Admin

Информационное моделирование стрелочных переводов

КОРОЛЁВ В.В., Российский университет транспорта (МИИТ), канд. техн, наук

Аннотация. В статье проанализированы новые возможности применения информационного моделирования на примере стрелочных переводов. Дано новое определение информационного моделирования стрелочных переводов для цифровизации железной дороги. Сформулированы возможности применения информационного моделирования для конструирования новых стрелочных переводов.
Ключевые слова: стрелочный перевод, информационное моделирование, цифровые технологии, проектирование, конструирование.

Мы постоянно пытаемся облегчить себе жизнь с помощью различных технологий. В последнее время компьютерные мощности все быстрее и быстрее развиваются, цифровизация охватывает разнообразные отрасли и входит в обиход, благодаря Интернету обмениваться информацией становится намного легче. Стрелочное хозяйство железнодорожной отрасли также не стоит на месте и на данный момент использует широкие возможности информационных технологий для решения своих задач.


Сроки выполнения заказов по изготовлению стрелочной продукции становятся все жестче, а, значит, не только предприятиям-производителям, участвующим в этом процессе, но и проектным организациям необходимо сокращать трудозатраты благодаря существенной оптимизации форм и технологий проектирования. Стоит также отметить, что это косвенно влияет на качество элементов стрелочной продукции и время, затраченное на их изготовление. Новейшие проекты стрелочных переводов включают в себя не тысячи элементов, а десятки тысяч. При этом приходится применять новые технические решения, так как использование существующих уже не только не актуально, но и не отвечает современным техническим характеристикам [1]. Например, новые конструкции крестовинных узлов для высокоскоростных стрелочных переводов (рис. 1 и 2) существенным образом отличаются от ранее изготавливаемых и эксплуатируемых на российских железных дорогах.
Такие крестовинные узлы были созданы благодаря не только полному переосмыслению конструкции, но и применению возможностей современного конструирования и новейших технологий изготовления (рис. 3).
Сегодня активно развивается направление цифровизации железной дороги. Уже получен положительный эффект от внедрения в различных областях логистики, организации движения, проектирования, контроля на базе цифровых технологий и т. д. Так как путевое хозяйство представляет собой сложную многопрофильную систему, объединяющую объекты железнодорожного пути и комплекс специализированных хозяйственных предприятий основного и вспомогательного производства, в этом направлении остается еще очень много нерешенных задач. Например, уже сегодня существуют первые разработки так называемого цифрового железнодорожного пути, с помощью которого формируется алгоритм прогнозирования его работы. Однако в области стрелочных переводов данный подход неприемлем. Это объясняется тем, что стрелочное хозяйство имеет в разы больше граничных условий, чем непосредственно сам путь.
В связи с этим назрела необходимость разобраться в информационном моделировании стрелочной продукции [2].
Изначально под BIM (Building Information Modeling — информационное моделирование) подразумевалась модель здания или способ разработки проектно-рабочей документации. По сути, BIM следует понимать двояко: с одной стороны, это процесс, а с другой — продукт.
В первом случае информационные технологии представляют собой процесс, который включает создание, обмен, регулярное использование цифровой информации о здании или его части на протяжении всего жизненного цикла объекта.
Вместе с тем возникают и новые области использования BIM: например, применительно к стрелочному хозяйству технология будет называться «BIM Switch».

Большинство специалистов BIM Switch должны иметь инженерное образование. Следует понимать, что BIM Switch связано со стрелочным хозяйством, поэтому сотрудникам необходимо иметь компетенции и опыт в этой области. Также таким специалистам необходимо располагать углубленными знаниями в IT-сфере, уметь классифицировать информацию, работать с определенным программным обеспечением (ПО).
Итак, BIM Switch — процесс, который направлен на создание стрелочной продукции. Информационное моделирование поддерживается различными инструментами, технологиями и обязательствами, включающими создание и управление цифровыми представлениями физических и функциональных характеристик о стрелочном переводе. Информационные модели стрелочного перевода представляют собой компьютерные файлы, которые можно извлекать, обменивать или объединять в сеть для поддержки принятия решений в отношении построенного актива.
Кроме этого, под BIM Switch понимается модель стрелочной продукции, которая, помимо графического представления, имеет в своем составе атрибутивную информацию в виде элементов и параметров, описывающих ее, исходя из определенных требований В1М-процесса.
Рассмотрим градацию представления моделей продукции на примере стрелочного перевода.
Существуют 2О-чертежи стрелочной продукции. Это двумерные элементы, примитивы. В САПР (системе автоматизации проектных работ) 2D-проектирование может включать частные атрибуты, но трехмерного представления у него нет, либо оно
неполноценно.

ЗО-модель стрелочного перевода, по своей сути, имеет трехмерное графическое представление. Но она практически не обладает атрибутивной информацией, которая описывает ее физико-технические свойства. Элементы данной модели могут содержать лишь основные атрибуты, описывающие только ее геометрию (рис. 4).
BIM Switch — модель стрелочного перевода, которая, в свою очередь, является совокупностью элементов с разными типами данных. С этими атрибутами можно оперировать пользователю, а создатель модели может вложить в элементы нужную информацию.
Информационное моделирование стрелочной продукции позволяет унифицировать процесс создания проектной и рабочей документации. Это помогает выстроить эффективную работу, основанную на взаимодействии с элементами по заранее созданной логике, что перекладывает трудозатраты с проектировщиков на компьютерные мощности. В результате происходит уменьшение количества внутренних ошибок предприятия-изготовителя. Вся информация, связанная с проектом, находится в модели, с которой можно взаимодействовать, создавать на ее основе функции. Это уменьшает трудозатраты на рутинные операции.
Информационное моделирование позволяет использовать предыдущие проектные решения и наработки максимально эффективно. Редактирование и корректировка стрелочных узлов, заранее собранных конструкций становится менее трудоемким процессом, чем в традиционных приемах проектирования, что, в свою очередь, ускоряет процесс создания проекта
стрелочного перевода.
При использовании технологии информационного моделирования стрелочной продукции появляется возможность эффективнее обнаруживать проектные ошибки и разрешать коллизии, возникающие в ходе рабочего процесса. Это позволяет избежать дорогостоящих просчетов при разработке проектной документации на стрелочный перевод. Наглядность визуальной части предоставляет больше информации, что с максимальной вероятностью способствует созданию качественного проекта перевода или его отдельного узла. Взаимодействие с атрибутивной информацией модели позволяет комплексно выполнять определенные проверки будущего изделия на надежность его узлов в эксплуатации.


Использование технологии информационного моделирования стрелочной продукции дает возможность эффективно настроить совместную работу между специалистами. Используя локальную или облачную среду общих данных в BIM Switch-процессе, можно защитить основные файлы проекта от технических проблем. Возможность отслеживания предыдущих версий проекта стрелочного перевода и его синхронизация с резервной копией уменьшают процент возникновения технических нестыковок, а также делают процесс создания проекта более понятным.
Технология информационного моделирования стрелочной продукции дает возможность точно посчитать объемы работ. Это позволяет эффективно управлять стоимостью стрелочной продукции, а также способствует снижению финансовых рисков, которые связаны с неточностью оценки предстоящих затрат на изготовление стрелочного изделия.
BIM Switch-модель более наглядна для заказчика. Общее
представление о будущем стрелочном продукте позволяет избежать множества ошибок, улучшить взаимодействие между участниками проекта и заказчиком. Это дает возможность вовремя согласовать и внести изменения в проект стрелочного перевода с наименьшими издержками.
На этапе рассмотрения проектных решений будущего стрелочного перевода применение технологии информационного моделирования позволяет эффективно создать и воспроизвести оценку нескольких вариантов выполнения проекта. Это предоставляет ценную возможность сравнить возможные варианты решений с целью оптимизации затрат.
С помощью моделирования легко оценить взаимозаменяемость элементов стрелочных переводов разных проектов.
Использование современных решений, которые формируют или модернизируют среду общих данных, позволяет эффективно взаимодействовать всем участникам проекта. Информационная модель стрелочного перевода имеет всю необходимую информацию для проверки данного проекта с помощью специализированного ПО.

__________________
Телеграм-канал ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНИК