23 октября 2018 11:44

Пространство инноваций

Технологии необходимо внедрять раньше, чем они устареют

В АО «НИИАС», одном из старейших отраслевых научно-исследовательских и проектно-конструкторских институтов железнодорожной отрасли, на базе накопленного научно-технического потенциала и сформировавшихся центров компетенций создан научно-инжиниринговый центр полного цикла. Генеральный директор АО «НИИАС», доктор технических наук, профессор Игорь Наумович Розенберг делится подробностями разработки новых инновационных проектов.
Игорь Розенберг, генеральный директор АО «НИИАС», доктор технических наук, профессор
Инновационное развитие железных дорог является приоритетным направлением для транспортной отрасли России и важной составляющей экономического развития страны в целом.

Жёсткая конкурентная борьба на рынке современных транспортных услуг в условиях перехода к новому технологическому укладу, отличительной особенностью которого является стремительное развитие систем на основе искусственного интеллекта, глобальных информационных сетей, интегрированных высокоскоростных транспортных систем, робототехники и других новейших технологий, заставляет во многом перестроить научно-организационную модель деятельности в сфере разработки и внедрения новых технологий и наукоёмких продуктов, создаваемых для развития ОАО «РЖД» как современной транспортно-логистической компании.

Принимая вызовы современного технологического уклада, институт выполняет интеграцию фундаментальных, прикладных исследований и разработок с комплексом предоставляемых потребителям наукоёмкой продукции, инжиниринговых услуг реализуемых инновационных проектов на всех стадиях их жизненного цикла.

Мы включаем в инжиниринговые услуги экспертизу и предпроектные работы, отвечая на вопрос, какие будут получены технологические и экономические эффекты от намеченного проекта. Здесь важнейшим этапом является математическое и компьютерное моделирование. На основе моделирования из множества сценариев выбирается оптимальный по заданным критериям. На сегодня подобной практикой доказано, что применение моделирования для выработки оптимальных технологических и технических решений, условий и формирования задания на проектирование позволяет в дальнейшем экономить миллиарды рублей при реализации проектов. Необходим регламент включения этапа моделирования как обязательного при утверждении инвестиционных проектов до этапа проектирования. Затем осуществляем разработку и предоставление всех необходимых по проекту технико-технологических решений и сервисов до сдачи объекта «под ключ», включая услуги по техническому сопровождению процессов эксплуатации, оптимизации управления, сервисному обслуживанию и подготовке кадров.

Целевое направление научно-инжиниринговой деятельности АО «НИИАС» в контексте инновационного развития ОАО «РЖД» – это создание качественных отечественных инновационных продуктов, повышающих технологическую эффективность, безопасность, конкурентоспособность и клиентоориентированность услуг железнодорожного транспорта.

Среднесрочный ориентир – обеспечение перехода к цифровой железной дороге (ЦЖД), построенной на современных информационных технологиях и интеллектуальных системах планирования и управления перевозочным процессом, методах имитационного моделирования, системах прогнозирования состояния подвижного состава и железнодорожной инфраструктуры, средствах обеспечения комплексной безопасности на железнодорожном транспорте, включая кибербезопасность.

Взятый нами курс на тесную интеграцию фундаментальных исследований, прикладных научных разработок и инжиниринговой деятельности позволил в последние годы добиться серьёзных результатов в реализации ряда важных для железнодорожной отрасли инновационных проектов.

Хорошим примером эффективности подобного подхода является реализация комплексного проекта Московского центрального кольца (МЦК) – транспортного мегапроекта мирового уровня.

На МЦК наш институт внедрил комплекс инновационных технологий, основанных на методологии ИСУЖТ, применении отечественных систем безопасности движения АБТЦ-МШ, бортового комплекса БЛОК/БРУС, современных средств цифровой связи и отечественной системы кибербезопасности. Такое комплексирование инновационных разработок позволило организовать движение поездов с коротким интервалом и гарантированным обеспечением безопасности, а также повышенной комфортностью перевозок пассажиров.

Впервые в мире на МЦК в 2016 году была реализована комбинированная система интервального регулирования «с подвижными блок-участками» на базе автоблокировки с рельсовыми цепями тональной частоты и микропроцессорных бортовых устройств. Система обеспечивает два режима работы – бессветофорной сигнализации для ускоренного движения пассажирских поездов с интервалом попутного следования до 5 минут и светофорной сигнализации для движения грузовых поездов установленной массы и длины. В развитие этой технологии АО «НИИАС» в настоящее время разрабатывает новейшую гибридную радиоканальную систему управления и обеспечения безопасности движения поездов (CBTC – RUS) на МЦК и участках Московского транспортного узла как пилотных полигонах.

Стоит особо отметить, что при проектировании МЦК были применены разработки нашего института, имеющие правовую охрану в виде 112 объектов интеллектуальной собственности.

Одним из наиболее значимых является проект создания интеллектуальной системы управления и автоматизации производственных процессов на железнодорожном транспорте (ИСУЖТ), являющийся, по сути дела, системообразующей платформой для проекта «Цифровая железная дорога». В основе ИСУЖТ лежит методология искусственного интеллекта и экспертных систем, моделирования и регулирования транспортных потоков для поэтапной замены разрозненных систем управления единой платформой, генерирующей набор взаимоувязанных планов для вертикально интегрированных структур холдинга «РЖД».

Реализованные пилотные проекты ИСУЖТ на Октябрьской ж.д., Восточном полигоне, включая Байкало-Амурскую магистраль и отдельные участки Транссиба, доказали работоспособность выбранных методологии и системно-технических решений, эффективность их применения при переходе к комплексному управлению всеми взаимосвязанными технологическими и бизнес-процессами на железнодорожном транспорте. Появилась реальная возможность преодоления узких мест характерной для начала 2000-х «лоскутной» информатизации в виде многочисленных разрозненных АСУ и информационных систем по отдельным функциональным приложениям.

Ближайшие этапы развития ИСУЖТ нацелены на последовательную реализацию технологически и информационно увязанных комплексов задач управления пропуском поездопотоков по расписанию, автоматического формирования графика, управления тяговыми ресурсами и целый ряд других задач на основных направлениях грузопотоков. Отмечу, что это сложнейшая и масштабная работа, на таком уровне выполняемая впервые в России, и здесь нам предстоит еще многое сделать для более эффективной реализации этого важнейшего проекта как в организационном, так и в научном, инженерном направлениях. Но полученные существенные результаты, как и проведённый тщательный анализ ошибок первых лет работы над проектом, выполненный совместно с департаментами и подразделениями ОАО «РЖД», вселяют уверенность в успешное развитие и завершение проекта ИСУЖТ.

Развивая инжиниринговую деятельность в обеспечение скорейшего внедрения инновационных разработок в сфере управления перевозочным процессом, АО «НИИАС» в последние годы осуществило работы по проектированию и созданию «под ключ» Центра управления перевозками ОАО «РЖД» в Москве, а также диспетчерских центров на Октябрьской, Западно-Сибирской, Северной, Южно-Уральской, Куйбышевской, Северо-Кавказской железных дорогах.

Как одно из важных направлений инновационной деятельности АО «НИИАС» следует отметить формирование единого высокоточного координатно-временного пространства российских железных дорог на основе комплексного применения навигационно-информационных технологий ГЛОНАСС, геоинформационных систем и цифровой технологической связи.

Речь идёт о создании реальной геопространственной платформы цифровой железной дороги (ЦЖД), обеспечивающей практическое осуществление основных принципов её построения – полной согласованности, бизнеса в режиме онлайн и управления сервисами.

Единство пространственного координатного описания подвижного состава и объектов инфраструктуры в единой высокоточной координатной системе (ВКС) позволяет увязать процессы управления перевозочным процессом и безопасности движения поездов с фактическим состоянием инфраструктуры. Объектами практического применения созданных технико-технологических решений являются: системы интервального регулирования движения поездов, бортовые системы безопасности тягового и моторвагонного подвижного состава, системы позиционирования путевых машин, путеизмерительных и диагностических комплексов, пожарных и восстановительных поездов, средств лубрикации, системы безопасности и связи пассажирских поездов.

В ближайшей перспективе предстоит обеспечить использование технологий высокоточного позиционирования и координатно-временной синхронизации в автоматизированных системах диспетчерского управления, в интеллектуальных планировщиках в составе ИСУЖТ, в создании нового поколения электронных карт для приборов безопасности тягового подвижного состава, в системах мониторинга, контроля и диагностики состояния инфраструктуры, включая технологии Интернета вещей (IoT), обеспечение в режиме реального времени полной ситуационной осведомлённости о местоположении подвижного состава и персонала на объектах железнодорожной инфраструктуры.

Развитие фундаментальных научных исследований, прикладных разработок и инжиниринговых сервисов в сфере создания бортовых устройств безопасности и интеллектуальных технологий управления движением подвижного состава с использованием нового поколения микропроцессорных систем, инновационных киберфизических устройств сбора данных о состоянии подвижного состава и объектов инфраструктуры, а также цифровой технологической радиосвязи позволили нам в период 2016–2018 годов значительно расширить линейку инновационных продуктов и технологий, предлагаемых ОАО «РЖД».

В том числе успешно реализована технология роспуска вагонов с автоматическим беспилотным управлением горочным локомотивом, впервые внедрённая нашим институтом в сортировочной системе станции Лужская Октябрьской железной дороги ещё в 2016 году. Важным результатом этого проекта явились апробированные системы телеуправления несколькими маневровыми локомотивами с удалённого рабочего места оператора-машиниста. Это серьёзный практический шаг на пути к беспилотному железнодорожному транспорту. А его развитие путём включения в бортовой комплекс управления дополнительных датчиков (радиолокационных, лазерных, оптических) делает реально достижимым выход на создание беспилотных поездов для МЦК уже к концу 2019 года.

Важнейшим инновационным направлением, определяющим будущий облик железнодорожных систем безопасности движения, является использование новых физических принципов и киберфизических устройств. В этом направлении в рамках своей инжиниринговой деятельности наш институт для усовершенствования систем интервального регулирования движения поездов разрабатывает оптоволоконную систему виброакустического мониторинга и передачи данных по цифровому радиоканалу. Инновационная разработка позволит создать малообслуживаемую систему интервального регулирования движения поездов на участках малой и средней интенсивности движения и не предусматривает применения напольного оборудования железнодорожной автоматики, что значительно снижает стоимость жизненного цикла оборудования.

Для повышения эффективности работы сортировочных станций специалисты АО «НИИАС» предлагают реализовать проект по интегрированию разрозненных систем автоматизации сортировочных процессов в единый комплекс для организации «цифровой» станции. Уже действует и планируется к тиражированию горочный комплекс под управлением комплексной системы автоматизации управления сортировочным процессом (КСАУ СП), реализующий малолюдные технологии роспуска составов и предусматривающий возможность управления горочным локомотивом с помощью системы маневровой автоматической локомотивной сигнализации без машиниста (МАЛС БМ).

Здесь, к сожалению, следует отметить, что по утверждённым в прошлом году программам реализация системы МАЛС предусмотрена на 24 станциях, а КСАУ СП на 28 станциях, однако внедрение этих систем с доказанными высокими технологическими и экономическими эффектами пока идёт более низкими темпами ввиду отсутствия должного финансирования программ.

Отмечу также возможный серьёзный эффект от более масштабного внедрения системы управления ресурсами, рисками и надёжностью на этапах жизненного цикла (УРРАН). В рамках реализации этой системы за последние 4 года институт совместно с ОАО «РЖД» разработал и утвердил только нормативных документов более 130 штук, включая ГОСТы и СТО – 24 штуки. На сегодня технология УРРАН готова к внедрению на всех ключевых хозяйствах холдинга «РЖД».

Прорывной разработкой АО «НИИАС» в части пообъектного наполнения инвестиционного проекта «Цифровая железная дорога» стало создание и внедрение в 2017 году интегрированного поста автоматизированного приёма и диагностики подвижного состава на сортировочных станциях (ППСС) на станции Батайск Северо-Кавказской железной дороги. Интеграция результатов прикладных разработок с инжиниринговыми сервисами позволила в рамках ППСС реализовать уникальное сочетание средств диагностики параметров тележки вагона по характеру её движения в подвижном составе, контроля сохранности элементов подвижного состава, возможностей выявления технических неисправностей тележки, а также диагностику технического состояния узлов подвижных единиц на основе применения системы «Техновизор».

Внедрение комплекса разработанных инновационных технологий в рамках проекта ЦЖД уже в ближайшие годы может дать значительный эффект в таких приложениях, как перевод моторвагонного подвижного состава в режим работы без помощника машиниста в режиме «автоведения» (до 90%), работы по энергооптимальным графикам в скоростном, пассажирском и грузовом видах движения, повышение уровня исполнения графика движения поездов в зонах интенсивного движения, автоматизация позиционирования подвижного состава на многопутных линиях и в зонах станций.

При этом следует отметить, что принципиальное значение в обеспечении перехода на упомянутые интеллектуальные и малолюдные технологии на сети железных дорог в ближайшие годы будут иметь темпы внедрения усовершенствованных технологий беспроводной цифровой связи и передачи данных с телематических устройств, установленных на объектах подвижного состава, с реализацией взаимодействия по схемам V2V – объект – объект или V2X – объект – инфраструктура с использованием сетей мобильной связи 3G/4G/LTE/5G, а также энергоэффективных сетей LPWAN и др.

Необходимо подчеркнуть, что в нашей инновационной деятельности мы стремимся строго соблюдать важнейший принцип – все критически важные системы управления и обеспечения безопасности движения должны быть отечественными. Это наша принципиальная позиция в сфере политики импортозамещения.

Именно поэтому особое внимание АО «НИИАС» уделяет инжинирингу в сфере обеспечения транспортной, информационной безопасности и киберзащищённости. Технико-технологические решения в данных областях будут решающими при организации высокоскоростного движения и построении интеллектуальных центров управления, особенно с учётом исходящих угроз и потенциальной подверженности информационной инфраструктуры железнодорожного транспорта компьютерным атакам.

В обеспечение этого институт развивает инжиниринговые услуги в сфере проверки на функциональную безопасность, отсутствие незадекларированных возможностей и несанкционированного доступа всех программно-управляемых микропроцессорных систем железнодорожного транспорта.

В заключение хотелось бы особо отметить, что в нашем холдинге «Российские железные дороги» создан хороший инвестиционный, научный, инженерный климат для создания и внедрения инноваций. Но наша профессиональная парадигма это не только безопасность, надёжность, качество, но и скорость.

Коллектив института готов активно продолжать работать, чтобы не только не отставать от лучших мировых практик в области инноваций, а в соответствии с заданием нашего руководителя холдинга «РЖД» О.В. Белозёрова даже опережать их.

Пользуясь случаем, поздравляю всех железнодорожников, наших коллег и партнёров с наступающим профессиональным праздником! Желаю больших успехов в труде на благо российских железных дорог!


Оставить комментарий

Защита от автоматических сообщений:

Защита от автоматических сообщений

Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
    1 2 3 4 5
6 7 8 9 10 11 12
13 14 15 16 17 18 19
20 21 22 23 24 25 26
27 28 29 30 31    

Выбор редакции

Летний призыв