Skip to content

Разработка автоматизированной системы контроля устойчивости грузоподъемных машин на строительных площадках

Aug 2026 · Stroitelʹnye i dorožnye mašiny · Vol 70, pp. 128-139 · 0 citations · 7 references

Abstract

Опрокидывание стреловых самоходных кранов сохраняет положение одного из наиболее тяжёлых по последствиям отказов на строительных площадках. Штатный ограничитель грузового момента настраивается по паспортной грузовой характеристике для горизонтальной опорной площадки и не воспринимает ни фактический угол наклона опорного контура, ни просадку выносных опор. Цель работы – построение авторской расчётной модели непрерывного контроля грузовой устойчивости, сводящей измерение реакций опор, углов наклона рамы и стрелы и скорости ветра к одному вычисляемому в реальном времени коэффициенту. Расчёт выполнен по схеме предельного равновесия относительно ребра опрокидывания для модельного крана грузоподъёмностью 25 т с базой выносных опор 5,62 на 5,84 м; ветровая нагрузка принята по ГОСТ 1451-77, нормативная рамка прослежена по редакциям 2020-2026 гг. Критический уклон, при котором паспортная грузоподъёмность ещё отвечает нормативному коэффициенту 1,15, изменяется от 1,76 градуса на вылете 6,0 м до величин свыше 6 градусов на вылете 16 м и более, а при уклоне 3 градуса коэффициент на малых вылетах опускается до 1,02. Расширенная неопределённость вычисляемого коэффициента составила 2,7% при доминирующем вкладе погрешности определения массы груза. Наименьший запас устойчивости приходится на короткие вылеты с тяжёлым грузом, и это обращает привычное представление о максимальном вылете как о самой опасной конфигурации. Overturning of mobile boom cranes remains one of the most severe failures at construction sites. A standard load moment limiter is tuned to the rated load chart obtained for a horizontal supporting area and registers neither the actual tilt of the supporting contour nor the settlement of outriggers. The aim of the work is an author's computational model of continuous load stability control that reduces the measurement of outrigger reactions, frame and boom angles and wind speed to a single coefficient computed in real time. The calculation follows the limit equilibrium scheme about the tipping edge for a model crane with a rated capacity of 25 t and an outrigger base of 5,62 by 5,84 m; the wind load is taken according to GOST 1451-77 and the regulatory framework is traced through the 2020-2026 editions. The critical tilt at which the rated capacity still corresponds to the normative coefficient of 1,15 varies from 1,76 degrees at a radius of 6.0 m to values above 6 degrees at a radius of 16 m and more, and at a tilt of 3 degrees the coefficient at short radii drops to 1,02. The expanded uncertainty of the computed coefficient amounted to 2,7%, with the dominant contribution from the error in determining the load mass. The smallest stability margin occurs at short radii with a heavy load, which reverses the customary view of the maximum radius as the most hazardous configuration.

View source

Similar papers

Jul 2026

Разработка энергоэффективной системы управления гидравлическим приводом мобильных строительных машин

Дроссельное распределение потока в гидроприводе мобильных строительных машин остаётся источником потерь, которые не устраняются ни повышением рабочего давления, ни улучшением объёмных характеристик насосов: перепад, снимаемый на золотнике и на компенсаторе, определяется разностью нагрузок одновременно работающих потребителей и слабо зависит от совершенства отдельных агрегатов. Расхождение между заявляемой экономией от систем регулирования по нагрузке и фактическим расходом топлива в эксплуатации сохраняется, а количественная привязка выигрыша к отдельным управляющим воздействиям разработана слабо. Цель работы состоит в разработке структуры системы управления гидравлическим приводом, снижающей цикловые энергозатраты, и в количественной оценке вклада каждого управляющего мероприятия. Построена авторская расчётная модель энергетического баланса шестифазного рабочего цикла одноковшового экскаватора класса 15-16 т с ковшом 0,65 куб. м, охватывающая дроссельное управление, гидромеханическое и электронное регулирование по нагрузке и предложенную структуру с разделением потребителей на два независимо регулируемых контура, адаптивной настройкой перепада 0,8 МПа, разгрузкой насосов в паузах и рекуперацией энергии опускания рабочего оборудования. Цикловой коэффициент полезного действия повышается с 0,562 при дроссельном управлении до 0,830, приведённый расход топлива снижается с 11,85 до 7,67 кг/маш.-ч и оказывается на 28,3% ниже норматива, рассчитанного по методике приказа Минстроя России № 916/пр. Декомпозиция выигрыша показала, что из суммарных 20,0% экономии относительно классического регулирования по нагрузке 11,6 процентных пункта дало контурное разделение потоков по уровню нагрузки, 4,8 – снижение настройки перепада, 2,8 – разгрузка в паузах и 2,3 – рекуперация. Основной резерв энергоэффективности сосредоточен в структуре распределения потока между потребителями; накопление и возврат энергии дают заметно меньший эффект, и приоритет при модернизации гидропривода принадлежит алгоритмам согласования контуров. Throttling-based flow distribution in the hydraulic drive of mobile construction machines remains a source of losses eliminated neither by raising the working pressure nor by improving the volumetric characteristics of pumps: the differential absorbed by the spool and by the compensator is governed by the difference between the loads of simultaneously operating consumers. The discrepancy between the fuel economy claimed for load-sensing systems and the actual consumption in service persists, while the quantitative attribution of the gain to individual control actions remains poorly developed. The purpose of the work is to develop a control structure that reduces cycle energy consumption and to quantify the contribution of each control measure. An author's computational model of the energy balance of a six-phase working cycle of a 15-16 t single-bucket excavator with a 0,65 cu. m bucket covers throttle control, hydromechanical and electronic load-sensing control, and the proposed structure with the consumers divided between two independently regulated circuits, an adaptive differential setting of 0,8 MPa, pump unloading in pauses and recovery of the energy of equipment lowering. The cycle efficiency rises from 0,562 under throttle control to 0,830, the reduced fuel consumption falls from 11,85 to 7,67 kg per machine hour and turns out to be 28,3% below the standard calculated by the procedure of Order № 916/pr of the Ministry of Construction of Russia. Of the total 20,0% saving relative to classical load-sensing control, 11,6 percentage points came from splitting the flows between circuits according to the load level, 4,8 from lowering the differential setting, 2,8 from unloading during pauses and 2,3 from recovery. The main energy efficiency reserve is concentrated in the structure of flow distribution among consumers; energy storage and return yield a noticeably smaller effect, and priority in hydraulic drive upgrading belongs to circuit coordination algorithms.

Владимир Алексеевич Вяткин, Данис Айратович Сафин, Олег Антонович Сидоренко et al. · 0 citations
Jul 2026

Оптимизация энергопотребления вычислительных устройств интернета вещей с использованием адаптивных методов обработки данных

Автономные вычислительные узлы интернета вещей питаются от первичных химических источников ограниченной ёмкости, и доминирующей статьёй расходования заряда остаётся радиоканал. Периодический сбор данных с фиксированным шагом порождает избыточный по информативности трафик при жёстко ограниченном ресурсе элемента питания. Цель работы – количественно оценить выигрыш по среднему току и календарному ресурсу узла от переноса обработки данных на сам узел через адаптивные механизмы: выборку по значимому приращению, сжатие полезной нагрузки и локальную агрегацию событий. Построена авторская энергетическая модель узла на базе приёмопередатчика LoRa и микроконтроллера низкого энергопотребления; для четырёх сценариев рассчитан суточный баланс заряда по подсистемам и ресурс при питании от элемента Li-SOCl2 ёмкостью 2600 мА·ч. Средний ток снижается со 141,5 до 40,6 мкА, что соответствует сокращению энергопотребления на 71,3% и продлению ресурса с 1,94 до 6,75 года. Основной вклад вносит сокращение числа и длительности передач, а не сжатие; после устранения избыточного трафика радиоканал удерживает около 88% суточного заряда. Autonomous computing nodes of the Internet of Things are powered by primary chemical cells of limited capacity, and the radio channel remains the dominant item of charge expenditure. Periodic data collection with a fixed step generates information-redundant traffic under a strictly limited battery resource. The aim is to quantitatively assess the gain in average current and calendar service life of a node obtained by moving data processing to the node through adaptive mechanisms: send-on-delta sampling, payload compression, and local aggregation of events. An author energy model of the node is built on a LoRa transceiver and a low-power microcontroller; for four scenarios the daily charge balance by subsystem and the service life are calculated for a Li-SOCl2 cell of 2600 mAh. The average current decreases from 141.5 to 40.6 uA, which corresponds to a 71,3% reduction of energy consumption and an extension of the service life from 1,94 to 6,75 years. The main contribution comes from reducing the number and duration of transmissions rather than from compression, after which the radio channel still holds about 88% of the daily charge.

Андрей Викторович Иващенко · 0 citations
Jul 2026

Оптимизация параметров вибрационного оборудования для уплотнения грунтов и оснований автомобильных дорог

Настройка вибровозбудителя катка на строительной площадке до сих пор опирается на пробную укатку и опыт машиниста, из-за чего заводской режим оборачивается недоуплотнением нижней зоны слоя либо разупрочнением верхней. Цель работы – обоснование сочетания частоты колебаний, статического момента дебалансов и скорости движения одновальцового грунтового вибрационного катка, при котором требуемая плотность достигается с наименьшими удельными энергозатратами. Построена авторская двухмассная модель системы «валец – подрессоренная часть – грунт» с односторонней связью в контакте, дополненная решением контактной задачи Герца-Беляева и кинетическим уравнением накопления плотности; расчёт выполнен для песчано-гравийной смеси слоем 0,50 м при требуемом коэффициенте уплотнения 0,98 и допуске 0,02 по действующей редакции СП 78.13330.2012. Удельная энергоёмкость изменяется по расчётной сетке режимов от 319 до 1698 кДж/м³ при практически одинаковом конечном коэффициенте уплотнения, а минимум при стеснении числа проходов восемью приходится на частоту 33 Гц и статический момент 3,8 кг·м; переход к этому сочетанию от заводской настройки повышенной амплитуды снижает энергоёмкость на 34,1% при потере производительности 12,5%. Глубина проработки слоя и энергетическая эффективность управляются разными параметрами вибровозбудителя, вследствие чего единая настройка катка на всю высоту насыпи остаётся недостижимой, а перепад плотности между сечением отбора пробы и подошвой слоя достигает 0,0199 и поглощает допуск целиком. The setting of a roller vibration exciter on site still relies on trial rolling and operator experience, so that a factory preset results either in insufficient density in the lower zone of the lift or in weakening of the upper one. The purpose of the work is to substantiate the combination of vibration frequency, static moment of the eccentric masses and travel speed of a single-drum soil vibratory roller at which the required density is reached with the lowest specific energy consumption. An author’s two-mass model of the system «drum – sprung part – soil» with a unilateral contact constraint has been developed, supplemented by the Hertz-Belyaev contact problem and a kinetic equation of density accumulation; the calculation covers a sand-gravel mixture in a 0.50 m lift with a required degree of compaction of 0.98 and a tolerance of 0.02 under the current edition of SP 78.13330.2012. The specific energy consumption varies over the computational grid from 319 to 1698 kJ/m³ at a practically identical final degree of compaction, and the minimum, with the number of passes restricted to eight, falls on 33 Hz and a static moment of 3.8 kg·m; switching to this combination from the factory high-amplitude preset reduces energy consumption by 34,1% with a 12,5% loss of output. The depth of action and the energy efficiency are governed by different exciter parameters, so that a single roller setting for the whole embankment height remains unattainable, while the density difference between the sampling section and the bottom of the lift reaches 0.0199 and absorbs the whole tolerance.

Илья Сергеевич Румянцев, Василий Ильич Прошин, Дмитрий Алексеевич Куликов et al. · 0 citations
Open access Jul 2026

КАЧЕСТВО ЗЕРНА И ПРОДУКТИВНОСТЬ ПШЕНИЦЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ РАЗМЕЩЕНИЯ В СЕВООБОРОТЕ И СИСТЕМ ОБРАБОТКИ

Эксперименты, проведенные в НИИСХ Северного Зауралья в стационарных условиях с 2005 по 2024 г. ставили цель оценить влияние многолетнего применения различных систем обработки почвы и размещения яровой пшеницы в севообороте на урожайность и качество зерна. Установлено, что выбор основной обработки почвы и ее место в севообороте не имели существенного значения для натуры зерна и массы 1000 зерен. В то же время, применение отдельных технологий с элементами минимизации (безотвальная и комбинированная обработки) способствовало уменьшению стекловидности пшеницы на 7,2-15,7%, содержания клейковины на 3,67‑10,20% независимо от фона питания. Повторное размещение пшеницы не оказывало на эти показатели отрицательного влияния. Применение удобрений приводило к повышению стекловидности зерна 1‑ и 2‑й пшеницы по отвальной системе обработки на 2,0‑6,5%, по ресурсосберегающим системам на 4,0‑15,2, увеличению содержания клейковины на 1,6‑5,9, белка на 4,46‑16,7%. Это способствовало получению зерна по клейковине 3‑го класса, по белку 1‑го класса качества. Применение дифференцированных и безотвальных систем обработки почвы приводило к снижению урожайности пшеницы после озимой ржи, которое составляло 0,22-0,24 т/га (или 6,2-9,4%) как с удобрениями, так и без них. При повторных посевах снижение урожайности пшеницы по этим обработкам было более значительным – от 0,16 до 0,39 т/га (что соответствует 7,6-18,7%) относительно контроля. Использование удобрений способствовало сближению показателей урожайности и качества зерна повторной пшеницы и пшеницы по озимой ржи, за счет большей отдачи от удобрений на повторной пшенице в сравнении с неудобренным фоном. Применение удобрений повышало урожайность 1‑й пшеницы на 0,66‑0,83 т/га (на 29‑39%), пшеницы по пшенице на 0,79‑0,96 т/га (на 43‑53%), что расширяет целесообразность использования повторных посевов пшеницы и применения комбинированной системы обработки. Experiments conducted at the Scientific Research Institute of Agriculture for Northern Trans-Ural Region – Branch of Federal State Institutions Federal Research Centre Tyumen Scientific Centre of Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, in stationary conditions from 2005 to 2024 were aimed at assessing the impact of long-term use of various soil cultivation systems and placement of spring wheat in crop rotation on grain yield and quality. It was found that the choice of primary tillage and its place in crop rotation did not have a significant impact on the grain size and the weight of 1000 grains. At the same time, the use of individual technologies with elements of minimization (no-till and combined processing) led to a decrease in the kernel hardness of wheat by 7.2-15.7%, gluten content by 3.67-10.20%, regardless of the nutritional background. Replanting wheat did not have a negative impact on these indicators. The use of fertilizers contributed to an increase in the kernel hardness of the grain of the 1st and 2nd grade wheat by 2.0-6.5% using the moldboard plowing system and by 4.0-15.2% using resource-saving systems. This led to an increase in the gluten content by 1.6-5.9% and protein by 4.46-16.7%, which contributed to obtaining grain corresponding to the 3rd class of gluten and the 1st class of protein quality according to these indicators. The use of differentiated and no-till tillage systems resulted in a decrease in wheat yield after winter rye. This decrease amounted to 0.22-0.24 t/ha (or 6.2-9.4%), both with and without fertilizers. In the case of repeated sowings, the reduction in wheat yield from these treatments was more significant – from 0.16 to 0.39 t/ha (corresponding to 7.6-18.7%) relative to the control. The use of fertilizers contributed to a similar yield and grain quality between the repeated wheat and the winter rye wheat, due to the greater return of fertilizer on the repeated wheat compared to the unfertilized background. The use of fertilizers increased the yield of first-grade wheat by 0.66–0.83 t/ha (by 29–39%), and for wheat by 0.79–0.96 t/ha (by 43–53%), which expands the feasibility of using repeated sowings of wheat and the use of a combined processing system.

Н В Перфильев, О. А. Вьюшина · 0 citations
Jul 2026

Исследование процессов биокатализа полисахаридов зернового сырья при производстве этилового спирта с замкнутым оборотом жидкой фазы

Комплексная переработка зернового сырья с получением этилового спирта подразумевает максимальное использование всех потенциальных ресурсов. Это касается как ресурсов сырья, так и вторичных сырьевых и энергетических ресурсов, которые образуются в процессе технологии. К ним можно отнести и жидкие стоки – фильтрат барды, и конденсат от вакуумно-выпарной установки, которые образуются на стадии получения сухой зерновой барды. Данные среды имеют потенциал для их применения на стадии приготовления замеса, что обеспечит сокращение потребления чистой воды и уменьшит экологическую нагрузку на окружающую среду. Анализ фильтрата барды установил содержание 5,98 % общих сухих веществ и рН 3,84. Также фильтрат барды может содержать остаточные количества ферментных препаратов амилолитического действия. В связи с этим целесообразно исследовать возможность замены до 50 % воды на фильтрат барды с оценкой эффективности данного приема. Конденсат от вакуумно-выпарной установки не имеет взвешенных частиц и представляет из себя прозрачную жидкость с рН 3,09 и слабым характерным запахом барды. Отсутствие дисперсной фазы позволяет заменить 100 % воды. Кроме того, возможно их совместное применение в различных соотношениях. В совокупности с остальными показателями рассматриваемых сред их совместное или раздельное применение имеет потенциал для создания более благоприятных условий последующего метаболизма дрожжевой биомассы. Проведено исследование по влиянию применения фильтрата барды и конденсата от вакуумно-выпарной установки взамен части технологической воды на процесс ферментативного гидролиза крахмала и характеристики сусла. По результатам исследования установлена целесообразность замены до 20 % воды на фильтрат барды или до 40 % на конденсат от вакуумно-выпарной установки без снижения эффективности гидролиза полисахаридов сырья по актуальной схеме водно-тепловой и ферментативной обработки. В случае их совместного применения возможна замена до 60 % воды на фильтрат барды и конденсата от вакуумно-выпарной установки в соотношении 1:2 соответственно. The complex processing of grain raw materials to produce ethyl alcohol implies the maximum use of all potential resources. This applies to both raw materials and secondary raw materials and energy resources that are generated during the technology process. These include both liquid effluents, stillage filtrate, and condensate from a vacuum evaporation plant, which are formed at the stage of producing dry grain stillage. These media have the potential to be used at the stage of mixing preparation, which will reduce the consumption of clean water and reduce the environmental impact on the environment. The stillage filtrate analysis established a content of 5.98 % of total solids and a pH of 3.84. Stillage filtrate may also contain residual amounts of amylolytic enzyme preparations. In this regard, it is advisable to investigate the possibility of replacing up to 50 % of the water with stillage filtrate to assess the effectiveness of this method. The condensate from the vacuum evaporation unit has no suspended particles and is a clear liquid with a pH of 3.09 and a faint characteristic odor of stillage. The absence of a dispersed phase makes it possible to replace 100 % of the water. In addition, it is possible to use them together in different ratios. Together with the other indicators of the media under consideration, their joint or separate use has the potential to create more favorable conditions for the subsequent metabolism of yeast biomass. A study has been conducted on the effect of the use of stillage filtrate and condensate from a vacuum evaporation plant instead of part of the process water on the process of enzymatic starch hydrolysis and wort characteristics. According to the results of the study, it is advisable to replace up to 20 % of water with stillage filtrate, or up to 40% with condensate from a vacuum evaporation unit without reducing the efficiency of hydrolysis of polysaccharides of raw materials according to the current scheme of water-thermal and enzymatic treatment. If they are used together, it is possible to replace up to 60% of the water with stillage filtrate and condensate from a vacuum evaporation unit in a ratio of 1:2, respectively.

Михаил Владимирович Туршатов, А. О. Соловьев, Валентин Васильевич Кононенко et al. · 0 citations
Open access Jul 2026

ГОРНЫЕ РАЙОНЫ И РАЗВИТИЕ МАЛОГО И СРЕДНЕГО ПРЕДПРИНИМАТЕЛЬСТВА В ЧЕЧЕНСКОЙ РЕСПУБЛИКЕ: СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ, ПРОБЛЕМЫ РАЗВИТИЯ И ПЕРСПЕКТИВЫ

В статье исследованы современное состояние, ключевые проблемы и перспективы развития малого и среднего предпринимательства (МСП) в горных районах Чеченской Республики. На основе комплексного системного анализа с использованием официальных статистических данных, региональных программных документов, а также результатов сравнительного исследования по регионам Северо-Кавказского федерального округа (СКФО) и международного опыта выявлены основные ограничения предпринимательской активности в горной зоне: недостаточность транспортной и цифровой инфраструктуры, низкая доступность финансирования, дефицит квалифицированных кадров, высокий уровень безработицы и сохранение теневой занятости. В 2025 году Чеченская Республика стала лидером в СКФО по темпу роста числа субъектов МСП (+18,12%), при этом 2026 год объявлен «Годом горных районов и развития МСП» с принятием комплексного плана из 339 мероприятий. С опорой на международный опыт горного предпринимательства (Швейцарские Альпы, Южный Тироль, Аппалачи), проведён сравнительный анализ с горными регионами СКФО. Разработаны практические рекомендации по формированию предпринимательской экосистемы в горной зоне Чеченской Республики, ориентированной на агропромышленную переработку, экологический и этнографический туризм, традиционные промыслы и «зелёную» энергетику. The article examines the current status, key challenges, and development prospects for small and medium-sized enterprises (SMEs) in the mountainous regions of the Chechen Republic. A comprehensive systems analysis, using official statistics, regional policy documents, a comparative study across the regions of the North Caucasus Federal District (NCFD), and international experience, has identified key constraints to entrepreneurial activity in the mountainous zone: insufficient transport and digital infrastructure, low availability of financing, a shortage of qualified personnel, high unemployment, and the persistence of informal employment. In 2025, the Chechen Republic became the leader in the NCFD in terms of the growth rate of SMEs (+18.12%), with 2026 declared the Year of Mountain Regions and SME Development with the adoption of a comprehensive plan comprising 339 events. A comparative analysis with the mountainous regions of the NCFD is conducted, drawing on international experience in mountain entrepreneurship (the Swiss Alps, South Tyrol, and the Appalachians). Practical recommendations have been developed for developing an entrepreneurial ecosystem in the mountainous region of the Chechen Republic, focusing on agro-industrial processing, eco-tourism, ethnographic tourism, traditional crafts, and green energy.

М Ш Баснукаев, И.З. Салуев · 0 citations

Related blog posts

Microsoft Research Blog Aug 31, 2026

GigaPath-Flash and GigaTIME-Flash: Toward population-scale discovery with efficient pathology foundation models

What if pathology foundation models could do more with less? GigaPath-Flash and GigaTIME-Flash cut computational demands while maintaining strong performance, opening the door to larger studies and broader exploration. The post GigaPath-Flash and GigaTIME-Flash: Toward population-scale discovery with efficient pathology foundation models appeared first on Microsoft Research.

MIT News · Artificial Intelligence Aug 27, 2026

Looking beyond natural sequences

A new machine-learning framework aims to improve the success rate of computational protein design while moving away from results that reproduce sequences found in nature.