Admin

Интеллектуальные технологии на транспорте: сущность и развитие

В настоящее время стало очевидно: будущее транспортного комплекса России вообще и железнодорожного транспорта в частности за интеллектуальными системами, ведущая роль в создании которых отводится отраслевой науке. О деятельности ОАО «НИИАС» в этом направлении мы попросили рассказать заместителя директора по науке и инновациям ростовского филиала ОАО «НИИАС» д.т.н., профессора Николай Николаевич Лябаха.


Как показали научные форумы двух последних лет (два конгресса по интеллектуальным системам на транспорте, конференция по автоматизации сортировочных станций), разработка интеллектуальных транспортных систем (ИТС) в нашей отрасли сводится пока по существу только к демонстрации полезности тех или иных ИТС-технологий. Тому есть ряд объективных и субъективных причин, важнейшими из которых являются:

– отсутствие общей обеспеченной финансами, оборудованием и кадрами обеспеченной концепции разработки ИТС на железнодорожном транспорте;

– отсутствие тесной и согласованной связи трех заинтересованных сторон процесса: администрации компании, потребителей инновационных технологий и их разработчиков;

– нет системы подготовки и стимулирования кадров. Система корпоративного обучения ОАО «РЖД» настроена только на подготовку управленческих, а не профессиональных кадров отрасли.

Следствием действия этих факторов является нечеткое и неполное понимание разработчиками следующих важных вопросов:

– какие информационные технологии, технологии управления востребованы в транспортном комплексе страны сегодня, в чем он будет нуждаться завтра;

– какими средствами (математическими, программными, техническими) их следует разрабатывать;

– по каким критериям оценивается успешность разработки ИТС (организационным: простота разработки и внедрения, расширение спектра функций системы; экономическим: затратность, рентабельность, прибыльность; социально значимым: облегчение труда оператора, расширение его возможностей по мониторингу и управлению);

– кто финасирует эти разработки и в какой пропорции?

Действительно им непонятно, что востребовано практиками сейчас и каковы перспективы развития систем управления на транспорте? Их целенаправленно никто не организовывает на рынке автоматизации технологическими процессами и не обеспечивает средствами (математическими, техническими, программными). Нет должной заинтересованности и вследствие неурегулированного вопроса об интеллектуальной собственности. От этого продуктивность работы ученых не велика.

В настоящее время активно развиваются те ИТС-технологии, которые в ближайшей перспективе будут востребованы рынком, и те, которые направлены на решение корпоративных задач в системах управления перевозками грузов и пассажиров на различных видах транспорта.

В настоящее время уже начали реализовываться некоторые проекты создания локальных ИТС, но отсутствие унификации используемых средств и решений, а также комплексного подхода к решению транспортных проблем и системной работы в данном направлении в конечном итоге блокирует развитие рынка ИТС.

В качестве одного из примеров успешных системно-технических решений в сфере практической реализации ИТС можно привести исследования, проводимые ОАО «НИИАС» по созданию интеллектуальной системы комплексного управления движением поездов на скоростном направлении Москва – Санкт-Петербург. Данная разработка должна стать пробным проектом, на котором отрабатываются технологии создания аналогичных систем. Это прообраз будущих систем интеллектуального транспорта, интегрирующий в себе все разработанные к настоящему времени в интересах ОАО «РЖД» инновационные технические решения.

В рамках этой системы увязываются ключевые блоки, включая диспетчерское управление движением поездов с применением спутниковых навигационных технологий и систем цифровой связи, безопасность движения, мониторинг инфраструктуры, диагностика подвижного состава, инструментальные средства.

В частности, уже реализованы подсистемы «Автодиспетчер» и «Автомашинист», а также автоматическое формирование вариантных графиков движения поездов с передачей данных на локомотив с использованием технологической связи с Центром управления скоростным движением через систему TETRA.

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.

С точки зрения реализации транспортных технологий, описанная система действительно представляет собой значимый прорыв, реализуя наиболее полный спектр функций системы, используя последние достижения в области информационных технологий. Вместе с тем не вполне ясно, что превращает данную систему в интеллектуальную? 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, то есть функционирования, в процессе которого появляются новые знания об объекте управления, совершенствуются механизмы машинного принятия решений, осуществляется взаимное обучение операторских и машинных звеньев системы. Среди выше объявленных функций к таковым относятся: «автоматическая идентификация технических средств», «видеосчитывание номеров вагонов». Рассматриваемая система является технико-технологической оболочкой, наполнение которой интеллектуальными технологиями и превратит ее из информационной в интеллектуальную.

В качестве показательных примеров иных разработок в области ИТС, разрабатываемых сотрудниками Ростовского филиала ОАО «НИИАС», можно привести следующие подсистемы автоматизации сортировочной работы:

– выбора в парке приема состава к роспуску на сортировочной горке (иначе: определение оптимального порядка надвига составов, исходя из заданных критериев работы сортировочной системы);

– прогнозирования текущей скорости надвига состава, учитывающей как свойства отцепов (порядок следования «плохих» и «хороших» бегунов), так и координаты их остановки в парке формирования;

– расчет скорости выхода отцепа из тормозной позиции, удовлетворящей требованиям прицельного и интервального управления скатыванием;

– управление тормозной позицией до заданной расчетной скорости (технология разработана для импульсного торможения отцепов);

– управление маневровыми передвижениями в подгорочном парке;

– учет погодных и климатических условий осуществления сортировочного процесса;

– формирование благоприятного климата в «офисе» операторов-управленцев (кабина машинистов, различные диспетчерские пункты разных уровней и сфер управления железнодорожным транспортом).

Рассмотрим подробнее сущность функционирования последней подсистемы и прокомментируем на этом примере отличительные особенности интеллектуальных систем.

Эффективная работа каждого члена команды существенным образом зависит от условий, созданных в офисе. С целью обеспечения последних в теории и практике управления появилась новая категория «умный дом». Предполагается, что эта система в автоматическом режиме следит за показателями (температура, влажность, освещенность, безопасность и пр.) объекта управления (квартиры, дома, офиса) и при необходимости корректирует их, протоколируя все изменения.

В отличие от «умного дома», лишь удерживающего установленные показатели в нужных пределах, «интеллектуальный офис» «умеет» определять и хранит в своей памяти оптимальные значения указанных показателей для каждого оператора и на этой основе способен:

– формировать наиболее подходящие для совместной работы команды (люди, близкие друг к другу по своим показателям);

– вырабатывать приемлемый климат в помещении, исходя из интересов всей группы сотрудников или учитывая их ранг;

– изменять этот климат, идентифицируя изменение состояний членов команды в процессе работы (степень усталости), а также изменение ритма работы, показателей внешней среды и пр.

Таким образом, ИТС не только современное оборудование и новейшие информационные технологии, а в основном это системы, продуцирующие знания и пользующиеся ими в процессе работы.

В настоящее время можно выделить три основных направления деятельности института:

– разработка современных технологий управления;

– создание интеллектуального подвижного состава и инфраструктуры;

– обеспечение безопасности транспортных процессов.

Сущность разрабатываемых направлений заключается в следующем.

Современные технологии управления предусматривают использование ситуационных моделей, мониторинговых прогнозных систем перевозочного процесса, логистики, динамических эксплуатационных резервов пропускной и провозной способности железнодорожных линий, а также применение интеллектуальных автоматизированных систем управления.

Интеллектуальный подвижной состав и инфраструктура создаются на основе самодиагностируемых объектов, обеспечивающих не только передачу оперативной информации о техническом состоянии, остаточном ресурсе, целесообразности изменения режима работы или необходимости вывода из эксплуатации, но и сокращение удельного энергопотребления и эксплуатационных затрат.

В рамках обеспечения безопасности разрабатывается приемник сигналов автоматической локомотивной сигнализации нового поколения, реализованный на перспективной элементной базе с использованием корреляционных алгоритмов приема и обработки сигналов. Предусмотрено внедрение системы автоблокировки с тональными рельсовыми цепями, централизованным размещением аппаратуры и дублирующими каналами передачи информации (АБТЦ-М). Данное решение представляет собой микропроцессорную систему интервального регулирования и обеспечения безопасности движения поездов на перегонах.

К другим не менее важным задачам, стоящим сегодня перед институтом, относится создание интегрированной системы безопасности движения поездов, обеспечивающих доставку пассажиров на объекты олимпийских игр «Сочи-2014», комплексной системы безопасности движения поездов и оптимизации станционной и маневровой работы с использованием адаптивного интервального регулирования, разработка автоматизированных систем учета энергопотребления, информационной безопасности, а также систем связи.

В этой связи хотелось упомянуть еще об одной разработке Ростовского филиала ОАО «НИИАС»: создание систем мониторинга и управления состоянием искусственных сооружений железнодорожного транспорта на основе беспроводных сенсорных сетей. Эта разработка имеет широкий спектр практических приложений: обеспечение безопасности зданий (вокзалов, производственных помещений, перегонов, подвижных единиц). В настоящее время система настроена на мониторинг оползнеопасных территорий, на которых располагаются объекты железнодорожного транспорта. В этом направлении уже выполнено: разработана общая идеология системы, подобраны и при необходимости изготовлены технические средства мониторинга, написано программное обеспечение системы. Создан действующий макет для отладки и проверки отдельных модулей системы.

Учитывая приведенный краткий анализ систем, разрабатываемых Ростовским филиалом, перечень направлений ОАО «НИИАС» можно расширить, включив в него следующие:

– разработка подсистем интеллектуального функционирования на сортировочных станциях;

– разработка систем мониторинга и управления состоянием искусственных сооружений железнодорожного транспорта.

__________________
Телеграм-канал ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНИК

Если у вас возникли вопросы по работе сайте - пишите на почту admin@scbist.com