http://lib.kart.edu.ua/handle/123456789/32486 Wed, 03 Jun 2026 13:30:13 GMT 2026-06-03T13:30:13Z http://lib.kart.edu.ua/handle/123456789/32497 Title: Застосування часових мереж Петрі як обчислювального ядра цифрового двійника на прикладі задачі побудови розкладу залізничної мережі з крос-докінгом Authors: Прохоров, Віктор Миколайович; Пархоменко, Лариса Олексіївна; Кравченко, Михайло Анатолійович; Калашнікова, Тетяна Юріївна; Prokhorov, Viktor; Parkhomenko, Larysa; Kravchenko, Mykhailo; Kalashnikova, Tetiana Abstract: UA: Запропоновано використання часових мереж Петрі як обчислювального ядра цифрового двійника залізничної транспортної системи для задачі побудови розкладу маятникових поїздів у мережі з кросдокінгом. На відміну від імітаційних підходів, часові мережі Петрі мають чітку алгебраїчну семантику, що дозволяє не лише розраховувати розклад, а й аналітично досліджувати властивості системи. Розроблено алгоритм симуляції методом черги подій, який автоматично знаходить усталений режим: мінімальний період курсування та розклад перевантажень. Експериментально доведено єдиність цього режиму, що свідчить про здатність системи до самосинхронізації. Запропонований підхід забезпечує автоматичний перерахунок розкладу при зміні умов експлуатації без участі диспетчера.; EN: This paper proposes the use of timed Petri nets as the computational core of a digital twin for a railway transport system, illustrated by the problem of train schedule construction in a cross-docking network. Unlike simulation-based approaches that reproduce observed system behavior without rigorous mathematical foundations, timed Petri nets possess a well-defined algebraic semantics that enables not only schedule computation but also analytical investigation of system properties. A mapping of a pendulum train cross-docking railway network onto a timed Petri net is proposed, in which hub stations correspond to transitions and routes correspond to places with time delays. An event-driven simulation algorithm is developed that automatically finds the steady-state operating regime — the minimum circulation period and the reloading schedule at hub stations. The key result is the experimentally proven uniqueness of the steady-state regime: for all possible initial system states the same schedule is obtained, which implies the system's capacity for automatic selfsynchronization. Validation on a test network with six hub stations and ten routes confirmed the correctness of the method and demonstrated its response to network parameter changes in real time. The proposed approach extends the digital twin architecture for transport systems developed by the authors in a previous work, where the optimized network topology serves as the structural core and the timed Petri net provides computation of operational parameters. The practical value of the results lies in the possibility of automatic schedule recalculation when operating conditions change without dispatcher intervention. Thu, 01 Jan 2026 00:00:00 GMT http://lib.kart.edu.ua/handle/123456789/32497 2026-01-01T00:00:00Z http://lib.kart.edu.ua/handle/123456789/32496 Title: Розроблення концепції автоматизованої системи прогнозування викидів дизелів тепловозів з урахуванням реальних умов експлуатації Authors: Каграманян, Артур Олександрович; Резуненко, Марина Євгенівна; Панченко, Наталія Георгіївна; Обозний, Олександр Миколайович; Kagramanian, Artur; Rezunenko, Maryna; Panchenko, Natalia; Oboznyi, Oleksandr Abstract: UA: У статті розглянуто проблему прогнозування викидів забруднюючих речовин дизелями тепловозів в експлуатаційних умовах. Проаналізовано нормативні та наукові підходи щодо оцінювання емісії. Запропоновано інтеграцію тягових розрахунків, паливно-енергетичних параметрів і емісійних характеристик дизеля. Визначено обмеження наявних методик і доцільність створення автоматизованої системи оперативного оцінювання екологічних показників локомотива під час експлуатації на маршрутах різної складності.; EN: The article deals with forecasting pollutant emissions from diesel locomotives under real operating conditions. The study is relevant due to stricter environmental requirements for railway transport, the need to improve ecological assessment of traction rolling stock, and the limitations of existing standardized and inventory-based approaches that do not fully reflect route-specific operating variability. Current regulatory, methodological, and scientific approaches to emission assessment are analyzed, including national standards, international engine emission measurement procedures, European environmental requirements, and recent studies on real-world locomotive emissions. It is shown that existing methods are mainly focused on bench testing, certification, or aggregate inventory calculations and therefore are not sufficiently suitable for operational prediction of emissions during train movement. Special attention is given to the influence of traction load, fuel consumption, transient engine operation, train mass, route profile, and speed conditions on emission formation. On this basis, the need to develop an automated system for forecasting operational emissions of diesel locomotives is substantiated. The proposed approach is based on integrating traction calculations, fuel and energy parameters, and diesel engine emission characteristics. This makes it possible to move from generalized estimates to routespecific prediction of environmental indicators for a particular locomotive under defined operating conditions. The practical significance of the study lies in the possibility of using these principles for environmental assessment of locomotive operation, comparison of operating modes, support of energy-efficient train control, and further development of digital decision-support tools for railway transport. The obtained results may also be used as a methodological basis for improving environmental monitoring procedures. Thu, 01 Jan 2026 00:00:00 GMT http://lib.kart.edu.ua/handle/123456789/32496 2026-01-01T00:00:00Z http://lib.kart.edu.ua/handle/123456789/32495 Title: Efficiency Evaluation of a Code Division Multiple Access System Based on a Multilevel Functional Model of Performance Indicators Authors: Panchenko, Serhii Volodymyrovych; Lysechko, Volodymyr Petrovych; Zhuchenko, Oleksandr Serhiiovych; Indyk, Serhii Volodymyrovych; Панченко, Сергій Володимирович; Лисечко, Володимир Петрович; Жученко, Олександр Сергійович; Індик, Сергій Володимирович Abstract: EN: The article considers the problem of evaluating the efficiency of a code division multiple access system that uses ensembles of unequal-energy complex signals. The purpose of the work is to develop an efficiency evaluation procedure for a code division multiple access system based on a multilevel functional model of performance indicators with determination of the set of model levels sufficient for the stated task. The multilevel functional model is treated as a set of levels ordered by the degree of generalization of efficiency estimates. Each level is associated with functionals that determine the corresponding performance indicators. The model includes energy, structural, power-channel and system levels. The energy level is related to the energy composition of the signal ensemble, the structural level is related to mutual-correlation parameters of the signals, the power-channel level is related to the corresponding channel-level parameter, and the system level is related to the final estimate for the stated task. The full model keeps a sequential structure: the indicator of each upper level is determined through the indicator of the previous adjacent level and the parameters that enter the current level. This prevents the system-level indicator from being mixed with the reduced functional used for comparison of variants. The procedure uses functional reduction to determine which level functionals must take part in the reduced functional for a given finite set of compared variants. For each level under consideration, the procedure checks whether there is at least one pair of variants for which the value of the corresponding level functional differs. If all variants have the same value of a level functional, that level does not enter the reduced functional for the considered task. If at least one level satisfies the difference condition, the reduced functional is formed by the mapping that transforms the values of the sufficient level functionals into one numerical efficiency estimate for each variant. The obtained numerical estimates are then used to order the variants according to the selected type of task, minimization or maximization. The practical value of the result is that efficiency evaluation, synthesis or optimization of a code division multiple access system can be performed by the values of the reduced functional, while the full multilevel model remains sequential and the comparison uses only the set of levels that is sufficient for the stated task and the given set of variants.; UA: У статті розглянуто задачу оцінювання ефективності системи множинного доступу з кодовим розділенням, у якій використовуються ансамблі різноенергетичних складних сигналів. Метою роботи є розроблення процедури оцінювання ефективності системи множинного доступу з кодовим розділенням на основі багаторівневої функціональної моделі показників ефективності з визначенням достатнього для розв’язування поставленої задачі складу рівнів моделі. У межах викладу багаторівневу функціональну модель визначено як упорядковану за ступенем узагальнення оцінок ефективності множину рівнів, кожному з яких поставлено у відповідність функціонали, що визначають показники ефективності. Розглянуто енергетичний, структурний, потужнісно-канальний та системний рівні моделі, а також задано функціональні зв’язки між рівневими показниками і функціоналами. Повна модель зберігає послідовну структуру, у якій показник кожного вищого рівня визначається через показник попереднього суміжного рівня та параметри, що надходять на поточний рівень. Енергетичний рівень пов’язано з параметрами енергетичного складу ансамблю, структурний рівень - з параметрами взаємної кореляції сигналів, потужнісно-канальний рівень - з відповідним параметром канального рівня, а системний рівень - з узагальненням результату відповідно до поставленої задачі. Розроблено алгоритм функціональної редукції, який для заданої множини варіантів визначає множину рівнів, для яких існує хоча б одна пара порівнюваних варіантів з різними значеннями відповідного рівневого функціонала, визначає редукований функціонал і впорядковує варіанти за значеннями редукованого функціонала відповідно до обраного типу задачі. Якщо для певного рівня значення відповідного рівневого функціонала однакові для всіх порівнюваних варіантів, такий рівень не входить до редукованого функціонала. У результаті алгоритм дає змогу визначити склад рівнів, функціонали яких входять до редукованого функціонала, та склад рівнів, для яких на заданій множині варіантів не виявлено відмінності значень відповідних рівневих функціоналів. Практичне значення результатів полягає у можливості виконувати оцінювання ефективності, синтез або оптимізацію системи множинного доступу з кодовим розділенням за значеннями редукованого функціонала, визначеного на основі мінімально необхідного складу рівнів для заданої множини варіантів. Thu, 01 Jan 2026 00:00:00 GMT http://lib.kart.edu.ua/handle/123456789/32495 2026-01-01T00:00:00Z http://lib.kart.edu.ua/handle/123456789/32494 Title: Розроблення методу інтеграції операційних даних залізничної мережі з графовою структурою плану формування поїздів Authors: Киман, Андрій Миколайович; Прохорченко, Галина Олегівна; Кравченко, Михайло Анатолійович; Kyman, Andrii; Prokhorchenko, Halyna; Kravchenko, Mykhailo Abstract: UA: У статті розроблено метод інтеграції операційних даних функціонування залізничної мережі з графовою структурою плану формування поїздів. Метод спрямований на формування інформаційної основи для аналізу та прогнозування затримок поїздопотоків з урахуванням просторової структури транспортної системи. Для дослідження використано операційні дані АТ «Укрзалізниця» про навантаження вагонів різних номенклатур вантажів та інформацію про простої кинутих поїздів на станціях полігона мережі регіональної філії «Одеська залізниця». Розроблено процедуру агрегування даних за групами вантажів і видами вагонопотоків і перетворено їх у показники поїздо-годин затримок. Запропоновано алгоритм прив’язки станцій навантаження і станцій затримки до опорних станцій плану формування поїздів із використанням графової моделі залізничної мережі. У результаті сформовано інтегрований набір даних, що поєднує параметри навантаження, маршрути руху вагонопотоків і показники затримок поїздів. Отриманий набір даних може бути використаний як навчальна вибірка для побудови математичних моделей аналізу і прогнозування затримок поїздопотоків у залізничній мережі.; EN: The paper proposes a method for integrating operational railway network data with the graph structure of the train formation plan. The method is aimed at creating an information basis for the analysis and forecasting of train flow delays while taking into account the spatial structure of the railway transport system. The study uses operational data of JSC «Ukrzaliznytsia» related to wagon loading of different freight categories as well as information on idle «abandoned» trains at stations within the operational area of the Odesa Railway regional branch. A data preprocessing procedure is developed that aggregates operational records according to freight groups and wagon flow types. The obtained data are further transformed into indicators of train-hours of delay, which characterize disruptions in the technological process of railway transportation. To incorporate the spatial structure of the railway network, a method is proposed for integrating loading data and delay information with the graph representation of the train formation plan. The proposed approach includes an algorithm for assigning loading stations and delay stations to the main stations of the train formation network using geographical coordinates and graph-based routing procedures. This makes it possible to reconstruct wagon flow routes within the network and to represent the interaction between freight flows and railway infrastructure nodes. As a result, an integrated dataset was generated that combines operational indicators of wagon loading, spatial routes of freight flows, and delay indicators expressed in train-hours. The resulting data structure forms a consistent input and output dataset that can be used as a training sample for the development of mathematical models for the analysis and prediction of train delays in railway networks. The proposed method enables the integration of operational transportation data with the spatial topology of the railway network and can serve as a basis for further research on delay propagation and predictive modeling of railway transport processes. Thu, 01 Jan 2026 00:00:00 GMT http://lib.kart.edu.ua/handle/123456789/32494 2026-01-01T00:00:00Z