Bulletin of scientific research results Bulletin of scientific research results Бюллетень результатов научных исследований 2223-9987 104633 10.20295/2223-9987-2025-3-149-158 Проблематика транспортных систем PROBLEMATIC OF TRANSPORT SYSTEM Проблематика транспортных систем Generating a Variety of Acceptable Design Solutions for Railway Alignment in Rough Terrain Conditions Формирование множества вариантов допустимых проектных решений при трассировании железной дороги в условиях пересеченного рельефа местности Анисимов Владимир Александрович Anisimov Vladimir Aleksandrovich anisvl@mail.ru

доктор технических наук;

doctor of technical sciences;

 Пренинг Ростислав Денисович Prening Rostislav Denisovich kolga139@yandex.ru Ильин Николай Юрьевич Il'in Nikolay Yur'evich nikolay.ilyin.02@mail.ru Стрехнин Глеб Андреевич Strehnin Gleb Andreevich glebstrehnin@gmail.com Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I Россия Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University Russian Federation Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I Россия Emperor Alexander I Petersburg State Transport University Russian Federation Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I Россия Emperor Alexander I Petersburg State Transport University Russian Federation Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I Россия Emperor Alexander I Petersburg State Transport University Russian Federation 28 09 2025 28 09 2025 2025 3 149 158 07 07 2025 04 08 2025 https://izvestiapgups.editorum.ru/en/nauka/article/104633/view

Цель: Создание информационной основы для модернизации существующих и разработки новых методов оптимального трассирования железной дороги на участках со сложным пересеченным рельефом местности. Методы: Применены математическое моделирование, методы оптимизации и теории принятия решений. Результаты: Поставлен вычислительный эксперимент, определены этапы его проведения, и разработан алгоритм формирования множества допустимых вариантов трассы на участке местности с продольным водоразделом, двумя поперечными водоразделами и логом. Практическая значимость: Сформированные по результатам проведения эксперимента множества допустимых вариантов трассы на участках со сложным пересеченным рельефом местности послужат информационной основой совершенствования математического обеспечения реализации новой технологии автоматизированного проектирования железных дорог, которая должна кардинально снизить затраты времени на принятие эффективных проектных решений.

Purpose: To create an information basis for the modernization of existing and development of new methods for optimal railway routing in areas with difficult rough terrain. Methods: Mathematical modelling, optimisation methods, and decision theory were applied. Results: A computational experiment was conducted, its stages were determined, and an algorithm was developed for forming a set of acceptable route variants on a terrain section with a longitudinal watershed, two transverse watersheds and a ravine. Practical significance: A thorough examination of the experiment’s outcomes reveals that the numerous viable railway route alternatives in regions with complex, rough terrain will provide a substantial information foundation for enhancing the mathematical support for the implementation of innovative technology in computer-aided railway designs. This should result in a significant reduction in the time required to make effective design decisions.

 Трасса железной дороги план трассы проектная линия пересеченный рельеф местности математическая модель методы оптимизации Railway alignment route plan design line rough terrain mathematical model optimisation methods

Турбин И. В. Метод оптимизации положения трассы железной дороги в плане, осно- ванный на принципах направленного поиска / И. В. Турбин // Труды МИИТа. Совершенствование методов проектирования железных дорог. — 1976. — Вып. 538. — С. 16–23. Turbin I. V. Metod optimizacii polozheniya trassy zheleznoy dorogi v plane, osno- vannyy na principah napravlennogo poiska / I. V. Turbin // Trudy MIITa. Sovershenstvovanie metodov proektirovaniya zheleznyh dorog. — 1976. — Vyp. 538. — S. 16–23. Турбин И. В. Основы системы машинного трассирования на косогорных участках напряженного хода / И. В. Турбин // Труды МИИТа. Вопросы повышения качества и эффектив- ности проектных решений железных дорог. — 1978. — Вып. 614. — С. 21–25. Turbin I. V. Osnovy sistemy mashinnogo trassirovaniya na kosogornyh uchastkah napryazhennogo hoda / I. V. Turbin // Trudy MIITa. Voprosy povysheniya kachestva i effektiv- nosti proektnyh resheniy zheleznyh dorog. — 1978. — Vyp. 614. — S. 21–25. Анисимов В. А. Численные методы выбора положения трассы на участке напряжен- ного хода / В. А. Анисимов // Труды МИИТ. — 1982. — Вып. 715. — С. 98–107. Anisimov V. A. Chislennye metody vybora polozheniya trassy na uchastke napryazhen- nogo hoda / V. A. Anisimov // Trudy MIIT. — 1982. — Vyp. 715. — S. 98–107. Струченков В. И. Основы теории и методы оптимизации трасс железных дорог и дру- гих линейных объектов: дис. … д-ра техн. наук / В. И. Струченков. — М.: ВНИИ транспортно- го строительства, 1985. — 405 с. Struchenkov V. I. Osnovy teorii i metody optimizacii trass zheleznyh dorog i dru- gih lineynyh ob'ektov: dis. … d-ra tehn. nauk / V. I. Struchenkov. — M.: VNII transportno- go stroitel'stva, 1985. — 405 s. Шейдвассер Д. М. Оптимизация трасс железных дорог на напряженных ходах / Д. М. Шейдвассер // Автоматизация проектирования объектов транспортного строительства. — М.: Транспорт, 1986. — С. 16–29. Sheydvasser D. M. Optimizaciya trass zheleznyh dorog na napryazhennyh hodah / D. M. Sheydvasser // Avtomatizaciya proektirovaniya ob'ektov transportnogo stroitel'stva. — M.: Transport, 1986. — S. 16–29. Струченков В. И. Методы оптимизации трасс в САПР линейных сооружений / В. И. Струченков. — М.: СОЛОН-Пресс, 2020. — 272 с. Struchenkov V. I. Metody optimizacii trass v SAPR lineynyh sooruzheniy / V. I. Struchenkov. — M.: SOLON-Press, 2020. — 272 s. Струченков В. И. Компьютерные технологии в проектировании трасс линейных соо- ружений / В. И. Струченков // Российский технологический журнал. — 2017. — Т. 5. — № 1(15). — С. 29–41. Struchenkov V. I. Komp'yuternye tehnologii v proektirovanii trass lineynyh soo- ruzheniy / V. I. Struchenkov // Rossiyskiy tehnologicheskiy zhurnal. — 2017. — T. 5. — № 1(15). — S. 29–41. Карпов Д. А. Двухэтапная сплайн-аппроксимация в компьютерном проектировании трасс линейных сооружений / Д. А. Карпов, В. И. Струченков // Российский технологический журнал. — 2021. — Т. 9. — № 5. — С. 45–56. — DOI: 10.32362/2500-316X-2021-9-5-45-56. Karpov D. A. Dvuhetapnaya splayn-approksimaciya v komp'yuternom proektirovanii trass lineynyh sooruzheniy / D. A. Karpov, V. I. Struchenkov // Rossiyskiy tehnologicheskiy zhurnal. — 2021. — T. 9. — № 5. — S. 45–56. — DOI: 10.32362/2500-316X-2021-9-5-45-56. Карпов Д. А. Сплайн-аппроксимация многозначных функций в проектировании трасс линейных сооружений / Д. А. Карпов, В. И. Струченков // Russ. Technol. J. — 2022. — Т. 10. — № 4. — С. 65–74. — DOI: 10.32362/2500-316X-2022-10-4-65-74. Karpov D. A. Splayn-approksimaciya mnogoznachnyh funkciy v proektirovanii trass lineynyh sooruzheniy / D. A. Karpov, V. I. Struchenkov // Russ. Technol. J. — 2022. — T. 10. — № 4. — S. 65–74. — DOI: 10.32362/2500-316X-2022-10-4-65-74. Карпов Д. А. Оптимизация параметров сплайна при аппроксимации многозначных функций / Д. А. Карпов, В. И. Струченков // Russ. Technol. J. — 2023. — Т. 11. — № 2. — С. 72–83. — DOI: 10.32362/2500-316X-2023-11-2-72-83. Karpov D. A. Optimizaciya parametrov splayna pri approksimacii mnogoznachnyh funkciy / D. A. Karpov, V. I. Struchenkov // Russ. Technol. J. — 2023. — T. 11. — № 2. — S. 72–83. — DOI: 10.32362/2500-316X-2023-11-2-72-83. Карпов Д. А. Комбинированные алгоритмы аппроксимации для интерактивного про- ектирования дорожных трасс в системах автоматизированного проектирования / Д. А. Карпов, В. И. Струченков // Russ. Technol. J. — 2023. — Т. 11. — № 4. — С. 72–83. — DOI: 10.32362/2500- 316X-2023-11-4-72-83. Karpov D. A. Kombinirovannye algoritmy approksimacii dlya interaktivnogo pro- ektirovaniya dorozhnyh trass v sistemah avtomatizirovannogo proektirovaniya / D. A. Karpov, V. I. Struchenkov // Russ. Technol. J. — 2023. — T. 11. — № 4. — S. 72–83. — DOI: 10.32362/2500- 316X-2023-11-4-72-83. Струченков В. И. Использование сплайнов сложной структуры в проектировании дорожных трасс / В. И. Струченков, Д. А. Карпов // Russ. Technol. J. — 2024. — Т. 12. — № 1. — С. 111–122. — DOI: 10.32362/2500-316X-2024-12-1-111-122. Struchenkov V. I. Ispol'zovanie splaynov slozhnoy struktury v proektirovanii dorozhnyh trass / V. I. Struchenkov, D. A. Karpov // Russ. Technol. J. — 2024. — T. 12. — № 1. — S. 111–122. — DOI: 10.32362/2500-316X-2024-12-1-111-122. Богданов А. И. Математическая модель продольного профиля трассы новых железных дорог / А. И. Богданов // Проектирование развития региональной сети железных дорог. — 2018. — № 6. — С. 12–15. Bogdanov A. I. Matematicheskaya model' prodol'nogo profilya trassy novyh zheleznyh dorog / A. I. Bogdanov // Proektirovanie razvitiya regional'noy seti zheleznyh dorog. — 2018. — № 6. — S. 12–15. Богданов А. И. Математическая модель плана трассы новых железных дорог / А. И. Богданов // Проектирование развития региональной сети железных дорог. — 2019. — № 7. — С. 17–23. Bogdanov A. I. Matematicheskaya model' plana trassy novyh zheleznyh dorog / A. I. Bogdanov // Proektirovanie razvitiya regional'noy seti zheleznyh dorog. — 2019. — № 7. — S. 17–23. Богданов А. И. Общая модель плана и профиля для автоматизированного проектиро- вания новых и реконструируемых железных дорог / А. И. Богданов // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. — 2019. — № 3(63). — С. 142–148. — DOI: 10.26731/1813- 9108.2019.3(63).142-148. Bogdanov A. I. Obschaya model' plana i profilya dlya avtomatizirovannogo proektiro- vaniya novyh i rekonstruiruemyh zheleznyh dorog / A. I. Bogdanov // Sovremennye tehnologii. Sistemnyy analiz. Modelirovanie. — 2019. — № 3(63). — S. 142–148. — DOI: 10.26731/1813- 9108.2019.3(63).142-148. Пренинг Р. Д. О совершенствовании математических моделей и методов трассирования участков железных дорог в условиях пересеченного рельефа / Р. Д. Пренинг, Р. В. Виноградов, А. Ш. Баткаева, А. М. Лазарева // Вестник транспорта Поволжья. — 2025. — № 1(109). — С. 128–135. Prening R. D. O sovershenstvovanii matematicheskih modeley i metodov trassirovaniya uchastkov zheleznyh dorog v usloviyah peresechennogo rel'efa / R. D. Prening, R. V. Vinogradov, A. Sh. Batkaeva, A. M. Lazareva // Vestnik transporta Povolzh'ya. — 2025. — № 1(109). — S. 128–135. Свид. 2025610833 Российская Федерация. Программа формирования множества вари- антов трассы железной дороги на участках с пересеченным рельефом местности: заявл. 28.12.2024: опубл. 14.01.2025 / Р. Д. Пренинг, Р. В. Виноградов, А. Ш. Баткаева, А. М. Лазарева; заявитель — Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I». Svid. 2025610833 Rossiyskaya Federaciya. Programma formirovaniya mnozhestva vari- antov trassy zheleznoy dorogi na uchastkah s peresechennym rel'efom mestnosti: zayavl. 28.12.2024: opubl. 14.01.2025 / R. D. Prening, R. V. Vinogradov, A. Sh. Batkaeva, A. M. Lazareva; zayavitel' — Federal'noe gosudarstvennoe byudzhetnoe obrazovatel'noe uchrezhdenie vysshego obrazovaniya «Peterburgskiy gosudarstvennyy universitet putey soobscheniya Imperatora Aleksandra I».