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:


 

ТРАНСЖАТ 2014


Версия для печати
Обсудить в форуме

ОАО «НИИАС»: новые подходы к системам управления на железнодорожном транспорте

VII Международная научно-практическая конференция «Автоматика и телемеханика на железнодорожном транспорте» и приуроченная к ней выставка достижений в области автоматики и телемеханики «ТрансЖАТ-2014» пройдут в г. Сочи 15–17 октября 2014 г. Впервые на объединенном стенде будут собраны воедино решения, призванные обеспечить безопасность движения, в разработке которых принимали участие российские и зарубежные компании, такие, как ОАО «ЭЛАРА», ОАО «НПО САУТ», ОАО «Ижевский радиозавод», ЗАО «ЭК «ВИП», ФГУП «ЭЗАН», ООО «Бомбардье Транспортейшн» (Сигнал), ЗАО «Форатек-АТ», ООО «Сименс», ООО «Сектор-Т» и ООО «ФЕСТО-РФ». Генеральным интегратором по разработке системы управления и обеспечения безопасности движения поездов является ОАО "НИИАС".

Первый заместитель генерального директора ОАО «НИИАС», доктор технических наук, профессор Ефим Наумович Розенберг в своей статье рассказывает о новых подходах к системам управления на железнодорожном транспорте.

ОАО «НИИАС»: новые подходы к системам управления на железнодорожном транспорте
ОАО «НИИАС»: новые подходы к системам управления на железнодорожном транспорте
ОАО «НИИАС»: новые подходы к системам управления на железнодорожном транспорте
ОАО «НИИАС»: новые подходы к системам управления на железнодорожном транспорте
ОАО «НИИАС»: новые подходы к системам управления на железнодорожном транспорте
ОАО «НИИАС»: новые подходы к системам управления на железнодорожном транспорте
ОАО «НИИАС»: новые подходы к системам управления на железнодорожном транспорте
ОАО «НИИАС»: новые подходы к системам управления на железнодорожном транспорте
ОАО «НИИАС»: новые подходы к системам управления на железнодорожном транспорте
Современное развитие железнодорожного транспорта требует новых подходов к созданию и эксплуатации жизненно важных систем управления и обеспечения безопасности движения поездов. До настоящего времени системы автоматики и телемеханики представляли собой достаточно разрозненные устройства, не имеющие унифицированных требований в части функциональной безопасности, надежности и кибербезопасности. Активная унификация данных требований, разработка методологии оценки киберзащищенности объектов управления, внедрение методики прогнозирования предотказного состояния элементов инфраструктуры, а также постоянное усложнение задач перевозочного процесса – все это делает переход к созданию современных комплексных систем интервального регулирования движения поездов крайне актуальным.

ОАО «НИИАС», дочернее предприятие ОАО «РЖД», является ведущей организацией отраслевой науки, деятельность которой направлена на повышение эффективности и безопасности функционирования железнодорожного транспорта на основе развития и внедрения современных средств информатизации, автоматизации, управления, связи и других высокотехнологичных достижений современной науки, техники и технологий. Институт определен головной организацией в целом ряде сфер отрасли:

– в сфере внедрения спутниковых технологий глобальных навигационных систем ГЛОНАСС и ГЛОНАСС/GPS, спутниковых систем дистанционного зондирования Земли, а также спутниковых систем цифровой связи (распоряжением президента ОАО «РЖД» В.И. Якунина № 2119р от 5 ноября 2007 г.);

– в сфере научно-технического сопровождения применения светодиодной техники (распоряжением президента ОАО «РЖД» В.И. Якунина № 44р от 15 января 2010 г.);

– по разработке и внедрению технических средств железнодорожной автоматики, систем управления и обеспечения безопасности движения поездов по инвестиционным проектам: «Хозяйство автоматики и телемеханики» и «Повышение безопасности движения» (распоряжением президента ОАО «РЖД» В.И. Якунина № 273р от 5 февраля 2011 г.);

– в сфере создания и внедрения интеллектуальных систем управления и автоматизации производственных процессов на железнодорожном транспорте (распоряжением президента ОАО «РЖД» В.И. Якунина № 1608р от 22 июля 2011 г.);

– по оценке кибербезопасности микропроцессорных систем управления ОАО «РЖД», разработке и реализации комплексных мер по обеспечению кибербезопасности и научно-техническому сопровождению этих систем (распоряжением президента ОАО «РЖД» В.И. Якунина № 2062р от 28 сентября 2013 г.);

– по научно-техническому сопровождению, формированию и актуализации электронных карт железных дорог, технической поддержке программного обеспечения систем управления и обеспечения безопасности движения поездов (распоряжением президента ОАО «РЖД» В.И. Якунина № 2300р от 28 октября 2013 г.).

Обязанности головной организации в указанных сферах предполагают проведение научно-технической политики, разработку технических требований, формирование инвестиционных программ, разработку и согласование технических решений, проведение экспертизы, внедрение, научно-техническое сопровождение разрабатываемых систем и прочие мероприятия по обеспечению инновационной деятельности Компании. В целях развития инновационных технологий и технических решений в микропроцессорных средствах железнодорожной автоматики и телемеханики совместно с Центральной дирекцией инфраструктуры ОАО «РЖД» выработан целый ряд требований, которые институт предъявляет к системам управления, разрабатываемым не только другими компаниями, но и специалистами ОАО «НИИАС». К числу данных требований относятся:

– применение систем интервального регулирования на перегонах без напольных светофоров с исключением специализации направления движения;

– наличие режима автоматического интервального регулирования (АИР) по главным станционным путям в выбранном направлении движения с возможностью, при этом, автономного управления маршрутами на остальных путях станций;

– возможность резервирования главных путей станции устройствами интервального регулирования АБ при неисправности ЭЦ;

– обеспечение цифровой увязки микропроцессорной ЭЦ с системами интервального регулирования АБ;

– наличие цифрового интерфейса с системой контроля маневровой автоматической локомотивной сигнализации (МАЛС) и интеграцией АРМ МАЛС и МПЦ;

– возможность передачи по радиоканалу дополнительной информации для резервирования и дублирования основных каналов управления движения поездами (АЛСН, АЛС-ЕН, временные ограничения скорости и т.д.);

– наличие цифрового интерфейса с системами верхнего уровня, в том числе с возможностью реализации функций линейного пункта ДЦ в системах МПЦ;

– интеграция с системой интеллектуального оповещения работающих на путях и информирования пассажиров;

– встроенная диагностика технического состояния микропроцессорной аппаратуры, позволяющая выявлять неисправные узлы системы, вести статистику отказов и сбоев, а также иметь сопряжения с системами контроля параметров других устройств СЦБ;

– резервирование каналов межстанционной связи кольцевой архитектурой с использованием интегрированных в систему объектных контроллеров концентраторов связи, что значительно увеличит функциональность, работоспособность и живучесть системы в случае повреждения кабеля;

– разработка принципов архитектуры центрального процессорного устройства ЦП по принципу «(2 из 2) X 2» для работы аппаратного и программного обеспечения. В случае отказа основного полукомплекта ЦП централизации, полукомплект ЦП, находящийся в горячем резерве, принимает на себя выполнение функций основного, продолжая выполнение заданных маршрутов без перерывов в работе системы;

– применение помехозащищенных рельсовых цепей тональной частоты с дополнительной кодовой защитой в целях электромагнитной совместимости с современным тяговым подвижным составом;

– разработка новой технологии АЛСО с «подвижными» блок-участками в системах интервального регулирования на перегонах;

– применение двухканальной автоматической локомотивной сигнализации АЛС-ЕН и АЛСН с возможностью переключения частот кодирования программным способом;

– разработка новой технологии с возможностью реконфигурации логики проследования ложной занятой рельсовой цепи;

– увязка с системами пересчета вариантных графиков;

– обеспечение эксплуатационной совместимости при взаимодействии с эксплуатируемыми локомотивными устройствами безопасности на сети железных дорог ОАО «РЖД».

Данные требования во многом уже сейчас реализуются при создании системы интервального регулирования движения поездов для Малого кольца Московской железной дороги (МКМЖД). В процессе разработки была поставлена задача создания современной системы интервального регулирования и обеспечения безопасности движения поездов на перегонах с централизованным размещением аппаратуры на прилегающих станциях, контролирующей целостность и свободность участков пути посредством рельсовых цепей тональной частоты без изолирующих стыков. При этом предусмотрен усовершенствованный алгоритм формирования модели поездной ситуации по сигналам от рельсовых цепей и/или по координатам поездов, получаемых по радиоканалу. Локомотив принимает сигналы по каналам АЛСН и/или АЛС-ЕН, а также посредством дублирующего цифрового радиоканала.

В качестве аппаратуры рельсовых цепей на перегонах и станциях кольца используются рельсовые цепи системы АБТЦ-МШ, работающие в частотном диапазоне от 475 до 925 Гц с дополнительным кодовым разделением сигналов – предусматривается возможность кодирования сигнала на каждой частоте одним из 12 различных кодов. Взаимодействие аппаратуры рельсовых цепей АБТЦ-МШ с микропроцессорной централизацией типа EBILоck 950 осуществляется по цифровому интерфейсу. Управление перегонными устройствами осуществляется системой АБТЦ-МШ, информация для автоблокировки об установленном направлении движения и состоянии входных светофоров поступает от МПЦ EBILоck 950. От устройств АБТЦ-МШ в устройства МПЦ EBILock 950 передается информация о состоянии рельсовых цепей, диагностическая информация об исправности аппаратуры, о выполнении логических зависимостей. От МПЦ EBILоck 950 в устройства АБТЦ-МШ поступает информация об установленных режимах работы, об установленных маршрутах движения, о включении кодирования и т.д.

С целью сокращения межпоездного интервала, особенно при движении в пределах станции, вместо традиционной системы интервального регулирования поездов (СИР) с фиксированными блок-участками будет применяться СИР с «подвижными» блок-участками, которая имеет ряд преимуществ по сравнению с СИР первого типа. Впервые СИР с «подвижными» блок-участками была реализована на перегоне Электросталь – Ногинск МЖД на базе аппаратуры системы автоблокировки типа АБТЦ-М. На МКМЖД система подобного типа будет использоваться для регулирования движения поездов не только на перегонах, но и станциях.

В качестве промежуточного варианта СИР с «подвижными» блок-участками можно считать систему автоблокировки с автоматической локомотивной сигнализацией как самостоятельным средством сигнализации (систему АЛСО). В этой системе не применяются проходные светофоры, а управление движением организуется по показаниям локомотивных светофоров. Границами блок-участков являются специальные знаки или входные светофоры. В состав каждого блок-участка, как правило, входит до 3–4 рельсовых цепей тональной частоты. Границы «подвижных» блок-участков не привязаны жестко к напольным объектам (светофорам и специальным знакам), а таким образом смещаются за хвостом поезда, чтобы обеспечить допустимое по условиям обеспечения безопасности расстояние между двумя сближающимися соседними подвижными единицами.

Для обеспечения использования СИР с «подвижными» блок-участками для интервального регулирования движения по станционным путям, которые являются продолжением перегонных путей, предусматривается два режима работы СИР на станции – автоматическое управление и управление оператором. Первый из них применяется только для поездных маршрутов, в которые входят станционные пути, являющиеся продолжением перегонов. В остальных случаях может использоваться только режим управления оператором (дежурным по станции или поездным диспетчером) в соответствии с установленными зависимостями.

На МКМЖД планируется организовать единый диспетчерский Центр управления движением (АСУ-Д) и радиоканал для передачи на локомотив дополнительной информации. В дальнейшем это могут быть сигналы управления движением, дублирующие канал АЛС. Предусматривается также использование Централизованной интегрированной системы информирования пассажиров, оповещения работающих на железнодорожных путях и парковой станционной связи (ЦИСОП), которая будет получать необходимые данные непосредственно от МПЦ ЕIBLock 950 и автоматизированных систем управления движением.

Созданная система управления и обеспечения безопасности движения на МКМЖД обладает следующими преимуществами:

– использует рельсовые цепи тональной частоты повышенной помехозащищенности;

– отсутствуют напольные светофоры и используются только локомотивные светофоры;

– обеспечено аппаратное и логическое резервирование выполняемых функций;

– аппаратура системы является полностью бесконтактной;

– в системе реализована автоматизированная настройка параметров рельсовых цепей и автоматизированное измерение параметров сигналов контроля рельсовой линии, АЛСН и АЛС-ЕН.

Внедрение указанных технических решений и технологий позволяет обеспечить весьма жесткие требования, предъявляемые к системе:

– обеспечение пропускной способности кольца для реализации высокоинтенсивного движения поездов с плановым интервалом 3,5 мин. и реализации вариантных оперативных графиков движения с интервалом 2,5 мин. при возникновении конфликтных ситуаций;

– обеспечение заданных показателей готовности инфраструктуры для обеспечения высокоинтенсивных перевозок.

В настоящее время для повышения безопасности и эффективности работы железнодорожного транспорта широко используются технические средства автоматизированного и автоматического управления различными техническими процессами, активно внедряются программно-управляемые системы на основе микропроцессоров и робототехнические комплексы с элементами искусственного интеллекта. Однако при этом возрастает вероятность проведения сетевых кибернетических и компьютерных атак на них. Широкое использование территориально-распределительных компьютерных сетей и специфика современных протоколов позволяют скрывать следы и источники атаки. Для снижения негативного влияния этих воздействий необходимо внедрять технологии кибербезопасности. Сейчас вопросы кибербезопасности стали особо актуальны, прежде всего, в связи с использованием стандартного системного и прикладного программного обеспечения в сочетании с применением сетевых протоколов семейства ТСР/IP. Несмотря на положительный экономический эффект такого подхода, механическое тиражирование этих технологий приводит к наследованию их слабых сторон. С точки зрения кибербезопасности – это уязвимости (свойства информационных систем), которые злоумышленник может использовать для реализации атаки.

Согласно статистике компании Secunia (Дания), количество выявленных уязвимостей в различных системах и приложениях ежегодно увеличивается. Так, в прошлом году их число уже достигло 13 073, что почти на треть больше, чем в 2012 году, когда оно составляло 9875. Аналогичная тенденция прослеживается и в специализированных системах управления производственным процессом. Согласно отчету ЗАО «Позитив Технолоджиз» количество уязвимостей в компонентах АСУ ТП (SCADA, PLC) с 2010 г. выросло в 10 раз.

Еще одним немаловажным фактором является интеграция с системой передачи данных (СПД) и реализация интерактивности информационных сервисов. Это приводит к увеличению поверхности атак (возможных точек для нападения) и расширению количества потенциальных источников негативного информационного воздействия.

В современном мире свою лепту вносит также и геополитика. Железнодорожный транспорт должен быть устойчив к негативным воздействиям со стороны других государств, в которых создают и развивают военные подразделения, ориентированные на действия в киберпространстве.

Объектами кибератак на железнодорожном транспорте могут являться бортовые программно-аппаратные системы управления локомотивами, микропроцессорные системы железнодорожной автоматики и телемеханики и электроснабжения.

Нарушение штатного режима работы микропроцессорных информационно-управляющих систем способно значительно снизить эффективность работы участка железной дороги. Так например, системы интервального регулирования движения на скоростных и высокоскоростных участках активно используют радиоканал. В случае негативного воздействия на него, например, с изпользованием средств подавления диапазона ISM или GSM, определение скорости движения и многих других параметров становится невозможным. Это потребует перехода на движение по сигналам автоблокировки и приведет к увеличению интервала попутного следствия, а следовательно, и снижению пропускной способности участка.

При отсутствии адекватных средств защиты неспециализированные распространенные компьютерные вирусы способны негативно влиять на элементы микропроцессорных систем и их функциональную безопасность в целом. При этом, например, может блокироваться или выводиться из строя АРМ ДСП, использующее стандартную оперативную систему семейства Windows.

Более опасные угрозы связаны с возможностью нарушения безопасности движения поездов из-за вмешательства в алгоритмы работы стационарных устройств микропроцессорных систем ЖАТ и бортовых устройств безопасности на локомотивах. Превышение максимально допустимой скорости, задание враждебных маршрутов, изменение состояния сигналов на станции и перегонах чреваты очевидными последствиями вплоть до крушения.

Необходимо максимально использовать достижения науки и техники для развития и широкого внедрения на железнодорожном транспорте технологий кибербезопасности.

Все программно-управляемые микропроцессорные системы железнодорожного транспорта нужно обязательно проверять на функциональную безопасность, отсутствие незадекларированных возможностей и несанкционированного доступа. Схемотехнические решения и программное обеспечение таких систем уже на стадии проектирования должны учитывать возможность проведения различного рода кибератак.

Следует постепенно переходить на полный цикл производства таких систем в России с использованием отечественной элементной базы. Нужно внедрять принципы открытого программного продукта и разрабатывать новые альтернативные варианты управления движением поездов при безусловном сохранении существуюших ручных режимов управления, которые будут незаменимы в случае широкого проведения кибератак.

© Евразия Вести IX 2014



IX 2014

Евразия Вести IX 2014

Безопасность, надежность, функциональность инфраструктуры ОАО «РЖД»

Эффективность работы инфраструктурного комплекса

Решение главных задач управления автоматики и телемеханики

Развитие железнодорожной автоматики и телемеханики в современных условиях

Интегрированние в современное производство

ПКТБ ЦШ: эффективное техническое обслуживание и ремонт средств ЖАТ

Внедрение методологии УРРАН в хозяйстве автоматики и телемеханики

О критериях инфраструктурных ограничений в хозяйстве ЖАТ

Международное сотрудничество - перспективное развитие инфраструктуры российских железных дорог

ОАО «Радиоавионика»: обеспечить текущие потребности и работать на перспективу

Константин Хромушкин: «Импортозамещение как основа инноваций в России»

ОАО «ЭЛТЕЗА» - от современного производства до комплексного обслуживания

Тенденции развития железнодорожного транспорта в России: взгляд производителя ж.д. Техники

Отечественные системы ЖАТ: эффективность, безопасность, надежность

Интеллектуальная диагностика в СЦБ

Диагностика и мониторинг объектов инфраструктуры ОАО «РЖД»

Новые подходы к диагностике устройств ЖАТ

«НПО САУТ»: 20 лет на службе ЖАТ

От полигонных изысканий до комплексных технологических решений

Безопасность начинается с проекта

ЗАО НПО «РоСАТ»: Да будет свет!

Передовые технологии и высокоэффективные решения

ОАО «ЭЛАРА» - стандарты надежности и качества для железнодорожной отрасли

Новая серия устройств бесперебойного питания для аппаратуры ЖАТ

Светлая память …

PDF-формат



 

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

Евразия Вести