ВЫПУСК № 3

Родительская категория: ISSN Международный технический журнал 2024

СОДЕРЖАНИЕ

ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИИ, ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ, И ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА
Орлов К. В., Судник Ю. А. Анализ существующих средств и методов обеспечения электропожаробезопасности в АПК	7
ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ И СИСТЕМЫ
Аль-Мохаммедави Али Джбер Мшкил, Юшкевич У. К. Сравнительный анализ односторонних и двусторонних зарядных станций для электромобилей: особенности функционирования, инфраструктура, проблемы и пути их решения	15
Сахарчук А. В. Влияние реактивной мощности на динамическую устойчивость электрической системы	28
ТЕХНОЛОГИИ, МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА
Севрюгина Н. С., Апатенко А. С., Арженовский А. Г. Концепция перехода к НБИКС-природоподобным технологиям эксплуатации технических систем машин и оборудования	36
Пухов Е. В., Кочкин С. С. Разработка математической модели функционирования автомобильных топливных заправщиков при выполнении сельскохозяйственных работ	49
Апатенко А. С., Некрасов С. И., Фомин А. Ю. Использование нейронных сетей для оптимизации процесса доставки грузов предприятий АПК	57
Руденко И. И., Шамарин Ю. А., Голубев М. И. Результаты исследований упругопрочностных свойств резинотехнических изделий дизельных двигателей ЯМЗ 236, 238, 240	67
Митягин Г. Е., Бисенов М. К., Шейкин В. С. Вторичное использование агрегатов и узлов электромобилей	74

CONTENT

ELECTRICAL TECHNOLOGY, ELECTRICAL EQUIPMENT, AND POWER SUPPLY OF THE AGRO-INDUSTRIAL COMPLEX	7
Orlov K. V., Sudnik Yu. A. Analysis of existing means and methods of ensuring electrical fire safety in agro-industrial complexes
ELECTRICAL SYSTEMS AND SYSTEMS
Al-Mohammedawi Ali Jber Mshkil, Yushkevich U. K. Comparative analysis of one-way and two-way charging stations for electric vehicles: infrastructure, challenges and opportunities	15
Sakharchuk A. V. Influence of reactive power on the dynamic stability of the electrical system	28
TECHNOLOGIES, MACHINERY AND EQUIPMENT FOR THE AGRO-INDUSTRIAL COMPLEX
Sevryugina N. S., Apatenko A. S., Arzhenovsky A. G. The concept of transition to NBICS nature-like technologies for the operation of technical systems of machines and equipment	36
Pukhov E. V., Kochkin S. S. Development of mathematic model for fuel supply vehicles functioning withim agricultural operation simplementation	49
Apatenko A. S., Nekrasov S. I., Fomin A. Yu. Using neural networks to optimize the process of cargo delivery for agricultural enterprises	57
Rudenko I. I., Shamarin Yu. A., Golubev M. I. The results of studies of elastic-strength properties of rubber products of diesel engines YAMZ 236, 238, 240	67
Mityagin G. E., Bisenov M. K., Shejkin V. S. Recycling of units and assemblies of electric vehicles	74

УДК 629.4.047.4:338.436.33
DOI 10.34286/2949-4176-2024-90-3-7-14

Кирилл Викторович Орлов, кандидат технических наук, доцент, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Российский государственный аграрный университет – МСХА имени К. А. Тимирязева, Россия, Москва
Юрий Александрович Судник, доктор технических наук, профессор, ORCID: https://orcid.org/ 0000-0003-3725-9860, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Российский государственный аграрный университет – МСХА имени К. А. Тимирязева, Россия, Москва

Анализ существующих средств и методов обеспечения электропожаробезопасности в АПК

Аннотация. В статье установлено, что среднегодовое количество электропожаров составляет 50…60 тыс. шт. в год. Рассмотрены основные причины, приводящие к электропожарам, приведена классификация факторов электропожаробезопасности, выделены их основные категории: организационные, физические и температурные. Особое внимание уделено необходимости учета организационных факторов электропожаробезопасности, включающих наличие утвержденного рабочего проекта, исполнительной и приемо-сдаточной документации; журналов аварийных событий. Сформулирована концепция типовой структуры электрифицированного объекта «распределительный щит – кабель – электропотребитель». Установлены условия эксплуатации электрифицированных объектов АПК. Выявлены ранги пожарной опасности для различных потребителей, а также классифицированы известные средства обеспечения электропожаробезопасности по принципу действия и зонам размещения. Определены недостатки таких средств, обоснованы направления дальнейшего их совершенствования. Проведена классификация научных направлений в области повышения электропожаробезопасности, рассмотрены основные характеристики таких направлений.
Ключевые слова: электропожаробезопасность, факторы электропожаробезопасности, системы обеспечения электропожаробезопасности, мониторинг электропожаробезопасности, ранг пожарной опасности, электрифицированный объект АПК.

Kirill V. Orlov, Ph. D. of Engineering Sciences, Associate Professor, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Russian Timiryazev State Agrarian University, Russia, Moscow
Yuri A. Sudnik, Advanced Doctor in Engineering Sciences, Professor, ORCID: https://orcid.org/ 0000-0003-3725-9860, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Russian Timiryazev State Agrarian University, Russia, Moscow

Analysis of existing means and methods of ensuring electrical fire safety in agro-industrial complexes

Abstract. The article establishes that the average annual number of electric fires is 50...60 thousand per year. The main reasons leading to electrical fires are considered, classification of electrical fire safety factors is given, their main categories are highlighted: organisational, physical and temperature. Particular attention is paid to the need to take into account the organisational factors of electrical fire safety, including the presence of an approved detailed design, executive and acceptance documentation; logs of emergency events. The concept of a typical structure of the electrified object ‘switchboard - cable - electric consumer’ is formulated. The conditions of operation of electrified objects of the AIC are established. Ranks of fire danger for various consumers are revealed, and also known means of ensuring electrical fire safety by the principle of action and zones of placement are classified. The disadvantages of such means are determined, the directions of their further improvement are substantiated. The classification of scientific directions in the field of electrical fire safety improvement is carried out, the main characteristics of such directions are considered. ent is carried out, the main characteristics of such directions are considered.
Keywords: electrical fire safety, electrical fire safety factors, electrical fire safety systems, electrical fire safety monitoring, fire danger ranking, electrified AIC object.

Библиографический список

1. Пожары и пожарная безопасность в 2022 году: информационно-аналитический сборник / В. С. Гончаренко, Т. А. Чечетина, В. И. Сибирко [и др.]. Балашиха : ФГБУ ВНИИПО МЧС России, 2023. 80 с. EDN: IKFNVG
2. Худоногов А. М., Никольский О. К., Сошников А. А. Защитное отключение в системах сельского электроснабжения // Ползуновский вестник. 2011. №2-2. С. 317–320.
3. Сошников А. А., Компанеец Б. С. Количественные показатели в технологиях безопасности // Ползуновский вестник. 2014. №4-1. С. 119–123.
4. Современные технологии в системах техногенной безопасности образовательных учреждений / А. А. Сошников, Н. П. Воробьев, Б. С. Компанеец, Е. В. Титов // Вестник КрасГАУ. 2012. № 6. С. 184–189. EDN: OZQYCD.
5. Дианов В. Н., Люминарская Е. С. Обнаружение и регистрация скрытых дефектов в электронной аппаратуре // Транспортные системы и технологии. 2016. Т. 2. № 2. C. 103–105. doi: 10.17816/transsyst201622103-105.
6. Евграфов А. В. Устройство для прогнозирования торфяных пожаров // Вестник Международной общественной академии экологической безопасности и природопользования. 2008. № 4(11). С. 62–68. EDN: OFXGTR.
7. Дидманидзе О. Н., Евграфов А. В. Влияние плотности торфяных почв на возникновение ландшафтных пожаров // Природообустройство. 2022. № 4. EDN: AQHMQU.
8. Евграфов А. В. Инновационный метод мониторинга лесоторфяных пожаров и его приборное обеспечение // Природообустройство. 2011. № 3. EDN: OFXGTR.
9. Журавлёв Д. В., Зыков В. И. Разработка системы комплексного мониторинга пожарной безопасности объектов энергетического комплекса // Материалы VIII Международной научно-практической конференция молодых ученых и специалистов «Проблемы техносферной безопасноети–2019». М. : Академия ГПС МЧС России, 2019. С. 55–61. EDN: QGLLDH.
10. Обстановка с пожарами в Российской Федерации в I квартале 2024 года / Т. А. Чечетина, В. С. Гончаренко, Ю. А. Матюшин, О. В. Надточий // Пожарная безопасность. 2024. № 2(115). С. 118–135. EDN CZLMSM.
11. Королев И. С., Степанов Б. М. Способ обнаружения пожаровзрывоопасных неисправностей в электроустановках // Пожаровзрывобезопасность. 2003. № 1. С. 47–50. EDN: PEGZBX.
12. Пат. 2159468. Российская Федерация, G 08 B 17/06, G 08 B 25/10. Способ предупреждения пожара при неисправности в электрической сети или электроустановке (варианты) и устройство для его осуществления / Королев И. С., Королева Е. И.; заявитель и патентообладатель Королев И. С., Королева Е. И. № 2000100567/09 ; заявл. 01.12.2000 ; опубл. 11.20. 2000.
13. Пат. 76150. Российская Федерация, МПК 7 G 08 B 25/10. Система диагностирования электроконтактных сбоев и прогнозирования пожаров / Орлов К. В., Судник Ю. А.; заявитель и патентообладатель Орлов К. В., Судник Ю. А. № 2008112158/22 ; заявл. 01.04.2008, опубл. 10.09.2006.

References

1. Pozhary i pozharnaya bezopasnost' v 2022 godu: informacionno-analiticheskij sbornik [Fires and fire safety in 2022: information and analytical collection] / V. S. Goncharenko, T. A. Chechetina, V. I. Sibirko [i dr.]. Balashiha : FGBU VNIIPO MCHS Rossii, 2023. 80 р. EDN: IKFNVG
2. Hudonogov A. M., Nikol'skij O. K., Soshnikov A. A. Zashchitnoe otklyuchenie v sistemah sel'skogo elektrosnabzheniya [Protective shutdown in the rural power supply systems (in Russian)] // Polzunovskij vestnik. 2011. №2-2. рр. 317–320.
3. Soshnikov A. A., Kompaneec B. S. Kolichestvennye pokazateli v tekhnologiyah bezopasnosti [Quantitative indicators in safety technologies] // Polzunovskij vestnik. 2014. №4-1. рр. 119–123.
4. Sovremennye tekhnologii v sistemah tekhnogennoj bezopasnosti obrazovatel'nyh uchrezhdenij [Modern technologies in the systems of technogenic safety of educational institutions] / A. A. Soshnikov, N. P. Vorob'ev, B. S. Kompaneec, E. V. Titov // Vestnik KrasGAU. 2012. № 6. рр. 184–189. EDN: OZQYCD.
5. Dianov V. N., Lyuminarskaya E. S. Obnaruzhenie i registraciya skrytyh defektov v elektronnoj apparature [Detection and registration of hidden defects in electronic equipment (in Russian)] // Transportnye sistemy i tekhnologii. 2016. T. 2. № 2. рр. 103–105. doi: 10.17816/transsyst201622103-105.
6. Evgrafov A. V. Ustrojstvo dlya prognozirovaniya torfyanyh pozharov [Device for peat fire forecasting] // Vestnik Mezhdunarodnoj obshchestvennoj akademii ekologicheskoj bezopasnosti i prirodopol'zovaniya. 2008. № 4(11). рр. 62–68. EDN: OFXGTR.
7. Didmanidze O. N., Evgrafov A. V. Vliyanie plotnosti torfyanyh pochv na vozniknovenie landshaftnyh pozharov [Influence of peat soil density on the occurrence of landscape fires] // Prirodoobustrojstvo. 2022. № 4. EDN: AQHMQU.
8. Evgrafov A. V. Innovacionnyj metod monitoringa lesotorfyanyh pozharov i ego pribornoe obespechenie [Innovative method of monitoring forest and peat fires and its instrumentation] // Prirodoobustrojstvo. 2011. № 3. EDN: OFXGTR.
9. Zhuravlyov D. V., Zykov V. I. Razrabotka sistemy kompleksnogo monitoringa pozharnoj bezopasnosti ob"ektov energeticheskogo kompleksa [Development of the system of complex monitoring of fire safety of objects of the energy complex] // Materialy VIII Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferenciya molodyh uchenyh i specialistov «Problemy tekhnosfernoj bezopasnoeti–2019». M. : Akademiya GPS MCHS Rossii, 2019. рр. 55–61. EDN: QGLLDH.
10. Obstanovka s pozharami v Rossijskoj Federacii v I kvartale 2024 goda [Fire situation in the Russian Federation in the first quarter of 2024] / T. A. Chechetina, V. S. Goncharenko, Yu. A. Matyushin, O. V. Nadtochij // Pozharnaya bezopasnost'. 2024. № 2(115). рр. 118–135. EDN CZLMSM.
11. Korolev I. S., Stepanov B. M. Sposob obnaruzheniya pozharovzryvoopasnyh neispravnostej v elektroustanovkah [Method of the fire-explosive faults detection in the electrical installations] // Pozharovzryvobezopasnost'. 2003. № 1. рр. 47–50. EDN: PEGZBX.
12. Pat. 2159468. Rossijskaya Federaciya, G 08 B 17/06, G 08 B 25/10. Sposob preduprezhdeniya pozhara pri neispravnosti v elektricheskoj seti ili elektroustanovke (varianty) i ustrojstvo dlya ego osushchestvleniya [Method of fire prevention in case of a fault in an electrical network or electrical installation (variants) and a device for its realisation] / Korolev I. S., Koroleva E. I.; zayavitel' i patentoobladatel' Korolev I. S., Koroleva E. I. № 2000100567/09 ; zayavl. 01.12.2000 ; opubl. 11.20. 2000.
13. Pat. 76150. Rossijskaya Federaciya, MPK 7 G 08 B 25/10. Sistema diagnostirovaniya elektrokontaktnyh sboev i prognozirovaniya pozharov [System of diagnostics of electrical contact failures and fire forecasting] / Orlov K. V., Sudnik Yu. A.; zayavitel' i patentoobladatel' Orlov K. V., Sudnik Yu. A. № 2008112158/22 ; zayavl. 01.04.2008, opubl. 10.09.2006.

Заявленный вклад авторов: все авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Contribution of the authors: the authors contributed equally to this article. The authors declare no conflicts of interests.

Статья поступила в редакцию 29.06.2024, одобрена после рецензирования 09.07.2024, принята к публикации 11.07.2024.
The article was submitted 29.06.2024, approved after reviewing 09.07.2024, accepted for publication 11.07.2024.

Для цитирования: Орлов К. В., Судник Ю. А.

Анализ существующих средств и методов обеспечения электропожаробезопасности в АПК // Международный технический журнал. 2024. № 3 (90). С. 50–60.

For Citation: Orlov K. V., Sudnik Yu. A.

Analysis of existing means and methods of ensuring electrical fire safety in agro-industrial complexes // International Technical Journal. 2024. № 3 (90). рр. 50–60.

УДК 621.31
DOI 10.34286/2949-4176-2024-90-3-15-27

Аль-Мохаммедави Али Джбер Мшкил, аспирант, ORCID: https://orcid.org/0000-0003-0583-0559, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ), Россия, Москва
Устинья Кирилловна Юшкевич, аспирант, ORCID: https://orcid.org/0009-0009-4599-8605, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ), Россия, Москва

Сравнительный анализ односторонних и двусторонних зарядных станций для электромобилей:

особенности функционирования, инфраструктура, проблемы и пути их решения

Аннотация. В работе проведен сравнительный анализ односторонних (унидирекциональных) и двусторонних (бидирекциональных) зарядных станций, подчеркивая потенциал технологии Vehicle-to-Grid (V2G). V2G предлагает такие преимущества, как управление активной мощностью и распределение нагрузки, но также сталкивается с проблемами, включая сокращение срока службы батареи и увеличение нагрузки на связь. Дополнительно обсуждается потенциал солнечной энергии для зарядки ЭМ, подчеркивая устойчивое будущее транспорта через использование фотоэлектрической энергии. Результаты исследования показали, что развитие зарядной инфраструктуры для электромобилей (ЭМ) является ключевым для их успешной интеграции. Быстрая зарядка постоянного тока была наиболее эффективной для сокращения времени зарядки, несмотря на значительные инвестиции и влияние на электросети. Методы оптимизации, такие как дифференциальная эволюция и квантовая ройная оптимизация, показали высокую эффективность в интеграции возобновляемых источников энергии (ВИЭ) и ЭМ в энергосистему, как продемонстрировано на примере Марокко. Анализ технологии Vehicle-to-Grid (V2G) выявил преимущества в управлении мощностью и распределении нагрузки, но также отметил проблемы сокращения срока службы батарей и увеличения нагрузки на связь. Потенциал использования солнечной энергии для зарядки ЭМ также подтвержден, что способствует устойчивому развитию транспортной системы. Важно международное сотрудничество для стандартизации и оптимизации интеграции ЭМ и ВИЭ в энергосистемы. Проанализированы полученные результаты исследования, их значимость и практическая применимость. В заключение сделаны основные выводы о важности исследования для промышленности и перспективах развития аддитивных технологий.
Ключевые слова: электромобили, зарядная инфраструктура, интеграция возобновляемых источников энергии, Vehicle-to-Grid (V2G), унидирекциональная зарядка, бидирекциональная зарядка, фотоэлектрическая энергия, стабильность энергосистемы, технологические достижения, устойчивость.

Благодарности. Авторы выражают признательность коллегам за помощь в проведении исследования и работе над статьей.

Al-Mohammedawi Ali Jber Mshkil, Postgraduate, ORCID: https://orcid.org/0000-0003-0583-0559, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Moscow Automobile and Road Construction State Technical University, Russia, Moscow
Ustinya K. Yushkevich, Postgraduate, ORCID: https://orcid.org/0009-0009-4599-8605, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Moscow Automobile and Road Construction State Technical University, Russia, Moscow

Comparative analysis of one-way and two-way charging stations
for electric vehicles: infrastructure, challenges and opportunities

Abstract. The paper provides a comparative analysis of one-way (unidirectional) and two-way (bidirectional) charging stations, highlighting the potential of Vehicle-to-Grid (V2G) technology. V2G offers benefits such as active power management and load sharing, but also faces challenges including reduced battery life and increased communication load. Additionally, the potential of solar energy for EM charging is discussed, emphasising a sustainable future of transport through the use of photovoltaic energy. The results of the study showed that the development of charging infrastructure for electric vehicles (EVs) is key to their successful integration. DC fast charging was the most effective for reducing charging times despite the significant investment and impact on the power grid. Optimisation techniques such as differential evolution and quantum swarm optimisation have shown high efficiency in integrating renewable energy sources (RES) and EMs into the power system, as demonstrated in the case of Morocco. Analyses of Vehicle-to-Grid (V2G) technology have identified benefits in power management and load sharing, but also highlighted the challenges of reduced battery life and increased communication load. The potential of using solar energy for EM charging has also been confirmed, which contributes to the sustainable development of the transport system. International cooperation is important to standardise and optimise the integration of EM and RES in power systems. The obtained results of the study, their significance and practical applicability are analysed. The main conclusions about the importance of the study for the industry and the prospects for the development of additive technologies are drawn in the conclusion.
Keywords: electric vehicles, charging infrastructure, renewable energy integration, Vehicle-to-Grid (V2G), unidirectional charging, bidirectional charging, photovoltaic energy, grid stability, technological advances, sustainability.

Acknowledgements.
The authors would like to thank their colleagues for their help in conducting the study and working on the article.

Библиографический список / References

1. FalvoM. C., Moscatiello C., Manganelli M., Vellucci F. Electrical Vehicles and Charging Stations: State of Art and Future Perspectives; Electrical Vehicles and Charging Stations: State of Art and Future Perspectives, 2022. doi: 10.1109/EEEIC/ICPSEU.
2. Falvo M. C., Sbordone D., Bayram I. S. и Devetsikiotis M. EV charging stations and modes: International standards, в 2014 International Symposium on Power Electronics, Electrical Drives, Automation and Motion, SPEEDAM 2014, IEEE Computer Society, 2014. рр. 1134–1139. doi: 10.1109/SPEEDAM.2014.6872107.
3. Sinha P., Paul K., Deb S., Sachan S. Comprehensive Review Based on the Impact of Integrating Electric Vehicle and Renewable Energy Sources to the Gri, Energies, т. 16, vol. 6. MDPI, 1 март 2023 г. doi: 10.3390/en16062924.
4. Drhorhi I., El Fadili A. Impact of renewable energy sources technologies on power system stability: a Moroccan case study // International Journal of Power Electronics and Drive Systems, т. 13, vol. 4, рр. 2120–2127, дек. 2022. doi: 10.11591/ijpeds.v13.i4.pp2120-2127.
5. Mastoi M. S. et al. A study of charging-dispatch strategies and vehicle-to-grid technologies for electric vehicles in distribution networks, Energy Reports, т. 9. Elsevier Ltd, рр. 1777–1806, 1 December 2023. doi: 10.1016/j.egyr.2022.12.139.
6. Zema T., Sulich A., Grzesiak S. Charging Stations and Electromobility Development: A Cross-Country Comparative Analysis», Energies (Basel), т. 16, vol. 1, January 2023, doi: 10.3390/en16010032.
7. Olcay K., Çetinkaya N. Analysis of the Electric Vehicle Charging Stations Effects on the Electricity Network with Artificial Neural Network, Energies (Basel), т. 16, vol. 3, February 2023. doi: 10.3390/en16031282.
8. Ma C. T. System planning of grid-connected electric vehicle charging stations and key technologies: A review, Energies, т. 12, vol. 21. MDPI AG, 2019. doi: 10.3390/en12214201.
9. Pragaspathy S., Rao R. V. D. R., Karthikeyan V., Bhukya R., Nalli P. K., Korlepara K. N. S. D. P. Analysis and Appropriate Choice of Power Converters for Electric Vehicle Charging Infrastructure, in Proceedings of the 2nd International Conference on Artificial Intelligence and Smart Energy, ICAIS 2022, Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc., 2022. рр. 1554–1558. doi: 10.1109/ICAIS53314.2022.9742853.
10. Venugopal R. et al. Review on Unidirectional Non-Isolated High Gain DC-DC Converters for EV Sustainable DC Fast Charging Applications», IEEE Access, т. 11, рр. 78299–78338, 2023. doi: 10.1109/ACCESS.2023.3276860.
11. Wang J., Wang B., Zhang L., Wang J., Shchurov N. I., Malozyomov B. V. Review of bidirectional DC–DC converter topologies for hybrid energy storage system of new energy vehicles, Green Energy and Intelligent Transportation, т. 1, vol. 2. Elsevier B. V., 1 September 2022. doi: 10.1016/j.geits.2022.100010.
12. Deshmukh S. (Gore) et al. Review on classification of resonant converters for electric vehicle application, Energy Reports, т. 8. Elsevier Ltd, рр. 1091–1113, 1 November 2022. doi: 10.1016/j.egyr.2021.12.013.
13. Kolli A., Gaillard A., De Bernardinis A., Bethoux O., Hissel D., Khatir Z. A review on DC/DC converter architectures for power fuel cell applications», Energy Conversion and Management, т. 105. Elsevier Ltd, рр. 716–730, 24 August 2015. doi: 10.1016/j.enconman.2015.07.060.
14. Tu H., Feng H., Srdic S., Lukic S. Extreme Fast Charging of Electric Vehicles: A Technology Overview, IEEE Transactions on Transportation Electrification, т. 5, vol. 4, рр. 861–878, December 2019. doi: 10.1109/TTE.2019.2958709.
15. Alkawsi G., Baashar Y., Dallatu Abbas U., Alkahtani A. A., Tiong S. K. Review of renewable energy-based charging infrastructure for electric vehicles, Applied Sciences (Switzerland), т. 11, vol. 9. MDPI AG, 1 May 2021. doi: 10.3390/app11093847.
16. Sayed K., A. Almutairi, N. Albagami, O. Alrumayh, A. G. Abo-Khalil, H. Saleeb A Review of DC-AC Converters for Electric Vehicle Applications, Energies, т. 15, vol. 3. MDPI, 1 February 2022. doi: 10.3390/en15031241.
17. Brenna M., Foiadelli F., Leone C., Longo M. Electric Vehicles Charging Technology Review and Optimal Size Estimation // Journal of Electrical Engineering and Technology, т. 15, vol. 6, рр. 2539–2552, November 2020. doi: 10.1007/s42835-020-00547-x.
18. Sanguesa J. A., Torres-Sanz V., Garrido P., Martinez F. J., Marquez-Barja J. M. A review on electric vehicles: Technologies and challenges, Smart Cities, т. 4, vol. 1. MDPI, рр. 372–404, 1 March 2021. doi: 10.3390/smartcities4010022.
19. Safayatullah M., Elrais M. T., Ghosh S., Rezaii R., Batarseh I. A Comprehensive Review of Power Converter Topologies and Control Methods for Electric Vehicle Fast Charging Applications, IEEE Access, т. 10, рр. 40753–40793, 2022. doi: 10.1109/ACCESS.2022.3166935.
20. Gaillard A., Hissel D. A review of DC/DC converter-based electrochemical impedance spectroscopy for fuel 1 cell electric vehicles 2 Hanqing WANG a, 2019. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960148119304446.
21. Hemavathi S., Shinisha A. A study on trends and developments in electric vehicle charging technologies // Journal of Energy Storage, т. 52. Elsevier Ltd, August 25, 2022. doi: 10.1016/j.est.2022.105013.
22. Daina N., Sivakumar A., Polak J. W. Electric vehicle charging choices: Modelling and implications for smart charging services, Transp Res Part C Emerg Technol, т. 81, рр. 36–56, August 2017. doi: 10.1016/j.trc.2017.05.006.
23. Rubino L., Capasso C., Veneri O. Review on plug-in electric vehicle charging architectures integrated with distributed energy sources for sustainable mobility, Appl Energy, т. 207, рр. 438–464, December 2017. doi: 10.1016/j.apenergy.2017.06.097.
24. Shi J., Tian M., Han S., Wu T.-Y., Tang Y. Electric Vehicle Battery Remaining Charging Time Estimation Considering Charging Accuracy and Charging Profile Prediction».
25. Ravi S. S., Aziz M. Utilization of Electric Vehicles for Vehicle-to-Grid Services: Progress and Perspectives, Energies, т. 15, vol. 2. MDPI, January 1, 2022. doi: 10.3390/en15020589.
26. Bracco S., Delfino F., Pampararo F., Robba M., Rossi M. A dynamic optimization-based architecture for polygeneration microgrids with tri-generation, renewables, storage systems and electrical vehicles, Energy Convers Manag, т. 96, рр. 511–520, May 2015. doi: 10.1016/j.enconman.2015.03.013.
27. Bhaskar M. S. et al. Survey of DC-DC non-isolated topologies for unidirectional power flow in fuel cell vehicles, IEEE Access, т. 8, рр. 178130–178166, 2020. doi: 10.1109/ACCESS.2020.3027041.
28. Pahlevani M., Jain P. K. Soft-Switching Power Electronics Technology for Electric Vehicles: A Technology Review, IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Industrial Electronics, т. 1, vol. 1, рр. 80–90, June 2020. doi: 10.1109/jestie.2020.2999590.
29. La Monaca S., Ryan L. The state of play in electric vehicle charging services – A review of infrastructure provision, players, and policies», Renewable and Sustainable Energy Reviews, т. 154. Elsevier Ltd, February 1, 2022. doi: 10.1016/j.rser.2021.111733.
30. Will C., Schuller A. Understanding user acceptance factors of electric vehicle smart charging, Transp Res Part C Emerg Technol, т. 71, рр. 198–214, October 2016. doi: 10.1016/j.trc.2016.07.006.
31. Liao J. T., Huang H. W., Yang H. T., Li D. Decentralized v2g/g2v scheduling of ev charging stations by considering the conversion efficiency of bidirectional chargers, Energies (Basel), т. 14, vol. 4, February 2021. doi: 10.3390/en14040962.
32. Kandpal B., Verma A. A feedback-integrated framework for resilient and distributed scheduling of electric vehicles under uncertain charging characteristics, IET Energy Systems Integration, т. 4, vol. 4, рр. 532–545, December 2022. doi: 10.1049/esi2.12079.
33. Ahmad A. et al. Electric Vehicle Charging Modes, Technologies and Applications of Smart Charging, Energies, т. 15, vol. 24. MDPI, December 1, 2022. doi: 10.3390/en15249471.
34. U. R. P., A. D., V. K., P. N., S. U. Electric Vehicle Charging Station Automation // International Journal of Innovative Research in Engineering & Multidisciplinary Physical Sciences, т. 11, vol. 3, May 2023. doi: 10.37082/ijirmps.v11.i3.230091.
35. Bohdanowicz Z., Kowalski J., Biele C. Intentions to Charge Electric Vehicles Using Vehicle-to-Grid Technology among People with Different Motivations to Save Energy, Sustainability (Switzerland), т. 14, vol. 19, October 2022. doi: 10.3390/su141912681.
36. Annamalai M. C., Amutha prabha N. A comprehensive review on isolated and non-isolated converter configuration and fast charging technology: For battery and plug in hybrid electric vehicle, Heliyon, т. 9, vol. 8. Elsevier Ltd, 1 August 2023. doi: 10.1016/j.heliyon.2023.e18808.
37. Venugopal R. et al. Review on Unidirectional Non-Isolated High Gain DC-DC Converters for EV Sustainable DC Fast Charging Applications, IEEE Access, т. 11, рр. 78299–78338, 2023. doi: 10.1109/ACCESS.2023.3276860.
38. Habib S., Khan M. M., Abbas F., Tang H. Assessment of electric vehicles concerning impacts, charging infrastructure with unidirectional and bidirectional chargers, and power flow comparisons // International Journal of Energy Research, т. 42, vol. 11. John Wiley and Sons Ltd, рр. 3416–3441, September 1, 2018. doi: 10.1002/er.4033.
39. Liu X., Wang S., Song X., Zhou J. Stability Control Strategies for Bidirectional Energy Storage Converters Considering AC Constant Power Loads, Electronics (Switzerland), т. 12, vol. 4, February 2023. doi: 10.3390/electronics12041067.
40. Ravindran M. A. et al. A Novel Technological Review on Fast Charging Infrastructure for Electrical Vehicles: Challenges, Solutions, and Future Research Directions, Alexandria Engineering Journal, т. 82. Elsevier B.V., рр. 260–290, November 1, 2023. doi: 10.1016/j.aej.2023.10.009.
41. Monteiro V., Afonso J. A., Afonso J. L. Bidirectional Power Converters for EV Battery Chargers, Energies, т. 16, vol. 4. MDPI, February 1, 2023. doi: 10.3390/en16041694.
42. H. Al Attar, Hamida M. A., Ghanes M., Taleb M. Review on Modeling and Control Strategies of DC–DC LLC Converters for Bidirectional Electric Vehicle Charger Applications», Energies, т. 16, vol. 9. MDPI, 1 May 2023. doi: 10.3390/en16093946.
43. Kilicoglu H., Tricoli P. Technical Review and Survey of Future Trends of Power Converters for Fast-Charging Stations of Electric Vehicles, Energies, т. 16, vol. 13. Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI), July 1, 2023. doi: 10.3390/en16135204.
44. Venkateswarlu K., Premi G. Renewable Energy Fed Bidirectional Converter Based on Grid Application Using Fuzzy Logic-PID Controller, 2021.
45. Gaikwad S. S., Student M. Issue 6 www.jetir.org (ISSN-2349-5162), JETIR, 2021. URL: www.jetir.orgc576.
46. Venkatesan M. et al. A Review of Compensation Topologies and Control Techniques of Bidirectional Wireless Power Transfer Systems for Electric Vehicle Applications, Energies, т. 15, vol. 20. MDPI, October 1, 2022. doi: 10.3390/en15207816.
47. Battula S., Panda A. K., Garg M. M. Design and Development of Fixed-Frequency Double-Integral SM-Controlled Solar-Integrated Bidirectional Quasi Z -Source DC-DC Converter in Standalone Battery Connected System // International Transactions on Electrical Energy Systems, т. 2022, 2022. doi: 10.1155/2022/4362886.
48. Babu J. R., M. R. Nayak, Mangu B. Development and Application of an Energy Management System for Electric Vehicles Integrated with Multi-input DC-DC Bidirectional Buck-Boost Converter // International Journal of Electrical and Electronics Research, т. 11, vol. 2, рр. 457–464, June 2023. doi: 10.37391/IJEER.110228.
49. Bayani R., Soofi A. F., Waseem M., Manshadi S. D. Impact of Transportation Electrification on the Electricity Grid – A Review», Vehicles, т. 4, vol. 4. MDPI, рр. 1042–1079, December 1, 2022. doi: 10.3390/vehicles4040056.
50. Zhang C., Xu B., Jasni J., Radzi M. A. M., Azis N., Zhang Q. Model Control and Digital Implementation of the Three Phase Interleaved Parallel Bidirectional Buck–Boost Converter for New Energy Electric Vehicles, Energies (Basel), т. 15, vol. 19, October 2022. doi: 10.3390/en15197178.
51. Golla N. K. et al. Techno-economic analysis of the distribution system with integration of distributed generators and electric vehicles, Front Energy Res, т. 11, 2023. doi: 10.3389/fenrg.2023.1221901.
52. Seema Mahadik, Dr. Pabitra Kumar Guchhait Efficient Integration of Renewable Energy for Electric Vehicle Charging: A Hybrid System Approach, Int J Sci Res Sci Technol, рр. 859–865, June 2023. doi: 10.32628/ijsrst523103151.
53. Verbrugge B. et al. Reliability Assessment of SiC-Based Depot Charging Infrastructure with Smart and Bidirectional (V2X) Charging Strategies for Electric Buses», Energies (Basel), т. 16, vol. 1, January 2023. doi: 10.3390/en16010153.
54. Evanovich J., King L. Hardcore twenty-four : a Stephanie Plum novel».
55. Xie D., Wang L., Zhang Z., Wang S., Kang L., Yao J. Photovoltaic Energy Storage System Based on Bidirectional LLC Resonant Converter Control Technology», Energies (Basel), т. 15, vol. 17, September 2022. doi: 10.3390/en15176436.
56. Gaikwad S. S., Student M. Issue 6 www.jetir.org (ISSN-2349-5162), JETIR2106348 // Journal of Emerging Technologies and Innovative Research, т. 8, 2021. URL: www.jetir.orgc576.
57. Hasan N., Saha T. A single-phase bidirectional AC-AC converter with H-bridge energy buffer for wireless power transfer applications // International Journal of Power Electronics and Drive Systems, т. 13, vol. 1, рр. 191–199, March 2022. doi: 10.11591/ijpeds.v13.i1.pp191-199.

Статья поступила в редакцию 02.07.2024, одобрена после рецензирования 10.07.2024, принята к публикации 12.07.2024.
The article was submitted 02.07.2024, approved after reviewing 10.07.2024, accepted for publication 12.07.2024.

Для цитирования:
Аль-Мохаммедави Али Джбер Мшкил, Юшкевич У. К. Сравнительный анализ односторонних и двусторонних зарядных станций для электромобилей: особенности функционирования, инфраструктура, проблемы и пути их решения // Международный технический журнал. 2024. № 3 (90). С. 16–31.

For citation:
Al-Mohammedawi Ali Jber Mshkil, Yushkevich U. K. Comparative analysis of one-way and two-way charging stations for electric vehicles: infrastructure, challenges and opportunities // International Technical Journal. 2024. № 3 (90). рр. 16–31.

УДК 621.311.1.015.1
DOI 10.34286/2949-4176-2024-90-3-28-35

Артем Вячеславович Сахарчук, аспирант, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И. М. Губкина, Россия, Москва

Влияние реактивной мощности на динамическую устойчивость электрической системы

Аннотация. Статья посвящена исследованию влияния реактивной мощности на динамическую устойчивость электрической системы компрессорной станции по перекачке природного газа. Актуальность темы обусловлена возрастающими требованиями к надежности и качеству электроснабжения в условиях усложнения систем и увеличения числа потребителей. Цель работы – определить границу динамической устойчивости системы и разработать меры по ее повышению за счет компенсации реактивной мощности. Исследование проводилось методом цифрового моделирования в программном комплексе ETAP на основе реальной схемы электроснабжения компрессорной станции. Модель позволила оценить устойчивость системы при кратковременных возмущениях путем анализа графиков напряжения на шинах. Для повышения динамической устойчивости предложена установка конденсаторных батарей. Результаты показали, что в исходной конфигурации граница динамической устойчивости составляет 0,8 с, чего недостаточно для надежной работы АВР. Компенсация реактивной мощности путем установки конденсаторных батарей емкостью 3750 и 300 квар позволила повысить границу устойчивости до 1,3 с (на 62 %) и сократить время восстановления нормального режима на 5 с. Применение предложенных мер позволит существенно повысить надежность электроснабжения компрессорной станции. Представленная методика анализа динамической устойчивости может быть использована для оптимизации режимов работы электрических систем различного назначения. Перспективы дальнейших исследований связаны с изучением совместного влияния активной, реактивной мощности и других факторов на устойчивость энергосистем.
Ключевые слова: компрессорная станция, динамическая устойчивость, коэффициент мощности, цифровая модель.

Artem V. Sakharchuk, Postgraduate
National University of Oil and Gas “Gubkin University”, Russia, Moscow

Influence of reactive power on the dynamic stability of the electrical system

Abstract. The article is devoted to the study of the influence of reactive power on the dynamic stability of the electrical system of a compressor station for natural gas pumping. The relevance of the topic is caused by the increasing requirements to the reliability and quality of power supply in the conditions of system complexity and increase in the number of consumers. The aim of the work is to determine the boundary of dynamic stability of the system and to develop measures to improve it by compensating reactive power. The study was carried out by the method of digital modelling in the software package ETAP on the basis of a real power supply scheme of a compressor station. The model allowed to evaluate the stability of the system under short-term perturbations by analysing the voltage graphs on busbars. The installation of capacitor banks was proposed to improve the dynamic stability. The results showed that in the initial configuration the dynamic stability boundary is 0.8 s, which is insufficient for reliable operation of the ATS. Compensation of reactive power by installing capacitor banks with the capacity of 3750 and 300 kvar made it possible to increase the stability boundary up to 1.3 s (by 62 %) and reduce the time of restoration of normal mode by 5 s. Application of the proposed measures will significantly improve the reliability of power supply of the compressor station. The presented methodology of dynamic stability analysis can be used for optimisation of operation modes of electrical systems of various purposes. Prospects for further research are related to the study of the joint influence of active, reactive power and other factors on the stability of power systems.
Keywords: compressor station, dynamic stability, power factor, digital model.

Библиографический список

1. Громков А. С. Влияние качества электроэнергии на работу электроприемников и способы повышения показателей качества электроэнергии // Экономика и социум. 2020. № 4(71). С. 253–256. EDN XTHOGE.
2. Кретинин К. А. Актуальные проблемы надежности электроэнергетики и некоторые пути их решения // E-Scio. 2020. № 12(51). С. 332–339. EDN MSUXUJ.
3. Стратегия развития электросетевого комплекса Российской Федерации, разработанная на период до 2030 года, утвержденная распоряжением Правительства РФ от 03.04.2013 № 511-р [Электронный ресурс]. URL: https://www.garant.ru/products/ipo/prime/doc/70253672/.
4. Риски и угрозы российской электроэнергетики. Пути преодоления. [Электронный ресурс]. URL: https://elektroportal.ru/publication/16839.
5. Кудрявый В. В. Системное разрушение системы. Надежность электроснабжения в текущих реалиях // Энергорынок. Профессиональный журнал. 2012. № 7(132). С. 14–23.
6. Программный комплекс ЕТАР. Моделирование аварийных режимов электротехнических систем: учебно-методическое пособие [Электронный ресурс]. URL: https://search.rsl.ru/ru/record/01009908690.
7. Нормативный документ: ГОСТ Р 57114-2022 Единая энергетическая система и изолированно работающие энергосистемы. Электроэнергетические системы. Оперативно-диспетчерское управление в электроэнергетике и оперативно-технологическое управление. Термины и определения. Введ. 2023–02–01. М. : Российский институт стандартизации, 2023. 36 с.
8. Рамзин Н. С. Расчет установившегося режима электрической сети на примере промышленного предприятия c проверкой в ETAP 16.0 // Colloquium-Journal. 2019. № 17-2(41). С. 99–101. EDN HTQNTY.
9. Тимофеев А. А., Кощеева А. Г. Моделирование процесса самозапуска электродвигателей собственных нужд теплоэлектроцентрали в программном комплексе ETAP // Аллея науки. 2022. Т. 1, № 7(70). С. 463–468. EDN QGUASN.
10. Правила устройства электроустановок: 7-е издание (ПУЭ) / Главгосэнергонадзор России. М. : Изд-во ЗАО «Энергосервис», 2022. 610 с.

References

1. Gromkov A. S. Vliyanie kachestva elektroenergii na rabotu elektropriemnikov i sposoby povysheniya pokazatelej kachestva elektroenergii [Influence of the electric power quality on the operation of electrical consumers and ways to improve the indicators of the electric power quality] // Ekonomika i socium. 2020. № 4(71). рр. 253–256. EDN XTHOGE.
2. Kretinin K. A. Aktual'nye problemy nadezhnosti elektroenergetiki i nekotorye puti ih resheniya [Actual problems of the electric power industry reliability and some ways of their solution] // E-Scio. 2020. № 12(51). рр. 332–339. EDN MSUXUJ.
3. Strategiya razvitiya elektrosetevogo kompleksa Rossijskoj Federacii, razrabotannaya na period do 2030 goda, utverzhdennaya rasporyazheniem Pravitel'stva RF ot 03.04.2013 № 511-r [Strategy of development of the electric grid complex of the Russian Federation, developed for the period up to 2030, approved by the order of the Government of the Russian Federation from 03.04.2013 № 511-r]. URL: https://www.garant.ru/products/ipo/prime/doc/70253672/.
4. Riski i ugrozy rossijskoj elektroenergetiki. Puti preodoleniya. [Riski i ugrozy rossijskoj elektroenergetiki. Puti preodoleniya]. URL: https://elektroportal.ru/publication/16839.
5. Kudryavyj V. V. Sistemnoe razrushenie sistemy. Nadezhnost' elektrosnabzheniya v tekushchih realiyah [Systemic destruction of the system. Reliability of power supply in the current realities] // Energorynok. Professional'nyj zhurnal. 2012. № 7(132). рр. 14–23.
6. Programmnyj kompleks ETAR. Modelirovanie avarijnyh rezhimov elektrotekhnicheskih sistem: uchebno-metodicheskoe posobie [ETAR software package. Modelling of emergency modes of electrotechnical systems: training manual]. URL: https://search.rsl.ru/ru/record/01009908690.
7. Normativnyj dokument: GOST R 57114-2022 Edinaya energeticheskaya sistema i izolirovanno rabotayushchie energosistemy. Elektroenergeticheskie sistemy. Operativno-dispetcherskoe upravlenie v elektroenergetike i operativno-tekhnologicheskoe upravlenie. Terminy i opredeleniya [Unified energy system and isolated power systems. Electric power systems. Operational and dispatch control in the electric power industry and operational and technological control. Terms and definitions]. Vved. 2023–02–01. M. : Rossijskij institut standartizacii, 2023. 36 р.
8. Ramzin N. S. Raschet ustanovivshegosya rezhima elektricheskoj seti na primere promyshlennogo predpriyatiya c proverkoj v ETAP 16.0 [Calculation of the steady-state mode of the electric network on the example of an industrial enterprise with verification in ETAP 16.0] // Colloquium-Journal. 2019. № 17-2(41). рр. 99–101. EDN HTQNTY.
9. Timofeev A. A., Koshcheeva A. G. Modelirovanie processa samozapuska elektrodvigatelej sobstvennyh nuzhd teploelektrocentrali v programmnom komplekse ETAP [Modelling of the self-starting process of the auxiliary motors of the thermal power plant in the software package ETAP] // Alleya nauki. 2022. T. 1, № 7(70). рр. 463–468. EDN QGUASN.
10. Pravila ustrojstva elektroustanovok: 7-e izdanie (PUE) [Rules for the device of electrical installations: 7th edition (PUE)] / Glavgosenergonadzor Rossii. M. : Izd-vo ZAO «Energoservis», 2022. 610 р.

Статья поступила в редакцию 30.06.2024, одобрена после рецензирования 12.07.2024, принята к публикации 14.07.2024.
The article was submitted 30.06.2024, approved after reviewing 12.07.2024, accepted for publication 14.07.2024.

Для цитирования: Сахарчук А. В.

Влияние реактивной мощности на динамическую устойчивость электрической системы // Международный технический журнал. 2024. № 3 (94). С. 50–60.

For Citation: Sakharchuk A. V.

Influence of reactive power on the dynamic stability of the electrical system // International Technical Journal. 2024. № 3 (94). рр. 50–60.

УДК 631.3
DOI 10.34286/2949-4176-2024-90-3-36-48

Надежда Савельевна Севрюгина, доктор технических наук, профессор кафедры технического сервиса машин и оборудования, ORCID: https://orcid.org/ 0000-0002-3494-1437, Web of Science Researcher ID: https://www.webofscience.com/wos/author/record/M-2198-2015, SPIN-код: 4444-0443, AuthorID: 144506, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Российский государственный аграрный университет – МСХА имени К. А. Тимирязева, Россия, Москва
Алексей Сергеевич Апатенко, доктор технических наук, заведующий кафедрой технического сервиса машин и оборудования, ORCID: https://orcid.org/ 0000-0002-2492-9274, Web of Science Researcher ID: https://www.webofscience.com/wos/author/record/AEH-3548-2022, SPIN-код: 7553-2715, AuthorID: 261571, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Российский государственный аграрный университет – МСХА имени К. А. Тимирязева, Россия, Москва
Алексей Григорьевич Арженовский, доктор технических наук, и. о. директора Института механики и энергетики имени В. П. Горячкина, SPIN-код: 5549-4841, AuthorID: 262010, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Российский государственный аграрный университет – МСХА имени К. А. Тимирязева, Россия, Москва

Концепция перехода к НБИКС-природоподобным технологиям эксплуатации технических систем машин и оборудования

Аннотация. Представлена концепция обеспечения экосистемного равновесия за счет трансформации приоритетных исследований в формат трансдисциплинарного взаимодействия (нано-, био-, информационные, когнитивные и социогуманитарные науки) НБИКС и природоподобных технологий на примере их адаптации в замкнутый цикл функционирования АПК, в частности функционирование мелиоративного комплекса в структуре безрисковой сельскохозяйственной деятельности. Дано обоснование методов переноса принципов природной эффективности в разработки технических решений. Алгоритм взаимодействия НБИКС и природоподобных технологий представлен с позиции обеспечения комплексной безопасности, обеспечиваемой инструментами цифровых технологий. Обоснован механизм исключения возникновения нештатных ситуаций при работе мелиоративного комплекса путем внедрения непрерывного контроля состояния всех систем с использованием современных технологий. Предложено создание цифровой копии инфраструктуры мелиоративного комплекса и модели управления с учетом прогнозирования рисков отказов и помощи управления функционирования в случае возникновения нештатных или аварийных ситуаций. Создан алгоритм архитектуры пятимерной модели цифрового образа объекта с включением бесшовной интеграции данных для автономного управления процессами. Технология бесшовной интеграции позволяет управлять процессом, сокращая время разрыва между ожидаемыми и текущими условиями эксплуатации на физическом уровне. Ключевым показателем сформированности цифрового образа, принято масштабирование данных по определению ограничений и проблем в каждом периоде жизненного цикла мелиоративного комплекса, выделяя функцию природоподобной оптимизации. Принято решение о целесообразности перевода системы оповещения в автономный режим с включением компонентов автоматического регулирования, в качестве примера представлен алгоритм контроля функционирования компонентного элемента мелиоративного комплекса, щитового затвора.
Ключевые слова: технологические процессы, технические системы, оборудование, эксплуатация, природоподобие, ресурсосбережение, риски, цифровой образ, управление.

Nadezhda S. Sevryugina, Advanced Doctor in Engineering Sciences, Professor of the Department of Technical Service of Machinery and Equipment, ORCID: https://orcid.org/ 0000-0002-3494-1437, Web of Science Researcher ID: https://www.webofscience.com/wos/author/record/M-2198-2015, SPIN-код: 4444-0443, AuthorID: 144506, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Russian Timiryazev State Agrarian University, Russia, Moscow
Aleksey S. Apatenko, Advanced Doctor in Engineering Sciences, Head of the Department of Technical Service of Machinery and Equipment, ORCID: https://orcid.org/ 0000-0002-2492-9274, Web of Science Researcher ID: https://www.webofscience.com/wos/author/record/AEH-3548-2022, SPIN-код: 7553-2715, AuthorID: 261571, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Russian Timiryazev State Agrarian University, Russia, Moscow
Alexey G. Arzhenovsky, Advanced Doctor in Engineering Sciences, Acting Director of the Institute of Mechanics and Power Engineering named after V. P. Goryachkin, SPIN-код: 5549-4841, AuthorID: 262010, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Russian Timiryazev State Agrarian University, Russia, Moscow

The concept of transition to NBICS nature-like technologies for the operation of technical systems of machines and equipment

Abstract. The concept of ensuring ecosystem balance through the transformation of priority research into the format of transdisciplinary interaction (nano-, bio-, information, cognitive and socio-humanitarian sciences) of NBICS and nature-like technologies is presented on the example of their adaptation to a closed cycle of the agro-industrial complex, in particular, the functioning of the reclamation complex in the structure of risk-free agricultural activities. The substantiation of methods for transferring the principles of natural efficiency to the development of technical solutions is given. The algorithm of interaction between NBICS and nature-like technologies is presented from the standpoint of ensuring integrated security provided by digital technology tools. The mechanism for excluding the occurrence of emergency situations during the operation of the reclamation complex by introducing continuous monitoring of the condition of all systems using modern technologies is substantiated. It is proposed to create a digital copy of the infrastructure of the reclamation complex and a management model, taking into account the prediction of failure risks and assistance in the management of functioning in the event of abnormal or emergency situations. An algorithm for the architecture of a five-dimensional model of the digital image of an object with the inclusion of seamless data integration for autonomous process control has been created. Seamless integration technology allows process control, reducing the gap time between expected and current operating conditions at the physical level. The key indicator of the formation of a digital image is the scaling of data to determine the limitations and problems in each period of the life cycle of the reclamation complex, highlighting the function of nature-like optimization. A decision was made on the expediency of transferring the warning system to an autonomous mode with the inclusion of automatic control components, as an example, an algorithm for monitoring the functioning of a component element of the reclamation complex, a shield gate, was presented.
Keywords: technological processes, technical systems, equipment, operation, environmental similarity, resource saving, risks, digital image, management.

Библиографический список

1. Косенко Е. А., Баурова Н. И., Зорин В. А. Природоподобные материалы и конструкции в машиностроении: монография. М. : Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ), 2020. 304 с. ISBN 978-5-7962-0259-3. EDN LUKNFL.
2. Пастухов А. Г., Тимашов Е. П., Бахарев Д. Н. Обобщенная оценка основных факторов при проектировании техники и технологий в агроинженерии // Инновации в АПК: проблемы и перспективы. 2021. № 1(29). С. 17–26. EDN YXMMLC.
3. Golubev I. G., Sevryugina N. S., Apatenko A. S., Fomin A. Yu. Modernizing Machines to Extend Their Life // Russian Engineering Research. 2023. Vol. 43, No. 3. рр. 258–263. DOI 10.3103/s1068798x23040111. EDN TZDWXO.
4. Мелиоративный комплекс Российской Федерации: информационное издание. М. : ФГБНУ «Росинформагротех», 2020. 304 с.
5. Русинов А. В., Безруков А. С. Новая форма минерализованной полосы для степной зоны Саратовской области // Безопасность жизнедеятельности в техносфере, Белгород, 22–23 октября 2014 года. Белгород: Белгородский государственный технологический университет им. В. Г. Шухова, 2014. С. 137–141. EDN UHOQQV.
6. Golubev I. G., Apatenko A. S., Sevryugina N. S., Vladimirova N. I. A Maintenance and Repair Decision Support Model for Transport and Technological Machines // Journal of Machinery Manufacture and Reliability. 2023. Vol. 52, No. 4. рр. 391–399. DOI 10.3103/s1052618823040064. EDN LBKPQR.
7. Голубев И. Г., Мишуров Н. П., Голубев В. В. [и др.] Передовые практики введения залежных земель в оборот. М. : Российский научно-исследовательский институт информации и технико-экономических исследований по инженерно-техническому обеспечению агропромышленного комплекса, 2021. 80 с. ISBN 978-5-7367-1638-8. EDN PFVVEL.
8. Soloviev D. A., Rusinov A. V., Zagoruyko M. G. [et al.] Investigation of the movement of multi-support frontal machines // Improving Energy Efficiency, Environmental Safety and Sustainable Development in Agriculture : International Scientific and Practical Conference, Saratov, October 20-24, 2021. London: IOP Publishing Ltd, 2022. P. 012059. DOI 10.1088/1755-1315/979/1/012059. EDN RLXESP.
9. Kosenko E. A., Baurova N. I., Zorin V. A. Service Properties of Composites with Various Types of Hybrid Matrices // Russian Metallurgy (Metally). 2020. Vol. 2020, No. 13. рр. 1526–1530. DOI 10.1134/S0036029520130169. EDN VXSNOZ.
10. Пастухов А. Г., Тимашов Е. П., Кравченко И. Н. Исследование напряженно-деформированного состояния деталей модернизируемых узлов трансмиссий различных машин // Строительные и дорожные машины. 2015. № 8. С. 20–26. EDN UADIJT.
11. Malozyomov B. V., Martyushev N. V., Kukartsev V. V. [et al.] Determination of the Performance Characteristics of a Traction Battery in an Electric Vehicle // World Electric Vehicle Journal. 2024. Vol. 15, No. 2. р. 64. DOI 10.3390/wevj15020064. EDN RFUSCG.
12. Быков В. В., Прохоров В. Ю., Окладников Л. В. Новые материалы и покрытия для узлов трения навесного оборудования // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. 2014. Т. 2, № 2-2(7-2). С. 21–27. DOI 10.12737/3093.
13. Голубев И. Г., Быков В. В. Перспективы применения полимерных нанокомпозитов // Техника и оборудование для села. 2012. № 5. С. 9–12.
14. Enrico Zio, Leonardo Miqueles Digital twins in safety analysis, risk assessment and emergency management, Reliability Engineering & System Safety, Volume 246, 2024, 110040, ISSN 0951-8320, https://doi.org/10.1016/j.ress.2024.110040
15. Tao F., Qi Q. Make more digital twins // Nature. 2019. Т. 573. № 7775. рр. 490–491. DOI: 10.1038/Д41586-019-02849-1.
16. Grieves M. Digital twin: manufacturing excellence through virtual factory replication // White paper. 2014. Т. 1. № 2014. С. 1–7. https://www.3ds.com/fileadmin/PRODUCTS-SERVICES/DELMIA/PDF/Whitepaper/DELMIA-APRISO-Digital-Twin-Whitepaper.pdf.
17. Леонов О. А., Шкаруба Н. Ж. Расчет допуска посадки по модели параметрического отказа соединения // Проблемы машиностроения и автоматизации. 2020. № 4. С. 14–20. EDN VILYGG.
18. Леонов О. А., Шкаруба Н. Ж., Гринченко Л. А. Нормирование допускаемой погрешности и выбор средств измерения при контроле отклонения формы и расположения поверхностей // Агроинженерия. 2021. № 2(102). С. 51–57. DOI 10.26897/2687-1149-2021-2-51-57. EDN ZBRTAD.
19. Gagarin V. G., Akhmetov V. K., Zubarev K. P. Assessment of enclosing structure unsteady-state moisture behavior using moisture potential theory // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering : VIII International Scientific Conference Transport of Siberia, Novosibirsk, 22–27 мая 2020 года. Vol. 918. Novosibirsk: IOP Publishing Ltd, 2020. P. 012113. DOI 10.1088/1757-899X/918/1/012113. EDN LYSSZF.
20. Sevryugina N. S., Apatenko A. S. Import Substitution and Monitoring of Workpiece Quality // Russian Engineering Research. 2023. Vol. 43, No. 8. рр. 927–933. DOI 10.3103/s1068798x23080294. EDN BRXUDD.
21. Кирейчева Л. В., Яшин В. М. Формирование эволюционирующего мелиоративного режима на орошаемых землях // Международный научно-исследовательский журнал. 2020. № 6-1(96). С. 140–144. DOI 10.23670/IRJ.2020.96.6.025. EDN NRHWPR.

References

1. Kosenko E. A., Baurova N. I., Zorin V. A. Prirodopodobnye materialy i konstrukcii v mashinostroenii [Natural-like materials and structures in mechanical engineering]: monografiya. M. : Moskovskij avtomobil'no-dorozhnyj gosudarstvennyj tekhnicheskij universitet (MADI), 2020. 304 р. ISBN 978-5-7962-0259-3. EDN LUKNFL.
2. Pastuhov A. G., Timashov E. P., Baharev D. N. Obobshchennaya ocenka osnovnyh faktorov pri proektirovanii tekhniki i tekhnologij v agroinzhenerii [Generalized assessment of the main factors in the design of machinery and technologies in agroengineering] // Innovacii v APK: problemy i perspektivy. 2021. № 1(29). рр. 17–26. EDN YXMMLC.
3. Golubev I. G., Sevryugina N. S., Apatenko A. S., Fomin A. Yu. Modernizing Machines to Extend Their Life // Russian Engineering Research. 2023. Vol. 43, No. 3. рр. 258–263. DOI 10.3103/s1068798x23040111. EDN TZDWXO.
4. Meliorativnyj kompleks Rossijskoj Federacii [Land reclamation complex of the Russian Federation]: informacionnoe izdanie. M. : FGBNU «Rosinformagrotekh», 2020. 304 р.
5. Rusinov A. V., Bezrukov A. S. Novaya forma mineralizovannoj polosy dlya stepnoj zony Saratovskoj oblasti [New form of mineralized strip for the steppe zone of the Saratov region] // Bezopasnost' zhiznedeyatel'nosti v tekhnosfere, Belgorod, 22–23 oktyabrya 2014 goda. Belgorod: Belgorodskij gosudarstvennyj tekhnologicheskij universitet im. V. G. Shuhova, 2014. рр. 137–141. EDN UHOQQV.
6. Golubev I. G., Apatenko A. S., Sevryugina N. S., Vladimirova N. I. A Maintenance and Repair Decision Support Model for Transport and Technological Machines // Journal of Machinery Manufacture and Reliability. 2023. Vol. 52, No. 4. рр. 391–399. DOI 10.3103/s1052618823040064. EDN LBKPQR.
7. Golubev I. G., Mishurov N. P., Golubev V. V. [i dr.] Peredovye praktiki vvedeniya zalezhnyh zemel' v oborot [Best practices of introducing fallow lands into turnover]. M. : Rossijskij nauchno-issledovatel'skij institut informacii i tekhniko-ekonomicheskih issledovanij po inzhenerno-tekhnicheskomu obespecheniyu agropromyshlennogo kompleksa, 2021. 80 р. ISBN 978-5-7367-1638-8. EDN PFVVEL.
8. Soloviev D. A., Rusinov A. V., Zagoruyko M. G. [et al.] Investigation of the movement of multi-support frontal machines // Improving Energy Efficiency, Environmental Safety and Sustainable Development in Agriculture : International Scientific and Practical Conference, Saratov, October 20-24, 2021. London: IOP Publishing Ltd, 2022. P. 012059. DOI 10.1088/1755-1315/979/1/012059. EDN RLXESP.
9. Kosenko E. A., Baurova N. I., Zorin V. A. Service Properties of Composites with Various Types of Hybrid Matrices // Russian Metallurgy (Metally). 2020. Vol. 2020, No. 13. рр. 1526–1530. DOI 10.1134/S0036029520130169. EDN VXSNOZ.
10. Pastuhov A. G., Timashov E. P., Kravchenko I. N. Issledovanie napryazhenno-deformirovannogo sostoyaniya detalej moderniziruemyh uzlov transmissij razlichnyh mashin [Investigation of stress-strain state of parts of modernized transmission units of various machines] // Stroitel'nye i dorozhnye mashiny. 2015. № 8. рр. 20–26. EDN UADIJT.
11. Malozyomov B. V., Martyushev N. V., Kukartsev V. V. [et al.] Determination of the Performance Characteristics of a Traction Battery in an Electric Vehicle // World Electric Vehicle Journal. 2024. Vol. 15, No. 2. р. 64. DOI 10.3390/wevj15020064. EDN RFUSCG.
12. Bykov V. V., Prohorov V. Yu., Okladnikov L. V. Novye materialy i pokrytiya dlya uzlov treniya navesnogo oborudovaniya [New materials and coatings for friction units of mounted equipment] // Aktual'nye napravleniya nauchnyh issledovanij XXI veka: teoriya i praktika. 2014. T. 2, № 2-2(7-2). рр. 21–27. DOI 10.12737/3093.
13. Golubev I. G., Bykov V. V. Perspektivy primeneniya polimernyh nanokompozitov [Prospects for the application of polymer nanocomposites ] // Tekhnika i oborudovanie dlya sela. 2012. № 5. рр. 9–12.
14. Enrico Zio, Leonardo Miqueles Digital twins in safety analysis, risk assessment and emergency management, Reliability Engineering & System Safety, Volume 246, 2024, 110040, ISSN 0951-8320, https://doi.org/10.1016/j.ress.2024.110040
15. Tao F., Qi Q. Make more digital twins // Nature. 2019. T. 573. № 7775. рр. 490–491. DOI: 10.1038/D41586-019-02849-1.
16. Grieves M. Digital twin: manufacturing excellence through virtual factory replication // White paper. 2014. T. 1. № 2014. рр. 1–7. https://www.3ds.com/fileadmin/PRODUCTS-SERVICES/DELMIA/PDF/Whitepaper/DELMIA-APRISO-Digital-Twin-Whitepaper.pdf.
17. Leonov O. A., Shkaruba N. Zh. Raschet dopuska posadki po modeli parametricheskogo otkaza soedineniya [Calculation of the fit tolerance by the model of parametric failure of the connection] // Problemy mashinostroeniya i avtomatizacii. 2020. № 4. рр. 14–20. EDN VILYGG.
18. Leonov O. A., Shkaruba N. Zh., Grinchenko L. A. Normirovanie dopuskaemoj pogreshnosti i vybor sredstv izmereniya pri kontrole otkloneniya formy i raspolozheniya poverhnostej [Norming of the tolerance error and the choice of measuring instruments in the control of the deviation of the shape and location of surfaces] // Agroinzheneriya. 2021. № 2(102). рр. 51–57. DOI 10.26897/2687-1149-2021-2-51-57. EDN ZBRTAD.
19. Gagarin V. G., Akhmetov V. K., Zubarev K. P. Assessment of enclosing structure unsteady-state moisture behavior using moisture potential theory // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering : VIII International Scientific Conference Transport of Siberia, Novosibirsk, 22–27 maya 2020 goda. Vol. 918. Novosibirsk: IOP Publishing Ltd, 2020. р. 012113. DOI 10.1088/1757-899X/918/1/012113. EDN LYSSZF.
20. Sevryugina N. S., Apatenko A. S. Import Substitution and Monitoring of Workpiece Quality // Russian Engineering Research. 2023. Vol. 43, No. 8. рр. 927–933. DOI 10.3103/s1068798x23080294. EDN BRXUDD.
21. Kirejcheva L. V., Yashin V. M. Formirovanie evolyucioniruyushchego meliorativnogo rezhima na oroshaemyh zemlyah [Formation of evolving ameliorative regime on irrigated lands] // Mezhdunarodnyj nauchno-issledovatel'skij zhurnal. 2020. № 6-1(96). рр. 140–144. DOI 10.23670/IRJ.2020.96.6.025. EDN NRHWPR.

Статья поступила в редакцию 10.06.2024, одобрена после рецензирования 18.06.2024, принята к публикации 20.06.2024.
The article was submitted 10.06.2024, approved after reviewing 18.06.2024, accepted for publication 20.06.2024.

Для цитирования:

Севрюгина Н. С., Апатенко А. С., Арженовский А. Г. Концепция перехода к НБИКС-природоподобным технологиям эксплуатации технических систем машин и оборудования // Международный технический журнал. 2024. № 3 (90). С. 50–60.

For Citation:

Sevryugina N. S., Apatenko A. S., Arzhenovsky A. G. The concept of transition to NBICS nature-like technologies for the operation of technical systems of machines and equipment // International Technical Journal. 2024. № 3 (90). рр. 50–60.

УДК 631.151, 631.12
DOI 10.34286/2949-4176-2024-90-3-49-56

Евгений Васильевич Пухов, доктор технических наук, профессор кафедры «Техническая эксплуатация транспорта», ORSID: https://orcid.org/000-0002-2464-2935, SPIN-код: 8629-8359, AuthorID: 416951, ResearcherID: I-2529-2017, Scopus Author ID: 57201776730, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I, Россия, Воронеж
Семен Сергеевич Кочкин, соискатель, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I, Россия, Воронеж

Разработка математической модели функционирования автомобильных топливных заправщиков при выполнении сельскохозяйственных работ

Аннотация. В настоящее время цифровые технологии далеко шагнули вперед и ежегодно все больше прогрессируют во многих сферах, в том числе и в агропромышленном комплексе. Наряду с этим сельскохозяйственные предприятия территориально расширяются, что приводит к снижению эффективности применения автомобильных топливных заправщиков. В статье рассмотрены работы по оптимизации и рационализации логистических цепочек различных грузов, подбору автотранспорта, маршрутов движения, а также примеры технологических и технических решений при обеспечении топливом предприятий автотранспортного комплекса. В сельском хозяйстве важным направлением остается снижение затрат на топливо с использованием программных средств, позволяющих имитировать движение автомобиля (топливозаправщика) на карте исследуемого предприятия (хозяйства). В процессе исследования было выбрано сельскохозяйственное предприятие среднего размера и на основе двухлетнего наблюдения произведен сбор и обработка статистических данных по заправке самоходной техники в полях и на производственной базе. На основе этих данных проведена оцифровка карты сельскохозяйственного предприятия, которая позволила детально установить все возможные маршруты движения топливозаправщика, учитывая объем цистерн, а также провести расчет использования дополнительного топливозаправочного пункта и установить его мощностные параметры. Разработанная математическая модель позволила решить задачу не только по увеличению экономического эффекта от использования дополнительного заправочного пункта, но и установить координаты его рационального расположения на карте испытуемого хозяйства.
Ключевые слова: перемещение, математическая модель, обеспечение топливом, автомобильный топливный заправщик, сельское хозяйство.

Evgeny V. Pukhov, Advanced Doctor in Engineering Sciences, Professor of the Department "Technical Operation of Transport", ORSID: https://orcid.org/000-0002-2464-2935, SPIN-code: 8629-8359, AuthorID: 416951, Researcher ID: I-2529-2017, Scopus Author ID: 57201776730, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Voronezh State Agrarian University named after Emperor Peter the Great, Russia, Voronezh
Semyon S. Kochkin, Applicant, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Voronezh State Agrarian University named after Emperor Peter the Great, Russia, Voronezh

Development of mathematic model for fuel supply vehicles functioning withim agricultural operation simplementation

Abstract. Nowadays, digital technologies are far advanced and annually progress more and more in many spheres, including the agro-industrial complex. Along with this, agricultural enterprises are territorially expanding, which leads to a decrease in the efficiency of the use of automobile fuel dispensers. The article considers the works on optimisation and rationalisation of logistic chains of various cargoes, selection of vehicles, traffic routes, as well as examples of technological and technical solutions in providing fuel for enterprises of the road transport complex. In agriculture, an important direction remains the reduction of fuel costs using software tools that allow to simulate the movement of a vehicle (fuel tanker) on the map of the investigated enterprise (farm).In the course of the study, a medium-sized agricultural enterprise was selected and statistical data on refuelling of self-propelled vehicles in the fields and at the production base were collected and processed on the basis of a two-year observation. On the basis of these data the map of the agricultural enterprise was digitised, which made it possible to establish in detail all possible routes of the fuel dispenser movement, taking into account the volume of tanks, as well as to calculate the use of an additional fuel dispenser and to establish its capacity parameters. The developed mathematical model allowed to solve the problem not only to increase the economic effect from the use of additional fuelling point, but also to establish the coordinates of its rational location on the map of the tested farm.
Keywords: displacement, mathematical model, fuel supply, automobile fuel dispenser, agriculture.

Библиографический список

1. «Умный нефтесклад» как метод цифровизации в АПК / М. Ю. Левин, С. А. Нагорнов, Е. Ю. Левина, Л. В. Левина // Известия Международной академии аграрного образования. 2022. № 61. С. 58–62. EDN TLZJKG.
2. Пуляев Н. Н. Повышение эффективности использования топливозаправочных средств в составе уборочно-транспортных комплексов: автореф. дис. ... канд. техн. наук : 05.20.03 / Пуляев Николай Николаевич. М. , 2005. 19 с. EDN NIOALD.
3. Пат. 2344379 C2 Российская Федерация, МПК G 01 F 1/86, G 01 F 17/00, G 01 F 15/06. Способ автоматизированного учета и сведения товарного баланса нефтепродуктов на нефтебазах и АЗС / Годнев А. Г., Вдовыченко Л. И., Несговоров А. М.; заявитель и патентообладатель Годнев А. Г., Вдовыченко Л. И., Несговоров А. М. № 2007104367/28 ; заявл. 06.02.2007 ; опубл. 20.01.2009, Бюл. № 2. EDN SIHPNI.
4. Загребельный К. А. Способы заправки техники при уборке зерновых культур // Наука без границ. 2016. № 5(5). С. 43–47. EDN XQVCMZ.
5. Нагорнов С. А., Романцова С. В., Матвеев О. В. Хранение топливо-смазочных материалов на нефтескладах и обеспечение их качества // Техника и оборудование для села. 2005. № 7. С. 39–48. EDN ESJFTC.
6. Цагарели Д. В. Научные основы технического развития системы транспортирования, хранения и распределения нефтепродуктов: автореф. дис. ... доктора техн. наук : 05.15.13 / Цагарели Давид Васильевич. М. , 1996. 51 с. EDN ZJLLRB.
7. Чудаков Р. С. Разработка методики совершенствования системы топливообеспечения автотранспортного комплекса мегаполиса: автореф. ... канд. техн. наук : 05.22.10 / Чудаков Роман Станиславович. СПб., 2007. 22 с. EDN NIXEAB.
8. Кравченко Л. А., Берека И. А., Топольский Л. Ю. Прогрессивные технологии транспортного процесса в сельском хозяйстве Краснодарского края // Вопросы технических наук в свете современных исследований: Сборник статей по материалам II–III международной научно-практической конференции. Том 2-3 (2): Ассоциация научных сотрудников «Сибирская академическая книга», 2017. С. 66–72. EDN ZUNDYJ.
9. Пухов Е. В. Моделирование транспортных процессов в многоуровневой системе утилизации отработанных материалов технического сервиса транспортно-технологических машин // Международный научный журнал. 2013. № 2. С. 118–123. EDN QBCTTH.
10. Пехутов А. С. Моделирование транспортного процесса в сельском хозяйстве // Материалы региональной научно-практической конференции, Улан-Удэ, 01 января – 31декабря 2001 года / Татаров Н. Т., ответственный за выпуск. Улан-Удэ : Бурятская государственная сельскохозяйственная академия имени В. Р. Филиппова, 2001. С. 3–6. EDN BVWIJD.
11. Пухов Е. В., Мешкова С. С., Кочкин С. С. Разработка имитационной модели движения сельскохозяйственных агрегатов на поле // Международный технико-экономический журнал. 2022. № 3. С. 16–26.
12. Пухов Е. В., Мешкова С. С., Кочкин С. С. Оценка схем перемещения сельскохозяйственных агрегатов на поле // В сб. : Тенденция развития технических средств и технологий в АПК. Воронеж : Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I, 2021. С. 89–94.

References

1. «Umnyj neftesklad» kak metod cifrovizacii v APK ["Smart oil warehouse" as a method of digitalisation in the agro-industrial complex] / M. Yu. Levin, S. A. Nagornov, E. Yu. Levina, L. V. Levina // Izvestiya Mezhdunarodnoj akademii agrarnogo obrazovaniya. 2022. № 61. рр. 58–62. EDN TLZJKG.
2. Pulyaev N. N. Povyshenie effektivnosti ispol'zovaniya toplivozapravochnyh sredstv v sostave uborochno-transportnyh kompleksov [Increase of efficiency of fuel refuelling means use in the structure of harvesting-transport complexes]: avtoref. dis. ... kand. tekhn. nauk : 05.20.03 / Pulyaev Nikolaj Nikolaevich. M. , 2005. 19 р. EDN NIOALD.
3. Pat. 2344379 C2 Rossijskaya Federaciya, MPK G 01 F 1/86, G 01 F 17/00, G 01 F 15/06. Sposob avtomatizirovannogo ucheta i svedeniya tovarnogo balansa nefteproduktov na neftebazah i AZS [Method of automated accounting and information of commodity balance of petroleum products at oil depots and petrol stations] / Godnev A. G., Vdovychenko L. I., Nesgovorov A. M.; zayavitel' i patentoobladatel' Godnev A. G., Vdovychenko L. I., Nesgovorov A. M. № 2007104367/28 ; zayavl. 06.02.2007 ; opubl. 20.01.2009, Byul. № 2. EDN SIHPNI.
4. Zagrebel'nyj K. A. Sposoby zapravki tekhniki pri uborke zernovyh kul'tur [Methods of refuelling of machinery during harvesting of grain crops] // Nauka bez granic. 2016. № 5(5). рр. 43–47. EDN XQVCMZ.
5. Nagornov S. A., Romancova S. V., Matveev O. V. Hranenie toplivo-smazochnyh materialov na nefteskladah i obespechenie ih kachestva [Storage of fuel-lubricating materials at oil depots and ensuring their quality] // Tekhnika i oborudovanie dlya sela. 2005. № 7. рр. 39–48. EDN ESJFTC.
6. Cagareli D. V. Nauchnye osnovy tekhnicheskogo razvitiya sistemy transportirovaniya, hraneniya i raspredeleniya nefteproduktov [Scientific bases of technical development of the system of transporting, storing and distributing oil products]: avtoref. dis. ... doktora tekhnicheskih nauk : 05.15.13 / Cagareli David Vasil'evich. M. , 1996. 51 р. EDN ZJLLRB.
7. Chudakov R. S. Razrabotka metodiki sovershenstvovaniya sistemy toplivoobespecheniya avtotransportnogo kompleksa megapolisa [Development of the methodology of improvement of the fuel supply system of the motor transport complex of the megapolis]: avtoref. ... kandidata tekhnicheskih nauk : 05.22.10 / Chudakov Roman Stanislavovich. SPb., 2007. 22 р. EDN NIXEAB.
8. Kravchenko L. A., Bereka I. A., Topol'skij L. Yu. Progressivnye tekhnologii transportnogo processa v sel'skom hozyajstve Krasnodarskogo kraya [Progressive technologies of transport process in agriculture of Krasnodar region] // Voprosy tekhnicheskih nauk v svete sovremennyh issledovanij: Sbornik statej po materialam II–III mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii. Tom 2-3 (2): Associaciya nauchnyh sotrudnikov «Sibirskaya akademicheskaya kniga», 2017. рр. 66–72. EDN ZUNDYJ.
9. Puhov E. V. Modelirovanie transportnyh processov v mnogourovnevoj sisteme utilizacii otrabotannyh materialov tekhnicheskogo servisa transportno-tekhnologicheskih mashin [Modelling of transport processes in the multilevel system of utilization of used materials of technical service of transport-technological machines] // Mezhdunarodnyj nauchnyj zhurnal. 2013. № 2. рр. 118–123. EDN QBCTTH.
10. Pekhutov A. S. Modelirovanie transportnogo processa v sel'skom hozyajstve [Modelling of transport process in agriculture] // Materialy regional'noj nauchno-prakticheskoj konferencii, Ulan-Ude, 01 yanvarya – 31 dekabrya 2001 goda / Tatarov N. T., otvetstvennyj za vypusk. Ulan-Ude : Buryatskaya gosudarstvennaya sel'skohozyajstvennaya akademiya imeni V. R. Filippova, 2001. рр. 3–6. EDN BVWIJD.
11. Puhov E. V., Meshkova S. S., Kochkin S. S. Razrabotka imitacionnoj modeli dvizheniya sel'skohozyajstvennyh agregatov na pole [Development of simulation model of agricultural aggregates movement on the field] // Mezhdunarodnyj tekhniko-ekonomicheskij zhurnal. 2022. № 3. рр. 16–26.
12. Puhov E. V., Meshkova S. S., Kochkin S. S. Ocenka skhem peremeshcheniya sel'skohozyajstvennyh agregatov na pole [Evaluation of schemes of moving agricultural aggregates on the field] // V sb. : Tendenciya razvitiya tekhnicheskih sredstv i tekhnologij v APK. Voronezh: Voronezhskij gosudarstvennyj agrarnyj universitet imeni imperatora Petra I, 2021. рр. 89–94.

Заявленный вклад авторов: все авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Contribution of the authors: the authors contributed equally to this article. The authors declare no conflicts of interests.

Статья поступила в редакцию 20.06.2024, одобрена после рецензирования 30.06.2024, принята к публикации 02.07.2024.
The article was submitted 20.06.2024, approved after reviewing 30.06.2024, accepted for publication 02.07.2024.

Для цитирования: Пухов Е. В., Кочкин С. С.

Разработка математической модели функционирования автомобильных топливных заправщиков при выполнении сельскохозяйственных работ // Международный технический журнал. 2024. № 3 (90). С. 50–60.

For Citation: Pukhov E. V., Kochkin S. S.

Development of mathematic model for fuel supply vehicles functioning withim agricultural operation simplementation // International Technical Journal. 2024. № 3 (90). рр. 50–60.

УДК 629.351: 621.316
DOI 10.34286/2949-4176-2024-90-3-57-66

Алексей Сергеевич Апатенко, доктор технических наук, заведующий кафедрой технического сервиса машин и оборудования, ORCID: https://orcid.org/ 0000-0002-2492-9274, Web of Science Researcher ID: https://www.webofscience.com/wos/author/record/AEH-3548-2022, SPIN-код: 7553-2715, AuthorID: 261571, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Российский государственный аграрный университет – МСХА имени К. А. Тимирязева, Россия, Москва
Сергей Игоревич Некрасов, ассистент, ORCID: http://orcid.org/0000-0002-6844-5773, Web of Science Researcher ID: ААЕ-6385-2022, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Российский государственный аграрный университет – МСХА имени К. А. Тимирязева, Россия, Москва
Александр Юрьевич Фомин, кандидат технических наук, доцент, ORCID: http://orcid.org/0000-0001-8333-9015, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Российский государственный аграрный университет – МСХА имени К. А. Тимирязева, Россия, Москва

Использование нейронных сетей для оптимизации процесса доставки грузов предприятий АПК

Аннотация. Для эффективного развития сельскохозяйственного производства актуальной становится адаптация имеющихся или разработка новых цифровых инструментов использования больших данных в технологических процессах производства, переработки и реализации продукции «от поля до прилавка». Исследовано использование нейронных сетей для разработки механизма оптимизации логистических процессов доставки сельхозпродукции различного типа, обеспечивая более быструю и точную обработку данных, сокращение времени доставки и снижение затрат на перевозки. Формирование логистической архитектуры применения цифровых инструментов нейронных сетей для оптимизации в режиме реального времени процесса доставки грузов в сельскохозяйственном секторе, включая автоматизацию складских операций, прогнозирование спроса, маршрутизацию и планирование доставки. В основе метода лежат нейронные сети, системы поддержки принятия решений, экспертные системы, методы имитационного моделирования. Обоснован выбор нейронной сети как инструмент оптимизации процесса доставки грузов в сельскохозяйственном секторе. Использование банка данных позволяет эффективно решать задачу выбора оптимальных решений, накапливать информационный ресурс для адаптации к реальным условиям перевозок с учетом вариативности факторов влияния, которая позволила перевести процесс обучения нейронной сети в автономный режим.
Ключевые слова: АПК, грузы, логистика, управление ресурсами, нейронные сети, эффективность.

Aleksey S. Apatenko, Advanced Doctor in Engineering Sciences, Head of the Department of Technical Service of Machinery and Equipment, ORCID: https://orcid.org/ 0000-0002-2492-9274, Web of Science Researcher ID: https://www.webofscience.com/wos/author/record/AEH-3548-2022, SPIN-код: 7553-2715, AuthorID: 261571, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Russian Timiryazev State Agrarian University, Russia, Moscow
Sergey I. Nekrasov, Assistant Professor, ORCID: http://orcid.org/0000-0002-6844-5773, Web of Science Researcher ID: ААЕ-6385-2022, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Russian Timiryazev State Agrarian University, Russia, Moscow
Alexander Yu. Fomin, Ph. D. of Engineering Sciences, Associate Professor, ORCID: http://orcid.org/0000-0001-8333-9015, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Russian Timiryazev State Agrarian University, Russia, Moscow

Using neural networks to optimize the process of cargo delivery for agricultural enterprises

Abstract. For the effective development of agricultural production, it is becoming relevant to adapt existing or develop new digital tools for using big data in the technological processes of producing, processing and selling products "from field to store". The use of neural networks has been studied in order to develop a mechanism for optimizing logistics processes for delivering agricultural products of various types. This provides faster and more accurate data processing, reduces delivery time and transportation costs. The formation of a logistics architecture using digital neural network tools optimizes in real time the cargo delivery process in agriculture, including automation of warehouse operations, demand forecasting, route planning and delivery. The method is based on neural networks, decision support systems, expert systems and simulation methods.The choice of a neural network as a tool for optimizing the process of cargo delivery in the agricultural sector is justified. The use of data banks makes it possible to effectively solve the problem of selecting optimal solutions and accumulate an information resource adapted to real transportation conditions. This takes into account the variability of influencing factors, making it possible to transfer learning processes to an autonomous mode for neural networks.
Keywords: Agro-industrial complex, cargo, logistics, resource management, neural networks, efficiency.

Библиографический список

1. Pham D. T., Ghanbarzadeh A., Koс E., Otri S., Rahim S., Zaidi M. The Bees Algorithm – A Novel Tool for Complex Optimisation Problemsт // Intelligent Production Machines and Systems, Elsevier Science Ltd, 2006. рр. 454–459. URL: https://doi.org/10.1016/B978-008045157-2/50081-X.
2. Pham D. T., Ghanbarzadeh A., Koc E., Otri S., Rahim S., Zaidi M. The Bees Algorithm. Technical Note, Manufacturing Engineering Centre, Cardiff University, UK, 2005.
3. Dorigo M., Stützle T. Ant Colony Optimization. MIT Press, Cambridge, 2004.
4. Goldberg D. E. Genetic Algorithms in Search, Optimization and Machine Learning. Reading: Addison-Wesley Longman, 1989.
5. Mathur M., Karale S. B., Priye S., Jayaraman V. K., Kulkarni B. D. Ant Colony Approach to Continuous Function Optimization. Ind. Eng. Chem. Res. 39(10) (2000) 3814-3822.
6. Bonabeau E., Dorigo M., Theraulaz G. Swarm Intelligence: from Natural to Artificial Systems. Oxford University Press, New York, 1999.
7. Camazine S., Deneubourg J., Franks N. R., Sneyd J., Theraula G., Bonabeau E. Self-Organization in Biological Systems. Princeton: Princeton University Press, 2003.
8. Дуюн И. А., Горлов А. С., Дуюн Т. А. Совместное моделирование движения параллельного манипулятора с использованием Adams-Matlab // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В. Г. Шухова. 2022. № 11. С. 108–119. DOI 10.34031/2071-7318-2022-7-11-108-119. EDN VNMDWU.
9. Концепция моделирования бизнес-процессов транспортно-логистического кластера на примере Белгородского региона : Монография / С. Н. Глаголев, Ю. А. Дорошенко, Н. Г. Горшкова [и др.]. Белгород : Белгородский государственный технологический университет им. В. Г. Шухова / ЭБС АСВ, 2013. 149 с. EDN YQVMSN.
10. Muhammad I. Azeez, Khaled R. Atia Modeling of PID controlled 3DOF robotic manipulator using Lyapunov function for enhancing trajectory tracking and robustness exploiting Golden Jackal algorithm, ISA Transactions, Volume 145, 2024. рр. 190–204. URL: https://doi.org/10.1016/j.isatra.2023.11.033.
11. Bladimir Toaza, Domokos Esztergár-Kiss A review of metaheuristic algorithms for solving TSP-based scheduling optimization problems Image 1, Applied Soft Computing, Volume 148, 2023, 110908, 1568–4946. URL: https://doi.org/10.1016/j.asoc.2023.110908.
12. Измайлов А. Ю., Дзоценидзе Т. Д., Евтюшенков Н. Е. [и др.] Инновационный подход в развитии транспортной инфраструктуры агро-промышленного комплекса // Технология колесных и гусеничных машин. 2012. № 1. С. 23–28.
13. Севрюгина Н. С., Капырин П. Д. Эффективность выбора средств механизации строительных и специальных строительных работ // Механизация строительства. 2017. Т. 78, № 11. С. 59–64. EDN ZSHHHP.
14. Севрюгина Н. С., Апатенко А. С. Интеграция профилей цифровых двойников технологических машин в сфере эксплуатации и сопровождения // Научно-информационное обеспечение инновационного развития АПК : Материалы XV Международной научно-практической конференции, р.п. Правдинский, Московская область, 08 июня 2023 года. М. : Российский научно-исследовательский институт информации и технико-экономических исследований по инженерно-техническому обеспечению агропромышленного комплекса, 2023. С. 84–91. EDN BTHBCT.
15. Некрасов С. И. Разработка программно-аппаратного комплекса для рационального распределения и контроля целевого использования производственных ресурсов в АПК // Подъемно-транспортные, строительные, дорожные, путевые, мелиоративные машины и робототехнические комплексы : Сборник статей 26-ой Московской международной межвузовской научно-технической конференции студентов, магистрантов, аспирантов и молодых ученых, Москва, 12–13 мая 2022 года. М. : Российский государственный аграрный университет – МСХА им. К. А. Тимирязева, 2022. С. 373–376. EDN KPKUTI.
16. Modernizing Machines to Extend Their Life / I. G. Golubev, N. S. Sevryugina, A. S. Apatenko, A. Yu. Fomin // Russian Engineering Research. 2023. Vol. 43, No. 3. рр. 258–263. DOI 10.3103/s1068798x23040111. EDN TZDWXO.
17. Визуальные коммуникации и средства цифровой навигационной системы в условиях урбанизации городского пространства / С. В. Тикунова, Г. Н. Калинина, А. Г. Большаков [и др.] // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В. Г. Шухова. 2023. № 7. С. 27–36. DOI 10.34031/2071-7318-2023-8-7-27-36. EDN SRGOFM.
18. Nekrasov S. I., Gornostaev V. I. Use of simulation modeling techniques in solving optimization problems of transport support // Digital Technologies in Agriculture of the Russian Federation and the World Community, Stavopol, 27–30 сентября 2021 года. Vol. 2661. Stavopol: AIP PUBLISHING, 2022. P. 040007. EDN OPRZVB.
19. Фомин А. Ю., Лапаев А. В., Халилов Э. Н. Выбор и обоснование методик обработки, оценка надежности результатов экспериментов // Наука и образование: опыт, проблемы, перспективы развития: Материалы международной научно-практической конференции, посвященной 70-летию ФГБОУ ВО Красноярский ГАУ, Красноярск, 19–21 апреля 2022 года. Том Часть 2. Красноярск: Красноярский государственный аграрный университет, 2022. С. 131−134. EDN AQKOTO.

References

1. Pham D. T., Ghanbarzadeh A., Kos E., Otri S., Rahim S., Zaidi M. The Bees Algorithm – A Novel Tool for Complex Optimisation Problemst // Intelligent Production Machines and Systems, Elsevier Science Ltd, 2006. рр. 454–459. URL: https://doi.org/10.1016/B978-008045157-2/50081-X.
2. Pham D. T., Ghanbarzadeh A., Koc E., Otri S., Rahim S., Zaidi M. The Bees Algorithm. Technical Note, Manufacturing Engineering Centre, Cardiff University, UK, 2005.
3. Dorigo M., Stützle T. Ant Colony Optimization. MIT Press, Cambridge, 2004.
4. Goldberg D. E. Genetic Algorithms in Search, Optimization and Machine Learning. Reading: Addison-Wesley Longman, 1989.
5. Mathur M., Karale S. B., Priye S., Jayaraman V. K., Kulkarni B. D. Ant Colony Approach to Continuous Function Optimization. Ind. Eng. Chem. Res. 39(10) (2000) 3814-3822.
6. Bonabeau E., Dorigo M., Theraulaz G. Swarm Intelligence: from Natural to Artificial Systems. Oxford University Press, New York, 1999.
7. Camazine S., Deneubourg J., Franks N. R., Sneyd J., Theraula G., Bonabeau E. Self-Organization in Biological Systems. Princeton: Princeton University Press, 2003.
8. Duyun I. A., Gorlov A. S., Duyun T. A. Sovmestnoe modelirovanie dvizheniya parallel'nogo manipulyatora s ispol'zovaniem Adams-Matlab [Joint modelling of parallel manipulator motion using Adams-Matlab] // Vestnik Belgorodskogo gosudarstvennogo tekhnologicheskogo universiteta im. V. G. SHuhova. 2022. № 11. рр. 108–119. DOI 10.34031/2071-7318-2022-7-11-108-119. EDN VNMDWU.
9. Koncepciya modelirovaniya biznes-processov transportno-logisticheskogo klastera na primere Belgorodskogo regiona [Concept of modelling business processes of transport and logistics cluster on the example of Belgorod region]: Monografiya / S. N. Glagolev, Yu. A. Doroshenko, N. G. Gorshkova [i dr.]. Belgorod : Belgorodskij gosudarstvennyj tekhnologicheskij universitet im. V. G. SHuhova / EBS ASV, 2013. 149 р. EDN YQVMSN.
10. Muhammad I. Azeez, Khaled R. Atia Modeling of PID controlled 3DOF robotic manipulator using Lyapunov function for enhancing trajectory tracking and robustness exploiting Golden Jackal algorithm, ISA Transactions, Volume 145, 2024. рр. 190–204. URL: https://doi.org/10.1016/j.isatra.2023.11.033.
11. Bladimir Toaza, Domokos Esztergár-Kiss A review of metaheuristic algorithms for solving TSP-based scheduling optimization problems Image 1, Applied Soft Computing, Volume 148, 2023, 110908, 1568–4946. URL: https://doi.org/10.1016/j.asoc.2023.110908.
12. Izmajlov A. Yu., Dzocenidze T. D., Evtyushenkov N. E. [i dr.] Innovacionnyj podhod v razvitii transportnoj infrastruktury agro-promyshlennogo kompleksa [Innovative approach in the development of transport infrastructure of agro-industrial complex ] // Tekhnologiya kolesnyh i gusenichnyh mashin. 2012. № 1. рр. 23–28.
13. Sevryugina N. S., Kapyrin P. D. Effektivnost' vybora sredstv mekhanizacii stroitel'nyh i special'nyh stroitel'nyh rabot [Efficiency of the choice of means of mechanisation of construction and special construction works] // Mekhanizaciya stroitel'stva. 2017. T. 78, № 11. рр. 59–64. EDN ZSHHHP.
14. Sevryugina N. S., Apatenko A. S. Integraciya profilej cifrovyh dvojnikov tekhnologicheskih mashin v sfere ekspluatacii i soprovozhdeniya [Integration of profiles of digital twins of technological machines in the field of operation and maintenance] // Nauchno-informacionnoe obespechenie innovacionnogo razvitiya APK : Materialy XV Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii, r.p. Pravdinskij, Moskovskaya oblast', 08 iyunya 2023 goda. M. : Rossijskij nauchno-issledovatel'skij institut informacii i tekhniko-ekonomicheskih issledovanij po inzhenerno-tekhnicheskomu obespecheniyu agropromyshlennogo kompleksa, 2023. рр. 84–91. EDN BTHBCT.
15. Nekrasov S. I. Razrabotka programmno-apparatnogo kompleksa dlya racional'nogo raspredeleniya i kontrolya celevogo ispol'zovaniya proizvodstvennyh resursov v APK [Development of hardware-software complex for rational distribution and control of the target use of production resources in the agro-industrial complex] // Pod"emno-transportnye, stroitel'nye, dorozhnye, putevye, meliorativnye mashiny i robototekhnicheskie kompleksy : Sbornik statej 26-oj Moskovskoj mezhdunarodnoj mezhvuzovskoj nauchno-tekhnicheskoj konferencii studentov, magistrantov, aspirantov i molodyh uchenyh, Moskva, 12–13 maya 2022 goda. M. : Rossijskij gosudarstvennyj agrarnyj universitet – MSKHA im. K. A. Timiryazeva, 2022. рр. 373–376. EDN KPKUTI.
16. Modernizing Machines to Extend Their Life / I. G. Golubev, N. S. Sevryugina, A. S. Apatenko, A. Yu. Fomin // Russian Engineering Research. 2023. Vol. 43, No. 3. рр. 258–263. DOI 10.3103/s1068798x23040111. EDN TZDWXO.
17. Vizual'nye kommunikacii i sredstva cifrovoj navigacionnoj sistemy v usloviyah urbanizacii gorodskogo prostranstva [Visual communications and means of digital navigation system in the conditions of urbanisation of urban space ] / S. V. Tikunova, G. N. Kalinina, A. G. Bol'shakov [i dr.] // Vestnik Belgorodskogo gosudarstvennogo tekhnologicheskogo universiteta im. V. G. Shuhova. 2023. № 7. рр. 27–36. DOI 10.34031/2071-7318-2023-8-7-27-36. EDN SRGOFM.
18. Nekrasov S. I., Gornostaev V. I. Use of simulation modeling techniques in solving optimization problems of transport support // Digital Technologies in Agriculture of the Russian Federation and the World Community, Stavopol, 27–30 sentyabrya 2021 goda. Vol. 2661. Stavopol: AIP PUBLISHING, 2022. P. 040007. EDN OPRZVB.
19. Fomin A. Yu., Lapaev A. V., Halilov E. N. Vybor i obosnovanie metodik obrabotki, ocenka nadezhnosti rezul'tatov eksperimentov [Selection and justification of processing techniques, reliability assessment of experimental results] // Nauka i obrazovanie: opyt, problemy, perspektivy razvitiya: Materialy mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii, posvyashchennoj 70-letiyu FGBOU VO Krasnoyarskij GAU, Krasnoyarsk, 19–21 aprelya 2022 goda. Tom Chast' 2. Krasnoyarsk: Krasnoyarskij gosudarstvennyj agrarnyj universitet, 2022. рр. 131−134. EDN AQKOTO.

Статья поступила в редакцию 17.06.2024, одобрена после рецензирования 06.07.2024, принята к публикации 10.07.2024.
The article was submitted 17.06.2024, approved after reviewing 06.07.2024, accepted for publication 10.07.2024.

Для цитирования:

Апатенко А. С., Некрасов С. И., Фомин А. Ю. Использование нейронных сетей для оптимизации процесса доставки грузов предприятий АПК // Международный технический журнал. 2024. № 3 (94). С. 50–60.
For Citation:

Apatenko A. S., Nekrasov S. I., Fomin A. Yu. Using neural networks to optimize the process of cargo delivery for agricultural enterprises // International Technical Journal. 2024. № 3 (94). рр. 50–60.

УДК
DOI 10.34286/2949-4176-2024-90-3-67-73

Иван Иванович Руденко, кандидат технических наук, ассистент кафедры «Технический сервис машин и оборудования», Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Российский государственный аграрный университет – МСХА имени К. А. Тимирязева, Россия, Москва
Юрий Алексеевич Шамарин, кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры «Технологии и оборудование лесопромышленного производства», Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Московский государственный технический университет имени Н. Э. Баумана (национальный исследовательский университет), Мытищинский филиал, Россия, Москва
Михаил Иванович Голубев, кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры «Технологии и оборудование лесопромышленного производства», Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Московский государственный технический университет имени Н. Э. Баумана (национальный исследовательский университет), Мытищинский филиал, Россия, Москва

Результаты исследований упругопрочностных свойств резинотехнических изделий дизельных двигателей ЯМЗ 236, 238, 240

Аннотация. Статья посвящена исследованию надежности резинотехнических изделий фильтра тонкой очистки топлива дизельного двигателя, выдержанного 6 месяцев в товарном дизельном топливе, подсолнечном, кукурузном масле. В работе проанализированы полученные результаты исследований упругопрочностных свойств резинотехнических изделий топливной системы дизельных двигателей во взаимодействии с маслами растительного происхождения. Рассмотрена эффективность применения резинотехнического изделия фильтра тонкой очистка топлива дизельного двигателя в товарном дизельном топливе, подсолнечном, кукурузном масле. Обоснована необходимость проведения исследований в области прочностных характеристик изделия. Полученные результаты исследований определили упругопрочностные свойства образцов резинотехнических изделий фильтра тонкой очистка топливной системы дизельного двигателя ЯМЗ 236, 238, 240, выдержанного в течение 6 месяцев в маслах растительного происхождения (подсолнечное, кукурузное масла) в (дизельном топливе) и нового образца. Авторами были проведены исследования с использованием испытательной универсальной машины РКМ 20.2, свидетельство о поверке № С-ДЮП/29-09-2023/283528415 от 29.09.2023 г. Испытания проводили в АО «НОВЫЙ РЕГИСТР» (Московская область, г. Электросталь). Результаты и представленные исследования упругопрочностных свойств резинотехнических изделий топливной системы дизельных двигателей во взаимодействии с маслами растительного происхождения могут быть использованы в научных работах.
Ключевые слова: фильтр, резинотехнические изделия, биодобавки растительного происхождения, дизельное топливо, подсолнечное масло, кукурузное масло, результаты исследований, свойства.

Ivan I. Rudenko, Ph. D. of Engineering Sciences, Assistant of the Department of Technical Service of Machinery and Equipment, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Russian Timiryazev State Agrarian University, Russia, Moscow
Yuri A. Shamarin, Ph. D. of Engineering Sciences, Associate Professor, Associate Professor of the Department of "Technologies and Equipment of Timber Industry", Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Bauman Moscow State Technical University, Mytishchi branch, Russia, Moscow
Mikhail I. Golubev, Ph. D. of Engineering Sciences, Associate Professor, Associate Professor of the Department of "Technologies and Equipment of Timber Industry", Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Bauman Moscow State Technical University, Mytishchi branch, Russia, Moscow

The results of studies of elastic-strength properties of rubber products of diesel engines YAMZ 236, 238, 240

Abstract. The article is devoted to the research of reliability of rubber-technical products of the filter of fine fuel purification of a diesel engine aged for 6 months in commercial diesel fuel, sunflower and corn oil. The paper analyses the obtained results of research of elastic strength properties of rubber products of the fuel system of diesel engines in interaction with oils of vegetable origin. The efficiency of application of rubber product of filter of fine cleaning of diesel engine fuel in commercial diesel fuel, sunflower, corn oil is considered. The necessity of research in the field of strength characteristics of the product is substantiated. The obtained research results determined the elastic strength properties of samples of rubber products of the filter of fine cleaning of the fuel system of the diesel engine YAMZ 236, 238, 240, aged for 6 months in oils of vegetable origin (sunflower, corn oil) in (diesel fuel) and a new sample. The authors have carried out researches with the use of testing universal machine RKM 20.2, certificate of verification No. S-DUP/29-09-2023/283528415 from 29.09.2023. The tests were carried out in JSC ‘NEW REGISTER’ (Moscow region, Elektrostal). The results and presented studies of elastic strength properties of rubber products of the fuel system of diesel engines in interaction with oils of vegetable origin can be used in scientific research.

Keywords: filter, rubber products, dietary supplements of vegetable origin, diesel fuel, sunflower oil, corn oil, research results.

Библиографический список

1. Голубев В. В., Кокорев Ю. А., Виноградов А. В. Анализ способов использования этилового спирта в качестве одного из компонентов смесевого топлива для дизелей // Цифровизация в АПК: технологические ресурсы, новые возможности и вызовы времени: сб. научных трудов по материалам Международной научно-практической конференции (11–13 февраля 2020 г., г. Тверь). Тверь : ФГБОУ ВО «Тверская ГСХА», 2020. С. 222–223.
2. Использование биологических добавок в дизельное топливо / В. Ф. Федоренко, Д. С. Буклагин, С. А. Нагорнов, А. Н. Зазуля, И. Г. Голубев. М. : ФГНУ «Росинформагротех», 2007. 50 с.
3. Инновационные технологии производства биотоплива второго поколения / В. Ф. Федоренко, Д. С. Буклагин, А. Н. Зазуля, С. А. Нагорнов, И. Г. Голубев, С. В. Романцова, С. В. Бодягина, Л. Ю. Коноваленко. М. : ФГНУ «Росинформагротех», 2009. 68 с.
4. Использование арахисового масла в качестве присадки к дизельному топливу / А. В. Бижаев, С. Н. Девянин, В. М. Фомин, А. С. Х. Ибрагим, А. А. Ходяков // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2018. Т. 12. № 6. С. 45–50.
5. Биотопливо для дизелей на основе сафлорового масла / Б. П. Загородских, М. К. Тохиян, А. А. Кожевников, В. А. Чугунов // Нива Поволжья. 2009. № 4 (13). С. 71–74.
6. Тенденции развития технологий производства биодизельного топлива / С. А. Нагорнов, А. Н. Зазуля, Ю. В. Мещерякова, В. Ф. Федоренко, И. Г. Голубев. М. : ФГБНУ «Росинформагротех», 2017. 172 с.
7. Сайдахмедов А. И. Карпов С. А., Капустин В. М. Исследование влияния добавок хлопкового масла и продуктов его этерификации на характеристики дизельного топлива // Химия и технология топлив и масел. 2011. № 5. С. 3–6.
8. Уханов А. П., Голубев В. А. Перспективы использования биотоплива из горчицы // Вестник Ульяновской ГСХА. 2011. № 1 (13). С. 88–90.
9. Результаты моторных исследований горчичного биотоплива /А. П. Уханов, Д. А. Уханов, В. А. Голубев, Р. К. Сафаров, Д. С. Шеменев // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2011. № 5. С. 7–10.
10. Физические свойства рыжиково-минерального топлива / А. П. Уханов, А. А. Хохлов, А. Л. Хохлов, В. А. Голубев, Е. А. Хохлов // Международный научно-исследовательский журнал. 2017. № 5-3(59). С. 124–128.
11. Руденко И. И. Повышение работоспособности топливной системы дизельных двигателей, работающих на биотопливе: дис. ... кандидата технических наук : 04.03.01 / Руденко Иван Иванович. РГАУ−МСХА им. К. А. Тимирязева. М. , 2023. 210 с.
12. Апатенко А. С., Руденко И. И. Совершенствование элементов топливной системы дизельного двигателя при использовании биотоплива // В сб. : Чтения академика В. Н. Болтинского: Сборник статей. М. , 2023. С. 266–271.
13. Руденко И. И., Шамарин Ю. А. Результаты исследования резинотехнических изделий топливных фильтров при взаимодействии с биотопливом // В Сб. : Молодой исследователь 2022: сборник статей Международного научно-исследовательского конкурса. Петрозаводск, 2022. С. 217–221.
14. ГОСТ 34750–2021 Резина и термоэластопласты. Определение упругопрочностных свойств при растяжении. Межгосударственный стандарт. Введ. 2022–07–01. М. : Российский институт стандартизации, 2021. 24 с.
15. Апатенко А. С., Руденко И. И., Прибытков А. С. Влияние биотопливных композиций в дизельном топливе на параметры двигателя // Ремонт. Восстановление. Модернизация. 2022. № 3. С. 24–27.
16. Апатенко А. С., Руденко И. И., Севрюгина Н. С. Сопоставление согласованности характеристик типовых фильтрующих элементов с работой в биотопливе из рапсового масла // Естественные и технические науки. 2022. № 1 (164). С. 223–229.
17. Голубев И. Г., Руденко И. И. Работоспособность фильтров тонкой очистки дизелей, работающих на биотопливе // В Сб. : Научно-технический прогресс в сельскохозяйственном производстве : Материалы Международной научно-технической конференции. В 3-х томах; Редколлегия: П. П. Казакевич (гл. ред.), О. О. Дударев. 2012. С. 243–245.
18. Пат. RU 129564 U1 Российская Федерация, МПК F 02 M 31/125. Устройство для подогрева смесевого топлива / Панферов В. И., Голубев И. Г., Руденко И. И.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО Московский государственный университет леса. № 2012155533/06 ; заявл. 21.12.2012 ; опубл. 27.06.2013.
19. Глазков Ю. Е. Виды жидкого биотоплива для дизелей и пути его получения // В Сб. : Современная наука: теория, методология, практика: Материалы IV Всероссийской национальной научно-практической конференции. 2022. С. 202–205.
20. Руденко И. И. Испытание дизеля на биотопливе с использованием «МОТОРТЕСТЕРА МО 3-2» // Вестник московского государственного университета леса – лесной вестник. 2010. № 5. С. 110–117.
21. Апатенко А. С., Руденко И. И. Показатели системы пуска и мощности работы дизеля на биотопливе из рапсового масла // Естественные и технические науки. 2021. № 10 (161). С. 223–227.
22. Анализ путей улучшения дизельного топлива применением биодобавок / Д. В. Доровских, Ю. Е. Глазков, И. Ю. Доровских, М. М. Глазкова // В Сб. : Современная наука: теория, методология, практика : Материалы 2-ой Всероссийской (национальной) научно-практической конференции. 2020. С. 200–204.
23. Глазков Ю. Е., Попов М. А. Альтернативные виды топлива. Перспективы развития // В Сб. : Импортозамещающие технологии и оборудование для глубокой комплексной переработки сельскохозяйственного сырья : Материалы I Всероссийской конференции с международным участием. 2019. С. 156–161.

References

1. Golubev V. V., Kokorev Yu. A., Vinogradov A. V. Analiz sposobov ispol'zovaniya etilovogo spirta v kachestve odnogo iz komponentov smesevogo topliva dlya dizelej [Analysis of ways to use ethyl alcohol as one of the components of blended fuel for diesel engines] // Cifrovizaciya v APK: tekhnologicheskie resursy, novye vozmozhnosti i vyzovy vremeni: sb. nauchnyh trudov po materialam Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii (11–13 fevralya 2020 g., g. Tver'). Tver' : FGBOU VO «Tverskaya GSKHA», 2020. рр. 222–223.
2. Ispol'zovanie biologicheskih dobavok v dizel'noe toplivo [Use of biological additives in diesel fuel] / V. F. Fedorenko, D. S. Buklagin, S. A. Nagornov, A. N. Zazulya, I. G. Golubev. M. : FGNU «Rosinformagrotekh», 2007. 50 р.
3. Innovacionnye tekhnologii proizvodstva biotopliva vtorogo pokoleniya [Innovative technologies of biofuel production of the second generation] / V. F. Fedorenko, D. S. Buklagin, A. N. Zazulya, S. A. Nagornov, I. G. Golubev, S. V. Romancova, S. V. Bodyagina, L. Yu. Konovalenko. M. : FGNU «Rosinformagrotekh», 2009. 68 р.
4. Ispol'zovanie arahisovogo masla v kachestve prisadki k dizel'nomu toplivu [Use of peanut oil as an additive to diesel fuel] / A. V. Bizhaev, S. N. Devyanin, V. M. Fomin, A. S. H. Ibragim, A. A. Hodyakov // Sel'skohozyajstvennye mashiny i tekhnologii. 2018. T. 12. № 6. рр. 45–50.
5. Biotoplivo dlya dizelej na osnove saflorovogo masla [Biofuel for diesel engines based on safflower oil] / B. P. Zagorodskih, M. K. Tohiyan, A. A. Kozhevnikov, V. A. Chugunov // Niva Povolzh'ya. 2009. № 4 (13). рр. 71–74.
6. Tendencii razvitiya tekhnologij proizvodstva biodizel'nogo topliva [Trends in the development of biodiesel production technologies] / S. A. Nagornov, A. N. Zazulya, Yu. V. Meshcheryakova, V. F. Fedorenko, I. G. Golubev. M. : FGBNU «Rosinformagrotekh», 2017. 172 р.
7. Sajdahmedov A. I. Karpov S. A., Kapustin V. M. Issledovanie vliyaniya dobavok hlopkovogo masla i produktov ego eterifikacii na harakteristiki dizel'nogo topliva [Study of the influence of additives of cottonseed oil and its esterification products on the characteristics of diesel fuel] // Himiya i tekhnologiya topliv i masel. 2011. № 5. рр. 3–6.
8. Uhanov A. P., Golubev V. A. Perspektivy ispol'zovaniya biotopliva iz gorchicy [Prospects for the use of biofuel from mustard] // Vestnik Ul'yanovskoj GSKHA. 2011. № 1 (13). рр. 88–90.
9. Rezul'taty motornyh issledovanij gorchichnogo biotopliva [Results of motor research of mustard biofuel] / A. P. Uhanov, D. A. Uhanov, V. A. Golubev, R. K. Safarov, D. S. Shemenev // Traktory i sel'skohozyajstvennye mashiny. 2011. № 5. рр. 7–10.
10. Fizicheskie svojstva ryzhikovo-mineral'nogo topliva [Physical properties of red oil mineral fuel] / A. P. Uhanov, A. A. Hohlov, A. L. Hohlov, V. A. Golubev, E. A. Hohlov // Mezhdunarodnyj nauchno-issledovatel'skij zhurnal. 2017. № 5-3(59). рр. 124–128.
11. Rudenko I. I. Povyshenie rabotosposobnosti toplivnoj sistemy dizel'nyh dvigatelej, rabotayushchih na biotoplive [Improving the performance of the fuel system of diesel engines operating on biofuels]: dis. ... kandidata tekhnicheskih nauk : 04.03.01 / Rudenko Ivan Ivanovich. RGAU−MSKHA im. K. A. Timiryazeva. M. , 2023. 210 р.
12. Apatenko A. S., Rudenko I. I. Sovershenstvovanie elementov toplivnoj sistemy dizel'nogo dvigatelya pri ispol'zovanii biotopliva [Improvement of the elements of the fuel system of a diesel engine when using biofuel] // V Sb. : Chteniya akademika V. N. Boltinskogo: Sbornik statej. M. , 2023. рр. 266–271.
13. Rudenko I. I., Shamarin Yu. A. Rezul'taty issledovaniya rezinotekhnicheskih izdelij toplivnyh fil'trov pri vzaimodejstvii s biotoplivom [Results of the study of rubber products of fuel filters when interacting with biofuel] // V Sb. : Molodoj issledovatel' 2022: sbornik statej Mezhdunarodnogo nauchno-issledovatel'skogo konkursa. Petrozavodsk, 2022. рр. 217–221.
14. GOST 34750–2021 Rezina i termoelastoplasty. Opredelenie uprugoprochnostnyh svojstv pri rastyazhenii. Mezhgosudarstvennyj standart [Rubber and thermoplastic elastomers. Determination of tensile elastic strength properties. Interstate standard]. Vved. 2022–07–01. M. : Rossijskij institut standartizacii, 2021. 24 р.
15. Apatenko A. S., Rudenko I. I., Pribytkov A. S. Vliyanie biotoplivnyh kompozicij v dizel'nom toplive na parametry dvigatelya [Influence of biofuel compositions in diesel fuel on the engine parameters] // Remont. Vosstanovlenie. Modernizaciya. 2022. № 3. рр. 24–27.
16. Apatenko A. S., Rudenko I. I., Sevryugina N. S. Sopostavlenie soglasovannosti harakteristik tipovyh fil'truyushchih elementov s rabotoj v biotoplive iz rapsovogo masla [Comparison of the consistency of the characteristics of typical filter elements with the work in biofuel from rapeseed oil] // Estestvennye i tekhnicheskie nauki. 2022. № 1 (164). рр. 223–229.
17. Golubev I. G., Rudenko I. I. Rabotosposobnost' fil'trov tonkoj ochistki dizelej, rabotayushchih na biotoplive [Operability of fine filters of diesel engines operating on biofuel] // V Sb. : Nauchno-tekhnicheskij progress v sel'skohozyajstvennom proizvodstve : Materialy Mezhdunarodnoj nauchno-tekhnicheskoj konferencii. V 3-h tomah; Redkollegiya: P. P. Kazakevich (gl. red.), O. O. Dudarev. 2012. рр. 243–245.
18. Pat. RU 129564 U1 Rossijskaya Federaciya, MPK F 02 M 31/125. Ustrojstvo dlya podogreva smesevogo topliva [Device for heating of blended fuel] / Panferov V. I., Golubev I. G., Rudenko I. I.; zayavitel' i patentoobladatel' FGBOU VPO Moskovskij gosudarstvennyj universitet lesa. № 2012155533/06 ; zayavl. 21.12.2012 ; opubl. 27.06.2013.
19. Glazkov Yu. E. Vidy zhidkogo biotopliva dlya dizelej i puti ego polucheniya [Types of liquid biofuel for diesel engines and ways of its obtaining] // V Sb. : Sovremennaya nauka: teoriya, metodologiya, praktika: Materialy IV Vserossijskoj nacional'noj nauchno-prakticheskoj konferencii. 2022. S. 202–205.
20. Rudenko I. I. Ispytanie dizelya na biotoplive s ispol'zovaniem «MOTORTESTERA MO 3-2» [Testing of a diesel engine on biofuel using "MOTORTESTER MO 3-2"] // Vestnik moskovskogo gosudarstvennogo universiteta lesa – lesnoj vestnik. 2010. № 5. рр. 110–117.
21. Apatenko A. S., Rudenko I. I. Pokazateli sistemy puska i moshchnosti raboty dizelya na biotoplive iz rapsovogo masla [Indices of the starting system and power of the diesel engine operation on biofuel from rapeseed oil] // Estestvennye i tekhnicheskie nauki. 2021. № 10 (161). рр. 223–227.
22. Analiz putej uluchsheniya dizel'nogo topliva primeneniem biodobavok [Modern science: theory, methodology, practice] / D. V. Dorovskih, Yu. E. Glazkov, I. Yu. Dorovskih, M. M. Glazkova // V Sb. : Sovremennaya nauka: teoriya, metodologiya, praktika : Materialy 2-oj Vserossijskoj (nacional'noj) nauchno-prakticheskoj konferencii. 2020. рр. 200–204.
23. Glazkov Yu. E., Popov M. A. Al'ternativnye vidy topliva. Perspektivy razvitiya [Alternative fuels. Prospects of development] // V Sb. : Importozameshchayushchie tekhnologii i oborudovanie dlya glubokoj kompleksnoj pererabotki sel'skohozyajstvennogo syr'ya : Materialy I Vserossijskoj konferencii s mezhdunarodnym uchastiem. 2019. рр. 156–161.

Статья поступила в редакцию 22.06.2024, одобрена после рецензирования 01.07.2024, принята к публикации 05.07.2024.
The article was submitted 22.06.2024, approved after reviewing 01.07.2024, accepted for publication 05.07.2024.

Для цитирования:

Руденко И. И., Шамарин Ю. А., Голубев М. И. Результаты исследований упругопрочностных свойств резинотехнических изделий дизельных двигателей ЯМЗ 236, 238, 240 // Международный технический журнал. 2024. № 3 (90). С. 50–60.

For Citation:

Rudenko I. I., Shamarin Yu. A., Golubev M. I. The results of studies of elastic-strength properties of rubber products of diesel engines YAMZ 236, 238, 240 // International Technical Journal. 2024. № 3 (90). рр. 50–60.

УДК 504.054
DOI 10.34286/2949-4176-2024-90-3-74-90

Григорий Евгеньевич Митягин, кандидат технических наук, доцент, https://orcid.org/0000-0003-2667-9309, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Российский государственный аграрный университет – МСХА имени К. А. Тимирязева, Россия, Москва
Мурат Кылышбаевич Бисенов, старший преподаватель, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Кызылординский открытый университет, Республика Казахстан, г. Кызылорда
Владимир Сергеевич Шейкин, магистрант
Российский государственный аграрный университет – МСХА имени К. А. Тимирязева, Россия, Москва

Вторичное использование агрегатов и узлов электромобилей

Аннотация. В настоящее время объемы образования отходов в виде выбывших из эксплуатации агрегатов и узлов электромобилей невелики, но, учитывая опыт эксплуатации ввезенных подержанных электромобилей и проблемы с обеспечением их работоспособности, особенно литий-ионной батареи, становится очевидной необходимость вторичного использования агрегатов и узлов, чтобы компенсировать дороговизну новых, невозможность ввезти из-за санкций, наложенных на импортируемые в Россию электромобили и их компоненты. В статье проанализирован текущий уровень повторного использования агрегатов и узлов электромобилей, особое внимание уделено тяговой аккумуляторной батареи. Проанализирован современный рынок электромобилей и его перспективы, оценен возрастной состав и состояние тяговой аккумуляторной батареи подержанных электромобилей. На основе этого анализа сделан вывод о необходимости разработки мероприятий по обеспечению вторичного использования агрегатов и узлов электромобилей и особенно их тяговых аккумуляторных батарей. Рассмотрены варианты повторного использования основных агрегатов и узлов автомобиля, а также отдельно компонентов тяговой аккумуляторной батареи.
Ключевые слова: электромобиль, литий-ионная тяговая аккумуляторная батарея, срок службы аккумуляторной батареи, вторичное использование.

Grigory E. Mityagin, Ph. D. of Engineering Sciences, Associate Professor, https://orcid.org/0000-0003-2667-9309, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Russian Timiryazev State Agrarian University, Russia, Moscow
Murat K. Bisenov, Senior Lecturer, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Open University of Kyzylorda, Republic of Kazakhstan, Kyzylorda
Vladimir S. Shejkin, Master’s Degree
Russian Timiryazev State Agrarian University, Russia, Moscow

Recycling of units and assemblies of electric vehicles

Abstract. At present the volumes of waste generation in the form of retired units and assemblies of electric cars are small, but taking into account the experience of operation of imported second-hand electric cars and problems with ensuring their serviceability, especially lithium-ion battery, the necessity of secondary use of units and assemblies to compensate for the high cost of new ones, impossibility to import electric cars and their components due to sanctions imposed on electric cars imported to Russia becomes obvious. The article analyses the current level of reuse of units and assemblies of electric vehicles, with special attention paid to the traction battery. The current market of electric cars and its prospects are analysed, the age composition and condition of the traction battery of used electric cars are assessed. On the basis of this analysis it is concluded that it is necessary to develop measures to ensure the secondary use of units and assemblies of electric cars and especially their traction accumulator batteries. The variants of reuse of the main aggregates and units of the car, as well as separately components of the traction battery are considered.
Keywords: electric car, lithium-ion traction battery, battery life, recycling.

Библиографический список

1. Митягин Г. Е., Бисенов М. К., Шамаева А. О. Результаты исследования технологического процесса разборки высоковольтной тяговой батареи электромобиля // Техника и технология: теория и практика. 2022. № 4 (6). С. 7–21.
2. Обзор мирового рынка электромобилей / Д. Распопов, В. Нечаева, В. Шапошников, Д. Толстопятов. Ч. 1. М. : Research HUB Strategy Partners, 2024. 61 с.
3. Drabik E., Rizos V. Prospects for electric vehicle batteries in a circular economy – Brussel, Belgium, CEPS energy climate house (ISI), 2018. 39 р. URL: www.ceps.eu.
4. Pesaran, Ahmad, Lauren Roman, and John Kincaide. 2023. Electric Vehicle Lithium-Ion Battery Life Cycle Management (NREL/TP-5700-84520). – Golden, CO: National Renewable Energy Laboratory. URL: https://www.nrel.gov/docs/fy23osti/84520.pdf.
5. Xin Li Collection mode choice of spent electric vehicle batteries: considering collection competition and third party economies of scale // Scientific Reports. 2022. № 12. URL: https://doi.org/10.1038/s41598-022-10433-3.
6. Митягин Г. Е., Бисенов М. К. Разработка технологического процесса разборки высоковольтной тяговой батареи электромобиля // Международный технический журнал. 2024. № 1. С. 24–35.
7. How Nissan Recycles Depleted EV Batteries and Rescues Them to Power Japan URL: https://www.autoevolution.com/news/how-nissan-recycles-depleted-ev-batteries-and-rescues-them-to-power-japan-155773.html/
8. Antônio Rufino Júnior C., Riva Sanseverino E., Gallo P., Koch D., Kotak Y., Schweiger H-G., Zanin H. Towards a business model for second-life batteries – barriers, opportunities, uncertainties, and technologies // Journal of Energy Chemistry (2022) URL: https://doi.org/10.1016/j.jechem.2022.12.019.
9. Weigl D., Inman D., Hettinger D., Ravi V., Peterson S. Battery Energy Storage Scenario Analyses Using the Lithium-Ion Battery Resource Assessment (LIBRA) (NREL/TP-6A20-81875) – Golden, CO: National Renewable Energy Laboratory, 2022. URL: https://www.nrel.gov/docs/fy23osti/81875.pdf.
10. ВИЭ 30 дней подряд на 100 % обеспечили Калифорнию электроэнергией. URL: https://hightech.plus/2024/04/16/vie-30-dnei-podryad-na-100-obespechivali-kaliforniyu-elektroenergiei.
11. Melin H. E. The lithium-ion battery end-of-life market – A baseline study For the Global Battery Alliance. Circular Energy Storage URL: https://www3.weforum.org/docs/GBA_EOL_baseline_Circular_Energy_Storage.pdf.
12. Melin H. E. State-of-the-art in reuse and recycling of lithium-ion batteries – A research review URL: https://www.energimyndigheten.se/globalassets/forskning--innovation/overgripande/state-of-the-art-in-reuse-and-recycling-of-lithium-ion-batteries-2019.pdf.
13. Российский рынок новых электромобилей в 2023 году вырос почти в 5 раз [Электронный ресурс]. URL: https://www.autostat.ru/news/56565/.
14. Рынок подержанных электромобилей в РФ за 2018 год вырос вдвое [Электронный ресурс]. URL: https://www.autostat.ru/news/37608/.
15. Продажи электромобилей с пробегом в России выросли в 3,3 раза [Электронный ресурс]. URL: https://www.autostat.ru/news/32866/.
16. Рынок электромобилей с пробегом в 2023 году установил рекорд, превысив 10 тысяч единиц [Электронный ресурс]. URL: https://www.autostat.ru/news/56703/.
17. Очередь к розетке: 10 самых популярных электромобилей [Электронный ресурс]. URL: https://www.autostat.ru/articles/22433/.
18. Макухин С. Точные цифры: сколько в России зарегистрировано электромобилей на начало 2024 года [Электронный ресурс]. URL: https://greenstartpoint.ru/tochnye-czifry-skolko-v-rossii-zaregistrirovano-elektromobilej-na-nachalo-2024-goda/.
19. В России зарегистрировано более 39 тысяч электромобилей [Электронный ресурс]. URL: https://www.autostat.ru/news/56993/.
20. Первые автомобили Tesla уже израсходовали ресурс аккумулятора: замена обойдется очень дорого [Электронный ресурс]. URL: https://trashbox.ru/link/2021-10-03-_electriccar-tesla-_repairs?
21. Свиридов А. Эра электромобилей или эра мертвых батарей? [Электронный ресурс]. URL: https://habr.com/ru/post/573538/?
22. Червенчук В. Д., Забудский А. И. К вопросу о специфике технического обслуживания и ремонта гибридных энергетических силовых установок // Вестник Омского ГАУ. 2018. № 3. С. 102–112.
23. Главный электромобиль мира – не Тесла. Как устроен Nissan Leaf и почему он такой популярный [Электронный ресурс]. URL: https://trushering.ru/tp/18844.
24. Nissan Leaf ZE0/AZE0/ZE1. Все поколения Nissan Leaf. ОБЗОР [Электронный ресурс]. URL: https://www.youtube.com/watch?v=fHQCyuAq3gk&t=383s.
25. Емельянов А. А., Пелымская И. С., Березюк М. В. Экономическое обоснование переработки электронных отходов и лома в РФ // Modern Economy Success. 2019. № 1. С. 38–45.
26. Повышение энергоэффективности и ресурсосбережение при капитальном ремонте, модернизации и утилизации двигателей асинхронных электроприводов / Р. Г. Мугалимов, Р. А. Закирова, А. Р. Мугалимова, К. Э. Одинцов // Вестник Магнитогорского государственного технического университета имени Г. И. Носова. 2018. Т. 16. № 3. С. 145–159.

References

1. Mityagin G. E., Bisenov M. K., Shamaeva A. O. Rezul'taty issledovaniya tekhnologicheskogo processa razborki vysokovol'tnoj tyagovoj batarei elektromobilya [Results of the study of the technological process of disassembly of the high-voltage traction battery of an electric vehicle] // Tekhnika i tekhnologiya: teoriya i praktika. 2022. № 4 (6). рр. 7–21.
2. Obzor mirovogo rynka elektromobilej [Review of the world market of electric cars] / D. Raspopov, V. Nechaeva, V. Shaposhnikov, D. Tolstopyatov. Ch. 1. M. : Research HUB Strategy Partners, 2024. 61 р.
3. Drabik E., Rizos V. Prospects for electric vehicle batteries in a circular economy – Brussel, Belgium, CEPS energy climate house (ISI), 2018. 39 r. URL: www.ceps.eu.
4. Pesaran, Ahmad, Lauren Roman, and John Kincaide. 2023. Electric Vehicle Lithium-Ion Battery Life Cycle Management (NREL/TP-5700-84520). – Golden, CO: National Renewable Energy Laboratory. URL: https://www.nrel.gov/docs/fy23osti/84520.pdf.
5. Xin Li Collection mode choice of spent electric vehicle batteries: considering collection competition and third party economies of scale // Scientific Reports. 2022. № 12. URL: https://doi.org/10.1038/s41598-022-10433-3.
6. Mityagin G. E., Bisenov M. K. Razrabotka tekhnologicheskogo processa razborki vysokovol'tnoj tyagovoj batarei elektromobilya [Development of the technological process of disassembly of the high-voltage traction battery of an electric vehicle ] // Mezhdunarodnyj tekhnicheskij zhurnal. 2024. № 1. рр. 24–35.
7. How Nissan Recycles Depleted EV Batteries and Rescues Them to Power Japan URL: https://www.autoevolution.com/news/how-nissan-recycles-depleted-ev-batteries-and-rescues-them-to-power-japan-155773.html/.
8. Antônio Rufino Júnior C., Riva Sanseverino E., Gallo P., Koch D., Kotak Y., Schweiger H-G., Zanin H. Towards a business model for second-life batteries – barriers, opportunities, uncertainties, and technologies // Journal of Energy Chemistry (2022) URL: https://doi.org/10.1016/j.jechem.2022.12.019.
9. Weigl D., Inman D., Hettinger D., Ravi V., Peterson S. Battery Energy Storage Scenario Analyses Using the Lithium-Ion Battery Resource Assessment (LIBRA) (NREL/TP-6A20-81875) – Golden, CO: National Renewable Energy Laboratory, 2022. URL: https://www.nrel.gov/docs/fy23osti/81875.pdf.
10. VIE 30 dnej podryad na 100 % obespechili Kaliforniyu elektroenergiej [Renewable energy 30 consecutive days of 100% electricity supply in California] URL: https://hightech.plus/2024/04/16/vie-30-dnei-podryad-na-100-obespechivali-kaliforniyu-elektroenergiei.
11. Melin H. E. The lithium-ion battery end-of-life market – A baseline study For the Global Battery Alliance. Circular Energy Storage URL: https://www3.weforum.org/docs/GBA_EOL_baseline_Circular_Energy_Storage.pdf.
12. Melin H. E. State-of-the-art in reuse and recycling of lithium-ion batteries – A research review URL: https://www.energimyndigheten.se/globalassets/forskning--innovation/overgripande/state-of-the-art-in-reuse-and-recycling-of-lithium-ion-batteries-2019.pdf.
13. Rossijskij rynok novyh elektromobilej v 2023 godu vyros pochti v 5 raz [Russian market of new electric cars in 2023 has grown almost 5 times]. URL: https://www.autostat.ru/news/56565/.
14. Rynok poderzhannyh elektromobilej v RF za 2018 god vyros vdvoe [The market of used electric cars in the Russian Federation in 2018 doubled]. URL: https://www.autostat.ru/news/37608/.
15. Prodazhi elektromobilej s probegom v Rossii vyrosli v 3,3 raza [Sales of electric cars with mileage in Russia grew 3.3 times ]. URL: https://www.autostat.ru/news/32866/.
16. Rynok elektromobilej s probegom v 2023 godu ustanovil rekord, prevysiv 10 tysyach edinic [The market of electric cars with mileage in 2023 set a record, exceeding 10 thousand units]. URL: https://www.autostat.ru/news/56703/.
17. Ochered' k rozetke: 10 samyh populyarnyh elektromobilej [Queue to the socket: the 10 most popular electric cars]. URL: https://www.autostat.ru/articles/22433/.
18. Makuhin S. Tochnye cifry: skol'ko v Rossii zaregistrirovano elektromobilej na nachalo 2024 goda [Exact figures: how many electric cars are registered in Russia at the beginning of 2024]. URL: https://greenstartpoint.ru/tochnye-czifry-skolko-v-rossii-zaregistrirovano-elektromobilej-na-nachalo-2024-goda/.
19. V Rossii zaregistrirovano bolee 39 tysyach elektromobilej [More than 39 thousand electric cars are registered in Russia]. URL: https://www.autostat.ru/news/56993/.
20. Pervye avtomobili Tesla uzhe izraskhodovali resurs akkumulyatora: zamena obojdetsya ochen' dorogo [The first Tesla cars have already used up the battery resource: replacement will cost a lot]. URL: https://trashbox.ru/link/2021-10-03-_electriccar-tesla-_repairs?
21. Sviridov A. Era elektromobilej ili era mertvyh batarej? [The era of electric cars or the era of dead batteries?]. URL: https://habr.com/ru/post/573538/?
22. Chervenchuk V. D., Zabudskij A. I. K voprosu o specifike tekhnicheskogo obsluzhivaniya i remonta gibridnyh energeticheskih silovyh ustanovok [To the question of the specifics of maintenance and repair of hybrid energy power plants] // Vestnik Omskogo GAU. 2018. № 3. рр. 102–112.
23. Glavnyj elektromobil' mira – ne Tesla. Kak ustroen Nissan Leaf i pochemu on takoj populyarnyj [The main electric car of the world is not Tesla. How the Nissan Leaf is organised and why it is so popular]. URL: https://trushering.ru/tp/18844.
24. Nissan Leaf ZE0/AZE0/ZE1. Vse pokoleniya Nissan Leaf. OBZOR [All generations of Nissan Leaf. OVERVIEW]. URL: https://www.youtube.com/watch?v=fHQCyuAq3gk&t=383s.
25. Emel'yanov A. A., Pelymskaya I. S., Berezyuk M. V. Ekonomicheskoe obosnovanie pererabotki elektronnyh othodov i loma v RF [Economic justification of e-waste and scrap recycling in the Russian Federation] // Modern Economy Success. 2019. № 1. рр. 38–45.
26. Povyshenie energoeffektivnosti i resursosberezhenie pri kapital'nom remonte, modernizacii i utilizacii dvigatelej asinhronnyh elektroprivodov [Energy efficiency improvement and resource saving during overhaul, modernisation and utilisation of asynchronous electric drive motors] / R. G. Mugalimov, R. A. Zakirova, A. R. Mugalimova, K. E. Odincov // Vestnik Magnitogorskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta imeni G. I. Nosova. 2018. T. 16. № 3. рр. 145–159.

Статья поступила в редакцию 15.06.2024, одобрена после рецензирования 27.06.2024, принята к публикации 30.06.2024.
The article was submitted 15.06.2024, approved after reviewing 27.06.2024, accepted for publication 30.06.2024.

Для цитирования:

Митягин Г. Е., Бисенов М. К., Шейкин В. С. Вторичное использование агрегатов и узлов электромобилей // Международный технический журнал. 2024. № 3 (94). С. 50–60.

For Citation:

Mityagin G. E., Bisenov M. K., Shejkin V. S. Recycling of units and assemblies of electric vehicles // International Technical Journal. 2024. № 3 (94). рр. 50–60.