Не споткнется ли искусственный интеллект о реле?

В ОАО «РЖД» среди 55 цифровых проектов развитию систем железнодорожной автоматики и телемеханики уделено довольно скромное место – в рамках создания цифровых двойников станций и модернизации отдельных участков пути. Вопрос в том, как при этом холдинг намеревается сочетать внедрение прорывных решений типа искусственного интеллекта и квантовых коммуникаций с работой старого релейного оборудования.

О пользе цифры замолвлено слово

Уже давно известно, что применение микропроцессорных систем электроцентрализации и автоблокировки позволяет повысить пропускную способность дорог, а ЖАТ – это один из важнейших факторов повышения эффективности перевозок. Напомним вкратце, каких целей позволяет добиться такой подход. Развитие автоблокировки прежде всего позволяет улучшить качество передачи сигнала о состоянии блок-участков на борт локомотива. Оборудование перегонов современными микропроцессорными устройствами автоблокировки ведет к отказу от установки светофоров для обозначения границ блок-участков. Сигналы светофоров остаются нужны только для визуальной оценки машинистом данных о занятости впередирасположенного участка, получаемых локомотивом от напольных устройств. Такие системы делают границы блок-участков подвижными, что сокращает интервалы движения поездов. В частности, для пассажирского сообщения на участке Сочи – Альпика-Сервис – до 5–6 мин.

В грузовом движении цифра также позволяет увеличить пропускную способность инфраструктуры (за счет снижения интервалов). Например, на участке Транссиба Яблоновая – Лесная замена устаревших систем ЖАТ на микропроцессорные устройства привела к снижению отказов технических средств в 10 раз (по сравнению с реле), а пропускная способность участка выросла на 20%. В текущем году начаты работы на участке Большой Луг – Слюдянка-2. Правда, как отметили специалисты, развитие современных технологий интервального регулирования требует дополнительных затрат на применение цифрового канала в качестве средства передачи данных на борт локомотива. Прежде всего в рамках технологии виртуальной сцепки, а также для создания систем управления движением поездов, выполненных на базе радиоблокцентра.

Расширена палитра малообслуживаемых устройств. В частности, появились стрелочные переводы, не требующие периодической очистки и обогрева, улучшена конструкция ряда датчиков и трансформаторов. Для грузонапряженных участков разрабатываются специаль­ные типы изделий. Причем появилась возможность реализации комплексных решений.

Увеличивается количество интегрированных постов диагностики, которые могут отслеживать состояние грузовых вагонов и грузов во время движения поезда. Интеллектуальные системы монтируют на отдельных участках ряда железных дорог. Это помогает автоматически выявлять технические неисправности вагонов, смещение груза и отклонение от весовых норм, что, например, на двух сортировочных станциях ЗСЖД, где нередко образуются заторы, сократит время осмотра вагона в среднем ориентировочно на 7–12 мин.

На чем экономим?

Вместе с тем беспокоит то, что ОАО «РЖД» в последние 2 года весьма ощутимо стало экономить на модернизации систем ЖАТ. По оценкам экспертов, в 2018-м расходы на информатизацию в монополии оптимизировали на 38%, в том числе в значительной мере этот процесс затронул сегмент ЖАТ. 

В прош­лом году планы развития вновь пере­смотрели – в сторону уменьшения. 

И сейчас, по сути, проекты сведены к минимуму. На цифру переводят лишь те участки, где без нее никак нельзя сократить интервалы следующих друг за другом поездов. А на остальном пространстве в лучшем случае создают комбинации из микропроцессорных систем с релейными устройствами.

Политика на оптимизацию расходов мотивируется тем, что инвестиции в ЖАТ связывают с оценками стоимости их жизненного цикла. Такой расчет помогает определить приоритеты, к которым в монополии относят прежде всего проекты, окупаемые за короткий промежуток времени и обеспечивающие экономию. Однако возникает некая двусмысленность, поскольку данные вопросы рассматриваются на внутрикорпоративном уровне. А здесь получается следующая арифметика.

Начнем с того, что база для оценки берется заниженная. Ведь если говорить о текущих расходах, то и тут мы тоже видим стремление к экономии. Сервисному обслуживанию на сети РЖД подлежат 11 982 объекта ЖАТ. Потребность в финансировании работ превышает 3,4 млрд руб., но денежный лимит покрывает лишь 24,4% от общей потребности в средствах, сообщил начальник управления автоматики и телемеханики Цент­ральной дирекции инфраструктуры ОАО «РЖД» Валерий Аношкин. Таким образом, в компании минимизируют затраты на текущее централизованное сервисное обслуживание и ремонт элементов технических средств в послегарантийный период.

Часть экономии складывается за счет оптимизации численности ремонтных бригад и увеличения напряженности их графиков, а часть – за счет внедрения современных устройств удаленной диагнос­тики и автоматизации аналитики данных, считываемых с сетевых устройств. Однако подобные меры явно не могут покрыть недостатка финансирования систем ЖАТ. И все же именно с этими параметрами сравнивают эффективность новых проектов, что вносит некоторые искажения в аналитику.

Спасает, конечно, то, что старое оборудование обладает, как показывает практика, высоким уровнем надежности. Поэтому скудость финансирования не очень заметна на полигонах с низким трафиком. А вот там, где движение интенсивное, на успех проектов по увеличению провозной способности железнодорожной инфраструктуры недостаточность капиталовложений в ЖАТ влияет, и, по мнению специалистов, весьма существенно. В качестве примера можно привести Восточный полигон, где движение поездов, случается, тормозит работа систем ЖАТ. Здесь есть участки со старыми системами, которые обост­ряют вопрос узких мест на полигоне.

Как считают эксперты, у ОАО «РЖД», если считать расходы жизненного цикла несколько иначе, появляются инструменты, которые позволяют не только улучшать провозную способность сети, но и экономить расходы на жизненном цикле систем ЖАТ. Например, если закупать все компоненты автоблокировки в комплекте с оборудованием централизации у одного поставщика, то в рамках проекта по замене релейного оборудования это может обеспечить экономию в 12% от общих затрат. Ведь в данном случае в стоимость комплекса войдет и установка программного обеспечения, и часть других расходов, связанных с отладкой оборудования и его дальнейшей эксплуатацией.

Однако подобные проекты – затратные. Поэтому на железных дорогах модернизируют системы ЖАТ поэтапно. Причем при растягивании проекта во времени создается иллюзия экономии за короткий отчетный период. Соответственно, при этом усложняется учет затрат на всем жизненном цикле комплекса нового оборудования. Появляются и разрывы в цепочке закупок, которых невозможно избежать при разбивке проекта на долгие стадии реализации и которые влекут за собой рост накладных и транзакционных расходов. Как следствие – в конечном итоге происходит увеличение стоимости жизненного цикла, полагают эксперты.

Кроме того, при таком подходе по мере роста грузонапряженности на инфра­структуре потребность в ремонте устройств ЖАТ увеличивается, а также ведет к дополнительным переносам этапов модернизации. Следовательно, подобный способ удержать рост стоимости жизненного цикла в расчетных пределах уводит от желаемой цели и увеличивает риски отказов средств ЖАТ. Сеть может столкнуться в результате и с ростом рис­ков как задержек поездов, так и аварийных ситуаций на сети.

Риски, связанные с отставанием в модернизации ЖАТ, возрастают на фоне перехода на вождение локомотива в одно лицо, на котором настаивают в Дирекции тяги ОАО «РЖД». Там проекты автоматизации на борту локомотива могут застопориться без модернизации ключевых систем управления инфраструктурой. А если учесть декларацию ОАО «РЖД» о том, что отрасль должна продвигаться к беспилотному вождению, то тут уже экономить на модернизации окажется все более проблематично. Ведь цифровизация тяги и использование релейных сетей – процессы, мягко говоря, не очень-то совместимые.

Тем не менее на сети продолжают отрабатывать гибридные решения. Они предусматриваются не только для Восточного полигона, но и для Московского центрального кольца (МЦК), где радиоблокцентр традиционного типа намерены увязать с новым микропроцессором централизации. Но в данном случае это означает, что проекты беспилотного движения на МЦК, где подобные технологии обещано опробовать в первую очередь, отодвигаются на более отдаленную перс­пективу. Такой подход к модернизации систем ЖАТ может привести к тому, что беспилотники даже на наиболее для этого приспособленном полигоне смогут выйти на линию еще не скоро.

Мечты о правильном жизненном цикле

Вопрос экономии, как считают в ОАО «РЖД», имеет и еще одну грань. На стоимость изделий влияют как технологии, используемые на российских предприятиях, так и процедуры закупок. 

С одной стороны, вроде бы выгоднее приобретать весь комплекс оборудования у одного поставщика. Но с другой – холдинг вынужден в последнее время усилить диверсификацию закупок.

Если ранее вопрос касался в основном работы с зарубежными поставщиками, то теперь, по данным управления автоматики и телемеханики Центральной дирекции инфраструктуры, поставляемые сегодня на сеть системы ЖАТ на 86–87% состоят из отечественных деталей и софта. Прежде диверсификация закупок была вынужденной (требовалось снизить зависимость от зарубежных компаний). Однако в настоящее время, по-видимому, целесообразно несколько сместить акценты: закупки устройств ЖАТ через тендеры сейчас нередко приводят к тому, что разрозненные партии рассеиваются по разным проектам на полигонах, не способствуя комплексным решениям.

Между тем, по словам представителя крупного производителя, российские компании существенно расширили палитру поставляемых цифровых систем, а также в рамках импортозамещения ускорили разработки нового оборудования, которое и повышает надежность перевозок, и дает возможность экономить на жизненном цикле.

В качестве примеров можно привести предложение нового конденсатора, позволяющего быстрее накапливать и отдавать значительный объем энергии. На рынок выводят и другие изделия с учетом особенностей работы ряда направлений РЖД, прежде всего Восточного полигона. В этом ключе сотрудничество ОАО «РЖД» и производителей систем ЖАТ необходимо укреплять, чтобы сов­местно решать текущие задачи и выводить на рынок новые технологии для бесперебойного движения поездов. Вопрос в том, что для этого следовало бы улучшить и взаимодействие между различными дирекциями монополии: оно должно быть нацелено на более совершенные технологии обеспечения процесса перевозок и повышение эффективности проектов модернизации ЖАТ.

Точка зрения

Евгений Гоман, 
главный инженер ОАО «ЭЛТЕЗА»
– Специалистами ОАО «ЭЛТЕЗА» предложены эффективные решения в сфере ЖАТ с применением современных материалов и новейших технологий. Выпускаются новые стрелочные электропривода, не требующие обслуживания и обогрева. Завершается разработка электропривода СПШ-ЭЛ шпального исполнения, у которого значительно снижены сроки между осмотрами при обслуживании. Модульная конструкция привода предполагает обслуживание сервисным методом. Все это экономит затраты железных дорог.
А вот другой пример в развитие темы разработки малообслуживаемого напольного оборудования – герметизированные и вандало­защищенные дроссель-трансформаторы постоянного тока со средними выводами основной обмотки на задней стенке корпуса. В частности, ДТЕ-0,6-1500СН по своим параметрам не имеет сегодня аналогов. А ДТ-1МГ1-450П предназначен для грузонапряженных участков на переменном токе – он также необслуживаемый и герметичный, с корпусом из композитных материалов.
Новую линейку аппаратуры тональных рельсовых цепей отличает повышенная надежность, что также позволяет заказчику снизить расходы при обслуживании. Скажем, в ТРЦ-АР реализована функция автоматического регулирования уровня сигнала. Поэтому не требуется ручная регулировка электромехаником рельсовой цепи при воздействии внешних дестабилизирующих факторов. 
Экономия также обеспечивается за счет снижения энерго­потребления путевого генератора. Предусмотрена внутренняя система самодиагностики, защита от влияния помех, формируемых современным железнодорожным подвижным составом.
Оборудование поступает высокой степени заводской готовности, после комп­лексной проверки. Соответственно снижаются объемы и стоимость монтажных работ на объекте.
Технология прямого прессования листового композиционного материала (SMC) позволяет изготавливать корпуса и крышки муфт МГУ-28П, РМГ8П-128ШК, путевого ПЯ-ГП и кабельного КЯ-10МП ящиков. При этом изделия из композита отличает высокая прочность и качество поверхности.
После модернизации изменена конструкция стативов и шкафов в части нижней разводки кабеля СЦБ. И в транспортабельном модуле все кабельные коммуникации проходят в лотках под фальш­полом, что повышает надежность оборудования.
ОАО «ЭЛТЕЗА» имеет возможность комплексно поставить микропроцессорное оборудование и весь спектр постового и напольного оборудования, смонтировать его как на стационарном посту, так и в транспортабельных модулях с высокой степенью заводской готовности. Микропроцессорная централизация стрелок и светофоров МПЦ-ЭЛ максимально реализована на отечественной элементной базе, конечная сборка которой происходит в нашем филиале – на Лосиноостровском электротехническом заводе, и в этом полностью соответствует требованию ОАО «РЖД» в части импортозамещенности системы. 
В настоящее время ведется разработка системы МПЦ нового поколения для обеспечения автоматизации перевозочных процессов, что позволит не только повысить надежность и эффективность оборудования, но и улучшить пропускную способность участков пути РЖД.

Автор: Александр Солнцев