Тяга переходит в автоматический режим

Технология беспилотного управления локомотивами становится неотъемлемой частью развития железных дорог не только в России, но и во всём мире. Разработкой новых решений в этом направлении активно занимаются зарубежные компании.

Развитие автоматизированных и автоматических систем управления локомотивами позволит вывести на совершенно иной уровень и грузовые, и пассажирские перевозки. Новые технологии найдут актуальное применение в том числе и в контексте высокоскоростных магистралей. В среднесрочной перспективе беспилотное управление тяговым подвижным составом поможет сократить интервалы следования попутных поездов, расширить использование систем технического зрения, а также создать систему «Автомашинист» для магистральных локомотивов.

Беспилотные технологии уже реальность

«В ОАО «РЖД» разработка технологии беспилотного управления локомотивами проводится с 2014 года. Работы велись на базе сортировочной системы станции Лужская Октябрьской железной дороги. Выбор объекта был обусловлен тем, что эта новейшая станция оборудована микропроцессорными системами централизации, системами маневровой автоматической локомотивной сигнализации и автоматизации сортировочных станций, которые легли в основу технологии», – рассказал главный инженер Дирекции тяги ОАО «РЖД» Олег Чикиркин.

Особую роль в развитии беспилотного движения играет научно-отраслевой комплекс холдинга. В частности, АО «НИИАС» и АО «ВНИКТИ». Результатом совместной работы институтов стали три маневровых тепловоза, способные выполнять в автоматическом режиме надвиг состава на сортировочную горку, съезд с сортировочной горки и заезд под состав. Кроме того, благодаря блоку обнаружения препятствий при движении вперёд локомотивы «видят» и останавливаются перед преградами, а также транслируют изображения с камер подвижного состава на пульт машиниста.

Несмотря на то что главная цель не была достигнута и технические решения не позволили уйти от присутствия человека в кабине управления, было получено понимание того, как должна строиться система «Автомашинист» для маневрового локомотива. Полученный опыт стал фундаментом для проведения в настоящий момент работы по развитию технологии.

В частности, были разработаны функциональные требования к системе «Автомашинист». Они предусматривают выполнение всех маневровых операций в автоматическом режиме. Также были сформированы технические требования на локомотив с функцией «Автомашинист» и станционную инфраструктуру.

В дальнейшем система «Автомашинист», соответствующая разработанным функциональным и техническим требованиям, а также четвёртому уровню обеспечения полноты безопасности (высшему), будет установлена на три опытных и два серийных тепловоза. Это позволит вывести человека из кабины управления.

Также в рамках проводимых сейчас работ планируется создать образец бортовой расширяемой системы управления и обеспечения безопасности движения, включающей функции «Автомашиниста». Как отмечают в Дирекции тяги, данный комплекс позволит тиражировать технологию на новых серийных локомотивах, оставляя за ОАО «РЖД» права интеллектуальной собственности.

Завершить разработку бортовой системы планируется в 2024 году, принять в постоянную эксплуатацию – в 2025 году. Кроме того, в следующем году планируется ввести в эксплуатацию саму технологию «Автомашинист».

Однако необходимо учитывать, что тиражированию данной технологии мешают два фактора. А именно: большой объём необходимых доработок локомотивов и необходимость их повторного подтверждения установленным стандартам. Решением данной ситуации служит развёрнутая работа с производителями подвижного состава. Так, для создания и выпуска новых локомотивов с функцией «Автомашинист» Дирекция тяги заключила соответствующие соглашения с АО «СТМ» и АО «ТМХ».


Собрать все элементы вместе

ОАО «РЖД» проделало огромный путь в разработке и внедрении систем автоматизированного и автоматического управления тяговым подвижным составом. При этом, разумеется, остаются и области для улучшений.

В настоящее время дальнейшее развитие автоматизированных и автоматических систем управления связано с двумя стратегическими решениями. Во-первых, с созданием концепции модульной архитектуры с общей вычислительной платформой. В основе такой системы должен будет находиться мощный вычислительный блок, который сможет быстро решать ряд параллельных задач. В том числе управлять системами локомотива, проводить диагностику оборудования и передавать данные на единый сервер, взаимодействовать с другим подвижным составом (например, в режиме виртуальной сцепки), а также рассчитывать оптимальные режимы движения на основании данных о расписании, энергооптимальном графике, действующих ограничениях скорости.

В настоящее время эта концепция частично реализована в новом электровозе 3ЭС8 «Малахит» благодаря установленной микропроцессорной системе управления и безопасности движения (МПСУ‑БД).

Второе решение связано с необходимостью выбора общей для всех производителей архитектуры базовой вычислительной платформы. Сейчас, например, МПСУ-БД на 3ЭС8 не обладает совместимостью с оборудованием других серий локомотивов. Но с реализацией данного решения этот недостаток будет устранён.

Более того, переход на единую архитектуру позволит обеспечить масштабируемость. То есть можно будет легко добавлять системам автоматизированного управления новые функции без изменения их базовых элементов. Ещё это позволит создать открытый рынок совместимых с любой моделью локомотива базовых вычислительных систем и периферийных устройств (датчиков, устройств передачи данных, систем технического зрения), тем самым минимизировав их стоимость. Также можно будет снизить затраты и производить по мере необходимости аппаратное обновление вычислительных модулей, сохраняя при этом их совместимость с периферийными устройствами.

В долгосрочной перспективе данные решения станут важной основой для развития автоматизированных систем управления локомотивами. Они не только позволят минимизировать затраты, но и ускорят внедрение тех или иных функций.

Гудок