Уроки арифметики

Цифровая экономика пришла в промышленность строительства и эксплуатации инфраструктурных проектов, и в ближайшие годы ей суждено коренным образом изменить способы, по которым работают эти сектора экономики. Традиционные игроки железнодорожного рынка должны реагировать быстро на грядущие изменения. Техническое обслуживание представляет собой основную часть расходов для всех железнодорожных компаний, будь то государственные или частные, пассажирские или грузовые операторы. Создание цифровой железной дороги – это не только внедрение цифровых технологий, но и организационные преобразования инфраструктуры.

Концепция цифровой железной дороги является составной частью программы создания цифровой экономики, направленной на повышение качества услуг и уровня жизни, она призвана увязать развитие цифровых технологий на железнодорожном транспорте с политикой, проводимой в этой области государством. Ядром формирования технологий цифровой железной дороги является полная интеграция интеллектуальных коммуникационных технологий между пользователем, транспортным средством, системой управления движением и инфраструктурой, то есть формирование новых сквозных цифровых технологий организации перевозочного процесса.


Клиентоориентированный комплекс услуг в цифровом формате

Первым шагом в реализации данного проекта стал проводимый Департаментом информатизации анализ всех реализованных в холдинге «РЖД» IT‑решений. Он должен выявлять узкие места в автоматизации внутренних и внешних сервисов. Их ликвидация за счёт использования современных цифровых технологий позволит компании выйти на существенно иной уровень как в плане повышения эффективности внутренних процессов, так и с точки зрения клиентоориентированности.

Комплекс услуг на всех этапах поездки пассажира будет реализован за счёт максимального использования мобильных устройств и соответствующих приложений, обеспечивающих выбор параметров путешествия: скорость, комфорт, индивидуальные условия, возможность передачи и получения информации в режиме реального времени в поездах, на вокзалах, транспортно-пересадочных узлах.

Важным направлением является внедрение интеллектуальных систем управления вокзалами: гибкое реагирование на динамические изменения объёмов, структуры, характера и направленности пассажиропотоков, реализация принципа «постоянная информированность пассажиров», визуальной навигации и иных форм обеспечения мобильности, а также маркетинговое интерактивное воздействие, формирующее сценарии поведения пассажиров на территории транспортных объектов.

Предусмотрено создание системы, обеспечивающей учёт спроса и выделение трендов в оценке качества предоставляемых пассажирам услуг.

В сегменте мультимодальных грузовых перевозок базовым условием повышения качества услуг стало развитие технической и эксплуатационной интероперабельности грузовых железнодорожных коридоров, базирующейся на реализации цифровых технологий, которые создают безбарьерную транспортную среду (включая процедуры на государственных границах). Это значительно увеличит привлекательность железных дорог и обеспечит взаимодействие с другими видами транспорта.

Инновационное развитие инфраструктуры и подвижного состава, обеспечивающее снижение операционных расходов и повышение надёжности, готовности и ремонтопригодности железнодорожной системы, также должно создать условия для повышения качества услуг.

Основой формирования технологий цифровой железной дороги является полная интеграция интеллектуальных коммуникационных технологий (ИКТ) между пользователем, транспортным средством, системой управления движением и инфраструктурой, то есть формирование сквозных цифровых технологий организации перевозочного процесса на следующих принципах:
– обеспечение недискриминационного доступа клиентов к инфраструктуре железных дорог на основе интегрированной информационно-управляющей системы в области взаимоотношений с клиентами в сфере грузовых перевозок (CRM-система);
– максимальное использование в деловой практике электронных торговых площадок, позволяющих объединить в одном информационном и торговом пространстве поставщиков и потребителей транспортно-логистических услуг;
– внедрение безбумажной технологии (электронный документооборот) мультиагентного взаимодействия всех участников перевозочного процесса, включая подготовку и оперативную передачу на борт локомотива поездных документов;
– внедрение на основе применения IT-технологий требований клиентов в части оптимизации маршрутов, скорости транспортировки и т.п., а также обеспечение высокой эффективности использования инфраструктуры и твёрдых расписаний грузового движения;
– использование надёжной системы отслеживания (от двери до двери) перемещения грузов, получения информации в режиме реального времени на сети железных дорог России и за рубежом;
– разработка отказоустойчивых и защищённых от кибератак интеллектуальных систем управления движением и грузо/пассажиропотоками, систем железнодорожной автоматики и связи, гармонизированных со стандартами ERTMS;
– реализация концепций «умный локомотив» и «умный поезд», включая внедрение технологии «Автомашинист», обеспечивающих высокий уровень безопасности движения поездов.


Современные концепции «умный локомотив» и «умный поезд»

Одним из векторов инновационного развития технологий в рамках проекта «Цифровая железная дорога» является реализация концепций «умный локомотив» и «умный поезд». В этом контексте подвижной состав рассматривается как объект в системе управления перевозочным процессом, поэтому новые требования должны учитываться уже на стадии проектирования. Энергоэффективный, оптимизированный по мощности и стоимости всего жизненного цикла подвижной состав будет играть важную роль в оказании качественных и доступных услуг пассажирам и грузовладельцам.

Информационно-управляющий бортовой комплекс для тягового и моторвагонного подвижного состава должен обеспечивать реализацию ряда функций. Во-первых, гарантировать безопасность движения (за счёт бортовой навигации, регистрации параметров движения, контроля бодрствования машиниста, обмена данными с информационно-управляющей системой движения поездов в режиме реального времени, видеорегистрации путевой обстановки и действий локомотивной бригады, видеонаблюдения за впередилежащими переездами). В свою очередь, модули обеспечения безопасности движения должны отражать кибератаки.

Во-вторых, он должен обеспечивать формирование платформы для реализации концепции «Локомотив-2020», включая внедрение технологии «автомашинист» и переход на вождение поездов одним машинистом (в одно лицо), а в перспективе – подключение модуля автоматического управления, реализующего функцию ведения поезда без участия машиниста.

На Московском центральном кольце (МЦК) внедряется комплекс автоматизированного управления движением поездов в условиях высокой интенсивности движения в режиме «автодиспетчер – автомашинист». Он стал логическим продолжением эффективно работающих систем «Автомашинист» и «Автодиспетчер» на полигоне Сочи – Адлер – Красная Поляна.

Комплекс позволяет в автоматизированном режиме вести управление движением по нормативному графику, контролировать движение поезда в реальном времени с помощью системы позиционирования на основе спутниковой навигации, используемой в бортовой системе безопасности, выявлять конфликтные ситуации, осуществлять автоматизированный расчёт и применять вариантный график движения поездов для выхода из конфликтных ситуаций и восстановления планового графика в реальном масштабе времени. В системе реализованы режим автоведения поездов, использование цифровых систем связи, высокоточной координатной сети и цифровой модели пути, обеспечивающих высокую точность позиционирования электропоезда в соответствии с установленными требованиями безопасности движения.

Функционирование системы «автодиспетчер – автомашинист» обеспечивается впервые в мире реализованной комбинированной схемой интервального регулирования с подвижными блок-участками на базе автоблокировки с рельсовыми цепями тональной частоты и микропроцессорных бортовых устройств, решающей задачи организации совмещённого пассажирского и грузового движения. Система обеспечивает два режима работы – светофорной сигнализации для движения грузовых поездов установленной массы и длины, а также бессветофорной сигнализации для ускоренного движения пригородных поездов с интервалом попутного следования до трёх минут.

Кроме того, принципиально меняется система мониторинга и диагностики состояния железнодорожной инфраструктуры за счёт отказа от стандартной схемы использования автономных средств (вагоны-дефектоскопы, путеизмерители, лаборатории контактной сети, дефектоскопные и путеизмерительные тележки) и перехода на использование бортовых информационно-измерительных систем, интегрированных в конструкцию подвижного состава (электропоезд «Ласточка»).

Впервые в мире планируется оснастить электропоезд бортовым комплексом ультразвуковой дефектоскопии рельсов. По оценкам экспертов, в ближайшее десятилетие возможен полный переход на диагностику инфраструктуры с использованием только графикового движения. Современные системы обнаружения по своим характеристикам, с учётом интеллектуальной обработки их данных, вплотную приблизились к возможностям человека, а по ряду параметров их превосходят. К примеру, радары в отличие от человека прекрасно обнаруживают препятствия ночью и в непогоду. К тому же автоматические системы не знают таких понятий, как усталость, потеря концентрации и внимания.


Цифровая инфраструктура железной дороги

Цель реализации концепции цифровой инфраструктуры – снижение стоимости жизненного цикла объектов инфраструктуры, повышение уровня безопасности движения поездов, достижение высоких показателей эксплуатационной готовности в условиях гарантированного обеспечения предъявляемых объёмов грузовых и пассажирских перевозок.

В этой связи приоритетными задачами являются обеспечение различных горизонтов планирования развития и жизненного цикла инфраструктуры с выработкой оптимизационных решений для железнодорожных линий различных категорий и создание интеллектуальной интеграционной технологической платформы, способной объединить все доступные источники данных о состоянии объектов и производственных процессов в инфраструктурном комплексе холдинга «РЖД». Также важно обеспечить быстрый доступ к необходимой информации для управленческих структур и прикладных систем на всей сети. Нужен и контроль за исполнением технологических операций технического содержания объектов инфраструктуры.

На основе использования цифровых технологий прогнозируется реализация ряда подходов. Среди них – проектирование инфраструктуры по принципу модульной объектно-ориентированной архитектуры для различных категорий железнодорожных линий, в том числе использование систем автоматизированного проектирования, включая технологию plug-and-play, обеспечивающую максимальную гибкость и надёжность инфраструктуры, а также минимизацию времени простоя при техническом обслуживании и ремонте; применение технологий кросс-модальных систем управления железнодорожной инфраструктурой; автоматизированное планирование технического содержания инфраструктуры на основе методологии риск-менеджмента на базе развитых интерфейсов единой корпоративной платформы УРРАН; устранение ограничений инфраструктуры для организации тяжеловесного движения и длинносоставных поездов. А кроме того, применение высокопроизводительных машин с интеллектуальным управлением для ремонта и обслуживания инфраструктуры, обеспечивающих постановку пути в проектное положение на базе использования высокоточной координатной системы и комплексной системы пространственных данных (КСПД ИЖТ), спутниковых технологий, методов зеркально-лазерного сканирования.

Внедрение объектно-ориентированной базы данных, алгоритмов и методов интегральных оценок результатов измерений, полученных от различных средств мобильной диагностики, повысит достоверность прогнозирования состояния объектов инфраструктуры. А развитие цифровых систем контроля технологической дисциплины исключит влияние человеческого фактора.