Вчені працюють над підвищенням безпеки залізничного транспорту
У перші дні й тижні повномасштабної війни головним шляхом евакуації для тисяч українців стала Укрзалізниця. Евакуаційні потяги вивозили людей безкоштовно, вдень і вночі, попри обстріли й небезпеку ракетних ударів. І саме критичні об’єкти залізничної інфраструктури стали однією з цілей для ворога. Ворожі ракети влучили в станції у Краматорську, Чаплиному та десятках інших населених пунктів. У квітні 2022 року росіяни вдарили по тяговій станції у Фастові, у червні – по Дарницькому вагоноремонтному заводу (авторка цих рядків мешкає поруч з ДВЗ і добре пам’ятає металевий звук ракети над будинком).
Стратегічне значення залізниці переоцінити неможливо. І саме безпеці критичних об’єктів Укрзалізниці присвячено проєкт науковців Державного університету інфраструктури та технологій «Розробка наукових засад комплексного підвищення безпеки, ефективності експлуатації та управління критичними об’єктами залізничного транспорту в умовах післявоєнного розвитку України». Проєкт переміг у конкурсі «Наука для відбудови України у воєнний та повоєнний періоди» і отримав грантове фінансування Національного фонду досліджень України.
…Вранці 24 лютого 2022 року керівник проєкту, доцент кафедри електромеханіки та рухомого складу залізниць інституту Сергій Гулак збирався на роботу. Його робочий день починається дуже рано, о шостій він уже рушає в дорогу до Києва. В той період Сергій Олександрович виконував обов’язки завідувача кафедри, тому, почувши новини, терміново «переналаштовував» робочі процеси, з’ясовував, чи в безпеці колеги.
Вікна аудиторій кафедри електромеханіки та рухомого складу залізниць виходять на цехи Київського електровагоноремонтного заводу. Науковці тісно співпрацюють з залізничниками, і добре розуміють потреби та виклики, з якими стикається Укрзалізниця у воєнний час.
Вирішенню саме таких викликів і присвячено проєкт, яким керує Сергій Гулак. Одне з основних завдань проєкту – створити методики та технічні рішення для нормалізації роботи тягової системи електропостачання і підвищення якості електроенергії. Саме тягова система живить левову частку локомотивів і електропоїздів залізниці. Енергію від тягових підстанцій отримують також чимало підприємств та домогосподарств поблизу залізниці. «На жаль, експлуатація електрорухомого складу вносить різні спотворюючі фактори в систему, з якої електроенергія надходить до домогосподарств. Наприклад, зміна режимів роботи електрорухомого складу створює перенапругу й відбуваються дуже короткі (на долю секунди) «кидки» чи «провали» струму. Такий короткочасний «кидок» (коли замість 220 вольт у мережі може бути і 2000) можна порівняти з ударом шилом в ізоляцію електромережі. Наслідком цього удару може стати коротке замикання. Наша команда працює на тим, щоб зменшити спотворення, які вносить електрорухомий склад в систему тягового електропостачання», – зазначив співрозмовник.
Також учені міркують над тим, як стабілізувати так звані вищі гармонійні складові в системі струму. Попри красиву назву, ці складові не корисні ні для мереж, ні для побутової техніки, ні для гаманця споживача. «Як відомо, Національна комісія, що здійснює державне регулювання у сферах енергетики та комунальних послуг (НКРЕКП) встановила мінімальне значення коефіцієнту потужності 0,9. Це означає, що зі 100 кВт енергії, яку ви використаєте, корисними будуть лише 90 кВт. Вищі гармонійні складові в системі тягового електропостачання призводять до того, що цей показник падає ще нижче, – пояснив науковець. – Тобто корисної потужності може бути й 70 відсотків, але заплатити доведеться за 100».
До речі, нещодавно в журналі, який видає Академія наук Молдови (видання індексується в Scopus та Web of Science), надруковано статтю Сергія Гулака, що присвячена видаленню вищих гармонійних складових в системах тягового приводу електровозу. Автор пропонує впровадити нову систему діагностики тягового двигуна. Одна з новацій передбачає, що машиніст матиме право одразу вимкнути двигун навіть при найменших збоях. «Це допоможе дотримуватися максимальних стандартів безпеки, – наголосив співрозмовник. – В рамках проєкту плануємо, зокрема, розробити алгоритми діагностування елементів рухомого складу».
Одним з завдань проєкту є оптимізація графіку руху поїздів (після численних обстрілів інфраструктура залізниці частково ушкоджена, її пропускна здатність зменшилася). Для вирішення цього питання вчені пропонують застосувати методи теорії ухвалення рішень. Ці методи дозволяють з безлічі алгоритмів вибрати найоптимальніші. Також дослідники пропонують запровадити систему технічного обслуговування «не за календарним планом», а одразу, коли машиніст запідозрить збій у роботі рухомого складу. Саме так, за словами вченого, роблять у США, Канаді, країнах Європи тощо.
Запитуємо у керівника проєкту: чи має команда план щодо застосування результатів проєкту?
Сергій Олександрович розповів, що перед війною вчені запропонували Укрзалізниці проаналізувати вплив спотворень, які вносить рухомий склад залізниці, на систему тягового постачання. У січні 2022 року дирекція Укрзалізниці ухвалила рішення створити на кафедрі інституту відокремлений структурний підрозділ для вивчення саме цієї теми. На жаль, війна призупинила ці плани, але науковці продовжують роботу. «Ми багато років співпрацюємо з залізницею і чітко розуміємо, де можна застосувати результати наших досліджень», – зазначив пан Сергій.
Проєкт виконують і провідні вчені, і наукова молодь. Це, зокрема, ризик-менеджер технологічних процесів Юрій Дудник, фахівець з інтелектуальних систем на залізничному транспорті Олександр Горобченко, фахівець з оптимізації логістичних процесів В’ячеслав Мацюк (викладає в НУБіП), спеціаліст з моніторингу ефективності експлуатації транспортних засобів Ігор Грицук (Херсонська державна морська академія). А також – фахівець з телекомунікаційних систем Галина Голуб, спеціаліст з метрології Іван Кульбовський, фахівець з розробки систем автоматизації та математичного моделювання Олесь Гайденко (Київський електромеханічний фаховий коледж).
Також у проєкті працюють аспіранти Олександр Неведров, Денис Заїка й Олена Козачук та студенти Олексій Ступко й Роман Васькевич.
– Грант НФДУ дає змогу студентам заробляти, – додав співрозмовник. – Нехай це й невеликі кошти, але вони зароблені власною працею і розумом. Окрім того, молоді люди вчаться реалізовувати важливі проєкти і впроваджувати результати. Це важливий досвід, який обов’язково знадобиться у післявоєнний період.
До речі, керівник проєкту також поставив запитання інтерв’юеру. «Чому ви не запитуєте, чому ми подали заявку саме в НФДУ?», – з посмішкою поцікавився він. І відповів: «Співпраця з Фондом є «знаком якості» для команди дослідників. Фонд найретельніше відбирає проєкти і має бездоганну репутацію. Тому виконання проєкту в НФДУ відкриває нові можливості і в інших фондах».
Світлана ГАЛАТА
