[06-2026] Работа тепловоза ТЭМ7А с САУ ГЛ на станции Лужская в режиме «АВТОМАШИНИСТ»

[Admin]

Работа тепловоза ТЭМ7А С САУ ГЛ на станции Лужская в режиме «АВТОМАШИНИСТ»

Ю.В. БАБКОВ, канд. техн. наук, генеральный директор,
С.Н. ЖУРАВЛЕВ, канд. техн. наук, заместитель главного инженера по перспективным проектам,
А.А. ПРОНИН, заведующий отделом микропроцессорных систем управления и регулирования,
Р.В. ГАВРИЛЕЙ, заведующий лабораторией,
А.А. ПЫРИКОВ, ведущий программист,
АО «Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава» (АО «ВНИКТИ»)

Аннотация. Приведено описание модернизированной системы управления горочным локомотивом ТЭМ7А и описание функционального расширения работы технологии «Автомашинист».
Ключевые слова: система автоматического управления горочным локомотивом САУ ГЛ, ТЭМ7А, автомашинист, цифровая железная дорога.


Всоответствии с «Транспортной стратегией Российской Федерации до 2030 года с прогнозом на период до 2035 года» [1] одним из приоритетных направлений развития автономного железнодорожного транспорта признано развитие железнодорожных станций, оснащенных инфраструктурой функционирования беспилотного транспорта. На сегодняшний день одной из крупнейших и современных сортировочных станций сети железных дорог России и лидером внедрения новейших технологий является станция Лужская Октябрьской дороги.
В рамках реализации комплексного проекта «Цифровая железная дорога» в 2015 г. на станции Лужская был запущен проект по созданию системы управления горочными локомотивами ТЭМ7А в режиме работы «Без машиниста». Три пилотных тепловоза ТЭМ7А, эксплуатируемые на станции, были оборудованы системой автоматического управления горочным локомотивом (САУ ГЛ, разработка АО «ВНИКТИ»), маневровой автоматической локомотивной сигнализацией (МАЛС, разработка АО «

НИИАС

»), бортовым оборудованием системы механизации и автоматизации сортировочной горки (MSR-32, разработка Siemens), которые обеспечивают информационную интеграцию «умного» локомотива со стационарным оборудованием систем МАЛС,

MSR32

.
Это позволило автоматизировать работу в парке приема станции Лужская до уровня автоматизации УА2 по российской классификации. При этом все функции управления локомотивом (такие как обеспечение безопасности движения и контроль свободности пути, управление тягой и торможением, сцепка с составом и др.) выполняются автоматически, а машинист находится на локомотиве для решения нештатных ситуаций [2, 3].

Для достижения степени автоматизации УА4 (исключение присутствия машиниста) с выполнением гарантированного уровня безопасности движения и функционального расширения технологии «Автомашинист» (для обеспечения работы не только в парке приема, но и в парках формирования и отправления поездов, а также на подъездных технологических путях) в 2023 — 2024 гг. проведены модернизация и дооснащение локомотивов ТЭМ7А электронным регулятором частоты вращения и мощности, краном вспомогательного тормоза с дистанционным управлением № 224Д, автоматизированным стояночным тормозом, клапанами продувки тормозной магистрали, блоком сбора и обработки диагностических сигналов, обеспечена криптозащита информации, передаваемой по каналам связи, с дублированием радиоканала передачи данных [4, 5].

В комплекс оборудования системы «Автомашинист» был включен блок обнаружения препятствий маневрового локомотива (БОПМЛ), бортовая расширяемая система безопасности — более совершенные и функциональные системы, заменившие функции систем МАЛС и системы дистанционного управления маневровым локомотивом (СДУ-МЛ). Также изменилась структура взаимодействия бортовых систем, обновлено оснащение стационарного диспетчерского пункта центром управления маневровым локомотивом ЦУМЛ и центром автоматизации маневровой работы ЦАМР (рис. 1).
Высокий уровень автоматизации локомотива достигнут благодаря применению на нем комплекса системы «Автомашинист», в состав которого входят:
> система автоматического управления горочным локомотивом (САУ ГЛ, разработка АО «ВНИКТИ»);
> блок обнаружения препятствий маневрового локомотива (БОПМЛ, разработка АО «НИИАС»);
> бортовая расширяемая система обеспечения безопасности и управления (БРСУиОБД, разработка АО «НИИАС»).
При работе системы «Автомашинист» САУ ГЛ является исполнительным звеном нижнего уровня в структуре распределенного автоматизированного управления сортировочной горкой. БОПМЛ формирует команды для управления перемещением горочного локомотива не только в парке приема, как это было с МАЛС, но и по путям парков формирования, отправления, а также на подъездных технологических путях, в то время как система MSR32 (система автоматизированного управления горочным оборудованием) определяет параметры движения локомотива в процессе надвига и роспуска состава.

Для систем верхнего уровня процесс управления локомотивом сводится к передаче на локомотив, т.е. в САУ ГЛ,
параметров маршрута, а также к контролю его исполнения, для чего используется защищенный радиоканал передачи данных [6, 7]. Особенностью системы MSR32 являются чрезвычайно жесткие требования к горочному локомотиву в части точности поддержания скорости при надвиге состава. Отклонение скорости от заданной не должно превышать 0,18 км/ч в диапазоне скоростей 1,8 … 21,6 км/ч, при этом значение заданной скорости может изменяться с шагом 0,25 км/ч. Выполнение этих требований является одним из ключевых условий достижения существенного повышения производительности горочной работы.
Теперь система «Автомашинист» имеет пять режимов управления:

• ручной режим управления (РУ): локомотивом управляет непосредственно машинист (функция поддержания заданной скорости движения локомотива в этом режиме доступна, скорость поддержания задается машинистом вручную);
• © режим ожидания (РО): является промежуточным режимом, предназначен для обеспечения безопасности перед переходом в автоматический либо дистанционный режим управления (в этом режиме локомотив заторможен и игнорирует все команды управления, кроме перехода в заданный режим управления);
• © автоматический режим управления (АУ): является основным для локомотива с функцией «Автомашинист» и предназначен для выполнения маневровой работы без участия машиниста;
• 0 дистанционный режим управления (ДУ): используется для дистанционной маневровой работы на станции под управлением машиниста-оператора (видеокамеры установлены на капоте и кабине локомотива, изображение выводится на пульт машиниста-оператора совместно с данными САУ ГЛ);
• © аварийный режим управления (АвУ): при неисправности локомотива обеспечивает удержание локомотива на тормозах и блокировку управления до прихода оперативного персонала.

Выполняемые действия локомотива на сортировочной станции разделены на типовые сценарии действий (команды):

• ^ стоянка;
• ^ движение;
• ^ движение по занятому пути (участку пути);
• ^ изменение направления движения;
• ^ сцепка;
• ^ проверка сцепки;
• ^ объединение тормозной магистрали (ТМ);
• ^ зарядка ТМ;
• ^ проверка тормозов;
• ^ отцепка;
• ^ проверка отцепки;
• ^ разъединение ТМ;
• ^ надвиг/роспуск;
• ^ накат на тормозные башмаки (ТБ);
• ^ скат с ТБ.

Дежурный по станции вводит в ЦАМР необходимую технологическую операцию. ЦАМР разбивает эту операцию на доступные сценарии и в виде команд передает БОПМЛ. БОПМЛ переводит САУ ГЛ в АУ и последовательно (с контролем состояния) отправляет операции на исполнение САУ ГЛ.

Инициализацию перехода САУ ГЛ в режим ожидания для последующей работы в АУ и ДУ осуществляет машинист вручную (непосредственно на локомотиве) поворотом тумблера «Автомашинист». При отсутствии условий, блокирующих переход в «Автомашинист», САУ ГЛ переводит тормозную систему под свое управление, обеспечивая заторможенное состояние локомотива, и переходит в режим ожидания.
Обязательные условия для входа в режим «Автомашинист»:

• дизель запущен;
• по результатам диагностики электрооборудования тепловоза не выявлено неисправностей;
• текущая скорость локомотива 0 км/ч;
• / давление в тормозных цилиндрах более 0,2 МПа;
• / возможность управления краном № 224Д;
• / контроллер машиниста находится в нулевой позиции;
• / реверсор находится в положении «Вперед» или «Назад»;
• / разрешено управление и приведение в движение.

Рассмотрим реализацию команды на движение, получаемую САУ ГЛ. Алгоритм выполнения данной команды представлен на рис. 2.
При получении от ЦАМР команды «Движение по занятому пути (участку пути)» БОПМЛ передает САУ ГЛ базовую операцию на движение — «Движение до конца маршрута». САУ ГЛ в случае отсутствия блокирующих условий направляет БОПМЛ подтверждение готовности выполнения операции. В настоящей реализации «Автомашиниста», в отличие от предыдущей версии, маршрут может корректироваться БОПМЛ во время движения в зависимости от текущей обстановки на маршруте следования.
Маршрут может увеличиться при освобождении участка пути, при возникновении препятствия на пути – уменьшится или изменится допустимая скорость проезда на участке пути. Может быть также выполнена временная остановка для последующего проследования по назначенному маршруту при освобождении пути. БОПМЛ направляет в САУ ГЛ данные о маршруте (длина пути, профиль пути, ограничения скорости на участках пути, вес состава, количество осей состава, количество вагонов состава).

На основе полученных данных САУ ГЛ определяет маршрут движения, рассчитывая математическую модель с оптимизацией параметров движения (рис. 3) и направляет БОПМЛ признак положительного или отрицательного результата выполненного расчета. В случае невозможности выполнения маршрута при текущих ограничениях направляется признак «Расчет не выполнен», в этой ситуации БОПМЛ либо меняет данные маршрута, либо передает команду «Стоянка».

При положительном результате моделирования движения БОПМЛ направляет САУ ГЛ команду на движение. САУ ГЛ включает режим тяги и при достижении порогового значения токов ТЭД (для исключения отката)
отпускает тормоза и инициализирует режим поддержания скорости, рассчитанной моделью. БОПМЛ направляет САУ ГЛ значение счетчика пройденного пути от начала движения локомотива и контролирует параметры движения локомотива.
При необходимости изменения длины маршрута (при обнаружении препятствия на маршруте либо при освобождении пути) БОПМЛ формирует новую команду для операции «Движение до конца маршрута» и направляет обновленные данные маршрута. САУ ГЛ производит расчет параметров движения по обновленному маршруту (при этом продолжается движение по ранее рассчитанному маршруту) с учетом текущих параметров движения. При успешном завершении расчета САУ ГЛ позиционируется на новом маршруте по значению счетчика пройденного пути и инициализирует параметры движения нового маршрута. При прохождении заданного расстояния САУ ГЛ останавливает локомотив и ждет следующей команды от БОПМЛ.

График выполнения команды движения по заданному маршруту представлен на рис. 4.

Функциональное расширение технологии «Автомашинист» до уровня автоматизации УА4, т.е. при полном отсутствии машиниста на борту локомотива, повышает перерабатывающую способность сортировочной станции с переходом от автоматизированного к автоматическому управлению работой локомотивов, сокращает эксплуатационные расходы с одновременным повышением безопасности работы.
В настоящее время на сортировочной станции Челябинск-Главный Южно-Уральской дороги установлена отечественная комплексная система автоматизации управления сортировочным процессом (КСАУ СП, разработка АО «НИИАС»), являющаяся альтернативой MSR32. В программное обеспечение САУ ГЛ внесены дополнения для обеспечения работы с КСАУ СП и в конце 2025 г. были проведены совместные испытания систем.

Библиография

=
1. Транспортная стратегия Российской Федерации до 2030 года с прогнозом на период до 2035 года : Распоряжение Правительства РФ от 27.11.2021 № 3363-р (в ред. от 06.11.2024).
2. Абрамова Л. Техника маневрирования. Как работает локомотив-беспилотник на станции Лужская // Гудок : сайт. 2021. 13 июля. URL: https://gudok.ru/content/ mechengineering/1571805/ (дата обращения: 22.12.2025).
3. Развитие беспилотных технологий для железнодорожного транспорта // ОПЖТ : сайт. 2023. 17 февр. URL: https://opzt.ru/news/razvitie-bespilotnyh-tehnologij-dlja-zheleznodorozhnogo-transporta (дата обращения: 22.12.2025).
4. Мосеев В. Поезда РЖД переходят на беспилотное управление // РЖД цифровой : сайт. 2023. 31 июля. URL: https://rzddigital.ru/projects/v-2024-godu-v-rzhd-planiruyut-zavershit-razrabotku-bortovoy-sistemy-s-avtopilotom/ (дата обращения: 22.12.2025).
5. Патент № 2797705 C1 Российская Федерация, МПК B60T 15/36, B60T 13/26. Тормозная пневматическая система локомотива / Зубков В.Ф., Хохулин А.М., Цибизов М.Н. и др.; патентообладатель АО ВНИКТИ. № 2023101640; заявл. 26.01.2023; опубл. 07.06.2023; Бюл. № 16.
6. Журавлев С.Н. Система управления силовой установкой маневрового тепловоза с алгоритмом автоматического регулирования скорости // Автоматизация и моделирование в проектировании и управлении. 2021. № 3 – 4. С. 31 – 38. EDN: WFPPRM.
7. Журавлев С.Н. К вопросу поддержания заданной скорости движения маневрового локомотива при работе на сортировочной горке // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. 2023. № 3. С. 144 – 151. EDN: EMVOOV.