Дороги проверят

Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте совместно с профильными подразделениями ОАО «РЖД» завершил предпроектную подготовку создания единой интеллектуальной системы управления железнодорожным транспортом (ИСУЖТ).

К сегодняшнему моменту проанализированы аналоги, завершены исследования крупных информационных систем ОАО «РЖД» и систем диспетчерского управления в других отраслях промышленности и транспорта. Теперь ОАО «НИИАС» предстоит перейти непосредственно к созданию технологически интегрированной системы управления перевозочным процессом, инфраструктурой и тяговыми ресурсами.

За год концепция ИСУЖТ успешно прошла научно-технический совет ОАО «РЖД», проект её создания защищён на инвестиционном комитете компании. Разработано общее техническое задание, в котором учтены предложения и замечания дирекций и департаментов ОАО «РЖД».

В рамках реализации проекта в институте создан Процессный офис, которому предстоит ликвидировать существующие технологические разрывы в автоматизации эксплуатационной работы. В числе его первостепенных задач: совместно с функциональными заказчиками создать и адаптировать единую процессную модель управления эксплуатационной работой, а также проконтролировать её корректную реализацию в ИСУЖТ. Наряду с Процессным офисом в институте создан Технологический офис, объединивший в себе компетенции технологов разных сфер деятельности железнодорожного транспорта. Задача офиса совместно с функциональными заказчиками создать и адаптировать для реализации в управляющей системе комплексную технологию эксплуатационной деятельности.

Для эффективной разработки, отладки и опытной эксплуатации проектных решений создан стенд главного конструктора, к которому подключены в режиме реального времени сигналы от систем диспетчерской централизации, спутниковой навигации, контроля подвижного состава и других. Одна из подсистем стенда позволяет дополнить поток реальных данных имитационными в зависимости от развития тестируемой ситуации. Кстати, сценарии ситуаций написаны с помощью первой версии отраслевого языка программирования.

Только плюсы
Новизна ИСУЖТ в научном плане заключается в использовании методов адаптивного планирования на основе сетецентрического подхода и мультиагентных технологий. Планирование, согласование и контроль исполнения планов в реальном времени осуществляются с помощью сети взаимодействующих динамических планировщиков. Каждый из них, в свою очередь, – это сеть взаимодействующих между собой агентов. Построение планов формируется эволюционно, в процессе переговоров десятков и сотен тысяч агентов, непрерывно конкурирующих и кооперирующихся друг с другом.

ИСУЖТ будет принципиально отличаться от существующих на железнодорожном транспорте управляющих систем. Так, из-за того, что в её основе заложены методы адаптивного планирования и распределения ресурсов, плановые параметры и направляемые на их достижения средства и силы будут корректироваться в режиме реального времени и с учётом сложившейся обстановки. При этом главный принцип, заложенный в систему, предусматривает, что планирование и распределение ресурсов должно  максимально удовлетворить интересы агентов системы при полном соблюдении всех существующих ограничений, правил и регламентов.

До конца 2012 года в рамках создания ИСУЖТ намечено реализовать мультиагентные технологии для адаптивного построения и корректировки следующих планов: по возврату опаздывающих пассажирских и пригородных поездов в график, поездной работе для грузового движения, регулированию тяговых ресурсов на многосуточный период и по прикреплению тяговых ресурсов на текущий период.

На основе единой процессной модели управления перевозочной деятельностью в новой системе будут автоматизированы производственные процессы. Для её создания планируется разработать сквозные процессы управления, учитывающие специфику работы различных дирекций ОАО «РЖД». А их взаимодействие между собой и с другими участниками перевозок будет регламентировано на основе действующих или вновь принимаемых нормативных документов. 

В рамках ИСУЖТ запланировано создание полнофункциональных рабочих мест (АРМ). Для этого предстоит определить полный перечень функций, выполняемых каждым пользователем системы, описанный в единой процессной модели. АРМы включают типовые сцены технологических операций для каждого специалиста, работающего в системе, что ускоряет их разработку. Полнофункциональные АРМы позволят диспетчерам выполнять весь перечень должностных обязанностей, включая передачу сообщений и приказов, в рамках одной системы. Наряду с этим АРМы будут предоставлять прогноз развития ситуации и комплекс регулировочных решений для возврата к плановым показателям.
С одной стороны, система будет разумно децентрализована, а участники перевозочного процесса – максимально обеспечены ситуационной информацией. А с другой – платформа будет не только «вести» производственный процесс,  но и своевременно формировать регулировочные решения, вынося их на рассмотрение диспетчерского персонала.

Испытания движением
Реализация первой очереди задач ИСУЖТ планируется уже в текущем году. Пилотные полигоны уже определены: Санкт-Петербург – Москва, Мариинск – Находка, Ярославль-Главный. Выбор участков сети не случаен и связан со спецификой возникающих здесь проблем. Например, отличительными чертами полигона Санкт-Петербург – Москва являются высокая интенсивность и скорость движения (поезда «Сапсан») плюс преобладание пассажирских поездов. Поэтому здесь актуально создание в реальном времени оптимального плана ввода опаздывающих пассажирских и пригородных поездов в расписание. Для полигона Мариинск – Находка остро стоит проблема согласованного ритмичного продвижения грузовых поездов по нескольким дорогам. В Ярославле необходимо детально описать процессы и состояние объектов станции, а в будущем – решить задачи планирования составообразования и маневровой работы.

Для проекта на полигоне Санкт-Петербург – Москва Октябрьской дороги в данный момент разрабатывается набор функциональных задач по диспетчерскому контролю и управлению  движением пассажирских поездов. Компоненты ИСУЖТ позволят решать, например, конфликтные ситуации с точностью до блок-участка в режиме реального времени с помощью адаптивных планировщиков. Кроме того, планируется прогнозировать время проследования поездами станций при нарушении графика движения, мониторинг хода технологических процессов и управление инцидентами с выдачей подсказок о необходимых мерах по устранению нештатных ситуаций. В дальнейшем для повышения эффективности движения всех типов поездов планируется распространить данное решение на всю сеть РЖД.

Пилотный проект на полигоне Мариинск – Находка поможет улучшить показатели участковой скорости, пробега локомотива и качества оперативного управления тяговыми ресурсами на основе сети взаимодействующих адаптивных планировщиков.

Особо стоит отметить, что в модуле текущего пообъектного планирования и диспетчерского регулирования тяговыми ресурсами реализуются следующие функции: автоматизированная разработка плана приёма/отправления поездов (с указанием номера и индекса поезда, времени отправления прикреплённых локомотива и бригады), автоматизированная разработка плана приёма/отправления локомотивов резервом (с указанием номера локомотива, времени отправления, прикреплённой бригады), плана отправления бригад пассажирами (с указанием табельного номера бригады, номера поезда).

Дальше по сети
Говоря о будущем реализации проекта ИСУЖТ на сети дорог, стоит отметить, что все разрабатываемые в его рамках решения должны быть легко тиражируемыми с минимальными затратами на дополнительное конфигурирование. Уже в 2013 году возможно распространение по сети решений, протестированных  в 2012 году. Наряду с этим наращивается и функциональность системы. Увеличится горизонт планирования от текущего и оперативного до таких временных периодов, как месяц, квартал и в перспективе год.
Со временем в ИСУЖТ будут реализованы адаптивные планировщики грузовой работы, местной работы, проведения «окон», составообразования, маневровой работы и ряд других. На всех временных горизонтах и уровнях предстоит обеспечить чёткое автоматизированное управление в условиях высокой неопределённости и динамичности, предотвращая конфликтные ситуации на этапе зарождения, а при возникновении – разрешая их.