Искусство управления

Ключевым звеном в организации высокоскоростного движения является система управления движением поездов. Она на высокоскоростных магистралях (ВСМ) строится на основе принципов многоуровневого управления. Так, система автоматики как низовой уровень информационно-управляющих систем построена в виде неразрывно связанных между собой трёх уровней управления – аппаратно-программных вычислительных комплексов с повышенными требованиями в части обеспечения безопасности движения.

На верхнем уровне обеспечивается формирование управляющих команд для оптимизации графиков движения поездов с учётом решения возможных конфликтных ситуаций.

Второй уровень обеспечивает использование данных технологических решений для непосредственного формирования маршрутов на станциях, передачи информации на локомотивы об изменении графика движения и получения сведений от всех подвижных единиц о параметрах их работы и координатах. На современном этапе к данному уровню следует отнести и средства диагностики инфраструктуры, установленные на подвижном составе. Такими бортовыми системами сегодня оборудованы, например, «Сапсаны».

Третий, наиболее ответственный уровень – это системы безопасности, обеспечивающие режим интервального регулирования движения поездов и управление стрелками и сигналами на станциях.

При этом система обеспечения безопасности движения поездов на ВСМ охватывает всю структуру технологических процессов: управления движением, путевого и энергетического хозяйства, систем телекоммуникаций и связи, проведения ремонтных и восстановительных работ и т.д. Она предусматривает резервирование функций управления и каналов передачи информации, обеспечивает работу автодиспетчера на протяжении всего пути следования поезда, для чего использует бортовые системы со спутниковой навигацией ГЛОНАСС.

Эта комплексная система управления отлично зарекомендовала себя на участке скоростной магистрали Санкт-Петербург – Москва и на Сочинском полигоне. При переходе, например, к скоростному движению в Сочи системы автоматики перешли из класса систем безопасности к комплексно-интеллектуальной системе: на станциях была установлена микропроцессорная электрическая централизация и интегрированная с ней автоблокировка с тональными рельсовыми цепями и централизованным размещением аппаратуры. Управление движением поездов осуществлялось с помощью системы диспетчерской централизации, интегрированной с системами «Автодиспетчер» и «Автомашинист».

В системе интервального регулирования движения предполагается использование рельсовых цепей и систем радиоблокировки, включая спутниковые навигационные комплексы. Применяются новые бессветофорные системы с подвижными блок-участками, способные обеспечить межпоездной интервал до двух минут – эти технологии задействованы сейчас на Московском центральном кольце.

В работе станционного комплекса на ВСМ нужно предусмотреть возможность гибкого резервирования систем функционально, а не на элементном уровне, как раньше. Это позволит снизить затраты и повысить коэффициент надёжности. Мы впервые в мире решили отказаться от путевых датчиков, заменив их на спутниковые системы.

С 2013 года массово внедряется устройство «БЛОК». Оно использует спутниковую навигацию и имеет возможность получать информацию как из рельсовых цепей, так и из цифрового радиоканала либо от автоматизированных систем. Внедрение локомотивной системы безопасности «БЛОК» с расширенными функциями позволяет повысить надёжность локомотивной сигнализации и безопасность движения поездов, исключить несанкционированное движение локомотивов, обеспечить машиниста информацией о параметрах движения поезда и исправности технических средств и производить её последующую автоматическую дешифрацию.

В решении перечисленных стратегических задач есть определённые проблемы и риски, в том числе связанные с киберзащищённостью систем. Когда мы говорим о надёжности и живучести систем управления, мы должны предусматривать их способность противостоять различным угрозам. Базовым требованием становится переход к цифровым моделям инфраструктуры. Сегодня без них на транспорте обойтись невозможно. Тем более что это позволит нам полностью гармонизироваться с европейскими системами управления. Так, система риск-менеджмента «УРРАН», разработанная в нашем институте специально для РЖД, ныне обеспечивает комплексное управление ресурсами, рисками и надёжностью на всех стадиях жизненного цикла объектов железнодорожного транспорта. В качестве информационной базы здесь используется Единая комплексная АСУ инфраструктурой с иерархическим построением и высокоточной координатной привязкой, что позволяет, не загружая каналы связи, выдавать конкретные прогнозные решения для формирования плана работ по техническому содержанию инфраструктуры. Уже имеется успешный опыт проведения мониторинга и диагностики на скоростных поездах «Сапсан».

Таким образом, спутниковые технологии и цифровая связь позволяют интегрировать элементы инфраструктуры ВСМ, создавать новые подходы в реализации новой технологии диагностирования. Результаты разработок мы сегодня можем оценить экономически. Технология многоуровневых систем управления в международной практике признана одним из главных достижений российских учёных.