Разведка боем

Распоряжением Правительства Российской Федерации от 28 июля 2017 г. № 1632-р принята «Программа цифровой экономики Российской Федерации» – экономики, в которой данные в цифровой форме являются ключевым фактором производства во всех сферах социально-экономической деятельности. В свою очередь, в РЖД есть собственный проект – «Цифровая железная дорога», который предусматривает возможность управления ключевыми бизнес-процессами ОАО «РЖД» через взаимодействие интеллектуальных технологий между пользователем, транспортным средством, системой управления движением и инфраструктурой.

В настоящее время при развитии инфраструктуры железнодорожных станций на этапе предпроектного технико-экономического обоснования варианты переустройства разрабатываются с помощью актуального топографического плана, содержащего всю необходимую информацию. Однако его получение является трудоёмкой, дорогостоящей и долгосрочной работой. Весьма перспективным является использование цифровых моделей путевого развития, получаемых по результатам инструментальной, в том числе с использованием спутниковых технологий, съёмки. Такие модели обеспечивают наибольшую точность отображения существующего путевого развития, однако также требуют выполнения предварительных работ на конкретном объекте с использованием специализированного оборудования и программного обеспечения.

При этом на этапе предпроектной проработки вариантов развития объектов транспортной инфраструктуры, в частности железнодорожных станций, путей общего и необщего пользования, цифровые данные о существующем путевом развитии часто отсутствуют. Более того, в ряде случаев отсутствуют даже масштабные планы путевого развития. В таких условиях задача разработки предпроектных решений по реконструкции с приемлемой точностью существенно осложняется. Это приводит к существенным потерям времени, увеличению трудоёмкости работ, сокращению количества рассматриваемых вариантов до минимума.

Для предпроектной проработки и принятия решений по развитию железнодорожных станций будут использоваться возможности открытых, общедоступных геоинформационных ресурсов, предлагающих результаты съёмки земной поверхности разнообразными спутниками, с различной степенью обработки и дополнительными данными.


Возможности спутниковых геоинформационных ресурсов по получению данных о существующих объектах железнодорожной инфраструктуры

Предпроектное обоснование развития железнодорожных станций можно представить в виде следующих этапов:
– определение перспективных объёмов работы и размеров движения, получаемых аналитическим путём при составлении прогноза на основе данных за предыдущий период и экспертных методов, моделированием при расчёте потребной пропускной способности, а также необходимого путевого развития;
– определение вариантов изменения путевого развития с учётом переустройства горловин, возможности удлинения путей при помощи масштабного плана станции или предприятия, топографического плана;
– окончательный выбор предпроектного варианта по критериям пропускной и перерабатывающей способности, объёмов и стоимости работ по переустройству, эксплуатационных затрат, в том числе связанных с затруднениями в работе станции и других объектов в период реконструкции.

На этапе разработки вариантов переустройства станции необходимо учитывать местные условия. Для этого в настоящее время используются масштабный план станции или предприятия, топографический план, цифровая модель путевого развития и местности. Эти методы учёта и обработки информации, как правило, либо являются дорогостоящими, что приводит к минимизации вариантов по переустройству объектов инфраструктуры, либо же информация по объектам отсутствует. В этой связи можно использовать данные спутниковых снимков, открытых источников с дальнейшим построением псевдомасштабного плана станции или предприятия в системе автоматизированного проектирования. Данный метод позволяет на предпроектном этапе сократить затраты труда, времени, увеличить количество вариантов, а также изучить конфигурацию объекта, путевого развития, определить смежные объекты, в том числе не относящиеся к железнодорожной инфраструктуре, размеры и конфигурацию территории для развития станции, учесть ограничивающие природные факторы, такие как водные, лесные объекты, формы рельефа, расположение искусственных сооружений.

На сегодняшний день существуют специализированные программы, при помощи которых можно восстанавливать путевое развитие станций и объектов железнодорожной инфраструктуры. Одна из таких программ – SAS Planet, которая предназначена для просмотра и загрузки спутниковых снимков высокого разрешения и обычных карт, предоставляемых различными сервисами. Также данная программа может использоваться для создания цифровых подложек и псевдомасштабных планов для разработки предпроектных решений по реконструкции объектов транспортной инфраструктуры.

SAS Planet предоставляет единый интерфейс загрузки и обработки картографического материала. Используемые на этапе предпроектного обоснования возможности сервиса Sas Planet позволяют получить достаточно большой объём специализированной информации для проектирования и реконструкции объектов железнодорожной инфраструктуры с минимальными затратами. Но остаётся открытым вопрос, с определённой ли точностью функции программы способны автоматически, без ручных построений, восстановить существующее путевое развитие. Поэтому на этапе предпроектного технико-экономического обоснования и создания вариантов переустройства объектов железнодорожной инфраструктуры данная программа вполне подходит для получения цифровых подложек определённого масштаба для дальнейшего восстановления путевого развития в векторной форме.




Построение псевдомасштабной схемы существующего путевого развития с привязкой к местности с помощью цифровой подложки

Как правило, на этапе предпроектного обоснования вариантов переустройства не требуется высокой детализации местных условий. Точность построения схемы в масштабе ограничивается внешними факторами, а именно качеством цифрового спутникового снимка, определяемое рядом объективных факторов (угол съёмки, состояние атмосферы, погодные условия, технические и функциональные возможности спутника и др.), а также доступностью снимков высокого разрешения, находящихся в открытом доступе для гражданских целей. Как правило, возможно получение цифровой подложки с разрешением до 1 метра, что соответствует погрешности отображения местности и точности построения схемы станции.

Так, например, осуществлён процесс создания масштабного плана реконструкции путевого развития выходной горловины парка «С» станции Алтайская Западно-Сибирской железной дороги с целью удлинения сортировочных путей для накопления и формирования тяжеловесных и длинносоставных поездов. Построение псевдомасштабной схемы производилось с помощью стандартных инструментов САПР «Компас-3D» (рис. 1).


Разработка принципиального варианта переустройства с использованием цифровой подложки в стандартных САПР

При разработке вариантов совершенствования путевого развития станции рассмотрению подлежит ряд вопросов, связанных с конструкцией плана и профиля путей: укладка новых путей, переукладка существующих с изменением положения оси пути, удлинение путей, изменение конструкции стрелочных горловин, укладка стрелочных переводов для сохранения и повышения маневренности в горловинах и др. Эти решения требуют прежде всего знания расстояний до ближайших зданий, сооружений, существующих путей для проверки соблюдения габаритов приближения строений и подвижного состава.

Также при проектировании должно соблюдаться расстояние между осями смежных путей. Так как на станции должно обеспечиваться не только безопасное скрещение поездов, но и безопасность работников, которые занимаются подготовкой подвижного состава в рейс, расформированием и формированием составов, обслуживанием пути, средств связи, электроснабжения и т.д., то данное расстояние делается увеличенным в отличие от расстояния между осями смежных путей на перегоне на двухпутных линиях.

Для разработки варианта переустройства воспользуемся псевдомасштабной схемой существующего путевого развития, восстановленного на плоскостной цифровой подложке. Использование цифровой псевдомасштабной схемы на этапе разработки вариантов переустройства позволяет определить очертание и размеры станционной площадки с учётом реконструктивных мероприятий, определить потребность в демонтаже и реконструкции постоянных зданий и сооружений, определить условия и возможность вписывания круговых кривых, в том числе в пределах стрелочной горловины.

При разработке варианта переустройства планируется удлинение сортировочных путей с 5-го по 10-й с последующим соединением их в стрелочные улицы, дающие возможность осуществлять окончание формирования на вытяжных путях, а также перестановку сформированных составов из сортировочного парка «С» в приёмо-отправочный парк «В».


Построение варианта реконструкции производится в САПР «Компас-3D» с применением стандартных инструментов

Так же как и при создании существующей псевдомасштабной схемы путевого развития, построение производится, основываясь на нормах проектирования железнодорожных станций и узлов, а также на требованиях габарита приближения строений. С учётом всех требований была произведена накладка на подложку варианта развития станции (рис. 2).

Необходимо отметить также, что существующее путевое развитие обозначено зелёным цветом, а переустроенные и удлинённые пути – красным.

В разработанном варианте частично демонтированы пути с 5-й по 10-й (зачеркнуты X). Тупик № 21 демонтирован полностью. Пути с 5-го по 7-й примыкают непосредственно к 1-й вытяжке, пути с 8-го по 10-й объединяются в пучок и примыкают к стрелке № 258 по минимальной укладке. Поскольку при удлинении путей с 5-й по 7-й выход с них остался только на вытяжку № 1, запроектирован дополнительный съезд между 1-й и 2-й вытяжками для повышения маневренности.

Эффект от переустройства выражается в увеличении полезной длины путей. Изменение полезной длины может определяться по масштабной накладке. Полезные длины, а также вместимость в условных вагонах до удлинения и после представлены для наглядности на рис. 3 в виде линейчатой диаграммы.




Разработка метода определения ориентировочного объёма и стоимости основных работ по реконструкции железнодорожной станции с использованием данных открытых геоинформационных ресурсов

Воспользовавшись предлагаемой технологией разработки предпроектных решений, можно определить предварительные объёмы и стоимость основных работ по реконструкции объекта транспортной инфраструктуры. Работа производилась с помощью полученной квазимасштабной схемы переустройства, которая на этапе предпроектного технико-экономического выбора варианта переустройства позволяет с достаточной точностью оценить объёмы работ по демонтажу, переукладке и укладке нового путевого развития, балластировке пути, демонтажу постоянных капитальных зданий и сооружений, включении стрелочных переводов в централизацию, электрификации пути методом непосредственного измерения средствами стандартных систем автоматизированного проектирования.

Эта цифровая схема может использоваться и при определении эксплуатационных расходов, связанных с параметрами путевой инфраструктуры, в частности расходов на маневровые передвижения, текущее содержание и эксплуатацию постоянных устройств и др.