Назад к списку

НАЙТИ ТОЧКУ ПРОРЫВА

Цифровые технологии меняют подходы к обеспечению безопасности движения поездов.

Уже реализовано немало инновационных решений, но еще большее впереди.Пять шагов цифровой трансформации Железнодорожный транспорт является зоной повышенной опасности. Огромное количество объектов инфраструктуры и поезда создают немало рисков. Для их снижения в ОАО "РЖД" ввели многоуровневую систему обеспечения безопасности движения. А теперь компания проводит цифровую трансформацию управления рисками и безопасностью движения в рамках проекта "Цифровая железная дорога".

На 19-й Всероссийской научно-практической конференции "Безопасность движения поездов" в РУТ (МИИТ) заместитель генерального директора - начальник департамента безопасности движения ОАО "РЖД" Шевкет Шайдуллин привел такие цифры: если в 2017 году на инфраструктуре РЖД было зафиксировано 3239 транспортных происшествий, то в 2018-м - 2630 (на 19% меньше), количество крушений снизилось на 50%. Он считает это следствием того, что в систему управления рисками заложен высокий уровень надежности. Цифровая трансформация, по мнению Ш. Шайдуллина, позволит достичь еще лучших показателей и решить многие задачи, в том числе интегральной оценки вероятности негативных событий, идентификации и ранжирования факторов риска, а также моделирования действий в нештатной ситуации. К ключевым инициативам в этой сфере он относит создание цифровой платформы управления рисками и безопасностью движения в холдинге "РЖД", а также разработку модели индикативного управления на основе технологий big data и искусственного интеллекта.

"На пути цифровой трансформации предстоит сделать пять шагов, - отмечает начальник службы технической политики Дальневосточной железной дороги Борис Румянцев. - Первый - это создание цифровой инфраструктуры, второй - формирование единой информационной цифровой платформы, третий - создание цифрового двойника, четвертый - разработка аналитических модулей и пятый - введение интеллектуальных элементов в систему. При этом виртуальный помощник будет предупреждать о предкризисных состояниях в сфере безопасности и оказывать информационноаналитическую поддержку руководителям при принятии решений".ОАО "РЖД" накопило огромные массивы разнородной информации. Но она, по мнению специалистов, не структурирована, все АСУ (а в компании их насчитывается более 100) создавались в разное время и под разные задачи. Поэтому главная задача - создать для них единую цифровую платформу. Кроме того, в течение четырех ближайших лет планируется оцифровать все основные технологические процессы в холдинге, зашив в них безопасность.


Проблем вагон и маленькая тележка По данным департамента безопасности движения ОАО "РЖД", с начала года к эксплуатации на инфраструктуре не допущено 58,8 тыс. грузовых вагонов с пониженным уровнем надежности. "В структуре отказов технических средств и допущенных инцидентов львиная доля приходится на вагоны, - подчеркивает Ш. Шайдуллин. - Причем нередко именно при взаимодействии "колесорельс" возникают те опасные отказы, следствием которых может стать тяжелое транспортное происшествие".

Компания вкладывает большие средства в системы диагностики. Автоматический контроль технического состояния подвижного состава ведется на всем пути его следования. При выявлении неисправностей вагон отцепляют и отправляют в ремонт. О масштабах этой проблемы можно судить по тому, что в прошлом году было зафиксировано 1,2 млн отцепок. В связи с этим грузовой вагон, заметил Ш. Шайдуллин, рассматривается сегодня как объект с пониженным уровнем надежности. А чтобы его повысить, надо предъявлять соответствующие требования производителям.

Цифровые технологии должны применяться и для контроля качества ремонта подвижного состава. Такие примеры уже есть. Так, на Октябрьской магистрали запущен пилотный проект по использованию технологии блокчейн при контроле жизненного цикла вагонов и запчастей (в первую очередь колесных пар). Помимо этого, разрабатывается комплексный проект, в рамках которого можно будет идентифицировать как подвижной состав, так и отдельные его детали. Такая идентификация будет условием допуска на инфраструктуру, что защитит от контрафакта и обеспечит безопасность движения.

Рассказывая об этих планах, начальник департамента информатизации ОАО "РЖД" Кирилл Семион отметил, что в основе цифровой трансформации компании лежат три фундаментальные составляющие - бизнес-процессы, культура и технологии. Сегодня много говорят об интернете вещей. Он имеет прямое отношение к сфере безопасности движения.

При использовании умных пломб грузовладелец и оператор будут получать в режиме онлайн информацию не только о местонахождении груза, в том числе опасного, но и о его состоянии. В АО "НИИАС" отметили, что цифровизация железнодорожного транспорта коренным образом меняет не только подходы к обеспечению безопасности, но и роль самого транспортного средства во взаимодействии "человек - машина - объекты инфраструктуры". Подвижной состав, оборудованный системами диагностики и самодиагностики, становится умным, аккумулирует огромный массив информации, который обрабатывает цифровая система. Но это вовсе не означает, что люди будут не нужны. Искусственный интеллект предлагает решения, но принимает их человек.

"Эксперт" уехал в Швейцарию Сегодня уже и инфраструктура становится цифровой. В ОАО "РЖД" еще в 2012 году появилась автоматизированная система управления инфраструктурой - ЕК АСУИ. Правда, ряд данных до сих пор вводится в нее вручную. Между тем за год на инфраструктуре происходят миллионы различных инцидентов, поэтому возможны и ошибки при вводе данных. Этим страдают и другие информационные системы - в них много недостоверной информации. Их надо полностью переводить в цифровой формат.Самая перспективная разработка отраслевой науки - единая корпоративная платформа комплексного управления ресурсами, рисками и надежностью на этапах жизненного цикла (ЕКП УРРАН).

В этом году она была введена в эксплуатацию на Северной железной дороге.УРРАН автоматически формирует показатели надежности и безопасности в путевом хозяйстве, оценивает остаточный ресурс объектов инфраструктуры, обменивается данными с другими информационными системами, в том числе АС ЦУСИ и ЕК АСУИ, что позволяет перейти на ремонт и содержание объектов инфраструктуры с учетом их фактического состояния на основании оценки риска отказов. Благодаря этому Северная магистраль, не снижая уровня безопасности движения, за год сэкономила более 50 млн руб.

Сеть нуждается в современных средствах диагностики всех элементов инфраструктуры.

На рынке есть широкий выбор. Например, диагностический комплекс контроля состояния объектов железнодорожной инфраструктуры (АДК-И "ЭРА") воплотил в себе самые передовые технологии. Он измеряет и оценивает свыше 120 различных параметров. Продвинутая цифровая система установлена на электропоезде "Ласточка", который курсирует по МЦК. Она называется "Инфотранс-Ласточка" (прототип работает на "Сапсане") и контролирует более 100 параметров, в том числе состояние рельсовой колеи и контактной сети. Информация в режиме онлайн передается и анализируется в центре обработки данных.

Помимо этого, НПЦ "Инфотранс" разработал информационно-аналитическую систему диагностики и мониторинга железнодорожной инфраструктуры "Эксперт". Вот только внедряется она почему-то не на российских, а на швейцарских железных дорогах... 

Опасность можно моделировать В этом году из-за техногенных и климатических факторов на сети РЖД шесть раз вводился режим ЧС. В частности, в октябре из-за выпадения обильных осадков и схода селей было нарушено железнодорожное сообщение на Северо-Кавказской железной дороге в районе Туапсе.

"Природных катаклизмов избежать нельзя, но можно уменьшить негативные последствия, - считает заместитель начальника центра математического моделирования АО "ВНИИЖТ" Сергей Дубинский. - Такие ситуации нужно заранее моделировать. Необходимо также разработать сводную матрицу рисков для железнодорожного транспорта". Немалые риски, по словам ученого, несет вечная мерзлота. Причем стоит учесть, что темп потепления климата в России в 2 раза выше, чем в остальных странах мира, поэтому нужно обследовать инфраструктуру в районах вечной мерзлоты и установить, где и что укрепить в первую очередь.

С помощью математического моделирования можно определить параметры внешних воздействий, угрожающих безопасности движения поездов. С. Дубинский вспомнил такой случай: 2 года назад на главном пути Транссиба с фитинговых платформ сдуло 14 контейнеров.

"Мы провели исследование ветровых нагрузок в том районе, - рассказал он. - И пришли к выводу, что такой расчет нужно сделать по всей сети".

Ученые считают, что пора разработать карты рисков экстремальных природноклиматических явлений для всей сети железных дорог. Нужно моделировать сход лавин, оползней и селей с оценкой возрастающей нагрузки на защитные сооружения, а также воздействия паводков на путь, чтобы вовремя предупредить об опасности. Такое моделирование должно стать частью цифровой железной дороги.

Станция с интеллектом Новые технологии развиваются стремительно.

Еще недавно как о прорывном решении говорили о системе интервального регулирования движения поездов, показавшей высокую эффективность на МЦК с его огромным пассажиропотоком. А в 2019 году на МЦК будет организовано управление движением поездов по цифровому сигналу. Это позволит уменьшить интервал между поездами до 2 минут (меньше, чем в метро). Для сравнения добавим: при стандартной системе управления движением интервал между поездами составляет 6-8 минут. Функциональное развитие цифровой системы в перспективе позволит перейти к движению поездов без машиниста. Не стоит думать, что ноу-хау внедряются только в Москве. В прошлом году на участке Балтийск - Шиповка Калининградской железной дороги была введена система интервального регулирования движения поездов на основе дистанционного виброакустического зондирования железнодорожного полотна. Пилотный проект оказался успешным, и специалисты задумались о том, чтобы использовать такую технологию на Северном широтном ходу.

Она даст двойной эффект: обеспечит безопасность и экономию средств. Сегодня поставлена задача по развитию системы интервального регулирования движения поездов на основе бессветофорных технологий на железнодорожных линиях 1-2 класса, а также по разработке и внедрению технологии интеллектуальной станции в крупных железнодорожных узлах с целью интенсификации работы.

Эффект умных технологий можно увидеть на примере ст. Лужская-Сортировочная. Процессом роспуска составов там командует автоматика, а надвиг вагонов производят горочные локомотивы в беспилотном режиме. Причем дистанционно управлять локомотивами можно не только диспетчеру со своего пульта, но и из Москвы - по защищенному каналу связи. При этом риски для безопасности движения минимальные. Не зря же специалисты говорят, что безопасность - это лакмусовая бумажка технологии.

Кстати, на сети дорог уже определены 15 самых крупных сортировочных станций, которым предстоит стать такими же интеллектуальными. Они обеспечивают более половины всего объема переработки вагонов.

Отраслевая наука предлагает немало интересных проектов. Среди них - построение цифровой модели станционных процессов. С ее помощью можно создать надежную систему предупреждения рисков нарушения безопасности движения в поездной и маневровой работе. Не секрет, что проезд запрещающего сигнала при маневрах пока случается довольно часто.

А во ВНИИЖТ на основе АПК "Эльбрус" разрабатывается цифровая прогнозная модель движения поездов, которая позволит максимально использовать пропускную способность сети дорог при минимизации рисков и отказов технических средств. В 2019 году она будет реализована на Восточном полигоне. Ее задача - оценивать эффективность использования инфраструктуры, прогнозировать реальность выполнения планов поездной работы в сложившихся условиях.

Защитить человека от... человека "Скажите, а кто является главным носителем опасности на железной дороге?

- задал неожиданный вопрос генеральный директор ЗАО "Трансмашхолдинг" (ТМХ) Кирилл Липа. - Вспомним про так называемых зацеперов - разве электропоезд или контактная сеть создают опасные ситуации?

Носителем самой большой опасности является человек. И нам надо защитить человека от... человека".

И это справедливо. Специалисты ВНИИЖТ проанализировали более 1 млн поездок (взяв по одному локомотиву с каждой дороги), изучили историю нарушений ПТЭ, время работы и отдыха, личные характеристики локомотивной бригады и другие параметры и установили между ними зависимость. К примеру, не выспался машинист - в результате проехал на запрещающий сигнал. А, по идее, сотрудника нельзя было допускать к рейсу. Такие рекомендации может выдавать интеллектуальная система прогнозного анализа работы локомотивной бригады. В институте разрабатывают для этого математическую модель. Прозвучала также идея выдавать машинистам цифровые браслеты, которые помогут следить за состоянием здоровья и соблюдением режима труда и отдыха, но это вызвало неоднозначную реакцию. Глава ТМХ нарисовал образ цифрового подвижного состава. Локомотив уже сегодня представляет собой лабораторию на колесах. А если объединить его с умным вагоном в единую систему, это позволит достичь интегрального эффекта. Именно здесь, по мнению К. Липы, и находится точка прорыва. Выглядеть это будет так: на первом этапе локомотив получает цифровой паспорт, спутниковую навигацию, функции автоведения и автоторможения, развивает машинное зрение. А на втором - модульную систему и возможность контролировать состояние инфраструктуры и передавать данные в интеллектуальную систему управления.

Представьте себе: 5 тыс. секций локомотивов движутся вместе с вагонами и передают огромные массивы информации в дата-центр, там они обрабатываются - и определяются факторы, которые могут привести к нарушению безопасности движения. При этом можно предупреждать и предотказные состояния самих локомотивов. Многочисленные отказы - головная боль руководителей локомотивного комплекса. Между тем новые технологии позволят создать цифрового двойника для нового локомотива и с его помощью довести технику до совершенства.Есть только одно но: трудно решать новые задачи на старом подвижном составе, а он составляет большую часть локомотивного парка...Может, сесть в один вагон?

"ОАО "РЖД", несомненно, является лидером в использовании цифровых технологий, - отметил начальник управления Госжелдорнадзора Александр Косарев. - В Ространснадзоре тоже внедряется автоматизированная информационная система управления рисками. Только у нее другие задачи - создание реестра субъектов надзора, автоматический расчет категорий риска и формирование планов проверок".

А в Минтрансе, по словам заместителя министра Алексея Семенова, планируют сформировать единое цифровое пространство транспортного комплекса страны. Определен ряд ключевых направлений цифровой трансформации. Среди них - грузовые и пассажирские перевозки, управление транспортной инфраструктурой, обеспечение безопасности и беспилотные технологии на транспорте. В связи с этим один из участников форума даже предложил: надо сесть в один вагон, объединив усилия с РЖД, так как все движутся в одном направлении.

ТОЧКА ЗРЕНИЯ

Вадим Морозов, научный руководитель РУТ (МИИТ) - Всероссийская научнопрактическая конференция "Безопасность движения поездов" в Российском университете транспорта (МИИТ) проводилась уже в 19-й раз. Одним из ее инициаторов был видный ученый, проректор МИИТ по научной работе Виктор Михайлович Лисенков. На моей памяти немногие из подобных проектов имеют такую историю. Диапазон поднимаемых на конференции тем очень широк - от фундаментальных основ обеспечения безопасности движения до создания принципиально новых подходов и прорывных решений в этой сфере. Все это направлено на реализацию одной цели - обеспечение безопасности при перевозке пассажиров и грузов.

Важно и то, что такой форум проходит в университете, где не только обучают кадры для железнодорожного транспорта, но и ведут научные исследования. Впервые создана кафедра "Управление эксплуатационной работой и безопасностью на транспорте", которая готовит специалистов в области обеспечения безопасности движения поездов. Приятно отмечать востребованность нашего интеллектуального потенциала, внимание и поддержку со стороны ОАО "РЖД" и Министерства транспорта. 

Автор: Андреева Тамара

РЖД-Партнер, Санкт-Петербург, 28 декабря 2018