Стаття

Отримано 11.09.2025

Доопрацьовано 07.12.2025

Прийнято 29.12.2025

Взято з Том 28, № 2, 2025

Сторінки 168 -178

Danak, O. (2025). Conceptual principles of building intelligent computer networks for monitoring energy consumption of railways. The National Transport University Bulletin: A Scientific and Technical Journal, 28(2), 168-178. https://doi.org/10.32703/2617-9040-2025-46-12

Концептуальні засади побудови інтелектуальних комп’ютерних мереж для моніторингу енерговитрат залізниць

Олексій Данак

У  статті  розроблено  та  обґрунтовано  концептуальні  засади  побудови інтелектуальних  комп’ютерних  мереж  для  моніторингу  енерговитрат  на  залізничному транспорті в умовах цифрової трансформації галузі. Проведено критичний аналіз існуючих систем  обліку  електроенергії,  виявлено  їхню  функціональну  обмеженість,  яка  полягає  у дискретності вимірювань, відсутності єдиного інформаційного простору та неможливості зіставлення  енергетичних  параметрів  із  технологічними показниками  перевізного процесу  в режимі реального часу. Запропоновано нову архітектуру системи моніторингу, що базується на принципах Smart Grid та технологіях Інтернету речей (IoT). Детально описано трирівневу модель  мережі:  рівень  сприйняття  (Smart-сенсори  та  бортові  системи  локомотивів), комунікаційний рівень (гетерогенні канали зв’язку) та рівень інтелектуальної обробки даних (хмарні та туманні обчислення). Окрему увагу приділено питанням кібербезпеки та захисту критичної інфраструктури при передачі даних, а також методології синхронізації часових рядів енергоспоживання з графіком руху поїздів. Визначено, що впровадження запропонованої концепції  дозволить  перейти  від  пасивної  констатації  витрат  до  активного енергоменеджменту, що є необхідною передумовою для подальшої математичної оптимізації режимів електропостачання

ітелектуальні мережі; Smart Grid; залізничний транспорт; енергомоніторинг; Інтернет речей (IoT); енергоефективність; цифрова трансформація; кібербезпека
  1. Kornienko, V. (2021). Conceptual bases of digitalization of railway transport of Ukraine. Rail Transport of Ukraine, 3, 14-

22. [in Ukrainian].

  1. Al-Fuqaha, A., Guizani, M., Mohammadi, M., Aledhari, M., & Ayyash, M. (2015). Internet of things: A survey on enabling technologies, protocols, and applications. IEEE Communications Surveys & Tutorials, 17(4), 2347–2376. https://doi.org/10.1109/COMST.2015.2444095.
  2. Ocheretianyi, T., & Vlasenko, O. (2022). Monitoring systems in railway transport. Journal of Railway Engineering, 14(2), 45-52. https://doi.org/10.32703/2617-9040-2022-39-5.
  3. Fraga-Lamas, P., Fernández-Caramés, T. M., & Castedo, L. (2017). Towards the Internet of Smart Trains: A Review on Industrial IoT-Connected Railways. Sensors, 17(6), 1457. https://doi.org/10.3390/s17061457.
  4. Sababan, A., & Alsharif, M. H. (2018). Smart Grid Technologies: A Review. International Journal of Advanced Science and Technology, 119, 39–50. https://doi.org/10.14257/ijast.2018.119.04.
  5. Siano, P. (2014). Demand response and smart grids - A survey. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 30, 461–478. https://doi.org/10.1016/j.rser.2013.10.022.
  6. Myamlin, S., Lingaitis, L. P., Dailydka, S., Vaičiūnas, G., & Bogdevičius, P. (2019). Experimental research of electric power consumption by electric rolling stock. Transport Problems, 14(1), 117-128. https://doi.org/10.20858/tp.2019.14.1.11.
  7. Popescu, M., & Bitoleanu, A. (2019). A review of the energy efficiency improvement in DC railway systems. Energies, 12(6), 1092. https://doi.org/10.3390/en12061092.
  8. Bosyi, D., Sychenko, V., & Kosariev, Y. (2021). Intellectual system of electricity metering on DC electric traction. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, (3), 85-90. https://doi.org/10.33271/nvngu/2021-3/085.
  9. Li, L., & Wang, X. (2018). Technology and application of railway energy management system. China Railway, 6, 78-82.
  10. Gonzo, M. (2023). Cybersecurity in Railway Signaling Systems. Transport Systems and Technologies, 21(1), 12-19. https://doi.org/10.17816/transsyst202321112-19.
  11. Butkevych, O., Zaitsev, I., & Cherevko, O. (2020). Problems of integration of renewable energy sources into the unified energy system of Ukraine. Technical Electrodynamics, (4), 56-62. https://doi.org/10.15407/techned2020.04.056.
  12. Gungor, V. C., Sahin, D., Kocak, T., Ergut, S., Buccella, C., Cecati, C., & Hancke, G. P. (2011). Smart grid technologies: Communication technologies and standards. IEEE Transactions on Industrial Informatics, 7(4), 529-539. https://doi.org/10.1109/TII.2011.2166794.
  13. Sychenko, V., & Kosariev, Y. (2020). Electromagnetic compatibility and power quality in railway power supply systems. Dnipro National University of Railway Transport named after Academician V. Lazaryan. [in Ukrainian].
  14. Douglas, H., Schmid, F., Roberts, C., & Hillmansen, S. (2016, August). Evaluation of permanent magnet motor energy saving technology for different types of railways. In 2016 IEEE International Conference on Intelligent Rail Transportation (ICIRT) (pp. 123-129). IEEE. https://doi.org/10.1109/ICIRT.2016.7588721.
  15. Zhao, N., Roberts, C., & Hillmansen, S. (2021). A Review of On-Board Energy Storage Systems for Railway Traction. Energies, 14(12), 3581. https://doi.org/10.3390/en14123581.
  16. Balador, A., Koukoutsidis, I., & Ciubotaru, B. (2018). Wireless Onboard-Offboard Communication in Railways: Architecture and Challenges. Wireless Personal Communications, 102, 2139-2156. https://doi.org/10.1007/s11277-0185253-x.
  17. Mohandu, A., & Kubendiran, M. (2021). Survey on big data techniques in intelligent transportation system (ITS). Materials Today: Proceedings, 47, 8-17. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2021.03.479.
  18. Wu, Y., Yan, L., Li, W., & Li, Z. (2020). Energy Management Strategies for Smart Railway Stations Integrating Renewable Energy and Energy Storage. IEEE Access, 8, 162367-162379. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2020.3021022.

https://doi.org/10.32703/2617-9040-2025-46-12