[11-2022] СТДМ: целевое состояние и пути его достижения

[Admin]

СТДМ: целевое состояние и пути его достижения

ЛУКОЯНОВ Денис Сергеевич, ОАО «РЖД», Проектно-конструкторское бюро по инфраструктуре, начальник отдела, Москва, Россия

Системы непрерывного мониторинга устройств ЖАТ внедряются на сети ОАО «РЖД» с 1996 г. Первоначально их задача заключалась в определении состояния технических средств ЖАТ и предоставлении эксплуатационному штату индикации о выходе их параметров за пределы нормы. За последние годы в деятельности центров накопилось немало организационных и технических проблем, которые рассматривает автор статьи.

Уже в начале нынешнего столетия системы мониторинга образовали отдельный класс технических средств ЖАТ, находящихся на балансе дистанций. Со временем объем получаемой с их помощью информации существенно вырос, и персонал дистанций просто не стал с ней справляться. Соответственно, стало невозможно оперативно реагировать на вышедшие за пределы нормы параметры устройств ЖАТ и восстанавливать их нормальное значение. Это предопределило создание специализированных центров мониторинга, первый из которых открылся в 2007 г. на Октябрьской дороге.
На сегодняшний день такие центры функционируют на всех дорогах. Широкий круг задач, реализованных в этих подразделениях, давно вышел за рамки замыслов при их создании. Среди основных функций этих подразделений - контроль периодичности, объема и качества работ по техническому обслуживанию устройств ЖАТ, соблюдение технологической дисциплины при их выключении и включении. Данные мониторинга используются для автоматизации выполнения соответствующих работ графика технического обслуживания устройств СЦБ.

Проводится мониторинг параметров основных типов объектов: рельсовых цепей, светофоров, стрелочных переводов, систем внешнего электроснабжения, кабельной сети. В общей сложности системами мониторинга покрыто 87 % участков скоростного движения и линий 1 класса. Средствами мониторинга оснащены 55 % станций и перегонов сети.
Вместе с тем влияние, которое оказывают эти системы на управление активами хозяйства автоматики и телемеханики на всех этапах жизненного цикла, безусловно, недостаточное. Поэтому более точным будет называть системы мониторинга системами наблюдения, а не технического мониторинга, тем более диагностирования.
Практика показывает, что сегодня наибольшие трудозатраты эксплуатационного штата во время работы на станциях и перегонах уходят на различного рода проверки и измерения параметров устройств. К сожалению, средства мониторинга не позволяют полностью контролировать их выполнение и тем более автоматизировать этот процесс.
Таким образом, от эксплуатации дорогостоящих устройств мониторинга и созданной на их основе структуры получены результаты, не вполне соответствующие ожидаемым. Из 728 станций и 736 перегонов, оснащенных устройствами мониторинга с высоким уровнем диагностики, только на 6 % объектов измерительные подсистемы используются для автоматизации работ технического обслуживания. На остальных объектах электромеханики снимают показания вручную с помощью измерительных приборов, зарегистрированных и приобретаемых дорогами в качестве средств измерения.
К тому же на персонал легла дополнительная нагрузка по устранению причин перехода устройств в состояние «предотказ». В итоге ожидаемое снижение трудозатрат электромеханика на поддержание
безотказной работы устройств ЖАТ при внедрении систем технической диагностики и мониторинга не наблюдается.
За последние годы в деятельности центров накопились организационные и технические проблемы. В числе основных организационных проблем - недостаточность нормативной базы, регламентирующей процессы разработки, внедрения и эксплуатации систем мониторинга, и отсутствие контроля соблюдения разработанных нормативных документов. До настоящего времени в дорожных центрах технической диагностики и мониторинга не установлен норматив численности персонала. Одна из причин такого положения заключается в отсутствии нормального учета систем мониторинга в отраслевой системе отчетности АГО. Кроме того, в дорожных центрах, даже оснащенных одинаковыми системами верхнего уровня, используются разные методы работы технологов.
Наиболее сложной и серьезной технической проблемой является алгоритмизация выявления диагностических ситуаций в работе контролируемых объектов ЖАТ. Алгоритмы, которые разрабатываются для конкретных центров и внедряются на полигоне соответствующих дорог, не тиражируются на сети, нигде не учитываются и не проходят испытания. Эффективность некоторых из них сомнительна, так как при их использовании количество выявляемых «непроизводительных» инцидентов существенно превышает число инцидентов «по целевому назначению» разработанного алгоритма.

Эти проблемы стали предпосылкой зарождения идеи создания центра мониторинга сетевого уровня. За последние годы в условиях оптимизации численности персонала возможность образования новой структуры для завершения вертикали мониторинга в хозяйстве автоматики и телемеханики была исключена, и изыскивались альтернативные пути решения задачи. В начале текущего года по решению Управления автоматики и телемеханики ЦДИ и ПКБ И на базе лаборатории имитационного моделирования проектного бюро началось развертывание определенного функционала сетевого центра мониторинга.
Перед специалистами ПКБ И была поставлена задача - понять, какие шаги надо предпринять для реализации процессов мониторинга на сетевом уровне. На сегодняшний день она решена. Проведена большая работа по формированию перечня алгоритмов выявления диагностических ситуаций. Удалось выявить проблему, связанную с алгоритмизацией объектов в системах мониторинга, проведен ее анализ с целью поиска решения.
На следующем этапе предстоит преобразование этого перечня в систематизированный реестр алгоритмов с их формализованным описанием. Работа в этом направлении уже ведется. Перечень согласован со всеми разработчиками систем СТДМ. Его несложная структура обеспечивает удобную навигацию и поиск. Предполагается, что в общей сложности в реестр войдут 868 алгоритмов и диагностических ситуаций.

В дальнейшем этот перечень, который фактически является реестром, будет постоянно меняться. Чтобы упорядочить этот процесс был создан регламент разработки, внедрения и сопровождения алгоритмов выявления диагностических ситуаций для систем технической диагностики и мониторинга. Сквозной процесс, охваченный данным регламентом, показан на рис. 1.
В регламенте описана технология работы с двумя составляющими алгоритма: одна - это формализованное описание алгоритма, другая - программный продукт, который этот алгоритм реализует.
Прежде всего, должно быть сформировано описание алгоритма, который будет согласовываться с Управлением автоматики и телемеханики ЦДИ и ПКБ И. Для существующих алгоритмов можно временно использовать описание, приведенное в утвержденном Управлением автоматики и телемеханики перечне.
Далее следует разработать программный продукт, реализующий этот алгоритм. Программное обеспечение должно тестироваться на полигоне лаборатории имитационного моделирования ПКБ И и после получения положительного заключения устанавливаться на объекте для эксплуатации. Порядок тиражирования разработанного программного продукта на сети также определен регламентом.

Помимо реестра в ПКБ И формируется учетная таблица программных продуктов. Алгоритмам и программным компонентам присваивают учетные номера, которые представляют собой буквенно-цифровую комбинацию.
Одним из основных в регла-
установкой на объект эксплуатации. С начала текущего года по инициативе ПКБ И идет создание тестового полигона. Силами программистов бюро разработано ПО для имитации диагностических ситуаций, характерных для случаев выхода технических параметров устройств ЖАТ за пределы нормы содержания. Это ПО также предназначено для передачи данных в СТДМ, реализующие эти алгоритмы. Разработчики этих систем предоставили в ПКБ И «цифровые двойники» реальных участков систем мониторинга. Следует отметить, что в числе первых были получены данные от ООО «НПП «Югпромавтоматиза-ция» и ООО «КИТ», поэтому для этих систем удалось реализовать наибольший функционал.
Структурная схема полигона достаточно простая (рис. 2) - это АРМ оператора управляющих воздействий, т.е. рабочее место, с которого будет проводиться тестирование. На первом этапе здесь реализуются функции по отображению состояния на мнемосхеме и имитации состояний и параметров объектов. С АРМа также возможно сохранение и воспроизведение сценариев управляющих воздействий. Таким образом обеспечивается и беспристрастность самого процесса тестирования, так как разные СТДМ могут тестироваться по одним и тем же сценариям. Для оценки работы алгоритма в реальных условиях будет предусмотрено воспроизведение архивных данных средств мониторинга, эксплуатируемых на участках дорог.
Информационный обмен организован в рамках унифицированпо сигналам ТС. Использование этого варианта поможет решить проблемы, которые возникают на сети при взаимодействии систем мониторинга разных разработчиков, например ООО «ГК ИМСАТ» и ООО «КИТ».

Немаловажно, что тестовый полигон позволяет проводить тестирование программного обеспечения, реализующего диагностические алгоритмы, в онлайн-режиме и с участием разработчиков СТДМ.
В этом году при поддержке специалистов ООО «КИТ» на базе лаборатории было создано практически полноценное сетевое рабочее место КЗ «Мониторинг». В программном обеспечении, созданном в единственном экземпляре, реализована большая часть функций дорожных центров (параметры, диагностические ситуации, инциденты), но пока не на всем полигоне сети.
После достижения целевого состояния рабочее место мониторинга сетевого уровня будет выполнять следующие функции:

• ведение данных архива и текущего состояния контролируемых устройств;
• ведение данных архива и текущих значений измеряемых параметров;
• контроль инцидентов и диагностических ситуаций;
• формирование отчетных форм;
• ведение статистики и истории состояния объектов;
• ведение технической оснащенности;
• формирование паспорта СТДМ;
• оценка показателей эффективности работы ЦТДМ;
• формирование реестра алгоритмов и их внедрение в ЦТДМ.

Следует отметить, что некоторые функции пока не реализованы даже на уровне дорог, но именно они в дальнейшем позволят объективно контролировать работу центров. Все функции мониторинга сетевого уровня будут отражены в СТО РЖД «Технические требования к системам технической диагностики и мониторинга устройств ЖАТ».
ПКБ И активно занимается актуализацией этого стандарта. Целесообразно также предусмотреть выполнение некоторых из этих функций и автоматизированной системой отображения поездного положения (АС ОПП), развитие которой предусмотрено в рамках программы цифровизации.

Первоочередные мероприятия по повышению эффективности работы систем мониторинга, разработанные ПКБ И и утвержденные Управлением автоматики и телемеханики ЦДИ, составляют перечень из 17 пунктов. Причем это не формальные меры, а конкретные задачи, которые планируется реализовать уже в текущем году (рис. 3).
Сейчас важно определить функции мониторинга сетевого уровня, который планируется реализовать на базе аппаратно-программных средств лаборатории имитационного моделирования ПКБ И. Для реализации большей части функций потребуются дополнительные трудовые и аппаратно-программные ресурсы. Необходимый объем зависит, прежде всего, от планируемых работ.

Например, график аудита на 2022 г. предполагает проведение проверок во всех центрах. Причем на некоторые месяцы запланированы по четыре проверки. Разумеется, для этого потребуются значительные трудозатраты не только на сам аудит, но и на подготовку и оформление документации.
Еще один пример - сопровождение алгоритмов. Можно предположить, что для тестирования даже существующих алгоритмов понадобится не один год, не говоря уже о предстоящей модернизации ЦТДМ, где алгоритмы будут новыми, сложными и комплексными.
Сложившееся положение дел с системами мониторинга нельзя назвать удовлетворительным. Как показывает анализ, в 2021 г. непроизводительные потери в центрах, которые можно выразить в виде «бесполезных» инцидентов, превысили 10 млн - а это огромные трудозатраты. Поэтому, чтобы привести системы мониторинга к целевому состоянию потребуются значительные усилия от всех участников процесса.
В завершение следует отметить, что ПКБ И имеет реальные перспективы для развития и организации мониторинга на сети дорог. При этом сопровождение СТДМ может быть организовано на всех этапах жизненного цикла -от определения требований к системам мониторинга и алгоритмам выявления диагностических ситуаций до оценки показателей эффективности работы ЦТДМ и тестирования программного обеспечения.