Розроблено методологію визначення раціональних систем утримування. Надано модель розрахунку раціонального утримування парку тягового рухомого складу (ТРС) з врахуванням обсягів і технології відновлювальних робіт. Досліджено інженерно-економічну модель визначення раціонального утримування ТРС. Встановлено модель диференційних включень для визначення характеристик раціональних межових значень параметрів діагностування. Вдосконалено аксіоматику теорії відновлення. Розглянуто задачу побудови раціональної системи планових відновлень з лінійною інтенсивністю відмов як задачу векторної оптимізації. Висвітлено математичну модель розрахунку витрат ресурсів з врахуванням можливостей ремонтної бази та прийнятої технології ремонту для оцінки ефективності системи утримування локомотивів. Встановлено математичну модель визначення стану парку локомотивів з врахуванням статистичних даних знаходження локомотивів у різних станах протягом доби.

Розглянутий метод порівняння моделей технічного обслуговування та ремонту ТРС дозволяє аналізувати надійність ТРС, що знаходиться в експлуатації, до відмови за відсутності інформації або коли відома лише одна точка функції розподілу "життєвого циклу" ТРС. І так само визначити оптимальний план діагностичних перевірок ТРС, тобто їх кількості та моменти виконання. Наведене порівняння двох моделей технічного обслуговування та ремонту ТРС у разі обраного обсягу вихідних даних вказує на можливі варіанти прийняття раціональних заходів (рішень) під час організації планів діагностичних перевірок.

Розглянуто питання з пред'явлення вимог до надійності окремих вузлів та агрегатів тягового рухомого складу (ТРС) на етапі ескізного проектування для випадку, коли вимоги по надійності ТРС в цілому відомі.

Розглянуто найбільш поширені способи визначення сили тяги локомотива. Рішення задач тягових розрахунків передбачає визначення сил, що діють на поїзд у кожній точці шляху. Під час вибору раціональних траєкторій руху поїзда й у разі розробки режимних карт ведення поїзда необхідно визначати фактичне значення сили тяги локомотива. З урахуванням різних факторів, значення потужності ТЕД локомотива можуть мати значну різницю. Мета дослідження - вдосконалення системи оперативного визначення сили тяги локомотива під час тягових розрахунків по електричним параметрам ТЕД за рахунок урахування нерівномірності навантаження КМБ. Запропоновано методику визначення сили тяги електровозів та тепловозів з електричною передачею, в основу якої покладено одержання первинних даних про режим роботи тягових електричних двигунів постійного струму. Наведено датчики й схему їх включення в електричну схему тепловоза для одержання даних у цифровому вигляді й оперативного розрахунку режиму роботи кожного тягового електродвигуна, а також визначення сили тяги локомотива. Проведено експериментальне дослідження системи визначення сили тяги на тяговому електродвигуні ЕД-105. Проведено порівняння електричної та механічної потужностей електродвигуна. Запропоновано систему оперативного визначення сили тяги локомотивів, яка враховує змінні електромеханічні фактори колісно-моторних блоків і збільшує точність розрахунків. Система є складовою частиною бортового комплексу визначення енергоефективних режимів ведення поїздів та забезпечує визначення прискорюючих та сповільнюючих сил.

Розглянуто способи рушання з місця та набору швидкості поїзда. Тягові розрахунки з визначенням енергозаощаджуючих траєкторій передбачають пошук раціональної залежності витрат енергоресурсів від часу ходу поїзда. Під час вибору енергозаощаджуючих траєкторій руху поїзда та при розробці режимних карт ведення поїздів необхідно враховувати змінні параметри, такі як: профіль ділянки, масу складу, серію локомотива та ін. Розглянуто одержання енергозаощаджуючої функції управління тягою при рушанні та розгоні з метою зменшення питомих витрат енергоресурсів за рахунок удосконалення алгоритму розрахунку багатоваріантних траєкторій руху поїзда. Запропоновано методику вибору енергозаощаджуючої траєкторії руху при розгоні поїзда та управлінні потужністю електровозів і тепловозів із електричною передачею, в основу якої покладено математичні методи рівномірного пошуку та параметричної оптимізації. Для змінних параметрів складу та поїзної ситуації побудовано двохпараметричну функціональну залежність управління потужністю локомотива та аналітично визначено ефективність запропонованого алгоритму. За результатами роботи одержано енергозаощаджуючу функцію управління тягою, яка залежить від маси складу та ухилу. На відміну від існуючих розробок раціонального ведення поїздів дана функція потребує значно менше машинного часу при високій точності розрахунків, що надає можливість її впровадження в бортову систему керування локомотивом та економії енергоресурсів. Експериментально визначений вченими алгоритм, який є складовою частиною бортового програмного комплексу визначення енергозаощаджуючих режимів ведення поїздів, сприятиме зниженню витрат енергоресурсів.

Викладено детальне обгрунтування доцільності експлуатації безтопкових паровозів на території України. Розглянуто можливість часткової заміни маневрового парку локомотивів на пароакумуляторні локомотиви на ПАТ "Укрзалізниця" та експлуатація їх на території промислових підприємств. Впровадження пароакумуляторних локомотивів надасть змогу відмовитись від витрат дизельного палива на маневрову роботу та зменшити вартість "життєвого циклу" локомотива як транспортної одиниці.

Викладено обгрунтування економічної доцільності організації на залізничних станціях України транспортно-енергетичних вузлів (ТЕВ) з експлуатацією спеціальних пароакумуляторних тягово-маневрових машин (СТММ ПАЛ 9П). Впровадження ТЕВ надасть змогу суттєво знизити собівартість виконуваної на залізничних станціях маневрової роботи шляхом ліквідації цільових витрат дизельного палива на її виконання через впровадження альтернативних видів палива.

Проведено аналіз прийнятих одиниць виміру виконуваної транспортної роботи, показано, що на практиці не враховується виконувана тягова робота в частині подолання різниці між потенціальною енергією одного й того поїзда в пункті його відправлення і в пункті прибуття. Вказано на недоліки оцінки важкості профілю і траси шляху в теорії тяги поїздів користуються за віртуальними (еквівалентними) характеристиками, до яких відносяться і віртуальний коефіцієнт важкості ділянки шляху (коефіцієнт складності), що включає до свого визначення відношення обсягів витраченої механічної роботи. Запропоновано впровадження додаткової (паралельної) одиниці вимірювання виконаної транспортної роботи.

Проведено аналіз прийнятих одиниць виміру виконуваної транспортної роботи, показано, що на практиці не враховується виконувана тягова робота в частині подолання різниці між потенціальною енергією одного й того поїзда в пункті його відправлення і в пункті прибуття. Вказано на недоліки оцінки важкості профілю і траси шляху в теорії тяги поїздів користуються за віртуальними (еквівалентними) характеристиками, до яких відносяться і віртуальний коефіцієнт важкості ділянки шляху (коефіцієнт складності), що включає до свого визначення відношення обсягів витраченої механічної роботи. Запропоновано впровадження додаткової (паралельної) одиниці вимірювання виконаної транспортної роботи.

Мета та завдання наведених у статті досліджень - розробка апаратно-програмного комплексу для визначення технічного стану циліндропоршневої групи, що забезпечить зменшення витрат матеріальних ресурсів та часу на виконання операцій з її технічного діагностування, зменшення часу простою на всіх видах ремонтів, в тому числі позапланових, та забезпечення відповідного рівня безпеки руху рухомого складу. Розроблено методику визначення технічного стану циліндропоршневої групи, яка базується на застосуванні математичних методів інтерполяції, системного аналізу, теорії двигунів внутрішнього згоряння та засобів програмування електронних контролерів. В ході виконання даного дослідження виконано огляд та аналіз характеристик різних типів датчиків масової витрати повітря. На підставі характеристик датчиків масової витрати повітря та з урахуванням їх недоліків розроблено комплекс, призначений для визначення масової витрати повітря, який буде забезпечувати реалізацію поставлених задач з нерозбірного технічного діагностування циліндропоршневої групи та написано програму керування контролером, який забезпечує опитування датчиків масової витрати повітря та визначення значення параметрів технічного діагностування циліндропоршневої групи. Розроблено метод нерозбірного діагностування силової енергетичної установки за втратами свіжого заряду в циліндрах дизеля. На відміну від існуючих методів нерозбірного технічного діагностування застосування даного апаратного комплексу при технічному діагностуванні циліндропоршневої групи потребує значно менше машинного часу при високій точності розрахунків, що дає можливість значно скоротити витрати часу на виконання технологічних операцій з технічного діагностування та підвищити економію матеріальних, людських та енергоресурсів.