ЦИФРОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ


Ключевые технологии «Цифровой железной дороги»

Цифровая трансформация находится сегодня в фокусе пристального внимания руководства ОАО «РЖД». Компания действует полностью в русле государственных инициатив. Одним из перспективных направлений реализации программы «Цифровая экономика Российской Федерации» является программа «Цифровая железная дорога».

Этим вопросам была посвящена статья Германа Викторовича Суконникова заместителя начальника Департамента информатизации ОАО «РЖД».

Первоочередной задачей при реализации программы «Цифровая экономика Российской Федерации» для ОАО «РЖД» является реализации проекта «Цифровая железная дорога».

Целью проекта является обеспечение устойчивой конкурентоспособности Компании на глобальном рынке транспортных и логистических услуг за счет использования современных цифровых технологий.

Для ОАО «РЖД» цифровая железная дорога – это цифровая среда, в которой информация является активом, определяющим процессы, модель управления и доступные сервисы.

Потенциал современных цифровых технологий таков, что даже в такой традиционной отрасли как железные дороги с их помощью может быть создана существенная часть добавленной стоимости. Продолжая работать над решением «классических» задач железной дороги – расширением сети, увеличением грузооборота, привлечением новых клиентов, ОАО «РЖД» расширяет спектр цифровых сервисов (мультимодальных, комплексных, адаптируемых под рыночные условия и нужды пассажиров и грузовладельцев), что так же позитивно отражается на финансовых показателях.

В результате реализации проекта «Цифровая железная дорога» в операционную деятельность ОАО «РЖД» будут внедрены такие современные ИТ-технологии, как: промышленный Интернет вещей, Большие данные, технологии беспроводной связи, виртуальной и дополненной реальности, интеллектуальные системы, системы распределенного реестра и другие.

IТ-технологии для перехода на обслуживание подвижного состава по фактическому состоянию

В настоящее время основные усилия IT-блока Компании направлены на внедрение технологий, которые в перспективе могут перевести железнодорожный транспорт Российской Федерации фактически на новую ступень развития. Одно из наиболее важных направлений – это технологии Интернета вещей и обработки «Больших данных», позволяющие перейти к управлению содержанием объектов инфраструктуры и подвижного состава по их фактическому состоянию. В этом случае обслуживание и ремонт будут выполняться не в соответствии с регламентом, как это делается сейчас, а по фактическому состоянию объекта. То есть, когда параметры тех или иных объектов начинают только приближаться к критическим значениям – это и будет сигналом для того, чтобы приступить к обслуживанию и профилактике данного объекта. При этом появится возможность проактивно определить, в какое время и какой объем работ на этом объекте необходимо произвести.

В ОАО «РЖД» уже разработана программа создания интеллектуальной системы управления эксплуатацией инфраструктуры. В нее интегрированы средства диагностики, применения технологии Интернета вещей, обработки больших данных и машинного обучения. В настоящее время можно в ONLINE-режиме снимать большое количество данных о состоянии подвижного состава и инфраструктуры и, исходя из этого, предотвращать отказы. В перспективе необходимо добиться устойчивого баланса между обслуживанием инфраструктуры и подвижного состава по нормативам и по состоянию. В идеале на выходе необходимо получить 3D-карту состояния подвижного состава и инфраструктуры, когда все сигналы визуализируются в рамках 3D-модели. Это позволит визуально наблюдать состояние подвижного состава и инфраструктуры и предсказывать потенциальные внештатные ситуации.

IТ-технологии для анализа статистики и возможности предсказательной диагностики

В рамках стратегического сотрудничества компаний ОАО «РЖД» и концерна Siemens AG и в соответствии с меморандумом, подписанным в июне 2016 г. на Петербургском международном экономическом форуме 3 февраля 2017 года был открыт Центр обработки и анализа данных (ЦАДА).

Инжиниринговый центр является частью глобального проекта «Цифровая железная дорога». В его работе задействованы уникальные инновационные технологии, которые позволят повысить уровень надежности и безопасности подвижного состава и существенно снизить эксплуатационные издержки. В перспективе намечен переход на автоматическое прогнозирование технического состояния подвижного состава.

Центр функционирует на базе моторвагонного депо «Подмос­ковная», где осуществляется диагностика и сервисное обслуживание электропоездов «Ласточка», курсирующих по Московскому центральному кольцу, участкам Москва – Орел – Курск, Москва – Крюково – Тверь, Москва – Смо­ленск, Москва – Нижний Нов­город, Москва – Конаково ГРЭС, Москва – Ковров, Москва – Ива­ново и др.

Данные, необходимые для решения потенциальных задач предсказательной диагностики, поступают от подвижного состава в Инжиниринговый центр для их обработки по технологии «Больших данных». Со специализированными автоматизированными системами ОАО «РЖД» и внешним компаниям Инжиниринговый центр осуществляет информационный обмен. В настоящее время Центр обрабатывает информацию, поступающую от электропоездов ЭС1 и ЭС2Г. Анализ данной информации позволяет прогнозировать отказы таких узлов как тяговые двигатели, системы кондиционирования, входные двери и др.

За счет предсказательной диагностики повышаются показатели готовности подвижного состава, что позволяет рационально использовать ресурсы депо, сокращать количество электропоездов, находящихся в резерве, обеспечить 100% соблюдение графика движения. Кроме того, за счет предсказательной диагностики появляется возможность перейти от планово-предупредительной системы ремонта подвижного состава к обслуживанию по фактическому состоянию, что позволит сократить издержки на ремонт.

В стадии реализации находятся планы развития потенциала применяемых в Инжиниринговом центре технологий, в части прогнозирования состояния устройств электроснабжения, пассажирских обустройств, вагонов, применяемых в международном пассажирском сообщении, электровозов 2ЭС6, 2ЭС7, 2ЭС10 и другого подвижного состава локомотивного комплекса, анализа пассажиропотоков и задач, связанных с расширением транспортной системы города Москвы радиальными направлениями МЦК.

IТ-технологии для создания доверенной среды локомотивного комплекса

Пилотное внедрение технологии Больших данных выполняется на полигоне МЦК.

Одними из приоритетных направлений в составе проекта «Цифровая железная дорога» являются «Умный локомотив» и «Доверенная среда», в рамках, которых должны быть решены вопросы автоматической диагностики технического состояния и создания цифровых «двойников», обеспечивающих проведение предиктивной диагностики состояния локомотива.

В настоящее время работы по созданию цифровых «двойников» уже начаты. На проходившей в Екатеринбурге 14-ой Ассамблее начальников железных дорог первые результаты были представлены компанией АО «Инфотех Групп».

Был проведен анализ работы компрессора электровоза 2ЭС6. В результате анализа данных, основанных на результатах обработки значений потребляемого компрессором тока, удалось выявить четкое изменение тренда изменения значения тока после проведения ремонта.

Разработан алгоритм предсказательной диагностики, позволяющий на основании анализа данных, о значениях потребляемого компрессором тока предсказать наступление отказа компрессора за три месяца до фактического наступления события.

Есть четыре потребителя результатов предсказательной диагностики – ОАО «РЖД», сервисные компании, производители подвижного состава и производители компонентов. Соответственно, должна быть построена доверенная среда для потребителей этой информации. В этом году IT-сектор компании «РЖД» приступает к технической реализации доверенной среды. Рабочее название этой системы – «Доверенная среда локомотивного комплекса». Она будет построена на технологии обработки больших данных.

Целями создания системы «Доверенная среда локомотивного комплекса» является эффективная работа ОАО «РЖД».

Во-первых, повышение эффективности работы ОАО «РЖД» и локомотивного комплекса в целом за счет:

– накопления и предоставления участникам локомотивного комплекса данных бортовых систем диагностики ТПС для их последующего использования;

– накопления информации о ТПС и условиях его эксплуатации, хранения ее в контуре доверенного информационного взаимодействия в течение срока возможного предоставления контрольно-надзорным органам;

– обеспечения полноты, актуальности и достоверности информации, необходимой для взаимодействия ОАО «РЖД» с участниками локомотивного комплекса (локомотиворемонтными заводами, сервисными компаниями, заводами-изготовителями и поставщиками оборудования для локомотивов), в том числе, в интересах обеспечения обоснованности и эффективности принятия решений при отнесении ответственности за выход из строя узлов и агрегатов подвижного состава;

– упрощения и унификации информационного обмена между участниками локомотивного комплекса.

Во-вторых, повышение эффективности работы ОАО «РЖД» в части планирования и управления локомотивным комплексом за счет:

– реализованных с применением инструментов больших данных сбора, накопления и хранения информации об объектах локомотивного комплекса в течение всего их жизненного цикла;

– применения интеллектуальной обработки данных (предиктивная аналитика, машинное обучение и пр.).

В рамках реализации целей проекта доверительная среда видна и дальнейшая перспектива – действительно серьезные эффекты могут быт достигнуты при совместном использовании данной технологии с хозяйствами И, Д, а также с внешними клиентами – в лице бизнеса и органов государственного управления.

IТ-технологии для анализа пассажиропотока

Федеральной пассажирской компанией (ФПК) определены следующие направления работ, касающиеся аналитики и прогнозирования при разработке системы CRM (Customer Relationship Management) с применением технологии «Больших данных»:

– анализ пассажиропотока АО «ФПК» на предмет определения характеристик пассажиров (стоимость билетов, дата приобретения, перечень используемы услуг, пол, возраст и др.), пользующихся железнодорожным транспортом и перешедших на альтернативные виды транспорта, определение причины перехода и вида транспорта для перешедших пассажиров;

– выработка рекомендаций, касающихся повышения лояльности пассажиров и возврата к пользованию услугами АО «ФПК»;

– прогнозирование пассажиропотока при внедрении предложенных рекомендаций;

– анализ данных использования сайта ОАО «РЖД» в разделе покупки билетов и выработка критериев действий пользователя, при которых он завершает процесс приобретения билета, завершает работу с сайтом ОАО «РЖД», приобретает билеты на альтернативные виды транспорта.

Современные цифровые технологии в проекте ВСМ Москва – Казань

Для проектирования, строительства и эксплуатации участка Москва – Казань высокоскоростной железнодорожной магистрали Москва – Казань – Екатеринбург (ВСМ Москва – Казань) применяются современные информационные технологии в разрезе следующих классов автоматизированных решений.

Во-первых, малолюдные и безлюдные средства управления процессами: технологии «Интернет вещей» и «Большие данные» для организации автоведения и интервального регулирования движения, учитывающего заданный график и возможности инфраструктуры участка Москва – Казань.

Во-вторых, цифровые объекты, диагностика и прогнозирование:

– технологии «Интернет Вещей» и «Большие Данные» для сбора данных о состоянии объектов подвижного состава и объектов инфраструктуры участка, контроля состояния подвижного состава, цифровой диагностики объектов инфраструктуры;

– технология «Большие Данные» для моделирования производственных ситуаций в перевозочном процессе на участке Москва – Казань.

Использование технологии ГЛОНАСС для мониторинга местонахождения подвижного состава

Технология, успешно применяемая для пространственно-временной идентификации подвижного состава, основывается на использовании спутниковой навигации ГЛОНАСС/GPS.

На подвижной состав устанавливается приемник, получающий сигнал от нескольких спутников. Подающиеся со спутников сигналы синхронизированы по времени. Кроме того, со спутников поступает информация об их текущих пространственных координатах. Таким образом, получив сигналы со спутников, можно по времени запаздывания сигналов, определить расстояния до них. Чем больше спутников, тем точнее результаты измерений. Таким путем можно определить пространственное положение подвижного состава с точностью порядка 10–20 метров.

Технология использования системы электронного пломбирования (СЭП) на железнодорожном транспорте направлена на повышение сохранности перевозимых грузов, автоматизацию приемо-сдаточных операций и операций по контролю за состоянием груза в пути следования, повышение уровня обеспечения безопасности движения при осуществлении грузовых перевозок, повышение клиентоориентированности и снижение непроизводительных потерь ОАО «РЖД».

Действие технологии СЭП распространяется на систему контроля за железнодорожными перевозками, предусматривающей применение средств идентификации (пломб), соответствующих «Требованиям к средствам идентификации (пломбам), в том числе функционирующим на основе технологии глобальной навигационной спутниковой системы ГЛОНАСС», утвержденным Постановлением Правительства Российской Федерации от 27 февраля 2016 г. №147.

Система электронного пломбирования обеспечивает контроль параметров перевозки, в т.ч. скорости движения, остановки, стоянки, маршрут, а так же – состояния силового запорно-пломбировочного устройства и перевозимого груза (температура, освещение, объем и т.д.).

Интеллектуальное планирование взаимодействия различных видов транспорта

В целях повышения эффективности системы управления перевозочным процессом с представителями морских портов и стивидорных компаний в 2017 году организована работа по электронному обмену данными «порт-дорога» и «дорога-порт».

Для обеспечения качества планирования погрузки грузов в адрес портов, исключения непроизводительных потерь, от отставленных от движения вагонов на путях общего пользования и нецелевого занятия инфраструктуры проводится работа по интеграции информационных систем ОАО «РЖД» и морских портов. Пилотным проектом внедрения выбрана система взаимодействия Новороссийского морского торгового порта и Северо-Кавказской железной дороги, которая принята в промышленную эксплуатацию в четвертом квартале 2017 года.

На основании соглашения об электронном обмене данными реализована работа по обмену данными между АСУ РЖД и АСУ порта.

Разработанная система позволяет автоматизировать процесс планирования подвода грузов в порты с учетом ассортимента грузов. На основании данных, полученных от порта, по потребности в грузе в разрезе ассортимента на планируемый период, с учетом наличия этих грузов на дороге в системе автоматически формируется прогноз прибытия поездов с востребованным грузом на 2 суток вперед.

Использование данной технологии позволит обеспечить ритмичность в продвижении и равномерность загрузки терминалов, повысит эффективность перевозки за счет снижения непроизводительных потерь и увеличит объемы выгрузки на припортовых станциях.

За счет внедрения технологии автоматического составления плана подвода грузов, реализованного в составе автоматизированной системы управления местной работой (АСУ МР) совместно с портами Новороссийск и Туапсе, динамика общей выгрузки за 8 месяцев 2018 г. на припортовых станциях Северо-Кавказской железной дороги составила +5,3% к уровню прошлого года, на станции Новороссийск зафиксирован рекордный рост среднесуточной выгрузки – 14%.

«Электронная торговая площадка «Грузовые перевозки» – основа для создания многофункционального платформенного решения

В рамках реализации программы «Цифровой транспорт и логистика» IT-блок Компании в 2018 году запустил в работу систему «Электронная торговая площадка «Грузовые перевозки» (ЭТП ГП), которая дает грузоотправителям возможность самим заказать перевозку в подвижном составе любого типа из любой точки, где есть доступ к Интернет, и оплатить ее с единого лицевого счета или банковским платежом.

Система основана на самых современных технологических решениях и имеет огромный потенциал для развития. Так, в отношении грузоотправителей применяется технология «больших данных», то есть обрабатывается вся информация о клиенте и история его взаимодействия с ОАО «РЖД» с целью подготовки для него персонифицированных предложений, в том числе по глобальным сервисам.

В настоящее время ведется активная работа с перевозчиками с целью внедрения новых сервисов. Развитие функциональности ЭТП ГП обеспечит возможность заказа перевозки в прямом и непрямом международном железнодорожном сообщении, предоставления услуги доставки груза «от двери до двери», а также создание новых услуг и моделей взаимодействия с поставщиками и потребителями, включая международные перевозки.

В перспективе ЭТП ГП может стать основной для создания многофункционального платформенного решения (marketplace) для клиентов и поставщиков услуг различной направленности.

© Евразия Вести IX 2018

www.eav.ru