В 2021 году завершается важный этап разработки ключевых технических решений проекта «Цифровая железнодорожная станция»: этот комплекс цифровых технологий был внедрён и отработан в наиболее полном составе на станции Челябинск-Главный. Он создаёт цифровой двойник станции и позволяет полностью автоматизировать её работу. На основе достигнутых результатов в ближайшее время планируется сформировать комплексный инвестиционный проект для тиражирования на сети.
Как рассказал заместитель руководителя научно-технического комплекса интеллектуальных систем контроля и управления АО «НИИАС» Роман Сафронов, в состав проекта «Цифровая железнодорожная станция» входит 24 цифровых модуля контроля и управления. Основой является цифровая модель станции. Цифровая модель станции — это виртуальная копия железнодорожной станции, содержащая информацию о местоположении и состоянии всех находящихся в её границах объектах железнодорожного транспорта и персонала. В режиме реального времени цифровая модель станции достоверно отражает ход процессов станционной работы и агрегирует в себе данные по всем событиям с объектами на станции, являясь основой для функционирования интеллектуальной системы планирования работы станции.
Ключевым техническим средством комплекса «Цифровая железнодорожная станция» является Комплексная цифровая система автоматизации управления сортировочным процессом (КСАУ СП), которая с помощью интерактивного пульта и интеллектуальных адаптируемых алгоритмов обеспечивает управление роспуском составов, маршрутами движения и скоростью скатывания отцепов. В состав комплекса входят также интегрированный пост автоматизированного приёма и диагностики подвижного состава (ППСС), маневровая автоматическая локомотивная сигнализация (МАЛС), обеспечивающая безопасность работ маневровых локомотивов, в том числе в режиме «Без машиниста», система контроля и подготовки информации о перемещениях вагонов и локомотивов на станции в реальном времени (СКПИ), системы автоматизированного торможения и закрепления вагонов в парках станции, а также комплекс компьютерного зрения для контроля занятости сортировочных путей (КЗСП).
Напомним, разработка модулей «Цифровой железнодорожной станции» велась по заказу ОАО «РЖД» с 2017 года при содействии ЦКИ, ЦДИ, ЦТ, ЦД. Отдельные элементы системы испытывались на ряде сортировочных станций (система МАЛС испытывалась на станциях Лужская и Челябинск-Главный, заграждающие устройства — на станции Елец). КСАУ СП была внедрена на 20 сортировочных станциях. В комплексе модули начали внедряться в 2019 году. В этом году станция Челябинск-Главный была по максимуму оснащена модулями «Цифровой станции».
Как рассказал руководитель опытно-конструкторского бюро АО «НИИАС» Агоп Хатламаджиян, в целевом состоянии «Цифровая станция» должна работать следующим образом: ещё до прихода состава на станцию осуществляется сквозное планирование обработки состава в цифровой модели, далее состав на подходе к станции проходит через интегрированный пост приёма подвижного состава ППСС, где на единой программно-аппаратной платформе реализован функционал технического и коммерческого осмотра подвижного состава с использованием машинного зрения и технологии глубокого обучения. Результаты осмотра сразу передаются в АСУ станции нового поколения для наполнения цифровой модели. Затем состав закрепляется автоматическими тормозными устройствами на путях парка прибытия. Применение этой технологии значительно сокращает время проведения работ и исключает человеческий фактор.
Состав надвигается на сортировочную горку локомотивом под управлением МАЛС в режиме «Без машиниста». Система обеспечивает контроль безопасности маневровых передвижений. Дежурный по станции со своего терминала задаёт локомотиву маршруты движения и даёт команду на начало движения. Дежурный и машинист в кабине контролируют работу локомотива. При наличии критических неисправностей или сбоев в системе МАЛС или в его собственных машинах и механизмах локомотив автоматически останавливается и выходит из автоматического режима. Машинист-оператор также может контролировать работу одновременно до пяти локомотивов с помощью специального пульта. С его помощью он может дистанционно управлять одним из них в случае какого-либо сбоя. «Цифровая станция» позволяет планировать работу и вести маневровую модель до 10 локомотивов, в то время как на обычной станции могут одновременно работать не более четырёх машин.
Роспуск вагонов осуществляется автоматически под управлением КСАУ СП. Для точного управления торможением отцепов система непрерывно формирует цифровую модель работы станции, в которой учитываются тип, вес, скорость, состояние ходовых частей вагона, метеоусловия и другие параметры, получаемые в режиме реального времени систем ППСС, МАЛС и других цифровых систем.
Заграждение и закрепление вновь формируемых в сортировочном парке составов снова осуществляются автоматизированными устройствами.
Движение отцепов происходит под контролем КЗСП. Комплекс непрерывно фиксирует скорость и местоположение подвижных единиц в процессе расформирования и заполнения путей сортировочного парка.
По словам Романа Сафронова, на основе получаемых статистических данных ускорений и замедлений отцепов формируется цифровая модель профиля путей сортировочного парка. Данные этой модели используются при расчёте управляющих воздействий и оценке фактического состояния профилей путей всего парка. Интерактивный пульт дежурного по горке позволяет протоколировать и вести сортировочный процесс в автоматическом режиме без участия человека, сохраняя при этом возможность ручного управления в случае возникновения внештатной ситуации.
Информация о местонахождении и перемещении подвижного состава, начиная от прибытия и заканчивая отправлением вновь сформированного поезда, передаётся в цифровую модель системой контроля и подготовки информации о перемещениях вагонов и локомотивов на станции в реальном времени, которую разработчики считают наиболее прорывным решением в области создания «Цифровой станции». Благодаря интеллектуальной обработке информации, поступающей от установленных по всей станции модулей видео-идентификации и распределённой системы датчиков контроля прохода колёсных пар, СКПИ автоматически протоколирует расчленённый простой каждой подвижной единицы, фиксирует различные технологические операции и формирует повагонную модель работы станции в реальном времени. На основании данных, получаемых из всех этих модулей, формируется цифровой двойник станции — её программный аналог, моделирующий его технические характеристики и внутренние процессы.
Несмотря на то что большинство операций на станции проводятся автоматически, прерогатива принятия окончательных управляющих решений в концепции пока остаётся за человеком. Кроме повышения степени автоматизации персонал станции получает эффективный инструмент достоверного контроля и управления в случае возникновения нештатной ситуации. Прорывной новацией, по мнению разработчиков проекта, стало также внедрение в работу персонализированных пооперационных планов по обработке составов и вагонов на станции для каждого работника с возможностью предоставления обратной связи об их исполнении.
В скором времени «Цифровая станция» может дополниться несколькими робототехническими комплексами. Сейчас лабораторные и предварительные испытания проходит прототип робототехнического комплекса с функцией расцепки вагонов в динамическом режиме. Разрабатывается также робототехнический комплекс по отпуску тормозов и соединению тормозных рукавов вагонов в процессе подготовки состава к отправлению.
Следующим этапом после внедрения «Цифровой станции» на площадке Челябинск-Главный станет её масштабирование на сети. В ближайшее время для этого планируется сформировать комплексный инвестиционный проект. Внедрение «Цифровой станции» позволит достичь роста доходности за счёт повышения пропускной способности существующей инфраструктуры. «Сейчас российские железные дороги по масштабам сетевой инфраструктуры и другим показателям можно считать самым большим конвейером в мире. Реализация проекта «Цифровая станция» на сети позволит этому конвейеру стать самым большим роботом в мире», — говорит Агоп Хатламаджиян.
Источник: НИИАС
