Admin

Нормативное обеспечение проекта по внедрению систем управления подвижным составом в автоматическом режиме

Д.В. ЕМЕЛЬЯНОВ, начальник отдела скоростного и высокоскоростного моторвагонного подвижного состава,
В.В. КОБЫЛЯНСКИЙ, заместитель директора,
А.В. АЗАРЕНКО, начальник отдела стандартизации, метрологии и управления качеством,
Н.С. ФИЛИМОНОВА, ведущий конструктор отдела стандартизации, метрологии и управления качеством,
Проектно-конструкторское бюро локомотивного хозяйства — филиал ОАО «РЖД»

Одним из приоритетных направлений технического развития железнодорожного подвижного состава во всем мире является повышение уровня его автоматизации, а именно перевод в так называемый «беспилотный» режим управления. Исходя из терминов нормативной документации, «беспилотный» режим управления является 4-м уровнем автоматизации железнодорожного подвижного состава, в соответствии с проектом ПНСТ МЭК-62290 «Системы управления и контроля для железнодорожных пассажирских перевозок в городском и пригородном сообщении. Часть 1. Принципы и фундаментальные концепции построения системы» (см. таблицу) [1].
Пассажирские поезда с 4-м уровнем автоматизации курсируют в 20 странах мира. В первую десятку крупнейших по протяженности беспилотных железнодорожных линий входят такие города, как Дубай (80 км), Ванкувер (68 км), Сингапур (65 км), за ними — Лилль, Пусан, Париж, Куала-Лумпур, Тулуза; дальше — Тайбэй и Токио (по 25 км). В Париже, например, работает специальная линия метро, на которой автоматически управляемые поезда осуществляют сообщение между аэропортом «Орли» и станцией экспресс-метро (RER) «Антони» на линии «В». В течение года перевозится около 2,5 млн пассажиров.
В Ванкувере действует самая протяженная в мире система легкого метро с полностью автоматическим управлением SkyTrain [2].
В нашей стране ОАО «РЖД», не отставая от мировых трендов, также развивает беспилотный железнодорожный тяговый подвижной состав.

На станции Лужская в 2015 г. стартовал проект по автоматизации движения трех маневровых локомотивов ТЭМ7А, где научно-отраслевой институт АО «НИИАС» выступил интегратором проекта и разработчиком базовых технологий. В настоящее время ОАО «РЖД» по согласованной с Министерством транспорта РФ дорожной карте ведет совместно с ООО «Уральские локомотивы», АО «НИИАС», АО «ИЦЖТ», НПО «САУТ», АО «ВНИИЖТ» и ПКБ ЦТ ОАО «РЖД» разработку электропоездов «Ласточка» для Московского центрального кольца с 4-м уровнем автоматизации. Основной целью данного проекта является создание высокотехнологичного железнодорожного подвижного состава, работающего в автоматическом режиме без участия человека [3].
С этапами реализации, структурой и техническими решениями проекта можно ознакомиться в статье начальника Департамента технической политики ОАО «РЖД» В.Е. Андреева «О комплексном проекте внедрения системы управления движением электропоездов ЭС2Г"Ласточка"» на Московском центральном кольце (МЦК) в автоматическом режиме» [4].


При разработке высокотехнологичного железнодорожного подвижного состава, работающего в автоматическом режиме без участия человека, ОАО «РЖД» особое внимание уделяет вопросам нормативного регулирования и разработке новых нормативных документов, формализующих и гармонизирующих процесс разработки и постановки на производство нового тягового подвижного состава.
Основной целью разработки нормативной документации для проекта по внедрению систем управления движением в автоматическом режиме является создание нормативной базы, устанавливающей терминологию, технические и функциональные требования, технологию работы и требования к персоналу для обеспечения безопасности перевозки пассажиров, а также минимизация возможных рисков. Для достижения вышеуказанной цели, распоряжением ОАО «РЖД» утвержден План выполнения работ по нормативному обеспечению реализации мероприятий по внедрению систем управления железнодорожным подвижным составом в автоматическом режиме в период 2020 — 2022 гг. (далее — План), включающий в себя 21 нормативный документ, требующий разработки или актуализации.


Всего в рамках Плана требуется актуализировать 8 документов, из которых 3 стандарта (межгосударственный и профессиональные), 2 положения, 2 инструкции и руководство по управлению тормозами.
Наряду с этим ведется разработка 13 документов, наиболее важными и основополагающими из которых являются:

• разработка ПНСТ «Системы управления железнодорожным подвижным составом в автоматическом и дистанционном режимах. Термины и определения»;
• разработка ГОСТ Р «Системы управления и контроля железнодорожного транспорта для перевозок пассажиров в пригородном сообщении. Принципы построения и основные функциональные требования»;
• разработка ПНСТ «Системы управления железнодорожным подвижным составом в автоматическом и дистанционном режимах. Общие технические требования»;
• разработка ПНСТ «Системы управления подвижным составом в автоматическом и дистанционном режимах. Требования к подсистеме распознавания объектов».

Указанные стандарты содержат классификацию уровней автоматизации управления тяговым железнодорожным подвижным составом, принципы построения систем управления и контроля железнодорожного транспорта, требования к системам управления для осуществления перевозок на железнодорожном транспорте, требования к структуре систем автоматического управления, функциональные требования, требования безопасности и надежности, а также метрологические требования.
Одним из базовых стандартов является ПНСТ «Системы управления железнодорожным подвижным составом в автоматическом и дистанционном режимах. Термины и определения». Данный стандарт необходим для обеспечения идентификации процессов, единства терминологии и определений в области управления железнодорожным подвижным составом в автоматическом и дистанционном режимах, при разработке и изготовлении данных систем.
В качестве примера необходимо отметить, что для практического использования вводятся новые термины и их определения, характеризующие отдельные технические системы и процессы, реализуемые в автоматических системах управления. Например:

• уровень автоматизации железнодорожного подвижного состава (УА ЖД ПС): показатель, характеризующий способность автоматизированной системы выполнять возложенный на нее функционал программно-аппаратными средствами. Чем выше уровень автоматизации, тем меньше требуется участие человека для функционирования системы;
• машинист-оператор: работник, в дистанционном режиме осуществляющий управление и контроль за функционированием и техническим состоянием ЖД ПС, безопасностью людей и обеспечением безопасности движения ЖД ПС;
• центр дистанционного контроля и управления (ЦДКУ): стационарный или передвижной пункт, оборудованный техническими средствами для организации движения ЖД ПС, осуществления управления ЖД ПС в дистанционном режиме, а также контроля за эксплуатацией и техническим состоянием ЖД ПС, безопасностью людей и обеспечением безопасности движения ЖД ПС;
• цифровая модель пути: информационно-математическое описание параметров железнодорожного пути с целью удобства проведения анализа работы транспортной системы в части обеспечения ситуационной осведомленности, а также содержащее данные, учитываемые АСУ для управления ЖД ПС в автоматизированном и автоматическом режимах;
• контур безопасности: совокупность технических, программных и программно-технических средств, реализующих конкретную функцию безопасности;
• система технического зрения (машинного зрения): система а п-паратных и программных средств для получения, преобразования и анализа данных, поступающих с устройств получения и детектирования изображений, предназначенная для управления на основе этих данных действиями программно-управляемых технических устройств.

Одной из неотъемлемых и высокотехнологичных частей системы автоматического управления является система технического зрения подвижного состава, назначение которой состоит в возможности распознавания объектов с последующей передачей сигналов в микропроцессорную систему подвижного состава для анализа и реализации последующих действий, с безусловным обеспечением безопасности движения.
Отсутствие стандартизованных требований к подсистемам распознавания объектов для нужд управления железнодорожным подвижным составом как в автоматическом, так и ручном режимах обусловило необходимость разработки еще одного стандарта — ПНСТ «Системы управления подвижным составом в автоматическом и дистанционном режимах. Требования к подсистеме распознавания объектов», который позволит сформировать единые требования к подсистемам распознавания как в части автоматизированных систем управления, так и в качестве самостоятельных вспомогательных устройств помощи локомотивной бригаде.
Устанавливаемые данным стандартом требования включают следующие требования:

• к общим техническим системам распознавания;
• к условиям эксплуатации;
• к функционалу;
• к составу распознаваемых объектов;
• к состояниям и переходам процесса распознавания;
• критерии активации процесса распознавания;
• к обобщенному алгоритму распознавания;
• к проведению испытаний подсистем распознавания.

Динамичное развитие и внедрение «беспилотных» проектов в железнодорожной отрасли, а также потребность в создании соответствующей нормативной базы привели к необходимости внесения изменений в существующую систему стандартизации. Так, для нормативного регулирования реализуемых «беспилотных» проектов в соответствии с приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 22.10.2020 № 1736 в ТК 045 «Железнодорожный транспорт» был создан дополнительный подкомитет по стандартизации — ПК 21 «Автоматическое управление тяговым подвижным составом», секретариат которого функционирует на базе ПКБ ЦТ ОАО «РЖД». Возглавляет работу подкомитета директор ПКБ ЦТ ОАО «РЖД», канд. техн. наук. Ю.И. Попов.
Подкомитет осуществляет общую координацию работ по рассмотрению стандартов, регламентирующих различные требования к системам управления железнодорожным подвижным составом в автоматическом и дистанционных режимах, а также проводит экс
пертизу документов по стандартизации в закрепленной за подкомитетом области деятельности с подготовкой соответствующего экспертного заключения и последующего представления стандартов на голосование (утверждение). Работа подкомитета предусматривает стандартизацию основополагающих процессов и нормативное регулирование частных задач в сфере автоматического управления железнодорожным подвижным составом.
В состав подкомитета вошли специалисты машиностроительных предприятий, компаний-поставщиков комплектующего оборудования, в том числе систем управления и программного обеспечения, научно-отраслевого комплекса ОАО «РЖД», представители испытательных центров, специалисты в области стандартизации.
В заключение отметим, что процесс внедрения систем управления железнодорожным подвижным составом в автоматическом режиме ОАО «РЖД» при поддержке Министерства транспорта РФ успешно организован и гармонизирован, что позволяет динамично развивать новые области научных знаний, искусственного интеллекта, транспортных технологий и железнодорожного машиностроения.

Библиография
1. ПНСТ (МЭК 62290-1:2014). Системы управления и контроля для железнодорожных пассажирских перевозок в городском и пригородном сообщении. Ч. 1. Принципы и фундаментальные концепции построения системы : проект национального стандарта. М.: Стандартинформ, 2014. URL: http://webportalsrv.gost.ru/portal/notifppns.nsf/c1996d8e531 1633bc2257be90057a45f/8a8bb9a5d7c149d0432581bb004568cc/ SFILE/ПНСТ %20МЭК %20 62290-1 %201 %20ред. %20для %20ACY.pdf.
2. Беспилотные поезда. Будущее уже наступило! // Picabu.ru : портал. 2021. 15 апр. https://pikabu.rU/story/bespilotnyie_poezda_budushchee_uzhe_nastupilo_8144 920#. (По статье из журнала Railway Supply).
3. Попов П. Развитие беспилотных технологий на железнодорожном транспорте. // Хабр: портал. 2020.15 мая. URL: https://habr.com/ru/post/502202/.
4. Андреев В.Е. О комплексном проекте внедрения системы управления движением электропоездов ЭС2Г «Ласточка» на МЦК в автоматическом режиме // Железнодорожный транспорт. 2020. № 11. С. 5 — 11.