ОПЕРЕЖАЮЩАЯ ПОДГОТОВКА ИНЖЕНЕРНЫХ КАДРОВ ДЛЯ ЭКОНОМИКИ 4.0
Проанализирована история развития инженерного о6разования в России. Отмечены его наи6олее важные вехи и черты.
Отмечен вклад в подготовку российских инженеров-транспортников выдающихся ученых и педагогов. Выявлены вызовы времени и перспективы технического о6разования в транспортной отрасли.
ИНФРАСТРУКТУРА ТРАНСПОРТА
В нормах проектирования искусственных сооружений высокоскоростных железнодорожных линий срок служ6ы мостовых сооружений назначается директивно и составляет 100 лет. При зтом фактический средний срок служ6ы железнодорожных мостов находится в диапазоне 40–70 лет. Cрок служ6ы является одной из определяющих универсальных характеристик, отвечающих за основные параметры мостовой конструкции. Нормы проектирования не содержат методик и алгоритмов прогнозирования и о6основания срока служ6ы проектируемых мостов. Уравнения предельных состояний не содержат переменной времени, а козффициенты надежности учитывают вероятностный раз6рос исходных параметров, но не их изменение во времени. В данном исследовании предлагается метод прогнозирования и о6основания срока служ6ы унифицированных железо6етонных пролетных строений железнодорожных мостов, разра6отанных для высокоскоростной железнодорожной магистрали № 1, с учетом одновременного влияния климатических факторов деградации и 6ольших динамических нагрузок в условиях высокоскоростного движения. Все исходные параметры имеют случайный характер, ввиду чего расчет срока служ6ы предлагается вести в стохастической форме, где по результатам расчета получается гистограмма распределения срока служ6ы. По данной гистограмме распределения можно определить срок служ6ы с заданной о6еспеченностью через целевые индексы надежности.
ТРАНСПОРТНЫЕ СРЕДСТВА И ПОДВИЖНОЙ СОСТАВ
Компьютерная симуляция полета беспилотного летательного аппарата в модели с шестью степенями свободы сводится к интегрированию системы из двенадцати нелинейных обыкновенных дифференциальных уравнений. Качество решения и скорость работы симулятора напрямую определяются выбранной схемой интегрирования, однако зтот выбор обычно делается по привычке, без количественного обоснования на конкретных задачах. Цель: дать количественное сравнение пяти одношаговых методов интегрирования – явной схемы Зйлера, метода Хойна, Рунге–Кутты второго порядка в midpoint-формулировке, классического RK4 и адаптивной схемы Рунге–Кутты–Фельберга RKF45 – на задачах динамики БПЛА самолетного типа. B качестве программной основы использован разработанный авторами симулятор на Python. Результаты: на крейсерском полете длительностью 60 с при шаге 0,01 с RK4 дает погрешность по координате 8,6·10–7 м, тогда как явная схема Зйлера при том же шаге накапливает ошибку 1,23 м – разница шесть порядков. На координированном развороте ошибка Зйлера при том же шаге достигает 64 м и делает схему непригодной. Адаптивная схема RKF45 с допуском tol = 10–6 на крейсере сокращает число обращений к правой части с 24 тыс. (RK4, h = 0,01 с) до 5,9 тыс., т.е. в 4 раза, при сопоставимом порядке точности; на участке с ветровым возмущением преимущество еще заметнее – 3,7 против 12 тысяч обращений, причем ошибка RKF45 оказывается в 20 раз меньше по координате и в 20 раз меньше по скорости, чем у RK4 с фиксированным шагом. Практическая значимость: сформулированы количественные рекомендации по выбору интегратора в зависимости от режима полета и требований к детерминированности вычислительного цикла.
ЭКОСИСТЕМА ТРАНСПОРТА: ОБЩЕСТВО, ГОСУДАРСТВО И ГЛОБАЛЬНЫЕ ВЫЗОВЫ
Строительство железных дорог в неблагоприятных природно-климатических условиях Арктической зоны России характеризуется, с одной стороны, дефицитом кондиционных местных грунтов, вызванным широким распространением высокольдистых грунтов; с другой стороны, значительным увеличением потребности в грунтах, вследствии спрямления рельефа трассы на многолетнемерзлых грунтах за счет сооружения насыпей, практически исключая выемки. Все зто факторы значительного удорожания строительства. Предложены технические решения, позволяющие значительно сократить объемы земляных работ и потребности в местных грунтах при строительстве земляного полотна.
K особенностям природно-климатических условий Арктической зоны прежде всего следует отнести гигантские объемы снегопереноса и сложные геокриологические условия. Сильно развитые деструктивные геокриологическими процессы, одним из которых является вязкопластическое течение переувлажненных тонкодисперсных грунтов на склонах в условиях их попеременного промерзания, протаивания и действия силы тяжести (солифлюкция), значительно усложняют выбор трассы объекта.
Изложена технология изменения рельефа на участках пересечения трассой рельефных препятствий путем искусственной солифлюкции. Описаны решения, как провоцирования процесса солифлюкции, так и его остановки в требуемых границах. Рассмотрены наиболее перспективные области применения искусственной солифлюкции: локальные рельефные препятствия и подходы к мостам через несудоходные реки.
Выдвинута гипотеза о термостабилизации грунтов оснований железнодорожных насыпей снежными отложениями, за счет их накопления зимой и сохранения при наступлении теплого периода. Предложены решения по длительной консервации снежных отложений у подошвы насыпей.

