Admin

Стратегия развития Дивизиона ЖАТ

ХРОМУШКИН Константин Дмитриевич, ГК 1520, заместитель генерального директора по инновационному развитию и цифровой трансформации, канд. техн, наук, Москва, Россия

Мир вошел в эру цифровой экономики и искусственного интеллекта. Неотъемлемой частью повышения эффективности работы железнодорожного транспорта и функционирования инфраструктуры является цифровизация. Данные тренды формируют стратегию развития Дивизиона ЖАТ ГК 1520, направленную на разработку и внедрение инновационных технологий, которые позволят внести значительный вклад в комплексную цифровизацию железнодорожной инфраструктуры.


Дивизион ЖАТ ГК 1520 специализируется на предоставлении «под ключ» полного спектра услуг в области железнодорожной автоматики и телемеханики, начиная от разработки, проектирования и заканчивая строительством, обслуживанием и утилизаций продукции.
В состав Дивизиона входят ведущие российские компании, в совокупности располагающие полным спектром решений ЖАТ для рельсового транспорта.

Наличие значительного количества предприятий и разнонаправленность их специализаций требуют стандартизации и унификации принципов работы при разработке продуктов и реализации проектов. Для этого в инженерные структуры Дивизиона ЖАТ были консолидированы основные научно-исследовательские и инженерно-технические компетенции, которые по факту позволили создать единую экосистему.
Организация таких инженерных структур обеспечивает не только разработку инновационных систем управления движением поездов нового поколения, но и позволяет реализовать технологию полного жизненного цикла, включающего этапы выполнения научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, подтверждения соответствия продукции установленным требованиям стандартов и нормативно-технической документации, проектирования, производства, поставки и сопровождения систем, включая постовое и напольное оборудование.
Ключевые стратегические задачи, которые ставит перед собой компания на 2023-2025 гг., можно разделить на три группы. Основная ставка Дивизиона ЖАТ делается на разработку и развитие платформенных решений, которые на едином унифицированном аппаратно-программном обеспечении позволяют реализовать любые системы и функции. Это является актуальным для заказчика, поскольку дает возможность применять бесшовные технологии на целых участках или даже полигонах. Фактически стираются аппаратные границы между системами, убираются «стыки» между различными подсистемами, исключаются промежуточные реле, упрощается техническое обслуживание и значительным образом повышается безопасность и надежность.
Еще одной ключевой задачей выделена разработка инновационных решений и применение искусственного интеллекта в системах ЖАТ, управления процессами перевозок и обслуживания железнодорожной инфраструктуры, а также повышение уровня информационной безопасности -киберзащищенности.
Не менее важными как для заказчика, так и для Группы компаний 1520, являются разработки, связанные с цифровизацией и автоматизацией техпроцессов.
Специалисты Дивизиона ЖАТ разработали и выпустили универсальную безопасную технологическую Платформу 2.0 для автоматизации промышленности. Это первое подобное цифровое решение, имеющее гибкую архитектуру аппаратных и программ
ных средств, позволяющую применять различные типы компонентов. Платформа выполнена полностью на отечественных компонентах и программном обеспечении (используется отечественная микроэлектронная база таких вендоров как МЦСТ, НИИЭТ, Миландр и др.). Также имеются и другие исполнения аппаратных средств для разных нужд заказчиков.
Платформа может применяться не только на железнодорожном транспорте, но и в других областях промышленности, где требуется управление ответственными технологическими процессами. Разработка решений на ее базе позволяет ускорить адаптацию и удешевить внедрение, упростить техподдержку и обслуживание. Она соответствует самому высокому уровню промышленной безопасности УПБ 4, а также международным стандартам безопасности SIL 4. В нее встроены функции диагностики, а также подсистема киберзащиты.
Платформа 2.0 легла в основу новой цифровой системы централизации МПЦ-ЭЛ-20, которая является последним поколением микропроцессорной централизации. Использование системы позволяет решать вопросы минимизации импортных компонентов в составе аппаратно-программных комплексов управления ЖАТ в соответствии со всеми современными требованиями по функциональности, надежности и безопасности.
В основе МПЦ-ЭЛ-20 находится новый управляющий вычислительный комплекс ЦПУ-ЭЛ-20, созданный на базе российских процессоров архитектуры «Эльбрус» и «Спарк», и разработанная с использованием отечественных компонентов платформа нижнего уровня ОК-ЭЛ-20 для управления объектами ЖАТ. Также в системе МПЦ-ЭЛ-20 заложена технология защищенных вычислений, гарантирующая целостность логической структуры памяти прикладных программ. Применение данной технологии позволяет поднять на новый уровень информационную защищенность систем МПЦ.

В конце прошлого года система была введена в опытную эксплуатацию на станции Пантелеево Северной дороги. Переключение станции заняло менее четырех часов.
Генеральным подрядчиком и основным поставщиком оборудования на станцию Пантелеево выступило ОАО «ЭЛТЕЗА». При поставке оборудования на объект была применена технология высокой заводской готовности, т.е. на станции специалистам не понадобилось прокладывать внутри мобильного комплекса кабели, устанавливать шкафы и др. Мобильный комплекс был заранее смонтирован и протестирован в заводских условиях. Станционные рельсовые цепи выполнены с использованием цифрового модуля контроля рельсовых цепей с автоматическим регулированием уровня сигнала и горячим резервированием элементов. Применены устройства электропитания со встроенной подсистемой диагностики, осуществляющей полный контроль работы оборудования, измерение параметров, индикацию и визуальное отображение состояния устройств, архивирование журнала событий и последующую передачу всей необходимой информации на АРМ МПЦ-ЭЛ-20 и в систему технической диагностики и мониторинга.
Планируется тиражирование системы для всех видов рельсового транспорта: от промышленного до городского, включая высокоскоростные магистрали.
Приоритетной задачей для Дивизиона ЖАТ является также расширение функционала имеющихся и вновь разрабатываемых решений и систем ЖАТ. В частности, был существенно расширен функционал систем АЛСО, что позволило на той же аппаратно-программной платформе реа
лизовать функции «подвижного блок-участка» и вывести на рынок систему АЛСО-ЭЛ-П.
Данная разработка обеспечивает значительное сокращение межпоездных интервалов и необходимое количество напольного и постового оборудования, сохраняя высокий уровень безопасности движения.
Еще одной инновационной разработкой Дивизиона ЖАТ является Единая цифровая бортовая платформа безопасности БСБ-Е - модульная программно-аппаратная унифицированная платформа, предназначенная для реализации на ее основе различных бортовых решений и систем для поездов, самоходной техники и специализированного подвижного состава.

Платформа имеет гибкую архитектуру построения аппаратно-программного обеспечения и позволяет на своей базе реализовать такие решения, как системы безопасности, управления локомотивом и тягой, системы мониторинга и диагностики, а также различные функции и системы автоматизации. В своем составе система имеет широкий набор интерфейсов, осуществляющих увязку с различными типами подвижного состава, как по цифровому стыку, так и при помощи аналоговых интерфейсов (что характерно для устаревшего подвижного состава).
За счет модульности, масштабируемости и унификации платформа БСБ-Е дает возможность реализации различных конфигураций системы и функций на основании требований заказчика. Различные решения на базе платформы успешно экспортируются в соседние дружественные страны.
Экономическим эффектом внедрения платформы БСБ-Е является снижение количества различных подсистем на локомотиве, отсутствие «стыков» и увязок, использование единых аппаратных средств.
Дивизион ЖАТ разрабатывает и внедряет комплексные технические решения, осуществляя гибкий подход к модернизации управления движением поездов. Стоит отметить, что на каждом этапе внедрения или модернизации происходит дополнительное увеличение пропускной способности. Это обеспечивает максимально
эффективное использование имеющейся инфраструктуры, что позволяет в ряде случаев отказаться от строительства дополнительных путей, разъездов и других объектов инфраструктуры. При этом внедрение комплексных решений позволяет существенно увеличить безопасность движения поездов и сократить эксплуатационные расходы, энергопотребление, а также износ пути и подвижного состава, достигая высокого уровня автоматизации и цифровизации железнодорожного транспорта.
На рис. 1 представлено комплексное решение по построению систем управления движением поездов на базе цифрового радиоканала, позволяющее организовать даже беспилотное управление движением поездов. Системы интервального регулирования на базе радиоканала обеспечивают высокую пропускную способность линий с использованием минимальной напольной инфраструктуры на перегонах и станциях, что значительно сокращает сроки проектирования и строительства.
Система использует координатные принципы управления движением, позадиидущий поезд осуществляет «прицеливание» в хвост впередиидущему поезду с обеспечением всех принципов безопасности движения поездов. Местоположение поездов определяется посредством бортовой системы безопасности, а связь между центром радиоблокировки и поездами осуществляется с использованием цифрового радиоканала.
Такие решения уже не первый год успешно внедряются на железнодорожных магистралях пространства 1520, находятся в эксплуатации на участках протяженностью более 2,5 тыс. км на основных транспортных коридорах Запад - Восток и Север - Юг в Казахстане и Монголии.

Еще одним примером инновационных разработок является диспетчерская централизация нового поколения ДЦ-ЭЛ. Эта система помогает оптимальным образом руководить движением поездов за счет использования модуля предиктивной аналитики поездной обстановки, предоставления всей необходимой информации о текущих ограничениях в движении. Система в своем составе имеет интегрированные линейные пункт в МПЦ, что не требует установки дополнительного оборудования и «стыков».
Немаловажно, что системы ДЦ, МПЦ, автоблокировки, АЛСО и др. имеют единые платформенные решения, благодаря чему используются унифицированные базы данных программного обеспечения для конфигурации путевого развития участков. Это позволяет стандартизировать и унифицировать техническую реализацию, что особо эффективно при поэтапной модернизации или развития инфраструктуры в будущем.
Особенно хочется отметить последнюю инновационную разработку ГК 1520 - интеллектуальную систему управления процессами перевозок ИСУПП. Она была разработана при участии ведущих российских научных центров, специализирующихся на алгоритмах искусственного интеллекта. Благодаря алгоритмам и использованию нейронных сетей эта система позволяет оптимальным образом организовать управление процессом перевозок и движение поездов на участке в зависимости от специфики его работы, назначения поездов и перевозимых грузов, фактического состояния инфраструктуры, а также поездной ситуации и требуемых объемов перевозок в различных временных интервалах. В своей основе система строит цифровую
имитационную модель участка и движения различных типов подвижного состава с учетом всех динамических изменений.

ИСУПП впервые успешно внедрена в Казахстане в 2021 г. Система контролирует движение на транспортном коридоре Алматы -Жетыген - Алтынколь (госграница с Китаем), общая протяженность которого почти 300 км.
Алгоритмы искусственного интеллекта, разработанные в рамках создания ИСУПП, позволят также реализовать функции предиктивной аналитики, смогут обрабатывать огромные объемы данных, собираемые от различных систем управления, технической диагностики и различных типов датчиков, и оценивать фактическое состояние и динамику изменений во времени с учетом времени года, суток и имеющихся характеристик технических средств.
По нашему мнению, создание Единого центра диагностики и управления технологическим обслуживанием железнодорожной инфраструктуры позволит быстрее и эффективнее перейти от ее планового обслуживания к обслуживанию по состоянию.


На пути к созданию бесшовных технологий Дивизион ЖАТ ведет разработки по сокращению стыков между различными системами и подсистемами с реализацией функций на базе единой аппа
ратно-программной платформы. В частности, такой разработкой является интеграция подсистемы технической диагностики в МПЦ (рис. 2). Это позволит получить полный набор диагностических данных и измерений без реализации отдельного линейного пункта диспетчерского контроля.
В настоящее время вопросы информационной и кибербезопасности критических информационных систем и инфраструктуры актуальны как никогда. Следующим этапом развития в компании _средств защиты информации и обеспечения информационной безопасности систем железнодорожной автоматики и телемеханики является разработка и создание региональных центров противодействия киберугрозам. Такие центры будут собирать информацию со всех имеющихся средств защиты информации (СЗИ) и при помощи искусственного интеллекта проводить агрегацию событий информационной безопасности и определять корреляцию аномалий с выдачей предупреждений и управляющих воздействий на различные СЗИ.
Специалистами компании также ведутся работы по созданию «Интеллектуального переезда». Это решение имеет модульную платформу, позволяющую достичь желаемый уровень автоматизации в зависимости от предъявляемых требований и категории переездов. Так, переезд может быть оснащен таким дополнительным функционалом, как видеонаблюдение и видеофиксация нарушений ПДД, контроль свободности зоны переезда, ограждение фактической зоны переезда, функция динамического закрытия переезда в зависимости от скорости движения поезда, табло обратного отсчета и др.


Переездная автоматика сможет безопасным образом оценивать скорость движения приближающегося поезда и динамику ее изменения в пределах зон подачи извещения, на основании которой будут выполняться расчеты для определения оптимальных параметров работы переезда индивидуально для каждого проходящего состава.
Решение может быть применимо как к контролируемым станционным переездам, так и для полностью автономных переездов с интегрированными центральными вычислительными устройствами.
Подобный подход к организации управления и контроля переездной сигнализацией существенно повысит пропускную способность автодороги через переезд при сохранении высочайшего уровня безопасности.
Мировая практика показывает эффективность применения технологии цифровых двойников для решения широкого комплекса задач, связанных с автоматизацией поддержки принятия решений на основе обработки большого объема данных. Дивизион ЖАТ ведет работы по цифровизации хозяйства автоматики и телемеханики и имеющихся техпроцессов.

Цифровой двойник дает возможность осуществлять в реальном времени мониторинг физических объектов, а также своевременный анализ данных для предотвращения отказов до их возникновения, оптимизирует планирование профилактических работ для сокращения рисков возникновения отказов и повышает эффективность использования инфраструктуры ЖАТ.
В январе текущего года специалисты Дивизиона ЖАТ ГК 1520 успешно ввели в эксплуатацию систему МПЦ-ЭЛ на всех станциях Кольцевой линии Московского метрополитена.
Новое оборудование позволило на 20-30 % сократить интервалы между поездами (минимальный интервал около 80 с). В час пик по линии курсируют до 45 пар поездов вместо 34, в вагонах стало свободнее. Выросла эффективность работы диспетчерского персонала, т.е. сократилось время в пути, высвободилось личное время москвичей и гостей столицы.
В марте этого года в Москве состоялось открытие самой протяженной кольцевой линии метро в мире - Большой кольцевой линии. Специалисты Дивизиона ЖАТ приняли самое активное участие в ее оснащении инновационными цифровыми системами собственной разработки и производства. На всех станциях и депо БКЛ управлять движением поездов и обеспечивать его безопасность и эффективность будет российская автоматика: система микропроцессорной централизации МПЦ-ЭЛ, аппаратура цифровых модулей контроля рельсовых цепей для метрополитенов ЦМ КРЦ-М и цифровые модульные питающие установки МСПУ.

__________________
Телеграм-канал ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНИК