Цифровой вклад

Технологический суверенитет в настоящее время становится краеугольным камнем для стабильного функционирования критически значимой инфраструктуры. По мнению премьер-министра России Михаила Мишустина, необходимо, чтобы современный отечественный софт как можно скорее выходил на рынок, отвечал запросам бизнеса и был ориентирован на экспорт. «У нас есть для этого всё необходимое. Но самое главное – это талантливые разработчики, которые могут справиться с самыми сложными задачами», – считает глава правительства Михаил Мишустин.

В АО «ВНИИЖТ» большой фронт работ связан с созданием и усовершенствованием программного обеспечения для российских железных дорог. Специалисты института своевременно разрабатывают современные программные системы, решающие критически важные задачи.

АПК «Эльбрус»

Одна из важнейших разработок института – это автоматизированная система построения прогнозных графиков движения поездов на основе имитационного моделирования (АПК «Эльбрус»). За неё в 2012 году коллектив АО «ВНИИЖТ» был удостоен Глобальной премии Международного союза железных дорог в области железнодорожных исследований и инноваций. Главное преимущество разработки в том, что она позволяет повысить эффективность организации движения поездов.
«Система «Эльбрус» решает ряд важных задач. Она строит согласованные по междорожным стыкам энергосберегающие прогнозные графики движения поездов с учётом запланированных «окон» для проведения обслуживания инфраструктуры, по которым в дальнейшем осуществляется движение поездопотоков. Система также осуществляет автоматическую выгрузку прогнозных графиков в систему диспетчерского управления АС ГИД «Урал-ВНИИЖТ» и центральную базу данных грузовых поездов, – рассказывает заместитель генерального директора АО «ВНИИЖТ» – директор научного центра «Цифровые модели перевозок и технологии энергосбережения» Михаил Мехедов. – Кроме того, система обеспечивает оперативный контроль за технологией междорожного взаимодействия при формировании прогнозных графиков и их использовании на сети железных дорог».

Прогнозный график АПК «Эльбрус» разрабатывается на основе нормативного графика с учётом актуальных условий пропуска «окон», ограничений скорости, занятости станционных путей и других условий продвижения поездопотоков. График формируется на период от 1 до 14 суток.

Внедрение АПК «Эльбрус» на всей сети железных дорог ОАО «РЖД» было завершено в 2020 году. Система экплуатируется сейчас на территории более 80 тыс. км. Завершение тиражирования позволило перейти на единую технологию организации движения грузовых поездов по энергосберегающему расписанию на всей сети железных дорог.
«Экономический эффект от внедрения системы достигается за счёт гармонизации движения поездов на укрупнённых полигонах, оптимизации диспетчерского управления перевозочным процессом, снижения количества и продолжительности стоянок, повышения участковой и технической скоростей движения поездов и, как следствие, снижения эксплуатационных расходов», – отмечает Михаил Мехедов.

Развитием АПК «Эльбрус» является автоматизированная система «Эльбрус-М» (макромодель). Система, разрабатываемая в рамках заказа Департамента управления бизнес-блоком «Железнодорожные перевозки и инфраструктура» ОАО «РЖД», решает следующие задачи: оценивает параметры продвижения поездопотоков и выявление полигонов с высокой степенью заполнения пропускной способности; рассчитывает прогнозные параметры продвижения поездопотока; оценивает влияние инфраструктурных и технологических изменений на пропускную способность направлений.

Решение задачи оценки параметров пропуска поездопотока осуществляется на основе расчётов параметров исполненного, прогнозного и нормативного графиков движения поездов и их сравнительного анализа по полигонам дорог, направлениям с детализацией до каждого перегона.


АСУ ТЭР

Система планирования, нормирования и анализа использования топливно-энергетических ресурсов на тягу поездов (АСУ ТЭР) стала ещё одним масштабным проектом АО «ВНИИЖТ», выполняемым по заказу Департамента экономики. Основной целью создания данной системы является повышение эффективности деятельности ОАО «РЖД» в области расходования топливно-энергетических ресурсов (ТЭР).

Работа над проектом велась в два этапа. В 2020 году – разработка программных модулей нормирования и анализа ТЭР для грузового и пассажирского видов движения, а с 2021 по 2022 год – для хозяйственного вида движения и маневровой работы с развитием функционала.

В настоящее время АСУ ТЭР состоит из 11 расчётных программных модулей и обладает широким функционалом. Например, система позволяет определить расход ТЭР на пропуск поездопотоков для грузового движения, провести анализ эффективности энергосберегающих технических средств и технологий и многое другое.

АСУ ТЭР охватывает всю функциональную вертикаль ОАО «РЖД», в том числе Департамент экономики, топливно-энергетические центры железных дорог, а также дирекции тяги, моторвагонного подвижного состава, скоростного сообщения и их региональные и линейные подразделения. Уже в первый год эксплуатации системы общее количество пользователей составило более 1200 штатных единиц. Основную часть пользователей системы составляют инженеры и машинисты-инструкторы по теплотехнике локомотивных и моторвагонных депо.

За счёт обработки массивов данных, которые невозможно выполнять в ручном режиме, уже сейчас удалось получить результаты, которые в будущем позволят решить перспективные задачи, стоящие перед ОАО «РЖД» в области энергосбережения. Как отмечают в АО «ВНИИЖТ», это позволит вывести автоматизацию нормирования и анализа расхода ТЭР на тягу поездов на принципиально новый уровень.

В настоящее время ведётся работа по развитию АСУ ТЭР. Планируется улучшить разработанные программные модули, а также решить задачи автоматического нормирования и анализа ТЭР для специального самоходного подвижного состава (ССПС).

Активно идёт работа также в части расчёта выбросов парниковых газов на тягу поездов и ССПС, разработки интерактивной карты и мобильной версии приложения для руководителей ОАО «РЖД».


Система прогноза внешних факторов

Зачастую причиной транспортных происшествий становятся природно-климатические факторы. Согласно статистике, 16% отказов технических средств связано с неблагоприятными погодными условиями.
«В 2021 году перед АО «ВНИИЖТ» Центральной дирекцией инфраструктуры, Департаментом технической политики была поставлена задача по комплексно-системному анализу воздействия внешних факторов на инфраструктуру ОАО «РЖД», – рассказывает Михаил Мехедов. – В качестве опытного полигона были определены Забайкальская и Дальневосточная железные дороги».

Специалисты института создали уникальную базу данных. Она объединила результаты наблюдения за метеорологическими, гидрологическими, сейсмологическими и геокриологическими процессами за более чем 30-летний период. Были также собраны данные об объектах железнодорожной инфраструктуры в пределах Забайкальской и Дальневосточной железных дорог, подверженных воздействию внешних факторов, и исследованы транспортные происшествия.

В результате был разработан прототип программного обеспечения, позволяющий анализировать собранные данные, выполнять их статистическую обработку и обобщение, отображать данные для экспертной оценки.
«Была проведена работа по выявлению причинно-следственных зависимостей между допущенными транспортными происшествиями и опасными явлениями погоды, разработана методика расчёта влияния факторов внешнего воздействия на состояние и надёжность инженерных сооружений», – уточняет Михаил Мехедов.

В настоящее время ведётся работа по созданию автоматизированной системы, которая на практике реализует разработанную АО «ВНИИЖТ» методику. Такая система будет решать задачи мониторинга, анализа и прогнозирования воздействия внешних факторов как в краткосрочной, так и в долгосрочной перспективе.
«Результатом внедрения такой системы на всей сети железных дорог станет снижение рисков транспортных происшествий, связанных с неблагоприятными погодными условиями, повышение эффективности принимаемых решений, оптимизация расходов на адаптацию железнодорожного транспорта к изменениям климата», – считает Михаил Мехедов.