Transport Technologies. – 2023. – Vol. 4, No. 1

Permanent URI for this collectionhttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/59378

Журнал створено у 2020 році у Національному університеті «Львівська політехніка». Періодичність видання двічі на рік. Випуск номерів журналу здійснюється англійською мовою.

Transport Technologies. – Lviv : Lviv Politechnic Publishing House, 2023. – Volume 4, number 1. – 94 p. : il.

Зміст

1. Prasolenko O., Chumachenko V. Закономірності зміни смуги руху водієм при взаємодії з автомобілем перешкодою	1
2. Hrytsun O. Вплив інтенсивності та складу транспортного потоку на зміну його швидкості	12
3. Zhuk M., Kovalyshyn V., Zelemskyi V. Дослідження середньої тривалості очікування пасажирів на зупинці громадського транспорту	21
4. Gera B., Hermaniuk Y., Matviiv V. Організація пасажирських залізничних перевезень на ділянці зі суміщеною колією Нижанковичі–Старжава	29
5. Voznyak O., Buriak S. Метод визначення координати залізничної рухомої одиниці в межах рейкового кола	38
6. Sereda B., Mykovska D. Математичне моделювання показника ефективності функціонування транспортно-виробничої системи в умовах кар’єру металургійного підприємства	48
7. Weigang G., Komar K. Аналіз захищеності бортових інформаційних систем автомобілів	62
8. Slatov I., Murovany I. Потреба впровадження технологій екологічного водіння в міському громадському транспорті	73
9. Hudz H., Hlobchak M. Вплив вагомих чинників на розподіл теплових потоків в елементах барабанних гальм транспортних засобів	83
10. Authors	90

Content (Vol. 4, No 1)

1. Prasolenko O., Chumachenko V. Regularities of the traffic lane change by the driver when interacting with car-obstacle	1
2. Hrytsun O. Impact of traffic volume and composition on the change in the speed of traffic flow	12
3. Zhuk M., Kovalyshyn V., Zelemskyi V. Study of the passengers average waiting time at public transport stops	21
4. Gera B., Hermaniuk Y., Matviiv V. Organization of passenger rail transportation on the section with the combined track Nyzhankovychi-Starzhava	29
5. Voznyak O., Buriak S. Method of determination of the railway rolling stock coordinates within the track circuit	38
6. Sereda B., Mykovska D. Mathematical modeling of the efficiency indicator of the functioning of the transport and production system in the conditions of the quarry of a metallurgical enterprise	48
7. Weigang G., Komar K. Analysis of the security of on-board information systems in vehicles	62
8. Slatov I., Murovany I. The need for eco-driving technologies in urban public transport	73
9. Hudz H., Hlobchak M. The influence of important factors on the distribution of heat flows in elements of drum brakes of vehicles	83
10. Authors	90

Browse

Now showing 1 - 10 of 10

Analysis of the security of on-board information systems in vehicles
(Видавництво Львівської політехніки, 2023-06-30) Weigang, Ganna; Komar, Kateryna; Ivan Franko National University of Lviv
Розглянуто особливості функціонування бортових інформаційних систем автомобіля. Проаналізовано загрози їх безпеці та запропоновано методи забезпечення інформаційної безпеки та функціональної безпеки бортових інформаційних систем. Проєктування дорожніх мереж під час організації дорожнього руху є одним із факторів забезпечення функціональної безпеки сучасних інтелектуальних транспортних систем, тобто дотримання таких атрибутів інформаційної безпеки, як конфіденційність даних, цілісність, доступність, автентичність і новизна даних. Безпека бортових інформаційних систем транспортних засобів є критично важливою проблемою в сучасному світі, оскільки все більше транспортних засобів оснащуються електронними системами, які можуть бути вразливими до кібератак. Однією з головних проблем захисту бортових інформаційних систем є широкий спектр пристроїв і технологій, що використовуються в сучасних транспортних засобах. Різні системи можуть мати різні вимоги до безпеки та вразливості, а також складну взаємодію між собою. Інша проблема полягає у тому, що багато з цих систем не були спочатку розроблені з урахуванням безпеки. Вони можуть не мати базових функцій безпеки, таких як шифрування та автентифікація, а також використовувати застаріле програмне забезпечення та протоколи, які є вразливими до відомих атак. Для аналізу інформаційної безпеки бортових систем транспортних засобів було визначено основні типи атак та загроз для елементів транспортної системи, які взаємодіють з VANET. На основі теорії нечітких множин в умовах невизначеності та з використанням інструментарію Fuzzy Logic Toolbox в інтегрованому середовищі Matlab було змодельовано рівень інформаційної безпеки системи OBU-VANET. Отримані результати дали змогу сформулювати ступінь інформаційної захищеності елементів експлуатації транспортного засобу від несанкціонованого доступу до даних. Результати дослідження показали, що найвищий рівень захищеності (> 0,7) мають технічні системи зв’язку, а найбільш вразливими стають транспортні засоби в громадських місцях.
Authors
(Видавництво Львівської політехніки, 2023-06-30)
Impact of traffic volume and composition on the change in the speed of traffic flow
(Видавництво Львівської політехніки, 2023-06-30) Hrytsun, Oleh; Lviv Polytechnic National University
Досліджено проблематику зміни швидкості транспортного потоку за різної інтенсивності та складу його руху. Для дослідження було обрано ділянку вуличнодорожньої мережі з різними геометричними параметрами (спуск, підйом та горизонтальна ділянка). Проаналізовано методи дослідження швидкості транспортного потоку, а також чинники, які впливають на зниження пропускної здатності вулично-дорожньої мережі. Визначено зміну коефіцієнтів нерівномірності руху транспортних потоків за годинами доби на досліджуваній ділянці та побудовано графік розподілу інтенсивності руху по годинах доби. Побудовано схему ділянки для визначення швидкості транспортного потоку, на якій присутній рух горизонтальною ділянкою, рух на підйом та спуск. Встановлено, що за інтенсивності руху 700–800 од./год транспортний потік рухається зі сталою швидкістю (до 10– 15 км/год). Побудовано криві розподілу швидкості потоку, що характеризують режими руху транспортних потоків на вулично-дорожній мережі. Визначено, що якщо рівень завантаження 0< z ≤ 0,4, на трьох досліджуваних ділянках транспортний потік рухається зі швидкістю від 35 км/год до 59 км/год. У програмному спеціалізованому продукті PTV VISSIM розроблено моделювання транспортного потоку на горизонтальній ділянці, підйомі та спуску. З використанням програмного середовища MATHLAB показано, як змінюється швидкість транспортного потоку залежно від рівня завантаження та частки змішаного транспортного потоку. Встановлено, що найбільша швидкість потоку спостерігається під час руху на спуск – 58,62 км/год за рівня завантаження проїзної частини – 0,13 та частки змішаного транспортного потоку – 1,0 (повністю легковий потік). За рівня завантаження проїзної частини (z = 0,88) та за існуючих умов руху швидкість потоку на горизонтальній ділянці під часу руху на підйом практично є однакова (відхилення в середньому становить 6 %). Це можна пояснити тим, що за рівня завантаження (z = 0,88) транспортний потік перебуває у заторовому стані, відповідно швидкість руху на трьох ділянках є однаковою.
Mathematical modeling of the efficiency indicator of the functioning of the transport and production system in the conditions of the quarry of a metallurgical enterprise
(Видавництво Львівської політехніки, 2023-06-30) Sereda, Borys; Mykovska, Darya; Dniprovsky State Technical University; PJSC Zaporozhstal
Зазначено, що дослідження роботи кар’єрного автотранспорту дало змогу сформувати цільову функцію дослідження з урахуванням критерію ефективності всіх процесів системи, яка передбачає зниження витрат на функціонування транспортно-виробничої системи кар’єру металургійного підприємства, а саме, підсистем: “Надходження сировини”, “Переробка сировини”, “Збут сировини”. У процесі дослідження були виокремленні основні фактори, які впливають на показник витрат на функціонування підсистем. До цих факторів належать: виробничий простій автотранспорту, швидкість автотранспорту з вантажем, швидкість автотранспорту без вантажу, значення яких були отримані в результаті хронометражу роботи автотранспорту на технологічних маршрутах протягом чотирьох діб. Для кожної з підсистем були розраховані рівні інтервалів варіювання та тип їх змін для трьох режимів. Для моделювання витрат був проведений регресійний аналіз досліджуваних факторів. Побудовані поверхні відгуку отриманих математичних моделей, а саме: вплив часу виробничого простою автотранспорту та швидкості руху без вантажу на витрати на функціонування підсистем, вплив часу виробничого простою автотранспорту та швидкості руху з вантажем на витрати на функціонування підсистем, вплив швидкості руху з вантажем та швидкості руху без вантажу на витрати на функціонування підсистем. Оптимальним значенням для зменшення витрати на функціонування підсистеми “Переробка сировини” є: значення виробничого простою 4–5 хв, швидкості руху автотранспорту без вантажу 9 хв, швидкості руху автотранспорту з вантажем 9 км/год. Оптимальним значенням для зменшення витрати на функціонування підсистеми “Збут сировини” є: значення виробничого простою 4–6 хв, швидкості руху автотранспорту без вантажу 14–16 хв, швидкості руху автотранспорту з вантажем 13–15 км/год. Оптимальним значенням для зменшення витрати на функціонування підсистеми “Надходження сировини” є: значення виробничого простою 4–5 хв, швидкості руху автотранспорту без вантажу 7–8 км/год, швидкості руху автотранспорту з вантажем 10 км/год.
Method of determination of the railway rolling stock coordinates within the track circuit
(Видавництво Львівської політехніки, 2023-06-30) Voznyak, Oleh; Buriak, Serhii; Lviv Polytechnic National University; Ukrainian State University of Science and Technologies
Метою цієї роботи є вирішення однієї з важливих проблем на залізничному транспорті – контроль за положенням рухомих одиниць в межах перегонів. Для вирішення цієї проблеми запропоновано метод постійного моніторингу рейкового кола із визначенням координати накладання поїзного шунта в шунтовому режимі роботи. Оскільки у складі моделі є первинні параметри рейкової лінії, які з часом можуть змінювати свої значення, то запропоновано їх визначати в іншому (нормальному) режимі роботи рейкового кола. Отже, відповідно до запропонованої моделі, спочатку здійснюється визначення вторинних та первинних параметрів рейкового кола у нормальному режимі роботи рейкового кола. Далі, вже у шунтовому режимі його роботи, отримані параметри використовуються під час визначення координати рухомої одиниці. За цим методом, насамперед, визначається режим роботи рейкового кола, який полягає у визначенні стану за його вхідним імпедансом. Виконання цього кроку здійснюється у два етапи: на першому етапі, за станом колійного реле, констатується факт, що рейкове коло не працює у нормальному режимі роботи, а на другому – за значенням вхідного імпедансу рейкової лінії відокремлюється шунтовий режим від контрольного. У шунтовому режимі роботи рейкової лінії визначається координата, а за потреби – швидкість та прискорення рухомої одиниці, яка знаходиться у межах цього рейкового кола. Для підвищення точності визначення зазначених параметрів, у нормальному режимі роботи рейкового кола, за виміряними значеннями струму, напруги і фазового зсуву між ними, уточняються значення вторинних параметрів рейкової лінії шляхом розв’язання оберненої задачі. Зазначений метод не потребує проведення значного об’єму обчислень та дає змогу визначити вторинні параметри рейкової лінії, а через них – і опір її ізоляції. Використання окресленого методу дає змогу визначати відстань, а за потреби – швидкість та прискорення рухомої одиниці, яка знаходиться в межах рейкового кола. Отримані параметри можна використати для контролю за рухомими рейковими одиницями на перегонах між станціями. Застосування цього методу також може бути корисним на ділянках наближення до залізничних переїздів з метою реалізації фіксованого часу сповіщення. Крім цього, завдяки використанню окресленої моделі, можливо також, у контрольному режимі роботи визначати і координату пошкодження рейкової лінії, що дасть змогу зменшити витрати часу на виявлення та усунення пошкодження.
Organization of passenger rail transportation on the section with the combined track Nyzhankovychi-Starzhava
(Видавництво Львівської політехніки, 2023-06-30) Gera, Bohdan; Hermaniuk, Yuliia; Matviiv, Vasyl; Lviv Polytechnic National University; JSC “Ukrzaliznytsia”
Зазначено, що пасажирські перевезення залізничним транспортом є важливою складовою забезпечення транскордонного співробітництва України з сусідніми країнами ЄС. З обох сторін кордону проводяться перетворення на транспорті, розробляються і впроваджуються директиви для встановлення єдиних правил і стандартів успішного функціонування транспорту і переміщення пасажирів. Водночас вдосконалюється організація руху з врахуванням особливостей інфраструктури, а також зміни потоків перевезень, зокрема потоків пасажирів на прикордонних ділянках. Важливою відмінністю залізничної системи України від сусідніх країн ЄС є інша колія. Ширина колії з нашого боку кордону переважно становить 1520 мм і 1435 мм у країн ЄС. Це призводить до цілого ряду пов’язаних із цим особливостей залізничного транспорту. Крім того, відрізняються підходи до регулювання руху. Тому важливою на сьогодні є розробка підходів для управління наскрізними перевезеннями, зокрема, на тестових ділянках залізничної колії. Ця робота спрямована на вирішення однієї актуальної проблеми організації пасажирських перевезень на ділянках, що примикають до станції Хирів. На ділянці експлуатується як колія 1520 мм, так і суміщена колія 1520/1435 мм, що дає змогу організовувати рух із вагонами, розрахованими на відповідну ширину колії. З цією метою у роботі, враховуючи топологію дільниці з умовними відстанями і станціями як вершинами відповідного графа, побудовано математичну модель переміщення пасажирів із використанням поїздів на різних коліях – суміщеній колії між двома станціями на кордоні з Польщею (Нижанковичі–Старжава) та колії шириною 1520 мм (Самбір–Хирів). Зважаючи на особливості станцій, розглядаються можливі маршрути для вибору схеми формування поїздів, тобто маршрути між станціями формування і обертання поїздів. У результаті дослідження побудовано графіки слідування пасажирських поїздів на прикордонних ділянках, що дає змогу визначити раціональну схему руху поїздів та їх обслуговування на станціях. Як приклад, проведено розрахунки для ділянки Нижанковичі–Старжава. Отримано, що для забезпечення заданого пасажиропотоку і організації руху на цій ділянці і прилеглих коліях потрібно ввести щонайменше три пасажирські поїзди. Побудована методика може бути використана також для інших прикордонних ділянок між станціями Польщі і України. Впровадження запропонованого міжнародного маршруту Держ Кордон– Нижанковичі–Хирів–Старжава–Держ Кордон колією 1435 мм допоможе нашим полським сусідам об’єднати два своїх воєводства за допомогою проходження їхнього рухомого складу через територію України. Це дає змогу скоротити пробіг рухомого складу і відстані між двома великими містами Польщі. Україні, своєю чергою, вигідно забезпечувати обслуговування перевезень та відкрити нові міжнародні пасажирські маршрути з подальшим впровадженням на тих самих ділянках колій маршрутів вантажних перевезень.
Regularities of the traffic lane change by the driver when interacting with car-obstacle
(Видавництво Львівської політехніки, 2023-06-30) Prasolenko, Oleksii; Chumachenko, Vitalii; O. M. Beketov National University of Urban Economy in Kharkiv
Представлено результати експериментальних досліджень поводження водіїв під час взаємодії з об’єктами-перешкодами, які зумовлені припаркованими транспортними засобами. На сьогодні паркування автомобілів на двосмугових вулицях є значною проблемою для водіїв під час руху та створює перешкоди. Водіям потрібно вчасно помітити припаркований автомобіль та виконати маневр зміни смуги руху. Все це впливає на траєкторії руху транспортних засобів та функціональний стан водія. Водієві потрібен певний проміжок часу для виконання маневру, який складається з часу реакції, прийняття рішення про зміну смуги руху та виконання дії. Все це ускладнюється умовами руху для водія та створює небезпеку для керування. Якщо водій вчасно не отримає інформацію про розташування паркування на вулиці зі швидкісним рухом, імовірність небезпеки значно підвищується. Крім того, водії для зменшення впливу паркування на функціональний стан організму заздалегідь намагаються змінити смугу руху, яка зайнята попереду паркуванням. Також спостерігається відхилення у поперечному перерізі вулиці за збільшення швидкості руху відносно припаркованого автомобіля, що остаточно вказує на зміну положення на смузі руху. Було встановлено, що водії індивідуально обирають траєкторії зміни смуги руху відповідно до швидкості руху. Крім того, кожен водій на власний розсуд суб’єктивно приймає рішення про початок зміни смуги руху під час виникнення перешкоди на певній відстані. В якості індикатора імовірності знаходження об’єкта перешкоди у небезпечному стані було використано кутову швидкість. Кутова швидкість є основним параметром в орієнтовній діяльності водія та сигналізує про небезпеку. За значень кутової швидкості від 0,015–0,03 рад/c водії намагались завершити маневр та залишити певну відстань до перешкоди (зазор безпеки). Це вказує на певний інтервал кутової швидкості щодо сприйняття об’єкта перешкоди у просторі та відчуття небезпеки. Отримані закономірності зміни смуги руху водіями дозволяють визначити безпечну відстань до паркування та забезпечити безпеку руху шляхом використання відповідної розмітки та дорожніх знаків.
Study of the passengers average waiting time at public transport stops
(Видавництво Львівської політехніки, 2023-06-30) Zhuk, Mykola; Kovalyshyn, Volodymyr; Zelemskyi, Vladyslav; Lviv Polytechnic National University
Зазначено, що у прогнозуванні маршрутів громадського транспорту у містах важливими показниками, які необхідно враховувати, вважають тривалість перебування на маршруті автобусів, пасажирооборот на маршруті, точки притягання та середню тривалість очікування пасажирів на зупинках. Ці показники є основою у плануванні роботи міського транспорту. Зокрема, прогнозування тривалості руху в дорозі методом дослідження середнього часу очікування пасажирів на зупинках є важливим інструментом планування для транспортних компаній. Оскільки це дослідження може покращити якість запланованих послуг зменшенням розриву між фактичним і запланованим часом у дорозі. Обговорено зазначену актуальність і на основі експериментальних даних вказується на користь використання досліджень середньої тривалості очікування пасажирів, особливо із врахуванням груп населення. Насправді, серед великої кількості чинників, що впливають на роботу громадського транспорту, більшість із них, як доведено попередніми дослідженнями, відповідають певній математичній методиці. Аналіз виконано з використанням натурних досліджень пасажиропотоку на зупинках автобусних маршрутів (Львів, Україна). Дослідження пасажиропотоків на зупинках дає можливість покращити якості послуг громадського транспорту (розрахувати точніше тривалість руху між зупинками та тривалість перебування на них). Встановлено тривалість простоїв автобусів на обраних зупинках залежно від кількості пасажирів. Також наведено результати дослідження тривалості очікування пасажирами громадського транспорту на зупинках. Отримано залежності тривалості очікування автобуса від груп населення. На основі цієї інформації оператори системи можуть проєктувати та налаштовувати графіки руху автобусів відповідно до орієнтовної тривалості подорожі.
The influence of important factors on the distribution of heat flows in elements of drum brakes of vehicles
(Видавництво Львівської політехніки, 2023-06-30) Hudz, Hustav; Hlobchak, Mykhailo; Lviv Polytechnic National University
Зазначено, що рух автотранспортних засобів на значних швидкостях неможливий без гальмівної системи, здатної забезпечити високу ефективність гальмування. Встановлено, що найбільш нестійкою ланкою гальмівної системи є гальмовий механізм, оскільки з енергетичної точки зору гальмування фрикційними гальмами становить процес перетворення у тепло частини механічної енергії автотранспортного засобу. Гальмування – власне тривалий процес, упродовж якого змінюються багато параметрів контртіл, зокрема, теплофізичні параметри внаслідок температурних змін, коефіцієнт тертя тощо. Якщо за цих обставин поверхневі та об’ємні температури перевищують допустимі значення, то змінюються фрикційні властивості пар тертя й умови взаємодії деталей, що обумовлює зміну характеристик гальмових механізмів та гальмівної системи загалом. Стандартами більшості країн та міжнародними приписами регламентовано вимірники гальмівних властивостей не тільки за одноразових екстрених гальмувань холодними гальмами, але й за екстрених гальмувань, що здійснюються після перетворення в тепло заданої кількості енергії впродовж заданого часу. З’ясовано, що збереження необхідної ефективності гальмування після перетворення у тепло заданої кількості енергії буде забезпечено лише у випадку, коли гальмівна система володіє достатньою енергоємністю. Об’єктом дослідження є розподіл теплових потоків в елементах гальмового механізму, які визначають критичну температуру поверхонь тертя. Встановлено неспроможність формули Ф. Шаррона коректно оцінити такий розподіл через врахування тільки теплофізичних властивостей матеріалів пар тертя. Показано, що на сіткових теплових моделях із залученням програмного комплексу “Фур’є-2хуz” можна також оцінити вплив конструктивних параметрів гальма та режимів його роботи на розподіл теплових потоків у барабанному гальмі автотранспортного засобу.
The need for eco-driving technologies in urban public transport
(Видавництво Львівської політехніки, 2023-06-30) Slatov, Ivan; Murovany, Igor; Lutsk National Technical University
Розглянуто виклики, що стоять перед громадським транспортом в Україні з точки зору скорочення споживання палива та викидів шкідливих речовин. Відсутність або недостатній розвиток засобів і методів моніторингу поведінки водіїв, а також висока плинність кадрів створюють значні труднощі в контролі за водіям та транспортними засобами. Проведене дослідження в Луцьку дало змогу проаналізувати поведінку водіїв пасажирських автобусів у місті. Результати показали, що типовими режимами водіння є холостий хід (40 %), прискорення (18 %), рух з постійною швидкістю (29 %) та гальмування (13 %). Дослідження також виявило середні значення прискорень і гальмувань, і ці результати не відповідають вимогам економного водіння. Встановлено кореляцію між поведінкою водія та цими динамічними характеристиками розгону і гальмування. Для вирішення зазначиних проблем запропоновано впровадження сучасних рішень, таких як системи допомоги за економного водіння (EDAS) або інтегровані системи, такі як FleetControl від TRIONA, які можуть допомогти проаналізувати умови експлуатації та зменшити витрату палива і викиди шкідливих речовин. Ці програми також можуть слугувати ефективними інструментами моніторингу як для окремих водіїв, так і для транспортних компаній. Описано ці програми та зроблено огляд досліджень, пов’язаних із їх використанням і розвитком. Крім того, наголошено на важливості навчання водіїв екологічному водінню як ефективного методу підвищення економічності використання палива в транспортних компаніях. Наголошено на необхідності подальших досліджень для повного розуміння складнощів функціонування громадського транспорту в Україні та потенційних переваг впровадження інноваційних технологій для сталого та ефективного майбутнього галузі.