Geophysical Processes in the Arctic and the System Analysis of their Impact on Operation and Development of the Transport Infrastructure

The scientific research that has become the subject of consideration in this article is related to assessment of the influence of geophysical factors on sustainable functioning of transport systems and the system analysis of their impact on the transport infrastructure at the Arctic latitudes. The r...

Full description

Bibliographic Details
Published in:Novon: A Journal for Botanical Nomenclature
Main Authors: A. D. Gvishiani, I. N. Rozenberg, A. A. Soloviev, А. Д. Гвишиани, И. Н. Розенберг, А. А. Соловьёв
Other Authors: The work was supported by the Russian Science Foundation Grant No. 21–77–30010 «System Analysis of the Dynamics of Geophysical Processes in the Russian Arctic and Their Impact on Development and Operation of the Railway Transport Infrastructure»., Работа выполнена при поддержке гранта РНФ № 21–77–30010 «Системный анализ динамики геофизических процессов в российской Арктике и их воздействие на развитие и функционирование инфраструктуры железнодорожного транспорта».
Format: Article in Journal/Newspaper
Language:Russian
English
Published: Russian University of Transport (RUT) 2023
Subjects:
устойчивое развитие
seismic hazard
geophysical processes
geological structures
geoinformatics
Arctic zone of the Russian Federation
transport systems
transport infrastructure
sustainable development
сейсмическая опасность
геофизические процессы
геологические структуры
геоинформатика
арктическая зона РФ
транспортные системы
транспортная инфраструктура
Arctic
permafrost
Online Access:https://mirtr.elpub.ru/jour/article/view/2473
https://doi.org/10.30932/1992-3252-2023-21-3-1
id ftjwtt:oai:oai.mirtr.elpub.ru:article/2473
record_format openpolar
institution Open Polar
collection World of Transport and Transportation Journal (E-Journal - Moscow State University of Railway Engineering, MIIT)
op_collection_id ftjwtt
language Russian
English
topic устойчивое развитие
seismic hazard
geophysical processes
geological structures
geoinformatics
Arctic zone of the Russian Federation
transport systems
transport infrastructure
sustainable development
сейсмическая опасность
геофизические процессы
геологические структуры
геоинформатика
арктическая зона РФ
транспортные системы
транспортная инфраструктура
spellingShingle устойчивое развитие
seismic hazard
geophysical processes
geological structures
geoinformatics
Arctic zone of the Russian Federation
transport systems
transport infrastructure
sustainable development
сейсмическая опасность
геофизические процессы
геологические структуры
геоинформатика
арктическая зона РФ
транспортные системы
транспортная инфраструктура
A. D. Gvishiani
I. N. Rozenberg
A. A. Soloviev
А. Д. Гвишиани
И. Н. Розенберг
А. А. Соловьёв
Geophysical Processes in the Arctic and the System Analysis of their Impact on Operation and Development of the Transport Infrastructure
topic_facet устойчивое развитие
seismic hazard
geophysical processes
geological structures
geoinformatics
Arctic zone of the Russian Federation
transport systems
transport infrastructure
sustainable development
сейсмическая опасность
геофизические процессы
геологические структуры
геоинформатика
арктическая зона РФ
транспортные системы
транспортная инфраструктура
description The scientific research that has become the subject of consideration in this article is related to assessment of the influence of geophysical factors on sustainable functioning of transport systems and the system analysis of their impact on the transport infrastructure at the Arctic latitudes. The research is a new direction in the field of study of operational reliability of transport systems and scientific support for development of transport infrastructure in the Russian Arctic.The paper touches upon the issues of reliability and possible failures of technical equipment under the influence of space weather, and also discusses multifaceted problems of safety and efficiency of development of transport systems considering new data on the structure and properties of the lithosphere referring to thawing of permafrost and mineral deposits. A separate section is devoted to new information on seismic activity and seismic hazard assessment in areas of operation and promising development of the transport infrastructure of the Arctic zone of the Russian Federation (AZRF).Intellectual accounting and generalisation of the obtained interdisciplinary results together with their visualisation are provided by geoinformatics methods. The paper presents also the results of adoption of modern geodatabase management systems, of the application of modern technologies of geoportals and interactive spherical visualisations for qualitative presentation of new geophysical knowledge obtained in the course of research. Научные исследования, ставшие предметом рассмотрения в этой статье, связаны с оценкой влияния геофизических факторов на устойчивое функционирование транспортных систем и системным анализом их воздействия на транспортную инфраструктуру в арктических широтах. Они являются новым направлением в области изучения эксплуатационной надёжности транспортных систем и научного сопровождения развития транспортной инфраструктуры в российской Арктике.В работе затронуты вопросы надёжности и возможных отказов технических средств под ...
author2 The work was supported by the Russian Science Foundation Grant No. 21–77–30010 «System Analysis of the Dynamics of Geophysical Processes in the Russian Arctic and Their Impact on Development and Operation of the Railway Transport Infrastructure».
Работа выполнена при поддержке гранта РНФ № 21–77–30010 «Системный анализ динамики геофизических процессов в российской Арктике и их воздействие на развитие и функционирование инфраструктуры железнодорожного транспорта».
format Article in Journal/Newspaper
author A. D. Gvishiani
I. N. Rozenberg
A. A. Soloviev
А. Д. Гвишиани
И. Н. Розенберг
А. А. Соловьёв
author_facet A. D. Gvishiani
I. N. Rozenberg
A. A. Soloviev
А. Д. Гвишиани
И. Н. Розенберг
А. А. Соловьёв
author_sort A. D. Gvishiani
title Geophysical Processes in the Arctic and the System Analysis of their Impact on Operation and Development of the Transport Infrastructure
title_short Geophysical Processes in the Arctic and the System Analysis of their Impact on Operation and Development of the Transport Infrastructure
title_full Geophysical Processes in the Arctic and the System Analysis of their Impact on Operation and Development of the Transport Infrastructure
title_fullStr Geophysical Processes in the Arctic and the System Analysis of their Impact on Operation and Development of the Transport Infrastructure
title_full_unstemmed Geophysical Processes in the Arctic and the System Analysis of their Impact on Operation and Development of the Transport Infrastructure
title_sort geophysical processes in the arctic and the system analysis of their impact on operation and development of the transport infrastructure
publisher Russian University of Transport (RUT)
publishDate 2023
url https://mirtr.elpub.ru/jour/article/view/2473
https://doi.org/10.30932/1992-3252-2023-21-3-1
geographic Arctic
geographic_facet Arctic
genre Arctic
Arctic
permafrost
genre_facet Arctic
Arctic
permafrost
op_source World of Transport and Transportation; Том 21, № 3 (2023); 6–34
Мир транспорта; Том 21, № 3 (2023); 6–34
1992-3252
op_relation https://mirtr.elpub.ru/jour/article/view/2473/4259
https://mirtr.elpub.ru/jour/article/view/2473/4260
Gvishiani, A. D., Rozenberg, I. N., Soloviev, A. A., Kostianoy, A. G., Gvozdik, S. A., Serykh, I. V., Krasnoperov, R. I., Sazonov, N. V., Dubchak, I. A., Popov, A. B., Kostianaia, E. A., Gvozdik, G. A. Electronic Atlas of Climatic Changes in the Western Russian Arctic in 1950–2021 as Geoinformatic Support of Railway Development. Applied Sciences, 2023, Vol. 13, Iss. 9, 5278. DOI:10.3390/app13095278.
Johansson, J., Hassel, H., Cedergren, A. Vulnerability analysis of interdependent critical infrastructures: case study of the Swedish railway system. International Journal of Critical Infrastructure, 2011, Vol. 7, No. 4, pp. 289–316. DOI: https://doi.org/10.1504/IJCIS.2011.045065 [ограниченный доступ].
Garmabaki, A. H. S., Marklund, S., Thaduri, A., Hedström, A., Kumar, U. Underground pipelines and railway infrastructure – failure consequences and restrictions. Structure and Infrastructure Engineering. Maintenance, Management, Life-Cycle Design and Performance, 2020, Vol. 16, Iss. 3, pp. 412–430. DOI: https://doi.org/10.1080/15732479.2019.1666885.
Oughton, E. J., Skelton, A., Horne, R. B., Thomson, A. W. P., Gaunt, C. T. Quantifying the daily economic impact of extreme space weather due to failure in electricity transmission infrastructure. Space Weather, 2017, Vol. 15, Iss. 1, pp. 65–83. DOI: https://doi.org/10.1002/2016SW001491.
Forte, B., Vani, B. C., Smith, N., Astin, I., Monico, J. F. G., Ruffenach, A., Flintoft, I., Concannon, A., McCormack, L., Koulouri, A. Space weather disruptions to satellite navigation and telecommunications in the case of interdependent services. 2018, poster session presented at 15th European Space Weather Week, Leuven, Belgium.
Гвишиани А. Д., Лукьянова Р. Ю., Соловьев А. А. Геомагнетизм: от ядра Земли до Солнца. – М.: РАН, 2019.– 186 с. ISBN: 978-5-907036-43-7.
Gvishiani A., Soloviev A. Observations, Modeling and Systems Analysis in Geomagnetic Data Interpretation. Springer International Publishing, 2020. DOI:10.1007/978-3-030-58969-1 [ограниченный доступ].
Pirjola, R., Kauristie, K., Lappalainen, H., Viljanen, A., Pulkkinen, A. Space weather risk. Space Weather, 2005, Vol. 3, Iss. 2. S02A02, DOI:10.1029/2004SW000112.
Пилипенко В. А. Воздействие космической погоды на наземные технологические системы // Солнечно-земная физика. – 2021. – Т. 7. – № 3. – С. 73–110. DOI: https://doi.org/10.12737/szf-73202106.
Касинский В. В., Птицына Н. Г., Ляхов Н. Н., Тясто М. И., Виллорези Дж., Юччи Н. Влияние геомагнитных возмущений на работу железнодорожной автоматики и телемеханики // Геомагнетизм и аэрономия. – 2007. – Т.47. – № 5. – С. 714–718. [Электронный ресурс]: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=9534019. EDN: IAQLUJ. Доступ 03.04.2023.
Eroshenko, E. A., Belov, A.V., Boteler, D., Gaidash, S. P., Lobkov, S. L., Pirjola, R., Trichtchenko, L. Effects of strong geomagnetic storms on Northern railways in Russia. Advances in Space Research, 2010, Vol. 46, Iss. 9, pp. 1102–1110. DOI:10.1016/j.asr.2010.05.017.
Love, J. J., Hayakawa, H., & Cliver, E. W. Intensity and impact of the New York Railroad superstorm of May 1921. Space Weather, 2019, Vol. 17, Iss. 8, pp. 1281–1292. DOI:10.1029/2019SW002250.
Silverman, S. M., Cliver, E. W. Low-latitude auroras: the magnetic storm of 14–15 May 1921. Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics, 2001, Vol. 63, Iss. 5, pp. 523–535 DOI: https://doi.org/10.1016/S1364-6826(00)00174-7 [ограниченный доступ].
Hapgood, M. The great storm of May 1921: An exemplar of a dangerous space weather event. Space Weather, Vol. 17, Iss. 7, pp. 950–975. DOI:10.1029/2019SW002195
Wik, M., Pirjola, R., Lundstedt, H., Viljanen, A., Wintoft, P., Pulkkinen, A. Space weather events in July 1982 and October 2003 and the effects of geomagnetically induced currents on Swedish technical systems. Annales Geophysicae, 2009, Vol. 27, Iss. 4, pp. 1775–1787. DOI: https://doi.org/10.5194/angeo-27-1775-2009.
Пилипенко В. А., Черников А. А., Соловьев А. А., Ягова Н. В., Сахаров Я. А., Кудин Д. В., Костарев Д. В., Козырева О. В., Воробьев А. В., Белов А. В. Влияние космической погоды на надежность функционирования транспортных систем на высоких широтах // Russian Journal of Earth Sciences. – 2023. – Т. 23. – № 2. – С. 1–34. ES2008. DOI:10.2205/2023ES000824.
Ptitsyna, N. G., Tyasto, M. I., Kassinskii, V. V., Lyakhov, N. N., Villoresi, G. Do natural magnetic fields disturb railway telemetry? Proc. of 2007 7th International Symposium on Electromagnetic Compatibility and Electromagnetic Ecology, St. Petersburg, 26–29 June 2007, pp. 288–290. ISBN 9781424412693, IEEE # CFP07626-POD [ограниченный доступ].
Ptitsyna, N. G., Kasinsky, V. V., Villoresi, G., Lyahov, N. N., Dorman, L. I., Iucci, N. Geomagnetic effects on mid-latitude railways: A statistical study of anomalies in the operation of signaling and train control equipment on the East-Siberian Railway. Advances in Space Research, 2008, Vol. 42, Iss. 9, pp. 1510–1514. DOI: https://doi.org/10.1016/j.asr.2007.10.015 [ограниченный доступ].
Воробьев А. В., Пилипенко В. А., Сахаров Я. А., Селиванов В. Н. Статистические взаимосвязи вариаций геомагнитного поля, аврорального электроджета и геоиндуцированных токов // Солнечно-земная физика. – 2019. – Т. 5. – № 1. – С. 48–58. DOI:10.12737/szf-51201905.
Vorobev, A., Soloviev, A., Pilipenko, V., Vorobeva, G., Sakharov, Y. An approach to diagnostics of geomagnetically induced currents based on ground magnetometers data. Applied Sciences, 2022, Vol. 12, Iss. 3, 1522. DOI: https://doi.org/10.3390/app12031522.
Сахаров Я. А., Ягова Н. В., Пилипенко В. А. Геомагнитные пульсации pc5/pi3 и геоиндуцированные токи // Известия Российской академии наук. Серия физическая. – 2021 – Т. 85. – № 3.– С.445–450. DOI: http://dx.doi.org/10.31857/s0367676521030236.
Ягова Н. В., Розенберг И. Н., Гвишиани А. Д., Сахаров Я. А., Гаранин С. Л., Воронин В. А., Пилипенко В. А., Дубчак И. А. Исследование влияния геомагнитной активности на функционирование систем железнодорожной автоматики в Арктической зоне России // Арктика: экология и экономика. – 2023.– Т. 13. – № 3 [в печати].
Чинкин В. Е., Соловьев А. А., Пилипенко В. А. Выделение вихревых токовых структур в ионосфере и оценка их параметров по наземным магнитным данным // Геомагнетизм и аэрономия. – 2020. – Т. 60. – № 5. – С. 588–599. DOI:10.31857/S001679402005003X.
Chinkin, V. E., Soloviev, A. A., Pilipenko, V. A., Engebretson, M. J., Sakharov, Ya. A. Determination of vortex current structure in the high-latitude ionosphere with associated GIC bursts from ground magnetic data. Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics, 2012, Vol. 212, 105514. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jastp.2020.105514 [ограниченный доступ; текст рукописи доступен].
Newell, P. T., Liou, K., Zhang, Y., Sotirelis, T., Paxton, L. J., Mitchell, E. J. OVATION Prime‑2013: Extension of auroral precipitation model to higher disturbance levels. Space Weather, 2014, Vol. 12, Iss. 6, pp. 368–379. DOI:10.1002/2014SW001056.
Воробьев А. В., Соловьев А. А., Пилипенко В. А., Воробьева Г. Р. Интерактивная компьютерная модель для прогноза и анализа полярных сияний // Солнечно-земная физика. – 2022. – Т. 8. – № 2. – С. 93–100. DOI:10.12737/szf-82202213.
Vorobev, A. V., Soloviev, A. A., Pilipenko, V. A., Vorobeva, G. R. Internet Application for Interactive Visualization of Geophysical and Space Data: Approach, Architecture, Technologies. Journal of the Earth and Space Physics, 2023, Vol. 48, No. 4, pp. 151–160. DOI:10.22059/jesphys.2023.350281.1007467.
Thaduri, A., Galar, D., Kumar, U. Railway assets: a potential domain for big data analytics. Procedia Computer Science, 2015, Vol. 53, pp. 457–467. DOI: https://doi.org/10.1016/j.procs.2015.07.323.
Kans, M., Galar, D., Thaduri, A. Maintenance 4.0 in Railway Transportation Industry. In: Koskinen, K., [et al]. Proceedings of the 10th World Congress on Engineering Asset Management (WCEAM 2015). Lecture Notes in Mechanical Engineering, 2016, Springer, Cham. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-319-27064-7_30 [ограниченный доступ].
Jo, O., Kim, Y.-K., Kim, J. Internet of Things for Smart Railway: Feasibility and Applications. IEEE Internet of Things Journal, 2018, Vol. 5, No. 2, pp. 482–490. DOI:10.1109/JIOT.2017.2749401.
Thaduri, A., Verma, A. K., Kumar, U. Maintenance of Railway Infrastructure Using Cyber-Physical Systems. In: Kapur, P. K., Singh, G., Klochkov, Y. S., Kumar, U. (eds). Decision Analytics Applications in Industry. Asset Analytics. Springer, Singapore, 2020, pp 521–540. DOI: https://doi.org/10.1007/978-981-15-3643-4_41 [ограниченный доступ].
Pirjola, R. Effects of space weather on high-latitude ground systems. Advances in Space Research, 2005, Vol. 36, Iss. 12, pp. 2231–2240. DOI: https://doi.org/10.1016/j.asr.2003.04.074 [ограниченный доступ].
Афраймович Э. Л., Перевалова Н. П. GPS-мониторинг верхней атмосферы Земли. Российская акад. наук, Сибирское отд-ние, Ин-т солнечно-земной физики. – Иркутск: Ин-т солнечно-земной физики СО РАН: ГУ НЦ РВХ ВСНЦ СО РАМН, 2006. – 479 с. ISBN 5-98277-033-7.
Sato, H., Jakowski, N., Berdermann, J., Jiricka, K., Heßelbarth, A., Banyś, D., Wilken, V. Solar radio burst events on 6 September 2017 and its impact on GNSS signal frequencies. Space Weather, 2019, Vol. 17, Iss. 6, pp. 816–826. DOI: https://doi.org/10.1029/2019SW002198.
Cerruti, A. P., Kintner, P. M., Gary, D. E., Lanzerotti, L. J., de Paula, E. R., Vo, H. B. Observed solar radio burst effects on GPS/Wide Area Augmentation System carrier-to-noise ratio, Space Weather, 2006, Vol. 6, Iss. 4, S10006. DOI: https://doi.org/10.1029/2006SW000254.
Yasyukevich, Y. V., Yasyukevich, A. S., Astafyeva, E. I. How modernized and strengthened GPS signals enhance the system performance during solar radio bursts. GPS Solutions, 2021, Vol. 25, Iss. 2, art. 46. DOI: https://doi.org/10.1007/s10291-021-01091-5 [ограниченный доступ].
Bisnath, S., Gao, Y. Precise Point Positioning – A Powerful Technique with a Promising Future. GPS World, April 2009, Iss. 4, pp. 43–50. [Электронный ресурс]: https://gge.ext.unb.ca/Resources/gpsworld.april09.pdf. Доступ 03.04.2023.
Boteler, D. H., Pirjola, R. J., Nevanlinna, H. The effects of geomagnetic disturbances on electrical systems at the Earth’s surface. Advances in Space Research, 1998, Vol. 22, Iss. 1, pp. 17–27. DOI: https://doi.org/10.1016/S0273-1177(97)01096-X [ограниченный доступ].
Pirjola, R. Geomagnetically induced currents during magnetic storms. IEEE Transactions on Plasma Science, 2000, Vol. 28, Iss. 6, pp. 1867–1873. DOI:10.1109/27.902215 [ограниченный доступ].
Успенский М. И. Смягчение воздействия геомагнитных штормов на электроэнергетическую систему // Известия Коми НЦ УрО РАН. – 2017. – № 4 (32). – С. 116–122. [Электронный ресурс]: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=32269413&ysclid=lktqioxq3h876970014. Доступ 03.04.2023.
Gaunt, C. T. Why space weather is relevant to electrical power systems. Space Weather, 2016, Vol. 14, Iss. 1, pp. 2–9. DOI: https://doi.org/10.1002/2015SW001306.
Krausmann, E., Andersson, E., Russell, T., Murtagh, W. Space Weather and Rail: Findings and Outlook (European Commission, JRC Science and Policy Reports), 2015. DOI:10.2788/211456.
Apatenkov, S. V., Pilipenko, V. A., Gordeev, E. I., Viljanen, A., Juusola, L., Belakhovsky, V. B., Sakharov, Ya. A., Selivanov, V. N. Auroral omega bands are a significant cause of large geomagnetically induced currents. Geophysical Research Letters, 2020, Vol. 47, Iss. 6, e2019GL086677. DOI: https://doi.org/10. 1029/2019GL086677.
Yagova, N. V., Pilipenko, V. A., Sakharov, Ya. A., Selivanov, V. N. Spatial scale of geomagnetic Pc5/Pi3 pulsations as a factor of their efficiency in generation of geomagnetically induced currents. Earth, Planets and Space, 2021, Vol. 73, art. 88. DOI: https://doi.org/10.1186/s40623-021-01407-2.
Sakharov, Ya. A., Yagova, N. V., Pilipenko, V. A., Selivanov, V. N. Spectral content of pc5–6/pi3 geomagnetic pulsations and their efficiency in generation of geomagnetically induced currents. Russian Journal of Earth Sciences, 2022, Vol. 22, Iss. 1, pp. 1–9. DOI: http://dx.doi.org/10.2205/2021es000785.
Matandirotya, E., Cilliers, P. J., Van Zyl, R. R., Oyedokun, D. T., de Villiers, J. Differential magnetometer method applied to measurement of geomagnetically induced currents in Southern African power networks. Space Weather, 2016, Vol. 14, Iss. 3, pp. 221–232. DOI: https://doi.org/10.1002/2015SW001289.
Hübert, J., Beggan, C. D., Richardson, G. S., Martyn, T., Thomson, A. W. P. Differential magnetometer measurements of geomagnetically induced currents in a complex high voltage network. Space Weather, 2020, Vol. 18, Iss. 4, e2019SW002421. DOI: https://doi.org/10.1029/2019SW002421.
Torta, J. M., Marsal, S., Ledo, J., Queralt, P., Canillas-Pérez, V., Piña-Varas, P., Curto, J. J., Marcuello, A., Martí, A. New detailed modeling of GICs in the Spanish power transmission grid. Space Weather, 2012, Vol. 19, Iss. 9, e2021SW002805. DOI: https://doi.org/10.1029/2021SW002805.
op_rights Authors who publish with this journal agree to the following terms:Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).
Авторы, публикующие статьи в данном журнале, соглашаются на следующее:Авторы сохраняют за собой автороские права и предоставляют журналу право первой публикации работы, которая по истечении 6 месяцев после публикации автоматически лицензируется на условиях Creative Commons Attribution License , которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным сохранением ссылок на авторов оригинальной работы и оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы имеют право размещать их работу в сети Интернет (например в институтском хранилище или персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу (См. The Effect of Open Access).
op_doi https://doi.org/10.30932/1992-3252-2023-21-3-110.3390/app1309527810.1504/IJCIS.2011.04506510.1080/15732479.2019.166688510.1002/2016SW00149110.1007/978-3-030-58969-110.1029/2004SW00011210.12737/szf-7320210610.1016/j.asr.2010.05.01710.1016/S1364-6826(00)001
container_title Novon: A Journal for Botanical Nomenclature
container_volume 18
container_issue 3
container_start_page 325
op_container_end_page 329
_version_ 1785559135776931840
spelling ftjwtt:oai:oai.mirtr.elpub.ru:article/2473 2023-12-17T10:23:36+01:00 Geophysical Processes in the Arctic and the System Analysis of their Impact on Operation and Development of the Transport Infrastructure Геофизические процессы в Арктике и системный анализ их воздействия на функционирование и развитие транспортной инфраструктуры A. D. Gvishiani I. N. Rozenberg A. A. Soloviev А. Д. Гвишиани И. Н. Розенберг А. А. Соловьёв The work was supported by the Russian Science Foundation Grant No. 21–77–30010 «System Analysis of the Dynamics of Geophysical Processes in the Russian Arctic and Their Impact on Development and Operation of the Railway Transport Infrastructure». Работа выполнена при поддержке гранта РНФ № 21–77–30010 «Системный анализ динамики геофизических процессов в российской Арктике и их воздействие на развитие и функционирование инфраструктуры железнодорожного транспорта». 2023-11-13 application/pdf https://mirtr.elpub.ru/jour/article/view/2473 https://doi.org/10.30932/1992-3252-2023-21-3-1 rus eng rus eng Russian University of Transport (RUT) https://mirtr.elpub.ru/jour/article/view/2473/4259 https://mirtr.elpub.ru/jour/article/view/2473/4260 Gvishiani, A. D., Rozenberg, I. N., Soloviev, A. A., Kostianoy, A. G., Gvozdik, S. A., Serykh, I. V., Krasnoperov, R. I., Sazonov, N. V., Dubchak, I. A., Popov, A. B., Kostianaia, E. A., Gvozdik, G. A. Electronic Atlas of Climatic Changes in the Western Russian Arctic in 1950–2021 as Geoinformatic Support of Railway Development. Applied Sciences, 2023, Vol. 13, Iss. 9, 5278. DOI:10.3390/app13095278. Johansson, J., Hassel, H., Cedergren, A. Vulnerability analysis of interdependent critical infrastructures: case study of the Swedish railway system. International Journal of Critical Infrastructure, 2011, Vol. 7, No. 4, pp. 289–316. DOI: https://doi.org/10.1504/IJCIS.2011.045065 [ограниченный доступ]. Garmabaki, A. H. S., Marklund, S., Thaduri, A., Hedström, A., Kumar, U. Underground pipelines and railway infrastructure – failure consequences and restrictions. Structure and Infrastructure Engineering. Maintenance, Management, Life-Cycle Design and Performance, 2020, Vol. 16, Iss. 3, pp. 412–430. DOI: https://doi.org/10.1080/15732479.2019.1666885. Oughton, E. J., Skelton, A., Horne, R. B., Thomson, A. W. P., Gaunt, C. T. Quantifying the daily economic impact of extreme space weather due to failure in electricity transmission infrastructure. Space Weather, 2017, Vol. 15, Iss. 1, pp. 65–83. DOI: https://doi.org/10.1002/2016SW001491. Forte, B., Vani, B. C., Smith, N., Astin, I., Monico, J. F. G., Ruffenach, A., Flintoft, I., Concannon, A., McCormack, L., Koulouri, A. Space weather disruptions to satellite navigation and telecommunications in the case of interdependent services. 2018, poster session presented at 15th European Space Weather Week, Leuven, Belgium. Гвишиани А. Д., Лукьянова Р. Ю., Соловьев А. А. Геомагнетизм: от ядра Земли до Солнца. – М.: РАН, 2019.– 186 с. ISBN: 978-5-907036-43-7. Gvishiani A., Soloviev A. Observations, Modeling and Systems Analysis in Geomagnetic Data Interpretation. Springer International Publishing, 2020. DOI:10.1007/978-3-030-58969-1 [ограниченный доступ]. Pirjola, R., Kauristie, K., Lappalainen, H., Viljanen, A., Pulkkinen, A. Space weather risk. Space Weather, 2005, Vol. 3, Iss. 2. S02A02, DOI:10.1029/2004SW000112. Пилипенко В. А. Воздействие космической погоды на наземные технологические системы // Солнечно-земная физика. – 2021. – Т. 7. – № 3. – С. 73–110. DOI: https://doi.org/10.12737/szf-73202106. Касинский В. В., Птицына Н. Г., Ляхов Н. Н., Тясто М. И., Виллорези Дж., Юччи Н. Влияние геомагнитных возмущений на работу железнодорожной автоматики и телемеханики // Геомагнетизм и аэрономия. – 2007. – Т.47. – № 5. – С. 714–718. [Электронный ресурс]: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=9534019. EDN: IAQLUJ. Доступ 03.04.2023. Eroshenko, E. A., Belov, A.V., Boteler, D., Gaidash, S. P., Lobkov, S. L., Pirjola, R., Trichtchenko, L. Effects of strong geomagnetic storms on Northern railways in Russia. Advances in Space Research, 2010, Vol. 46, Iss. 9, pp. 1102–1110. DOI:10.1016/j.asr.2010.05.017. Love, J. J., Hayakawa, H., & Cliver, E. W. Intensity and impact of the New York Railroad superstorm of May 1921. Space Weather, 2019, Vol. 17, Iss. 8, pp. 1281–1292. DOI:10.1029/2019SW002250. Silverman, S. M., Cliver, E. W. Low-latitude auroras: the magnetic storm of 14–15 May 1921. Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics, 2001, Vol. 63, Iss. 5, pp. 523–535 DOI: https://doi.org/10.1016/S1364-6826(00)00174-7 [ограниченный доступ]. Hapgood, M. The great storm of May 1921: An exemplar of a dangerous space weather event. Space Weather, Vol. 17, Iss. 7, pp. 950–975. DOI:10.1029/2019SW002195 Wik, M., Pirjola, R., Lundstedt, H., Viljanen, A., Wintoft, P., Pulkkinen, A. Space weather events in July 1982 and October 2003 and the effects of geomagnetically induced currents on Swedish technical systems. Annales Geophysicae, 2009, Vol. 27, Iss. 4, pp. 1775–1787. DOI: https://doi.org/10.5194/angeo-27-1775-2009. Пилипенко В. А., Черников А. А., Соловьев А. А., Ягова Н. В., Сахаров Я. А., Кудин Д. В., Костарев Д. В., Козырева О. В., Воробьев А. В., Белов А. В. Влияние космической погоды на надежность функционирования транспортных систем на высоких широтах // Russian Journal of Earth Sciences. – 2023. – Т. 23. – № 2. – С. 1–34. ES2008. DOI:10.2205/2023ES000824. Ptitsyna, N. G., Tyasto, M. I., Kassinskii, V. V., Lyakhov, N. N., Villoresi, G. Do natural magnetic fields disturb railway telemetry? Proc. of 2007 7th International Symposium on Electromagnetic Compatibility and Electromagnetic Ecology, St. Petersburg, 26–29 June 2007, pp. 288–290. ISBN 9781424412693, IEEE # CFP07626-POD [ограниченный доступ]. Ptitsyna, N. G., Kasinsky, V. V., Villoresi, G., Lyahov, N. N., Dorman, L. I., Iucci, N. Geomagnetic effects on mid-latitude railways: A statistical study of anomalies in the operation of signaling and train control equipment on the East-Siberian Railway. Advances in Space Research, 2008, Vol. 42, Iss. 9, pp. 1510–1514. DOI: https://doi.org/10.1016/j.asr.2007.10.015 [ограниченный доступ]. Воробьев А. В., Пилипенко В. А., Сахаров Я. А., Селиванов В. Н. Статистические взаимосвязи вариаций геомагнитного поля, аврорального электроджета и геоиндуцированных токов // Солнечно-земная физика. – 2019. – Т. 5. – № 1. – С. 48–58. DOI:10.12737/szf-51201905. Vorobev, A., Soloviev, A., Pilipenko, V., Vorobeva, G., Sakharov, Y. An approach to diagnostics of geomagnetically induced currents based on ground magnetometers data. Applied Sciences, 2022, Vol. 12, Iss. 3, 1522. DOI: https://doi.org/10.3390/app12031522. Сахаров Я. А., Ягова Н. В., Пилипенко В. А. Геомагнитные пульсации pc5/pi3 и геоиндуцированные токи // Известия Российской академии наук. Серия физическая. – 2021 – Т. 85. – № 3.– С.445–450. DOI: http://dx.doi.org/10.31857/s0367676521030236. Ягова Н. В., Розенберг И. Н., Гвишиани А. Д., Сахаров Я. А., Гаранин С. Л., Воронин В. А., Пилипенко В. А., Дубчак И. А. Исследование влияния геомагнитной активности на функционирование систем железнодорожной автоматики в Арктической зоне России // Арктика: экология и экономика. – 2023.– Т. 13. – № 3 [в печати]. Чинкин В. Е., Соловьев А. А., Пилипенко В. А. Выделение вихревых токовых структур в ионосфере и оценка их параметров по наземным магнитным данным // Геомагнетизм и аэрономия. – 2020. – Т. 60. – № 5. – С. 588–599. DOI:10.31857/S001679402005003X. Chinkin, V. E., Soloviev, A. A., Pilipenko, V. A., Engebretson, M. J., Sakharov, Ya. A. Determination of vortex current structure in the high-latitude ionosphere with associated GIC bursts from ground magnetic data. Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics, 2012, Vol. 212, 105514. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jastp.2020.105514 [ограниченный доступ; текст рукописи доступен]. Newell, P. T., Liou, K., Zhang, Y., Sotirelis, T., Paxton, L. J., Mitchell, E. J. OVATION Prime‑2013: Extension of auroral precipitation model to higher disturbance levels. Space Weather, 2014, Vol. 12, Iss. 6, pp. 368–379. DOI:10.1002/2014SW001056. Воробьев А. В., Соловьев А. А., Пилипенко В. А., Воробьева Г. Р. Интерактивная компьютерная модель для прогноза и анализа полярных сияний // Солнечно-земная физика. – 2022. – Т. 8. – № 2. – С. 93–100. DOI:10.12737/szf-82202213. Vorobev, A. V., Soloviev, A. A., Pilipenko, V. A., Vorobeva, G. R. Internet Application for Interactive Visualization of Geophysical and Space Data: Approach, Architecture, Technologies. Journal of the Earth and Space Physics, 2023, Vol. 48, No. 4, pp. 151–160. DOI:10.22059/jesphys.2023.350281.1007467. Thaduri, A., Galar, D., Kumar, U. Railway assets: a potential domain for big data analytics. Procedia Computer Science, 2015, Vol. 53, pp. 457–467. DOI: https://doi.org/10.1016/j.procs.2015.07.323. Kans, M., Galar, D., Thaduri, A. Maintenance 4.0 in Railway Transportation Industry. In: Koskinen, K., [et al]. Proceedings of the 10th World Congress on Engineering Asset Management (WCEAM 2015). Lecture Notes in Mechanical Engineering, 2016, Springer, Cham. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-319-27064-7_30 [ограниченный доступ]. Jo, O., Kim, Y.-K., Kim, J. Internet of Things for Smart Railway: Feasibility and Applications. IEEE Internet of Things Journal, 2018, Vol. 5, No. 2, pp. 482–490. DOI:10.1109/JIOT.2017.2749401. Thaduri, A., Verma, A. K., Kumar, U. Maintenance of Railway Infrastructure Using Cyber-Physical Systems. In: Kapur, P. K., Singh, G., Klochkov, Y. S., Kumar, U. (eds). Decision Analytics Applications in Industry. Asset Analytics. Springer, Singapore, 2020, pp 521–540. DOI: https://doi.org/10.1007/978-981-15-3643-4_41 [ограниченный доступ]. Pirjola, R. Effects of space weather on high-latitude ground systems. Advances in Space Research, 2005, Vol. 36, Iss. 12, pp. 2231–2240. DOI: https://doi.org/10.1016/j.asr.2003.04.074 [ограниченный доступ]. Афраймович Э. Л., Перевалова Н. П. GPS-мониторинг верхней атмосферы Земли. Российская акад. наук, Сибирское отд-ние, Ин-т солнечно-земной физики. – Иркутск: Ин-т солнечно-земной физики СО РАН: ГУ НЦ РВХ ВСНЦ СО РАМН, 2006. – 479 с. ISBN 5-98277-033-7. Sato, H., Jakowski, N., Berdermann, J., Jiricka, K., Heßelbarth, A., Banyś, D., Wilken, V. Solar radio burst events on 6 September 2017 and its impact on GNSS signal frequencies. Space Weather, 2019, Vol. 17, Iss. 6, pp. 816–826. DOI: https://doi.org/10.1029/2019SW002198. Cerruti, A. P., Kintner, P. M., Gary, D. E., Lanzerotti, L. J., de Paula, E. R., Vo, H. B. Observed solar radio burst effects on GPS/Wide Area Augmentation System carrier-to-noise ratio, Space Weather, 2006, Vol. 6, Iss. 4, S10006. DOI: https://doi.org/10.1029/2006SW000254. Yasyukevich, Y. V., Yasyukevich, A. S., Astafyeva, E. I. How modernized and strengthened GPS signals enhance the system performance during solar radio bursts. GPS Solutions, 2021, Vol. 25, Iss. 2, art. 46. DOI: https://doi.org/10.1007/s10291-021-01091-5 [ограниченный доступ]. Bisnath, S., Gao, Y. Precise Point Positioning – A Powerful Technique with a Promising Future. GPS World, April 2009, Iss. 4, pp. 43–50. [Электронный ресурс]: https://gge.ext.unb.ca/Resources/gpsworld.april09.pdf. Доступ 03.04.2023. Boteler, D. H., Pirjola, R. J., Nevanlinna, H. The effects of geomagnetic disturbances on electrical systems at the Earth’s surface. Advances in Space Research, 1998, Vol. 22, Iss. 1, pp. 17–27. DOI: https://doi.org/10.1016/S0273-1177(97)01096-X [ограниченный доступ]. Pirjola, R. Geomagnetically induced currents during magnetic storms. IEEE Transactions on Plasma Science, 2000, Vol. 28, Iss. 6, pp. 1867–1873. DOI:10.1109/27.902215 [ограниченный доступ]. Успенский М. И. Смягчение воздействия геомагнитных штормов на электроэнергетическую систему // Известия Коми НЦ УрО РАН. – 2017. – № 4 (32). – С. 116–122. [Электронный ресурс]: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=32269413&ysclid=lktqioxq3h876970014. Доступ 03.04.2023. Gaunt, C. T. Why space weather is relevant to electrical power systems. Space Weather, 2016, Vol. 14, Iss. 1, pp. 2–9. DOI: https://doi.org/10.1002/2015SW001306. Krausmann, E., Andersson, E., Russell, T., Murtagh, W. Space Weather and Rail: Findings and Outlook (European Commission, JRC Science and Policy Reports), 2015. DOI:10.2788/211456. Apatenkov, S. V., Pilipenko, V. A., Gordeev, E. I., Viljanen, A., Juusola, L., Belakhovsky, V. B., Sakharov, Ya. A., Selivanov, V. N. Auroral omega bands are a significant cause of large geomagnetically induced currents. Geophysical Research Letters, 2020, Vol. 47, Iss. 6, e2019GL086677. DOI: https://doi.org/10. 1029/2019GL086677. Yagova, N. V., Pilipenko, V. A., Sakharov, Ya. A., Selivanov, V. N. Spatial scale of geomagnetic Pc5/Pi3 pulsations as a factor of their efficiency in generation of geomagnetically induced currents. Earth, Planets and Space, 2021, Vol. 73, art. 88. DOI: https://doi.org/10.1186/s40623-021-01407-2. Sakharov, Ya. A., Yagova, N. V., Pilipenko, V. A., Selivanov, V. N. Spectral content of pc5–6/pi3 geomagnetic pulsations and their efficiency in generation of geomagnetically induced currents. Russian Journal of Earth Sciences, 2022, Vol. 22, Iss. 1, pp. 1–9. DOI: http://dx.doi.org/10.2205/2021es000785. Matandirotya, E., Cilliers, P. J., Van Zyl, R. R., Oyedokun, D. T., de Villiers, J. Differential magnetometer method applied to measurement of geomagnetically induced currents in Southern African power networks. Space Weather, 2016, Vol. 14, Iss. 3, pp. 221–232. DOI: https://doi.org/10.1002/2015SW001289. Hübert, J., Beggan, C. D., Richardson, G. S., Martyn, T., Thomson, A. W. P. Differential magnetometer measurements of geomagnetically induced currents in a complex high voltage network. Space Weather, 2020, Vol. 18, Iss. 4, e2019SW002421. DOI: https://doi.org/10.1029/2019SW002421. Torta, J. M., Marsal, S., Ledo, J., Queralt, P., Canillas-Pérez, V., Piña-Varas, P., Curto, J. J., Marcuello, A., Martí, A. New detailed modeling of GICs in the Spanish power transmission grid. Space Weather, 2012, Vol. 19, Iss. 9, e2021SW002805. DOI: https://doi.org/10.1029/2021SW002805. Authors who publish with this journal agree to the following terms:Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access). Авторы, публикующие статьи в данном журнале, соглашаются на следующее:Авторы сохраняют за собой автороские права и предоставляют журналу право первой публикации работы, которая по истечении 6 месяцев после публикации автоматически лицензируется на условиях Creative Commons Attribution License , которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным сохранением ссылок на авторов оригинальной работы и оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы имеют право размещать их работу в сети Интернет (например в институтском хранилище или персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу (См. The Effect of Open Access). World of Transport and Transportation; Том 21, № 3 (2023); 6–34 Мир транспорта; Том 21, № 3 (2023); 6–34 1992-3252 устойчивое развитие seismic hazard geophysical processes geological structures geoinformatics Arctic zone of the Russian Federation transport systems transport infrastructure sustainable development сейсмическая опасность геофизические процессы геологические структуры геоинформатика арктическая зона РФ транспортные системы транспортная инфраструктура info:eu-repo/semantics/article info:eu-repo/semantics/publishedVersion 2023 ftjwtt https://doi.org/10.30932/1992-3252-2023-21-3-110.3390/app1309527810.1504/IJCIS.2011.04506510.1080/15732479.2019.166688510.1002/2016SW00149110.1007/978-3-030-58969-110.1029/2004SW00011210.12737/szf-7320210610.1016/j.asr.2010.05.01710.1016/S1364-6826(00)001 2023-11-21T17:55:26Z The scientific research that has become the subject of consideration in this article is related to assessment of the influence of geophysical factors on sustainable functioning of transport systems and the system analysis of their impact on the transport infrastructure at the Arctic latitudes. The research is a new direction in the field of study of operational reliability of transport systems and scientific support for development of transport infrastructure in the Russian Arctic.The paper touches upon the issues of reliability and possible failures of technical equipment under the influence of space weather, and also discusses multifaceted problems of safety and efficiency of development of transport systems considering new data on the structure and properties of the lithosphere referring to thawing of permafrost and mineral deposits. A separate section is devoted to new information on seismic activity and seismic hazard assessment in areas of operation and promising development of the transport infrastructure of the Arctic zone of the Russian Federation (AZRF).Intellectual accounting and generalisation of the obtained interdisciplinary results together with their visualisation are provided by geoinformatics methods. The paper presents also the results of adoption of modern geodatabase management systems, of the application of modern technologies of geoportals and interactive spherical visualisations for qualitative presentation of new geophysical knowledge obtained in the course of research. Научные исследования, ставшие предметом рассмотрения в этой статье, связаны с оценкой влияния геофизических факторов на устойчивое функционирование транспортных систем и системным анализом их воздействия на транспортную инфраструктуру в арктических широтах. Они являются новым направлением в области изучения эксплуатационной надёжности транспортных систем и научного сопровождения развития транспортной инфраструктуры в российской Арктике.В работе затронуты вопросы надёжности и возможных отказов технических средств под ... Article in Journal/Newspaper Arctic Arctic permafrost World of Transport and Transportation Journal (E-Journal - Moscow State University of Railway Engineering, MIIT) Arctic Novon: A Journal for Botanical Nomenclature 18 3 325 329

Similar Items