина моделі. Результати. Виконавши розрахунок на міцність модернізованої конструкції кузова напіввагона встановлено, що удосконалена конструкція елементів кріплення та запирання люка напіввагона за показниками міцності відповідає вимогам діючих нормативних документів. Максимальні напруження, що виникають під дією навантаження, перебувають у межах 55–82 МПа. Максимальні напруження, що виникають у елементах конструкції скоб запирання люків під навантаженням, не перевищують 27 МПа, що відповідає вимогам нормативних документів. Наукова новизна. Вперше було проведено дослідження напружено-деформованого стану модернізованих приварних елементів кріплення кришок люків універсальних напіввагонів. Практична значимість. Отримані результати дають науково-технічне обґрунтування можливості проведення модернізації конструктивних елементів кузовів універсальних напіввагонів. На підставі проведеного аналізу міцності приварних елементів кріплення розвантажувальних кришок люків напіввагонів встановлено, що удосконалені елементи задовольняють вимогам діючих нормативних документів. Впровадження удосконаленої технології кріплення кришок люків дозволить зменшити собівартість виготовлення напіввагонів без втрати надійності рухомого складу в експлуатації.; EN: Purpose. To investigate the strength of welded fasteners for the hatch covers of a universal flatcar. The fasteners for the hatch cover locking mechanisms are attached to the car body using rivets. This technology is quite costly. An analysis of global experience indicates that riveted joints can be replaced with welded ones, provided the required structural strength is ensured. Methodology. The hatch covers of all models of universal flatcars are considered part of the flatcar floor. They are designed for bottom unloading of bulk cargo and also bear the vast majority of vertical loads. To study the stress state of the welded fastening elements of the flatcar hatch covers (locks and unloading hatch hinges), a three-dimensional model of a universal flatcar body was developed in the ANSYS software package. When constructing the geometric model of the car body, the main design features and the nature of load transfer to the welded fasteners of the hatch covers were taken into account. The computational model of the flatcar simulates the car body structure and consists of two side walls, two end walls, and a floor. The model was fixed at the body corner post attachment points and loaded with vertical forces. Since the car body is axisymmetric and the applied loads are also symmetric, one-fourth of the model was considered to reduce the computational effort. Findings. A strength analysis of the upgraded open-top car body structure revealed that the improved design of the fastening and locking elements for the car’s hatch meets the strength requirements of current regulatory standards. The maximum stresses arising under load are within the range of 55–82 MPa. The maximum stresses arising in the structural elements of the hatch locking brackets under load do not exceed 27 MPa, which meets the requirements of regulatory documents. Originality. For the first time, a study was conducted on the stress-strain state of the modernized welded fastening elements for the hatch covers of universal flatcars. Practical value. The results obtained provide a scientific and technical justification for the feasibility of modernizing the structural elements of the bodies of universal flatcars. Based on the analysis of the strength of welded fastening elements for the unloading hatch covers of flatcars, it was established that the improved elements meet the requirements of current regulatory documents. The implementation of the improved technology for fastening hatch covers will reduce the production cost of flatcars without compromising the operational reliability of the rolling stock.

2026-01-01T00:00:00Z Сидорець, Дмитро Павлович Sydorets, Dmytro Pavlovych http://lib.kart.edu.ua/handle/123456789/33006 2026-07-09T04:27:23Z 2026-01-01T00:00:00Z

Title: Стратегія управління екосистемними ризиками в залізничній галузі Authors: Сидорець, Дмитро Павлович; Sydorets, Dmytro Pavlovych Abstract: UA: У статті досліджено особливості формування та реалізації стратегій управління екосистемними ризиками в українській залізничній галузі, підкреслюючи важливість застосування екосистемного підходу як сучасної управлінської парадигми, що дозволяє підприємствам зміщувати акценти з традиційної жорсткої конкуренції на кооперацію, синергію, довгострокову взаємодію та ефективну інтеграцію ресурсів між учасниками ринку. Проаналізовано специфіку функціонування залізничного транспорту України як відкритої соціально-економічної системи, яка характеризується високою капіталомісткістю, технологічною складністю, стратегічною значущістю для національної економіки та важливістю для забезпечення стабільності логістичних ланцюгів. Визначено ключові екосистемні ризики, зокрема надмірну залежність від стратегічних партнерів, нестабільність зовнішнього економічного і регуляторного середовища, технологічні та інноваційні розриви, складнощі інтеграції даних і бізнес-процесів між учасниками екосистеми, а також необхідність підтримання балансу інтересів і контролю над критичною інфраструктурою. Запропоновано комплексну систему стратегій управління цими ризиками, яка включає формування та ефективне управління партнерськими екосистемами, диверсифікацію продуктового та сервісного портфеля, цифрову інтеграцію, оптимізацію внутрішніх операційних процесів, управління інноваційними розривами, а також контроль критично важливих об’єктів інфраструктури. Показано, що реалізація таких стратегій сприяє підвищенню операційної ефективності, оптимізації ресурсів, створенню нових джерел доходів, посиленню адаптивності та стійкості залізничної галузі до економічних, технологічних і політичних турбулентностей. Наголошено на необхідності індивідуального підходу до розробки екосистемної стратегії кожного підприємства, що враховує специфіку діяльності, ринкові тенденції, характер взаємодії в екосистемі та стратегічні амбіції компанії. Результати дослідження мають практичне значення для менеджерів залізничних підприємств, державних органів регулювання, науковців і експертів у сфері транспортної та логістичної інфраструктури, сприяючи підвищенню ефективності управління, розвитку партнерських відносин і забезпеченню довгострокового сталого розвитку українського залізничного сектору.; EN: The article explores the formation and implementation of strategies for managing ecosystem risks in the Ukrainian railway sector, emphasizing the importance of ecosystem thinking as a contemporary management paradigm. This approach enables railway enterprises to move beyond traditional competition and focus on collaboration, synergy, and long-term interaction among diverse market participants, including private companies, government institutions, and local communities. The study highlights the specific features of the Ukrainian railway industry, characterized by high capital intensity, technological complexity, and strategic significance for national economic development and social stability. Key ecosystem-related risks are identified, including dependence on strategic partners, instability of the external environment, technological and innovation gaps, difficulties in integrating data and processes among ecosystem participants, and the challenge of balancing interests while maintaining control over critical infrastructure. The article proposes a comprehensive set of strategies to manage these risks, including the development and governance of partner ecosystems, diversification of products and services on digital platforms, optimization of internal operational processes, promotion of digital integration, mitigation of innovation gaps, and ensuring control over critical infrastructure assets. The implementation of these strategies supports operational efficiency, resource optimization, creation of new revenue streams, and enhanced resilience and adaptability to economic, technological, and political uncertainties. Furthermore, the study emphasizes the necessity of tailoring ecosystem strategies to the unique characteristics and strategic goals of each railway enterprise, taking into account market trends, operational specifics, and the nature of interactions within the ecosystem. The findings provide valuable practical guidance for managers, policymakers, and researchers in the transport and logistics sector, contributing to the sustainable long-term development, competitiveness, and stability of the Ukrainian railway industry.

2026-01-01T00:00:00Z Чугуєв, Юрій Олегович Chuguyev, Y. О. http://lib.kart.edu.ua/handle/123456789/32839 2026-06-28T14:27:09Z 2026-01-01T00:00:00Z

Title: Розвиток інституційного середовища забезпечення екологічних конкурентних переваг транспортних підприємств Authors: Чугуєв, Юрій Олегович; Chuguyev, Y. О. Abstract: UA: У статті досліджено роль інституційного середовища у формуванні екологічних конкурентних переваг транспортних підприємств в умовах сучасних соціально-економічних трансформацій. Показано, що інституційне середовище транспортної галузі регулює економічну, соціальну та екологічну відповідальність підприємств і створює умови для впровадження принципів сталого розвитку. Особливу увагу приділено впливу екологічних чинників на діяльність транспортних підприємств та формуванню екологічних конкурентних переваг як результату цілеспрямованої екологічно орієнтованої стратегії. Доведено, що такі переваги ґрунтуються на зниженні негативного впливу на довкілля, підвищенні енергоефективності, оптимізації використання ресурсів, скороченні витрат і зміцненні репутації компаній. Визначено, що ключову роль у цьому процесі відіграє взаємодія формальних (законодавства, стандартів, державної політики) та неформальних інститутів (екологічних цінностей, корпоративної культури, суспільних очікувань), доповнена економічними механізмами стимулювання. Запропоновано концептуальну модель інституційного середовища формування екологічних конкурентних переваг транспортних підприємств, яка базується на взаємодії зовнішніх інституційних чинників і внутрішнього потенціалу підприємств. Модель відображає трансформацію екологічних вимог і стимулів у стійкі конкурентні переваги та передбачає наявність зворотного зв’язку, що забезпечує її динамічність і сприяє сталому розвитку транспортної галузі.; EN: Enterprises and organizations cannot exist in isolation from society, as they emerge from its development and perform essential socio-economic functions by meeting diverse needs. Society forms specific socio-economic and legal conditions that shape the establishment and growth of enterprises, entrepreneurial activity, and overall progress. The institutional environment plays a crucial role, encompassing formal and informal institutions, rules, norms, standards, organizations, and mechanisms that define the conditions for economic entities’ functioning and development. It regulates behavior, interactions, and creates incentives and constraints for economic, managerial, and environmentally oriented decisions. A favorable institutional environment is vital for stimulating growth in key sectors of Ukraine’s economy, including transport. The institutional environment of transport enterprises determines their operating conditions, development, and competitiveness, regulates interaction with public authorities, markets, and society, and sets incentives and limitations for economic, social, and environmental responsibility. Environmental factors significantly influence transport enterprises today, affecting regulatory, economic, technological, and social aspects of their activities. Environmental competitive advantages of transport enterprises are based on their ability to strengthen market positions through the deliberate implementation of environmentally oriented principles. This includes not only compliance with environmental standards but also proactive application of sustainable development principles to improve efficiency and ensure long-term competitiveness. Such approaches reduce environmental pollution, greenhouse gas emissions, and resource consumption, while mitigating environmental risks. They also generate additional economic value by reducing costs, increasing investment attractiveness, enhancing reputation, and building trust among clients and partners. These advantages result from the combined influence of technological, economic, managerial, and institutional factors: energy-efficient and low-carbon solutions, cost optimization and access to green finance, environmental management and strategic planning, and state regulation with international standards compliance. Together, they increase transport enterprises’ resilience to environmental challenges and market competition. The institutional environment, including formal institutions (laws, policies, standards, regulations, international agreements), informal institutions (values, corporate culture, societal expectations), and economic incentives (tax benefits, subsidies, grants, green financing), creates conditions for sustainable environmental competitiveness. To understand institutional change, the article proposes a conceptual model of the institutional environment for forming environmental competitive advantages. It integrates external institutional factors and internal enterprise potential, transforming environmental requirements and incentives into sustainable competitive advantages through effective management. The model consists of five interconnected blocks and includes a feedback mechanism, ensuring flexibility and continuous development. It reflects a dynamic interaction between institutional factors and managerial decisions, demonstrating how environmental requirements can become long-term competitive advantages, supporting sustainable development of the transport sector.

2026-01-01T00:00:00Z