Развитие экосистемы железнодорожных компаний

Цифровые технологии при этом могут стать катализатором инновационных изменений в отношении перевозок на железнодорожном транспорте. Основной целью внедрения модели цифровой трансформации представляется изменение подхода к управлению объектами транспортной инфраструктурыпосредством планирования ресурсов на основе актуализированных данных об их фактическом состоянии (Рисунок 3).Рис. 3. Модель цифровой трансформации железнодорожного транспорта [3]«Цифровые двойники» позволяют сформировать многомерные аналоги материальных объектовтранспортной инфраструктуры и с высокой точностью отображать верифицированные и актуализированные состояния, например, эксплуатируемых участков пути, железнодорожных станций и другихобъектов инфраструктуры, обеспечивающих железнодорожные перевозки.3.2 Разработка и апробация цифрового двойникаВ конце XX в. при реализации концепции CALS-технологий возникает понятие «цифровая модель», которое является цифровым представлением проектируемого или существующего объекта, все изменения которого должны осуществляться вручную. Цифровая модель может описать объект с различной степенью точности, а также использоваться для описания физических явлений. Однако она нашла широкое применение лишь на этапе проектирования, т.к. позволяла учитывать лишь первоначальные данные, а вносить новые необходимо было вручную. [3]Из-за ограниченности потенциала цифровой модели впоследствии возникали идеи связать цифровой и реальный объекты с помощью технологий мониторинга состояний объекта, т.е. осуществить между ними обмен данными. Это позволяло реальному объекту влиять на цифровую модель, а также на основе полученных данных выявить закономерности, с помощью которых можно спрогнозировать поведение реального объекта в будущем. Такую цифровую модель начали называть «цифровой тенью» физического объекта. [3] Однако, не смотря на все плюсы, цифровая тень была лишь этапом к переходу к новой цифровой модели, так как имела ряд недостатков: -применение лишь в повторяющихся или не сильно отличающихся друг от друга задачах; - невозможность моделирования различных ситуаций, которые происходили с объектом в прошлом; - наличие большого количества избыточной неинформативной информации. Следующим шагом было внедрение нового подхода, который основывался на построении и применении «цифровых двойников» физических объектов, где в качестве объекта понимается не только изделие, но и процесс, технология, компонент, система или совокупность изделий (рис. 4) [3].Рис.4 – Цифровой двойник мостаСогласно Майклу Гривсу, одному из основоположников концепции цифровой двойник, для создания цифровой модели необходимо существование: - физического объекта и его физического окружения - виртуального объекта и его виртуального окружения - каналов связи и центров анализа информации, которые организуют передачу и обработку информации как от физического объекта к виртуальному, с помощью систем мониторинга, так и от виртуально к физическому, с помощью команд, сигналов или предупреждении. Основное отличие цифровой тени от цифрового двойника это наличие виртуальной модели, максимально точно описывающей связанный с ней реальный объект [3]. Немаловажным является отличие их систем для хранения информации. Цифровая тень использует систему Big Data. В ней происходит сбор информации с помощью множества датчиков, но большая её часть является неинформативной и занимает большой объем пространства для хранения. Цифровой двойник же использует систему Smart Big Data. В отличие от Big Data датчики расположены в критических точках объекта, что позволяет производить непрерывную валидацию цифрового объекта. Остальная часть данных берется от цифрового двойника, где производятся многодисциплинарные и многомасштабные исследования. Это снижает объем неинформативной информации, повышает прозрачность и наглядность процессов генерации и обработки данных [3]. На железной дороге цифровой двойник является динамической совокупностью единичных объектов, таких как инфраструктура, железнодорожные станции, локомотивы, вагоны и поезда. Наличие датчиков на объекте, позволит наглядно увидеть работу его конструкции в режиме реального времени, а также непрерывно получать данные о его техническом состоянии. [4]Рис.5. Возможности цифровой модели, цифровой тени и цифрового двойникаВ свою очередь информация о техническом состоянии позволит выявлять дефекты или повреждения на начальной стадии, что повысит безопасность эксплуатации, а также увеличит межсервисный интервал и позволит перейти к плану технического обслуживания по фактическому состоянию объекта. Благодаря этому можно заранее заказать и подготовить детали к замене, что приведет к отказу от хранения больших площадей запасных частей для ремонта объекта. На сегодняшний день в ОАО «РЖД» проведена работа по разработке и апробации цифрового двойника инфраструктурного комплекса на пилотном участке МЦК Владыкино – Белокаменная, разработан проект концепции реализации данной технологии в инфраструктурном комплексе ОАО «РЖД». В настоящее время цифровой двойник оформлен Центральной дирекцией инфраструктуры как новая инициатива Стратегии цифровой трансформации ОАО «РЖД» [4].3.3 Минимизация чрезвычайных происшествий на железной дороге на основе цифровых технологийЖелезная дорога всегда была местом повышенной опасности. Существует ряд обстоятельств, в связи с которыми возникают чрезвычайные происшествия. Например, проезды на запрещающий сигнал светофора. В ходе расследования устанавливаются одни и те же причины: не соблюдение регламента переговоров, отвлечение локомотивной бригады, не проводилось должное наблюдение за светофорами и положением стрелочных переводов. Как показывает практика, даже опытные машинисты, работающие не один год на маневровых тепловозах, зачастую не выполняют правила технической эксплуатации. Развитие железнодорожного транспорта напрямую связано с модернизацией и внедрением современных технологий в эксплуатационную работу, с целью минимизировать ошибки человека. Применение компьютерного зрения с целью распознавания световой сигнализации и не допущения проезда локомотива на запрещающий сигнал имеет большую эффективность. [2].В настоящее время, на рынке видеосистем можно найти разнообразные системы видеоконтроля. Любая система имеет как преимущества, так и недостатки. Система видеоконтроля световой сигнализации с применением на железной дороге, имеет повышенные технические требования.Например, устройство видеоконтроля за состоянием автоматических объектов (стрелки, светофоры и т.д.), состоит из аппаратуры и каналов связи, по которым передается информация в диспетчерский аппарат и на линейные пункты. Недостаток такой системы, состоит в том, что это устройство видеоконтроля имеет ограниченную площадь видимости и отсутствует интеллектуальный контроль световой сигнализации. Решением этой проблемы стала модель системы передачи информации о поездной обстановке в кабину машиниста. Недостатки такой системы дороговизна, сложность установки и обслуживания. Также немалым недостатком является отсутствие радиооборудования на линии, которое не позволяет организовать полный контроль световой сигнализации. [4].Зафиксировано 70 % случаев проезда на запрещающий сигнал светофора. К сожалению, многие локомотивные бригады изначально не настроены на качественное выполнение своей работы. Они допускают несоблюдение должностных инструкций и правил технической эксплуатации, что является грубейшим нарушением. [6].В связи с этим, было принято решение о создании дополнительного комплексного устройства безопасности. Бортовое (компьютерное) зрение предназначено для обнаружения светофоров и их показаний, препятствий в габарите пути следования и расстояние до них, стрелочных переводов и их положения, а также выполнения автоматического торможения в случае отсутствия реакции машиниста. Базовой технологией работы системы является анализ данных, поступающих от сенсоров бортовой системы технического зрения. [6].Находится на путях и объектах инфраструктуры железнодорожного транспорта, не предназначенного для пассажиров, запрещено. Находясь на территории железнодорожного транспорта необходимо быть предельно осторожными и соблюдать правила поведения. Стоит помнить, что платой за беспечность может стать ваша жизнь и здоровье.По системе информации «Человек на пути» ведется журнал регистрации нарушений, допущенных работниками ОАО «РЖД». (Рис. 6).Рис.6. Журнал регистрации нарушений по системе информации «Человек на пути»Замечания по нарушениям, допущенным гражданами, вводятся в АСУТ НБД ЗМ из книги замечаний машинистов формы ТУ-137. (Рис.7).Рисунок 7. Книга замечаний машинистов.Пассажиры знают, что железная дорога это зона повышенной опасности, но сами железнодорожники зачастую об этом забывают, они привыкают к этой опасности и перестают ее замечать. По статистике, большинство несчастных случаев происходит при наезде подвижного состава. [2].Задача системы информации «Человек на пути» это предупреждение травматизма на путях при четком взаимодействии работников всех служб. Наиболее характерная ситуация, это контроль работы путейцев со стороны локомотивных бригад. Перед отправкой в рейс локомотивная бригада получает инструктаж от дежурного по депо о всех последних изменениях выездной обстановки, особое внимание обращают на систему информации «Человек на пути». В работе этой системы, основное звено машинист и его помощник именно они могут заметить нарушения в работе путейцев, связистов, энергетиков, движенцев на перегонах и оперативно сообщить о них. Оценить степень опасности особенно трудно путейцам, поэтому чтобы сохранить свою жизнь, они должны четко соблюдать существующие правила и инструкции.Рисунок 2 Книга замечаний машинистов.Пассажиры знают, что железная дорога это зона повышенной опасности, но сами железнодорожники зачастую об этом забывают, они привыкают к этой опасности и перестают ее замечать. По статистике, большинство несчастных случаев происходит при наезде подвижного состава. [2].Задача системы информации «Человек на пути» это предупреждение травматизма на путях при четком взаимодействии работников всех служб. Наиболее характерная ситуация, это контроль работы путейцев со стороны локомотивных бригад. Перед отправкой в рейс локомотивная бригада получает инструктаж от дежурного по депо о всех последних изменениях выездной обстановки, особое внимание обращают на систему информации «Человек на пути». В работе этой системы, основное звено машинист и его помощник именно они могут заметить нарушения в работе путейцев, связистов, энергетиков, движенцев на перегонах и оперативно сообщить о них. Оценить степень опасности особенно трудно путейцам, поэтому чтобы сохранить свою жизнь, они должны четко соблюдать существующие правила и инструкции.ЗаключениеВ целях развития железнодорожного транспорта и инфраструктуры Правительством страны была разработана эффективная стратегия. Итак, данная стратегия предусмотрена до 2030 года и направлена на развитие данной отрасли. Отметим, что положения в данном документе исходят по большей части из традиционно прагматичных правил. Кроме того, они предусматривают два направления модернизации данной отрасли. Рассмотрим данные направления наиболее подробно.Основная проблема железнодорожной инфраструктуры состоит в различии ее развития в разных регионах страны. В основном это проявляется в отставании удаленных регионов от основных центров страны, также особенностью являются климатические условия, в которых находятся эти субъекты. Исходя из этого, стоит рассмотреть уровень развития регионов, чтобы сделать выводы об отставании ряда субъектов Российской Федерации от других.Стоит отметить мировой опыт модернизации транспортной инфраструктуры. Зарубежными странами был определен главный фактор развития транспортной отрасли – постоянное инвестирование в нее. По данным исследований банковской группы DVB (г. Франкфурт-на-Майне, Германия), общие капитальные вложения в развитие железнодорожного транспорта в мире в настоящее время оцениваются примерно в 70 млрд долл. в год, из которых 45 млрд. приходится на инфраструктуру и 25 млрд долл. на модернизацию подвижного состава. Инвестирование в российские железные дороги происходит за счѐт средств государства и частного капитала. При этом реформирование железнодорожной инфраструктуры должно быть основано на увеличении рыночных возможностей железнодорожной инфраструктуры, прежде всего ОАО «РЖД». Таким образом, государственная помощь посредством финансирования, предоставления налоговых льгот и гарантий является рычагом реализации стратегии развития железнодорожного транспорта в Российской Федерации. Во все времена транспортная инфраструктура играла большое значение в социально-экономическом развитии страны. Сейчас существуют различные виды транспорта, каждый из которых выполняет свою роль в транспортировке грузов или перевозке пассажиров. В нашей стране, отличающейся протяженностью территории, особенно важна железнодорожная инфраструктура. Основные направления развития отечественного железнодорожного транспорта будут осуществляться в контексте формирования и совершенствования «цифровой экономики». Принципиальное изменение уровня информационного, технического и технологического обеспечения процессов перевозок на железнодорожном транспорте, повышение уровня культуры и безопасности транспортных услуг уже сегодня и на ближайшую перспективу возможно осуществлять посредством системного внедрения цифровых технологий и сервисов [1,2].«Цифровые двойники» позволяют сформировать многомерные аналоги материальных объектов транспортной инфраструктуры и с высокой точностью отображать верифицированные и актуализированные состояния, например, эксплуатируемых участков пути, железнодорожных станций и других объектов инфраструктуры, обеспечивающих железнодорожные перевозки.Список использованной литературы