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:


 

НАУКА


Версия для печати
Обсудить в форуме

Интеллектуальные транспортные системы на железнодорожном транспорте

Генеральный директор ОАО «НИИАС» Андрей Евгеньевич Погодин и первый заместитель генерального директора – научный руководитель ОАО «НИИАС» д.т.н. Владимир Григорьевич Матюхин в своей статье раскрывают необходимость создания единой интеллектуальной системы управления и автоматизации производственных процессов на железнодорожном транспорте.

А.Е. Погодин
В.Г. Матюхин
Ш.Н. Шайдуллин, В.И. Якунин, Н.И. Меркушкин, А.Е. Погодин
Интеллектуальные транспортные системы на железнодорожном транспорте
Интеллектуальные транспортные системы на железнодорожном транспорте
Интеллектуальные транспортные системы на железнодорожном транспорте
Интеллектуальные транспортные системы на железнодорожном транспорте
Интеллектуальные транспортные системы на железнодорожном транспорте
Выгодное географическое положение, стабильное экономическое развитие и развитая транспортная инфраструктура России в последние годы становятся все более востребованными в организации как национальных, так и международных транспортных коридоров, обеспечивающих ускоренное перемещение массовых грузов из одной части Евразийского континента в другую. Уже сегодня ведущие мировые логистические центры рассматривают Российские железные дороги в качестве основного конкурента морского транспорта на этих традиционных маршрутах.

Структурная реформа железнодорожного транспорта существенно повышает конкурентоспособность России на рынках международных перевозок за счет сокращения времени перевозок, повышения безопасности движения пассажиров и грузов, снижения себестоимости перевозок. Достичь гарантированно высокого качества транспортных услуг можно, лишь применяя инновационные системы управления, вводя в эксплуатацию качественно новый подвижной состав, улучшая инфраструктуру транспорта.

Железнодорожный транспорт общего пользования остается ведущим звеном транспортной системы России. В долгосрочной перспективе железнодорожные перевозки останутся самым экономически эффективным способом транспортировки значительных по объемам стабильных потоков массовых грузов, доставляемых на средние и дальние расстояния.

Российские железные дороги сегодня находятся на новой стадии технико-экономического развития и в своей деятельности используют результаты научного прогресса в экономике, технике и технологиях. В последние годы подавляющая часть прироста объемов перевозок на железнодорожном транспорте получена за счет применения современных и перспективных научных разработок, воплощенных в технологиях, услугах, оборудовании, автоматизированных системах управления и организации перевозочного процесса.

В этой обстановке чрезвычайно важным является повышение привлекательности железнодорожного транспорта, включающей не только безопасное перемещение грузов, но и предоставление клиенту полной и исчерпывающей информации о движении поездов, местонахождении грузов. Не последнюю роль в этом играют информационные технологии, обеспечивающие целый комплекс сведений для выработки правильных решений при управлении движением, для оптимального расчета графиков движения, снижения производственных затрат.

В Транспортной стратегии Российской Федерации до 2030 года разработка интеллектуальных транспортных систем (ИТС) является одним из направлений «формирования единого транспортного пространства России на базе сбалансированного развития эффективной транспортной инфраструктуры».

Вместе с тем, еще на Первом Международном конгрессе по интеллектуальным транспортным системам в 2009 году фиксировалась ситуация стихийного формирования локальных и корпоративных систем в России, отсутствие единой политики и должной активности государственных органов в этом направлении, что делает проблематичным успешный переход транспорта на инновационный путь развития в стратегической перспективе. В принятой конгрессом резолюции отмечалась необходимость консолидации правовых, интеллектуальных, административных и финансовых ресурсов для развития ИТС в России. Активная работа в данном направлении продолжается и в настоящее время, в том числе и на железнодорожном транспорте.

За последние десятилетия различные автоматизированные системы превратились в надежный рабочий инструмент железнодорожников. Компания накопила большой опыт разработки технологий и внедрения различных информационных систем, создан мощный потенциал для разработки и внедрения полноценных систем управления производственными процессами. Сегодня новейшие достижения в области информационных и телекоммуникационных технологий позволяют реализовать накопленный потенциал и перейти к информационно-управляющей системе производственными процессами ОАО «РЖД». Сложно представить работу Компании в ХХI веке без такой системы. Поэтому руководство ОАО «РЖД» приняло решение о создании в отрасли «Единой интеллектуальной системы управления и автоматизации производственных процессов на железнодорожном транспорте» – ИСУЖТ. Она станет основной автоматизированной системой управления на базе использования новейших научных разработок, ориентированных на повышение качества транспортного обслуживания и оптимизацию взаимодействия всех производственных подразделений ОАО «РЖД».

Прежде всего, это коснется реализации комплексной программы организации движения по расписанию. Создание сервиса «точно в срок» позволит ОАО «РЖД» существенно повысить качество транспортного обслуживания грузовладельцев. Технология движения по расписанию наиболее полно отвечает современным условиям перевозок и требованиям гарантированной доставки груза клиентуре в установленный срок.

При движении грузовых поездов по расписанию становится возможным во взаимодействии с операторами подвижного состава реализовать формирование участков групповых поездов и технических маршрутов регулярного обращения, что позволит поднять транзитность вагонопотоков и снизить затраты на их переработку.

Многовариантные расчеты по моделированию работы станций показывают, что допустимые колебания величины формируемых составов в пределах 10% обеспечивают снижение простоя вагонов под накоплением в сортировочных парках на 20–25%. При этом создается более равномерная загрузка не только технологических линий на станции, но и внутриузловых ходов, а также выходных участков.

Информационно-технологическая поддержка принятия решений позволяет реализовать комплексное сквозное планирование перевозочной работы на сетевом, региональном и линейном уровнях с учетом ограничений, накладываемых эксплуатационными процессами по содержанию инфраструктуры, локомотивного хозяйства, а также необходимого уровня безопасности движения поездов.

В рамках повышения уровня интеллектуализации действующих систем управления перевозочным процессом предусматривается существенное расширение технических средств для грузового движения, включая систему автоматической идентификации технических средств, распределенную систему управления тормозами грузового поезда по радиоканалу, видеосчитывание номеров вагонов и т.д.

На наш взгляд, данная система действительно обеспечивает возможность формирования интеллектуального функционирования, в процессе которого появляются новые знания об объекте управления, совершенствуются механизмы машинного принятия решений, осуществляется взаимное обучение операторских и машинных звеньев системы. Такая система является технико-технологической оболочкой, наполнение которой интеллектуальными технологиями превратит ее из информационной в интеллектуальную.

Говорить о том, что построение информационной инфраструктуры, отвечающей требованиям развития холдинга, закончено, явно преждевременно. Системы актуального планирования и АСУ, рекомендующие в оперативных условиях наиболее целесообразные варианты действий, сегодня в Компании только создаются. Кроме того, в результате выделения различных видов бизнеса в рамках ОАО «РЖД» появления компаний-операторов, снизилась средняя производительность грузового вагона, повысилась загрузка объектов железнодорожной инфраструктуры, что, в отдельных случаях, приводит к ухудшению качества транспортного обслуживания.

Сегодня состояние автоматизации в сфере управления производственной деятельностью ОАО «РЖД» характеризуется следующими основными особенностями. Существующие комплексы в основном являются информационными базами данных. Они не обеспечивают поддержку принятия решений, не позволяют управлять производственными процессами в реальном времени, планировать работу, моделировать и прогнозировать развитие ситуаций. Архитектура и функционал этих АСУ закладывались 20–30 лет назад, и сегодня их модернизация практически невозможна. В результате они часто не удовлетворяют современным бизнес-процессам и новым требованиям взаимодействия участников рынка транспортных услуг. Как итог – отсутствуют методы и средства, обеспечивающие согласованную работу участников производственной деятельности, нет поддержки сквозных бизнес-процессов. Восполнить этот пробел призвана система ИСУЖТ, к разработке которой приступило ОАО «НИИАС».

Если говорить конспективно, то ИСУЖТ позволит автоматизировать с применением элементов искусственного интеллекта целый ряд задач:

– реализацию скоординированного комплексного управления эксплуатационной работой на основе использования всеми участниками этой деятельности единой информационной модели, описывающей сквозные производственные процессы, охватывающие деятельность оперативного персонала всех дирекций и всех уровней управления с использованием интеграционной платформы;

– возможность реализации оперативного автоматизированного юридически значимого информационно-технологического взаимодействия сторон участников ЕТП в рамках единого сменно-суточного и текущего планирования, исполнения и контроля исполнения согласованных и утвержденных оперативных планов;

– оперативность фиксации физических эксплуатационных событий за счет обеспечения взаимодействия компонент Системы с напольными устройствами железнодорожной автоматики, устройствами контроля технического состояния подвижного состава на ходу поезда, системами идентификации подвижного и тягового состава с использованием устройств радиочастотной идентификации и ГЛОНАСС;

– персонификацию ответственности и жесткую технологическую дисциплину операционного и диспетчерского персонала при оформлении документов технологического документооборота, фиксации эксплуатационных событий в системе, утверждении и принятии к исполнению плановых заданий за счет использования электронной подписи;

– возможность реализации сквозного автоматизированного контроля режимов исполнения технологических процессов операционным персоналом дирекций и владельцами соответствующих процессов, отвечающими за единый результат;

– оперативную пооперационную и процессную финансовую оценку выполняемых технологических процессов эксплуатационной работы;

– возможность автоматизированного сквозного контроля превышения максимально допустимых (нормативных, бюджетных) элементов затрат технологических процессов;

– оперативное прогнозирование и стоимостная оценка непроизводительных потерь технологических процессов.

Реализация Комплексной программы поэтапного перехода на организацию движения грузовых поездов по расписанию на 2010– 2015 годы (в соответствии с Концепцией интегрированной технологии управления движением грузовых поездов по расписанию, утвержденной 16 марта 2011 года) признана основным инновационным направлением в управлении железнодорожными перевозками, важнейшим фактором стабилизации эксплуатационной работы производственного блока и повышения качества транспортного обслуживания, обеспечивающим достижение целевых экономических параметров.

В условиях реформирования ОАО «РЖД» были созданы функционально обособленные структуры (вертикально-интегрированные дирекции), отвечающие за отдельные виды деятельности, с соответствующим разделением их бизнес-процессов. Это позволило выделить объекты управления и зоны ответственности каждой такой структуры «по вертикали». Вместе с тем такая реорганизация существенно усложнила решение вопросов по взаимодействию этих структур «по горизонтали». Это привело к технологическим сложностям и экономическим затратам в управления перевозками и инфраструктурой.

Структурные реформы привели к изменению и самой парадигмы управления – переход от административной системы (управления в рамках дорог) к управлению по технологическому принципу (в рамках единых технологических процессов).

Необходимость изменения используемых в настоящее время принципов управления связана с возникшим противоречием между применяемыми иерархическими схемами административного управления и требуемой эффективностью перевозочного процесса. Главное, но не единственное противоречие связано с неоправданными задержками, обусловленными необходимостью «передачи» грузо- и пассажиропотока между административно обособленными структурами управления железнодорожным транспортом. Эти формальные процессы и процедуры контрольного и согласующего характера «разрывают» непрерывный технологический процесс транспортировки грузов, что неизбежно приводит к резкому снижению эффективности перевозочного процесса и снижает экономические и социально-ориентированные показатели всей отрасли в целом.

Создание объектно-ориентированной модели нового поколения позволяет организовать управление перевозочным процессом в реальном масштабе времени, что обусловлено реальным состоянием систем управления и автоматизации в сфере управления производственной деятельностью ОАО «РЖД». К этому следует добавить низкую адаптивность информационных систем к меняющимся условиям рынка транспортных услуг, неполноту, противоречивость, недостоверность и низкую оперативность первичной информации. Например, частота обновления информации о состоянии блок-участков на железнодорожной магистрали выполяется с интервалом 5–8 секунд. Однако при этом актуализация базы данных, содержащей эту информацию, отстает от реально происходящего процесса на 10–20 минут, что делает невозможным эффективное управление железнодорожными составами в оперативном режиме.

Решить данную задачу призвана интегрированная интеллектуальная система управления перевозочным процессом. Новые технические и технологические решения позволяют коренным образом пересмотреть концептуальную, методологическую и инструментальную базы с целью создания эффективной взаимоувязанной системы управления всем производственным циклом железнодорожной отрасли.

В связи с этим идет разработка общих моделей железнодорожной информационной среды и единых принципов интегрального управления производственным процессом. В зарубежных странах такие исследования и практические разработки активно ведутся уже на протяжении длительного периода. По самым скромным оценкам, отставание России в этом направлении составляет 5–6 лет.

Эти и ряд других, стоящих перед Компанией задач Президент ОАО «РЖД» В.И. Якунин поставил коллективу «Научно-исследовательского и проектно-конструкторского института информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте» (ОАО «НИИАС»), определив своим распоряжением в 2011 году ОАО «НИИАС» головной организацией ОАО «РЖД» в сфере создания и внедрения интеллектуальных систем управления и автоматизации производственных процессов на железнодорожном транспорте.

ИСУЖТ обеспечит высокий экономический эффект при условии качественного и своевременного выполнения перспективных объемов грузовых перевозок и пассажирских услуг, соблюдения ритмичности движения и равномерного распределения погрузки при обязательном выполнении социальных и общегосударственных перевозок и обеспечении безопасности движения.

В основу реализации данного проекта нового поколения на концептуальном и методологическом уровне положен так называемый сетецентрический подход к созданию интеллектуальных систем. Он позволяет конструировать «системы систем», рассчитанные на взаимодействие производственных узлов друг с другом на всех фазах производственного процесса.

В рассматриваемом подходе предлагается создавать систему управления процессами в РЖД в виде самоорганизующихся структур, которые строятся не «сверху-вниз», а «снизу-вверх», отражая баланс интересов множества участников (от расписаний отдельных вагонов и локомотивов, работников мобильных бригад – к расписаниям станций, дорог и всей системы железнодорожного транспорта).

При этом будет обеспечен важный принцип самоорганизации: локальные взаимодействия базовых элементов создают глобальные структуры, которые, в свою очередь, влияют на базовые элементы. В итоге образовавшееся расписание высшего уровня поможет обнаружить проблемы в расписаниях нижнего и целенаправленно воздействовать на него для улучшения требуемых параметров. Кроме того, при проектировании и реализации системы планируется применение самых современных методов математики, кибернетики и информационных технологий, таких как: мультиагентные технологии, программные платформы распределенной архитектуры, отраслевые языки, методы управления рисками, спутниковые технологии позиционирования объектов управления и мониторинга состояния инфраструктуры и многие другие.

В рамках предпроектной подготовки был проведен анализ ряда предлагаемых к реализации в проекте алгоритмов. Для проведения натурных испытаний в институте развернут стенд главного конструктора. На стенде отрабатываются конфликтные ситуации управления пассажирским движением на полигоне Санкт-Петербург – Москва.

Работы по созданию типовых решений запланированы на период до 2013 года, а адаптацию и внедрение системы в промышленную эксплуатацию планируется завершить в срок до 2015 г.

Новая система станет основной автоматизированной системой управления на базе использования новейших научных разработок в области управления бизнес-процессами, ориентированной на повышение качества транспортного обслуживания и оптимизацию взаимодействия всех производственных подразделений ОАО «РЖД». Ей предстоит обеспечить:

– все виды планирования (текущего, тактического и стратегического) каждого участника производственного процесса;

– квазиоптимальное перепланирование в реальном времени на основе прогнозирования развития ситуации в случае расхождения плана с фактом;

– комплексную технологию управления полным циклом производственного процесса в реальном времени на основе эффективного взаимодействия дирекций управления движением, тяги, инфраструктуры, сбыта, компаний-операторов и других участников процесса для выполнения принятого плана перевозок;

– принципы высокой самоорганизации и самосинхронизации каждого производственного узла на основе актуализированных показателей производственных процессов и ключевых показателей эффективности;

– высокий уровень технологической дисциплины за счет средств предупреждения нарушений, в противовес традиционно принятым средствам учета уже произошедших нарушений;

– ситуационную осведомленностью, каждого производственного узла о происходящих производственных процессах.

В этом году Российские железные дороги отмечают свой 175-летний юбилей. Инновационный путь реализации Стратегии развития отрасли обеспечивает ей необходимое обновление, как того требует само время.

Поздравляем с замечательным праздником всех работников железнодорожного транспорта!

© Евразия Вести IX 2012







IX 2012

Евразия Вести IX 2012

Реализация Стратегии инновационного развития ОАО «РЖД» на период до 2015 года

Инновационное развитие «РЖД»

Инновационные подходы в развитии инфраструктуры

Фактор, характеризующий инновационные возможности и инвестиционную привлекательность «РЖД»

Центр инновационного развития - роль и сотрудничество

ЦНТИБ: задачи и перспективы

Защита законных интересов членов Партнерства в органах государственной власти

Современные технологии для производства современной железнодорожной техники

Внедряем бережливое производство!

ИПЕМ: экспертное слово в транспортном машиностроении

Качество литейной продукции - залог безопасности движения на железных дорогах России

Ставка на инновации

В повестке дня - проблемы инновационного вагоностроения

Инновационный подвижной состав. Конструкторские решения и разработки

Давайте знакомиться ближе: «Российские железные дороги»

«ТВЕМА»: тенденции развития

От механических скоростемеров к комплексным системам

На смену старому подвижному составу

Железнодорожные инновации Синары

Комплексное диагностирование электропоездов в условиях депо

«Амстед Рейл» - инновации для российских железных дорог

Экспериментальное кольцо – уникальная испытательная база

PDF-формат



 

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

Евразия Вести