Транспортная газета Евразия Вести

Разделы:

 Свежий номер
 Подшивка
 Материалы
 Новости
 О газете
 Редакция
 Подписка

 Консалтинг
 Лицензирование
 Сертификация
 Юридические
 услуги

 Партнеры
 Ресурсы сети
 Реклама на сайте

Поиск:


 

КОСМОТРАНС 2009


Версия для печати
Обсудить в форуме

Внедрение современных спутниковых технологий в ОАО «РЖД»

Об оптимизации управления инфраструктурой и безопасностью движения на российских железных дорогах на основе перехода к комплексным информационно-управляющим технологиям с использованием средств спутниковой навигации, мониторинга и связи пойдет речь в статье генерального директора ОАО «НИИАС», д.т.н., профессора С.Е. Ададурова, первого заместителя генерального директора ОАО «НИИАС», д.т.н., профессора Е.Н. Розенберга, заместителя генерального директора ОАО «НИИАС», д.т.н. И.Н. Розенберга.

И.Н. Розенберг
Е.Н. Розенберг
С.Е. Ададуров
Применение спутниковых технологий в системе интервального регулирования движения поездов
Внедрение спутниковых технологий в ОАО «РЖД» на современном этапе осуществляется в соответствии со «Стратегией развития железнодорожного транспорта в Российской Федерации до 2030 года» (Стратегия-2030).

Одним из «прорывных» инновационных направлений реализации Стратегии-2030 является внедрение систем комплексного управления движением поездов, динамического мониторинга состояния инфраструктуры и подвижного состава с использованием спутниковых технологий.

На их основе достигается обеспечение безопасности перевозок пассажиров и грузов, повышение скорости их продвижения, увеличение доли отправок грузов, доставленных «точно в срок», ускоренная контейнеризация перевозок, внедрение технологии мультимодальных логистических систем.

В период 2007–2008 гг. ОАО «НИИАС» (головной организацией ОАО «РЖД» в сфере внедрения спутниковых технологий) был разработан и успешно внедрен на опытных полигонах целый комплекс спутниковых технологий и технических решений, среди которых можно выделить следующие:

Во-первых, система диспетчерского контроля за выполнением работ по лубрикации и эффективностью использования подвижных рельсосмазывателей на основе применения спутниковых технологий ГЛОНАСС/GPS. Созданы и введены в эксплуатацию пусковые комплексы из 12 подвижных рельсосмазывателей на Свердловской ж.д., 10 – на Куйбышевской ж.д., 13 – на Южно-Уральской ж.д.

Во-вторых, система диспетчерского контроля за специальными самоходными подвижными средствами (ССПС). Сегодня завершено оснащение ССПС службы «Э» Куйбышевской ж.д., начатое в 2007 г., Южно-Уральской и Московской ж.д.

В-третьих, система мониторинга дислокации и поддержки принятия решений по направлению восстановительных поездов (ВП). Создан опытный пусковой комплекс системы в составе 17 ВП на Куйбышевской железной дороге с помощью ГЛОНАСС/ GPS. Разработаны программно-аппаратные средства получения и передачи по спутниковым каналам подвижной связи на основе системы «Инмарсат» оперативной телерепортажной съемки с места чрезвычайной ситуации.

В-четвертых, инновационная технология планирования, мониторинга и анализа работы специальной техники при производстве работ по ремонту инфраструктуры железных дорог с использованием спутниковых технологий, обеспечивающая оптимизацию управления работами по ремонту и содержанию железнодорожной инфраструктуры в «окно». Опытные образцы пусковых комплексов мониторинга дислокации путевой ремонтной техники введены в эксплуатацию на Куйбышевской и Приволжской ж.д. отрабатывается комплекс технических решений по созданию на их основе центра управления ремонтной техники в рамках всей отрасли.

В-пятых, система управления пригородными перевозками на базе спутниковых навигационных данных ГЛОНАСС/GPS, которая позволяет осуществлять оперативный контроль не только за дислокацией, но и за параметрами движения электропоездов. Бортовыми навигационно-связными устройствами ГЛОНАСС/GPS, интегрированными с комплексными локомотивными устройствами безопасности КЛУБ-У, оснащено 65 электропоездов на Московской ж.д. и 31 электропоезд – на Октябрьской ж.д.

В-шестых, система обеспечения безопасности движения при проведении маневровых операций и на сортировочных станциях, на основе спутниковой навигации – на Красноярской, Свердловской, Московской и Октябрьской железных дорогах.

Это далеко не полный перечень реализованных ОАО «НИИАС» в 2008г. спутниковых проектов.

Созданный научно-технический задел обеспечивает возможность реализации следующего этапа инновационного развития ОАО «РЖД» в сфере применения спутниковых технологий.

Суть нового этапа заключается в осуществлении перехода от отдельных технологий применения спутниковых навигационных систем в интересах конкретных хозяйств и служб ОАО «РЖД» к созданию комплексных систем в сфере обеспечения безопасности и управления движением, управления перевозочным процессом и логистическими операциями, мониторинга состояния инфраструктуры, инженерно-геодезического обеспечения работ по проектированию, строительству и эксплуатации железных дорог.

Приоритетными направлениями создания таких комплексных систем на период до 2015 г.являются следующие:

– системы управления для интеллектуального железнодорожного транспорта, включая безопасность движения, интервальное регулирование движением поездов и управление перевозочным процессом на основе динамического контроля за перемещением подвижного состава, пассажиров и грузов в режиме реального времени;

– интеллектуальные системы управления поездной и станционной работой нового поколения на основе информационно-управляющих систем моделирования и анализа перевозочного процесса;

– системы мониторинга состояния инфраструктуры железных дорог, включая аэрокосмические средства геотехнической диагностики участков железнодорожного пути и выявления потенциально опасных природно-техногенных процессов с целью снижения рисков при эксплуатации инфраструктуры железных дорог;

– высокоточные координатные системы на основе применения наземных дифференциальных корректирующих станций ГЛОНАСС/GPS для формирования специальных реперных систем нового поколения для скоростных и высокоскоростных магистралей, инженерно-геодезических работ в обеспечение проектирования, строительства, ремонта и содержания объектов железнодорожной инфраструктуры;

– системы информационного обеспечения ситуационных центров, обеспечивающих достижение синергетического эффекта от внедрения инноваций в данной области.

Общий замысел внедрения указанных комплексных информационно-управляющих систем имеет главную цель – оптимизацию управления инфраструктурой и перевозочным процессом при обеспечении высокого уровня безопасности движения поездов.

Использование в данных задачах космической триады – глобальных навигационных систем ГЛОНАСС/GPS, систем дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) и систем подвижной спутниковой связи – практически безальтернативно, поскольку осуществить мониторинг на 84-х тысячах километров российских железных дорог, удерживая под постоянным контролем десятки тысяч единиц подвижного состава, можно только с помощью спутниковых технологий и современных средств подвижной связи.

Только спутниковые технологии в ближайшей перспективе способны на основе объективной (лишенной «человеческого фактора») информации в режиме реального времени ответить на вопрос, где и на каком пути в данный момент находится локомотив или иной подвижный объект, с какой скоростью и в каком направлении он движется и через какое время можно ожидать его прибытие в пункт назначения, а также каковы параметры работы его механизмов.

Наглядным примером эффективности создания комплексных систем управления с использованием спутниковых технологий может служить задача интервального регулирования.

Интервальное регулирование включает в себя движение поездов друг за другом, обеспечение безопасного интервала и интервала, который в графиках движения будет устойчивым. Это новое направление работы. До настоящего времени графики движения рассчитывались, исходя из устойчивого разграничения поездов тремя блок-участками. Это связано с тем, что оборудование локомотива не «видит» впереди идущий поезд.

При разделении попутно следующих поездов на два блок-участка следующий сзади локомотив будет спонтанно встречать желтый сигнал светофора, что приведет к потерям энергии при лишних торможениях.

Если этому локомотиву обеспечить видение координат и скорости движения впереди идущего поезда с помощью спутниковой системы ГЛОНАСС/GPS и канала подвижной связи, то можно будет оптимизировать режимы движения.

Проведенные на Московской и Октябрьской железных дорогах эксперименты показали, что такая технология работоспособна как при работе в открытых сетях связи, так и при организации собственной системы связи. Например, в зоне станций, что крайне нужно на участках удаления или приближения. На Октябрьской ж.д. недавно ввели в эксплуатацию цифровую радиосвязь TETRA, что создает надежную техническую платформу для реализации рассматриваемых технологий интервального регулирования.

Разрабатываемая технология крайне востребована и для организации движения в период проведения ремонтных работ в «окнах». Раньше из-за ограничения пропускной способности приходилось применять меры по сближению поездов, что связано с достаточно сложной технологией подготовки составов и проверки тормозов. С применением новой технологии интервального регулирования появилась также возможность сблизить поезда на минимальный интервал, тем самым обеспечив существенное повышение пропускной способности, как минимум, на 20% без существенных затрат на инфраструктуру.

Внедрение современных систем подвижной связи в интеграции со спутниковыми навигационными технологиями позволяет приблизиться к решению еще одной актуальной задачи – обеспечению энергооптимального движения поездов в потоке. Локомотивы можно заранее предупреждать через цифровой радиоканал о возникающих ограничениях скорости. Проведенные эксперименты показали, что в подобном режиме автоведения можно экономить до 7–8% электроэнергии. В первую очередь это востребовано на пассажирских ходах Октябрьской дороги. Кроме того, организация грузового движения по твердой «нитке» графика тоже приведет к необходимости использования резервов пропускной способности для получения максимального эффекта от этой технологии.

Еще одна область применения – пригородные зоны. С одной стороны, в ОАО «РЖД» на больших участках дорог наблюдается избыток пропускной способности. А там, где приходится сталкиваться с различными ограничениями, вызванными ремонтными работами, пропускной способности не хватает. При правильной организации графика, основанной на интервальном регулировании, можно будет решить и эту проблему.

Испытания новой технологии интервального регулирования, разработанной специалистами ОАО «НИИАС», запланированы на Московской и Октябрьской дорогах уже на ближайший период в III–IV кв. 2009 г. При этом эксперименты пройдут не на специально отобранных линиях, а на тех участках, где в новой технологии существует реальная потребность. В случае успеха будет заложен базис для внедрения современных технических средств на отечественных железных дорогах на ближайшие 10–15 лет.

Ярким воплощением системного подхода к интеграции спутниковых технологий является реализуемый ОАО «НИИАС» в 2009 г. проект «Интеллектуальная система комплексного управления движением поездов на скоростном направлении Москва – Санкт-Петербург». Данная разработка должна стать прообразом будущей системы интеллектуального транспорта, интегрируя в себе все разработанные к настоящему времени в интересах ОАО «РЖД» инновационные технические решения.

Целью реализации проекта является достижение существенного повышения эффективности перевозочного процесса и обеспечения безопасности движения поездов за счет реинжиниринга и синтеза нового поколения систем управления, в которых был бы реализован переход от автоматизации отдельных рутинных функций к автоматизации функций интеллектуальных: анализу ситуации, выбору оптимального решения, расчетам с использованием динамических моделей сложных систем.

Отличительными особенностями создаваемой системы является структурирование ее на следующие системно увязанные ключевые блоки:

– диспетчерское управление движением поездов с применением спутниковых навигационных технологий и систем цифровой связи;

– безопасность движения;

– мониторинг инфраструктуры, диагностика подвижного состава;

– инструментальные средства.

Блок «Диспетчерского управления движением» подразумевает выполнение исследований и разработок по созданию систем «Автодиспетчер» и «Автомашинист», а также автоматическое формирование вариантных графиков движения поездов для передачи на локомотив на основе технологической связи с Центром управления скоростным движением через систему TETRA.

В рамках этого же модуля реализуются: создание программно-аппаратных комплексов для обеспечения управления работами путевой техники в период ремонтных «окон»; диспетчерский контроль работы восстановительных поездов, а также подвижного состава в пригородных зонах.

Во всех указанных разработках в обязательном порядке используется координатно-временная информация со спутников ГЛОНАСС/GPS как дополнительный информационный канал к действующим системам управления поездной работой и обеспечения безопасности движения.

В части диспетчерского управления работой станции предусматривается создание модернизированных систем маневровой автоматической локомотивной сигнализации с применением локальных систем дифференциальной коррекции спутниковых навигационных данных и надежного цифрового канала связи.

В блоке «Безопасность движения» предусматривается расширение функций комплексной локомотивной системы безопасности КЛУБ-У, включающей в свой состав спутниковые приемники ГЛОНАСС/GPS и электронные карты перегонов и путевого развития станций, формируемые на основе единой координатной базы данных. В структуре модуля предусматриваются разработки системы гарантированной доставки предупреждений на борт локомотива, а также системы принудительной остановки поезда поездным диспетчером в чрезвычайных ситуациях.

Блок «Мониторинг инфраструктуры и диагностика подвижного состава» увязывает разработки в сфере дистанционного мониторинга состояния объектов инфраструктуры с использованием современного оборудования вагонов путеизмерителей и дефектоскопов, а также дистанционную диагностику подвижного состава с передачей диагностической информации от локомотива в депо по радиоканалу.

В составе блока «Инструментальные средства» предполагается использование моделирующих комплексов для отработки взаимодействия вышеуказанных подсистем и анализа возникающих конфликтных ситуаций. Ключевое место в блоке занимают инструментальные средства и моделирующие программные комплексы для доказательства безопасности каналов управления, а также сервисное оборудование для оценки надежности передачи информации в каналах радиосвязи.

Кроме того, предусматривается существенное расширение технических средств для грузового движения, включая систему идентификации технических средств на основе RFID, распределенную систему управления тормозами грузового поезда по радиоканалу, видеосчитывание номеров вагонов.

Указанные технические решения в едином комплексе обеспечивают организацию централизованного автоматизированного управления движением поездов на железных дорогах ОАО «РЖД». При этом реализуются и основные требования по обеспечению многоуровневой безопасности движения поездов, включая функциональную, информационную, экологическую и пожарную безопасность.

Другим важным направлением применения комплексных технических решений, основанных на использовании спутниковых технологий и систем подвижной связи, становится создание системы безопасности пассажиров, обслуживающего персонала и объектов пассажирского комплекса (СОБПК) ОАО «РЖД».

Главной целью СОБПК является обеспечение устойчивости процессов перевозки и обслуживания пассажиров, предотвращение угроз их безопасности, охрана жизни и здоровья пассажиров и персонала, недопущение хищения финансовых и материальных средств, уничтожения имущества и ценностей, нарушения работы технических средств, обеспечение безопасности производственной деятельности.

Одной из подсистем, входящих в СОБПК, является подсистема контроля безопасности и связи пассажирского поезда, предназначенная для оповещения об аварийных ситуациях должностных лиц поездной бригады, а также для организации производственно-технологической связи в железнодорожных составах в интересах Федеральной пассажирской дирекции (ФПД) ОАО «РЖД».

Система обеспечивает: прием аварийных сигналов от систем пожарной сигнализации вагона, сигнализации контроля нагрева букс, сигнализации блокировки колес (при наличии такой системы сигнализации) и др.; формирование речевых сообщений, соответствующих полученным аварийным сигналам; автоматическую передачу речевых сообщений на носимые терминалы должностным лицам поездной бригады, находящимся в любой точке движущегося состава (до 30 вагонов) или на стоянке на расстоянии до 300 метров от штабного вагона; беспроводную телефонную связь должностным лицам поездной бригады и транспортной милиции; телефонную связь начальника поезда с абонентами сети связи общего пользования по спутниковому каналу связи; обмен данными между начальником поезда и диспетчером.

Функциональная схема системы контроля безопасности и связи пассажирского поезда представлена.

Особое значение приобретает применение комплексных технологий для организации мониторинга перевозок особо опасных грузов с предоставлением оперативной информации в дорожные центры управления перевозками и ситуационный центр управления ОАО «РЖД».

Актуальность применения спутниковых технологий в данной сфере обусловлена следующими основными факторами:

– растущей потребностью органов государственной власти различных уровней и органов местного самоуправления в заблаговременной и достоверной информации об угрозах критически важных объектов и опасных грузов (КВО и ОГ), о состоянии и динамике изменения критических параметров этих объектов (грузов);

– возрастанием угроз терроризма в отношении этих объектов (грузов), в том числе международных;

– усилением негативного воздействия антропогенных факторов;

– недостаточным учетом влияния опасных природных явлений на безопасность функционирования КВО и транспортировки ОГ.

Внедрение спутниковых технологий позиционирования КВО и ОГ и цифровых систем связи, в том числе и спутниковых, должно обеспечить:

– оперативный контроль в режиме реального времени дислокации вагонов с опасными грузами на железных дорогах. Это позволяет оценить текущую ситуацию с дислокацией и распределением на момент запроса вагонов с различными опасными грузами.

– соблюдение требований безопасности поездной и маневровой работы при наличии вагонов с опасными грузами.

– создание условий для быстрого и своевременного выявления нарушений правил перевозок опасных грузов и, при определенных обстоятельствах, для своевременного принятия мер по их предупреждению, – принятие решений и выдача правил действий по локализации и ликвидации последствий аварийных ситуаций и происшествий с опасными грузами.

Система мониторинга перевозок КВО и ОГ на основе спутниковых технологий должна быть увязана в части информационно-коммуникационного взаимодействия с действующей автоматизированной системой оперативного управления грузовыми перевозками (АСОУП) и другими специализированными информационно-управляющими системами ОАО «РЖД». В качестве спутниковых средств подвижной связи в системах мониторинга опасных грузов в данном случае возможно использование только отечественных систем спутниковых систем связи «Гонец» или «Экспресс».

Решение рассмотренных выше задач совершенствования управления движением поездов и организации перевозочного процесса невозможно без обеспечения надежности функционирования инфраструктуры путевого хозяйства, электрификации и электроснабжения, связи, автоматики и телемеханики.

Направлениями применения комплексных спутниковых навигационных технологий и систем подвижной связи в области управления инфраструктурой являются:

– создание единого координатного пространства для цифрового описания железнодорожных путей на перегонах и путевого развития станций;

– координатно-временное обеспечение подвижных средств мониторинга состояния инфраструктуры – от наземных мобильных средств диагностики (вагоны-путеизмерители, дефектоскопы и лаборатории) до воздушных и космических средств дистанционного зондирования;

С целью обеспечения постоянного контроля за состоянием скоростных и высокоскоростных магистралей будут созданы высокоточные координатные системы (ВКС) на основе ГЛОНАСС/GPS c дифференциальной корректирующей подсистемой в виде наземной сети спутниковых референцных станций.

На базе ВКС будет сформирована инфраструктура пространственных данных российских железных дорог, которая будет служить:

– обеспечению безопасности скоростного и высокоскоростного железнодорожного движения;

– высокоточному координатному обеспечению инженерно-геодезических работ по строительству, содержанию, ремонту и реконструкции пути;

– сокращению трудовых, временных и материальных затрат на инженерные изыскания, проектирование, строительство и эксплуатацию железных дорог;

– обеспечению непрерывного мониторинга пространственных параметров железных дорог и принятию своевременных мер по предупреждению и устранению негативных процессов.

В рамках реализации комплексных информационно-управляющих систем мониторинга состояния инфраструктуры железнодорожного транспорта предусмотрены:

– разработка математической модели развития инфраструктуры железнодорожного транспорта на основе широкого применения пространственных данных о ее состоянии и цифрового описания железнодорожного пути и иных объектов инфраструктуры;

– комплексное использование современных технологий глобальных навигационных спутниковых систем ГЛОНАСС/GPS, сопряженных с методами космического дистанционного зондирования, воздушного и наземного лазерного сканирования, цифровой аэрофото- и оптико-электронной съемки, для целей контроля состояния инфраструктуры железных дорог и мониторинга потенциально опасных природно-техногенных процессов, способных оказать на нее негативное воздействие.

На основании вышеизложенного можно сделать следующие выводы.

В последние годы в ОАО «РЖД» развернулось массовое внедрение спутниковых навигационных систем ГЛОНАСС/GPS в задачах управления движением и обеспечения комплексной безопасности. Практически ОАО «РЖД» – одна из немногих отраслей транспортного комплекса, которая выполняет программу по широкому применению данных технологий в соответствии с целевыми индикаторами Федеральной целевой программы «Глобальная навигационная система», причем за счет собственных ресурсов без государственной поддержки в виде финансирования из федерального бюджета. У нас уже сейчас 12 тыс. локомотивов и различных самоходных подвижных единиц (36% от общего количества подвижного состава) оборудованы современными спутниковыми навигационными системами.

Темпы внедрения указанных технологий определяются степенью развития спутниковых группировок ГЛОНАСС/GPS с одной стороны, и готовностью разработчиков комплексных многоуровневых систем управления железнодорожным транспортом использовать услуги спутниковой навигации и связи, с другой стороны. Критерий тут один: стоимость/эффективность.

По уровню технических решений в этом направлении российская техника не отстает от мировых аналогов. Отечественные комплексные локомотивные устройства безопасности уже умеют принимать информацию из рельсовых цепей, из радиоканала, имеют спутниковые навигационно-связные устройства и по критерию «цена – качество» превосходят зарубежные аналоги.

Сроки окупаемости практически всех проектов, где используются спутниковые технологии, не превышают двух лет, а по некоторым, проектам, например, подвижным рельсосмазывателям – не превышают одного года.

Все это говорит о том, что отраслевая наука ОАО «РЖД» всегда находилась на уровне, способном конкурировать на международном транспортном рынке, способна создавать инновационные решения и, тем самым, обеспечить высокую эффективность работы российских железных дорог.

© Евразия Вести VII 2009







VII 2009

Евразия Вести VII 2009

Наметить главные пути инновационного прорыва

Инновационные технологии в транспортной отрасли

Рациональное использование спутниковых технологий в комплексе антикризисных мероприятий ОАО «РЖД»

Научно-образовательный центр в области геоинформатики и навигации железнодорожного транспорта

Мониторинг пути с помощью спутникового радиолокационного зондирования

Системы обеспечения безопасности подвижного состава нового поколения

Спутниковые системы связи для обеспечения безопасности движения поездов

Скоростную магистраль Москва - Санкт-Петербург освоит «Автодиспетчер»

Система высокоточного координатного обеспечения инфраструктуры железнодорожного транспорта

Прогноз аварийных ситуаций на железных дорогах под влиянием опасных природных процессов

Концерн «Созвездие» - новые решения, комплексный подход

«MOTOROLA»: перспективные мобильные системы передачи цифровой информации

ОАО «Росжелдорпроект» - современный подход к комплексному выполнению проектных работ

Инерциальные навигационные системы для железных дорог

Железнодорожный профиль «Аэрокосмических технологий»

Транспортное страхование: обращайте внимание на детали!

ВТБШ - школа подготовки лидеров транспортных компаний

PDF-формат



 

Copyright © 2003-2016 "Евразия Вести"
Разработка: интернет-студия "ОРИЕНС"

Евразия Вести