РАЗВИТИЕ ЦИФРОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В СФЕРЕ РЕЛЬСОВОГО ТРАНСПОРТА

АННОТАЦИЯ

В статье представлено исследование современного состояние IT – систем в железнодорожном транспорте, перспективы развития и внедрения цифровых технологий в сферу рельсового транспорта, внедрение новых электронных билетов и их распространение. Представленный проект ««Умные» рельсы» поможет снизить количество нештатных ситуаций.

Ключевые слова: цифровизация подвижного состава, IT – сфера рельсового транспорта, индивидуальные карты.

Одной из важных проблем рельсового транспорта является развитие и улучшение цифровых технологий, которое подразумевает под собой использование цифровых технологий в общественном транспорте для удобства пассажиров и машинистов рельсовых транспортных средств. Так, например, есть экономическое эффективное решение – это система «помощник машинисту», она помогает в реальное время выбрать оптимальный режим ведения поездов, тем самым позволяет сэкономить около 15 процентов энергии. Данные системы уже активно практикуются в Германии. Для этого необходимо рассмотреть использование цифровых технологий, а также современное состояние IT – сферы в рельсовой транспортной системе. Из-за того, что цифровое технологии развиваются стремительно быстро, было бы уместно затронуть внедрение цифровых технологий в сферу железнодорожного транспорта. Инвестиции IT – технологий повысят безопасность перевозки как пассажиров, так и груза, улучшат логистику, также уменьшат затраты на техническое обслуживание составов и ремонт их, а еще помогут оптимизировать расписание поездов.

Задачи:

1. Исследовать цифровизацию в рельсовом транспорте;
2. Изучить современное состояние IT-сферы для рельсовой транспортной системы;
3. Рассмотреть перспективы развития и внедрение цифровых технологий в железнодорожную транспортную систему;
4. Выявить плюсы и минусы электронных билетов и распространение данного вида билетов;
5. Проект ««Умные» рельсы.»

Для решения сложных задач, которые отвечают за управление движением в железнодорожном транспорте, необходимо внедрение искусственного интеллекта. Для этого необходима цифровизация перевозочного процесса.

Поэтому все внимание сконцентрировано на оптимизацию подвижного состава, а также снижение влияния человеческого фактора с переходом от роли машиниста к роли наблюдателя. Все это поможет обеспечить создание новых управляющих составов, которые более эффективны, надежны и безопасны по сравнению с существующими.

Цифровизация в рельсовом транспорте.

Цифровизация рельсового транспорта должна охватить следующие фундаментальные составляющие перевозочного процесса:

• Организация перевозок;
• Подвижной состав;
• Технические средства инфраструктуры;

Цифровизация железнодорожного транспорта поможет позволить эффективно организовывать процесс накопление, обработки и хранения информации. Для усовершенствования технологии управления необходимо создать единый комплекс на базе цифрового локомотива и цифровой инфраструктуры, а также интеллектуальной диспетчеризации. Именно поэтому одной из главных задач становится организация цифровой интеграции и взаимодействия подвижного состава, инфраструктурного комплекса и центра организации перевозок для объединения их в общую систему, которая поможет оптимизировать процесс управления движением.

Важную роль в выработке управляющих решений должен играть искусственный интеллект. На первом этапе он необходим для обработки статической информации, планирования, оптимизации процесса управления движением поездов. Применение искусственного интеллекта даст возможность повысить безопасность движения составов, прежде всего для исключения человеческого фактора при реагировании на нештатные ситуации.

Современное состояние IT – сферы для железнодорожного транспорта.

Изучив современное состояние IT – технологий для железнодорожного транспорта можно сделать вывод, что внедрение технических средств и автоматизация диагностирования и прогнозирования позволяют решить такие задачи:

• Повышение качества планирования движение поездов;
• Повышение качества управления перевозочным процессом;
• Повышение надежности эксплуатируемых систем;
• Снижение капитальных и эксплуатационных затрат.

Для решения этих задач послужило:

- развитие технологий автоматического построения графика движения поездов, «автодиспетчера» и «автоведения» за счет уточнения применяемых цифровых моделей и введения принципов самоорганизующихся систем;

- развитие стационарных систем управления движением поездов с учетом индивидуальных характеристик объектов инфраструктуры и подвижного состава, а также повышение степени интеграции и взаимодействия объектов железнодорожной инфраструктуры.

- создание автоматических комплексов управления движением поездов на основе цифровой инфраструктуры, системы организации перевозок и подвижного состава.

В ближайшие десять лет планируется развивать автоматизацию ответственного технологического процесса движения поездов:

1). Вплоть до полной автоматизации и беспилотного выполнения определенных операций, необходимо внедрить системы автоведения;

2) Для диагностирования и анализа данных, учитывая текущее и прогнозные состояние инфраструктуры и подвижного состава, планируется внедрение и развитие современных комплексов;

3). Внедрение систем диспетчерского управления движением поездов на основе нейронных сетей и искусственного интеллекта.

Но эта автоматизация будет невозможна без цифровизации базовой инфраструктуры, прежде всего систем централизации и автоблокировки, по данным из правил ОАО «РЖД» известно, что оборудовано всего 10% железнодорожных станций и перегонов сети ОАО «РЖД», потому что данные системы дорогие.

Перспективы развития и внедрения цифровых технологий в железнодорожную транспортную систему.

Цифровизация подвижного состава направлена на применение унифицированные методы ее математической обработки в автоматическом режиме, что позволяет открыть пути к получению нового качества систем с сокращением доли участия человека. Это позволяет повысить надежность функционирования всех звеньев, которые обеспечивают реализацию графика движения поездов.

Так, например, локомотив должен включать в себя технические средства и модули обработки данных о состоянии вагонов, оборудованных датчиками технического диагностирования и мониторинга.

При усовершенствовании железнодорожного комплекса как раз следует наделить его искусственным интеллектом, то есть, наделить состав дискретными и аналоговыми датчиками технического состояния, следовательно, первым шагом в цифровизации рельсового транспорта станет совершенствование и интеллектуализация систем технического диагностирования и мониторинга.

Сейчас такие системы используются, чтобы автоматизировать работу по ручному техническому обслуживанию, но такие системы не включают в себя искусственный интеллект, они работают по достижению пороговых границ и предотказных состояний каждого отдельного диагностического параметра.

При этом системы диагностирования и мониторинга должны использоваться не только для автоматизации работ по техническому обслуживанию, но и для сбора и обработки данных для «цифровых копий» объектов инфраструктуры и подвижного состава. Так как нельзя вести обработку данных по отдельным пороговым значением диагностических параметров, поэтому следует повышать функционирование возможности систем технического диагностирования и мониторинга. Это и позволит повысить усовершенствование в развитии цифровых технологий в сфере рельсового транспорта.

Электронные билеты. Распространение электронных билетов.

Во многих странах уже хорошо развиты электронные билеты, в России они имеют спрос только в некоторых городах, в Москве электронные билеты записываются:

• на социальные карты (для пенсионеров, учащихся)
• на карты Тройка

Но такая система работает только для электричек и метрополитена, было бы намного проще, если бы эта система также работала в ОАО «РЖД».

Сейчас очень большой спрос имеют покупки билета онлайн, совершая покупку, пользователь получает на свою почту электронный билет, который он должен предъявить при посадке на поезд, а что, если создать приложение для покупки билетов на поезд, при этом не будет никаких отправлений билетов на электронную почту и не придется проходить электронную регистрацию пользователям. Такую систему необходимо внедрить не только на поездки внутри города, но также на дальние и пригородные.

Можно будет начать производить и начать выпуск индивидуальных карт для пользователей компании ОАО «РЖД». Совершая покупку в приложение, где будут данные покупателя, пользователю не понадобится распечатывать билет, он автоматически будет записан на карту и сохранится QR код в приложении, даже при отсутствии интернета не возникнет никаких проблем, так как приложение будет сохранять данные о покупке и билета в систему. Также будет удобно и проводнику, для этого стоит приобрести терминал, к который сможет отсканировать QR код или прочитать информацию с карты.

Рисунок 1. Лицевая часть карты

Рисунок 2. Задняя часть карты

Изучив эту тему, можно выделить плюсы и минусы электронных билетов:

• плюсы:

1). При обретении электронных билетов не будет большого скопления людей;

2). Электронный билет можно будет без проблем обменять или вернуть, при этом пользователю не придется никуда ехать для этого;

3). Такой билет будет просто невозможно потерять;

• минусы:

1). Первый и главный минус, не все умеют пользоваться приложением для покупки билетов;

2). В сети много мошенников, которые могут взломать приложение, где будут находится персональные данные пользователей;

3). Переоборудование станций и вокзалов, так как необходимы будут турникеты, которые и будут читать QR коды.

Проект ««Умные» рельсы».

В Германии существует и не первый год уже практикуется проект ««Умные» дороги», однако в России только планируется развитие данного проекта.

«Умная» дорога – это специальный проект, который представляет объединение в единую сеть саму дорогу, легковые автомобили, грузовики и автобусы, которые оснащены ПК.

Данная дорога помогает снизить до 20 % ДТП. А если разработать подобный проект, но только для рельс. Как раз эта программа поможет снизить количество нештатных ситуаций, которые могут вызвать у персонала какие – либо сложности. Проект ««Умные» рельсы» заключается в полной автоматизации состава, то есть машинисту не придется прикладывать никаких усилий. Также это поспособствует уменьшению времени на обучение и выпуск машинистов.

Для этого локомотив будет оснащен датчиками как снаружи, так и внутри. Эти датчики помогут обнаруживать препятствия на ходу, то есть состав на ходу сможет обнаружить препятствие на расстоянии 800 метров и начнет торможение.

Рисунок 3. Предположительное размещение датчиков на подвижном составе

1. Датчики для мониторинга и обнаружения препятствий на ходу, а также для контроля объектов инфраструктуры;
2. Датчики для передачи данных (маршрут, местоположения, целостность состава и график движения) системе управления;
3. Беспилотная система, которая функционирует безопасность, управление тягой и торможением, также ведет состав по расписанию;
4. Датчики для определения скорости и пройденного пути, которые и передают информацию о местоположении;
5. Датчики, контролирующие целостность тормозной магистрали и обеспечивающие торможение «с хвоста».

Оснащение состава данными датчиками один из шагов представляют базовые важные технологии, которые помогут решить построение «умных» рельс, которые находятся на передовых позициях в железнодорожных транспортных системах регионов.

Список литературы:

1. Интеллектуальные транспортные системы в Росси // Транспортная цифровизация с прицелом на будущее. Интернет-журн. URL: https://itsjournal.ru/articles/urban-environment/transportnaya-tsifrovizatsiya-s-pritselom-na-budushchee/ (дата обращения: 8.04.2021)
2. Ума вагон // «Цифра» завоевывает отрасль. Интернет – газета. URL: https://rg.ru/2018/06/06/cifrovye-tehnologii-uluchshat-rabotu-zheleznodorozhnogo-transporta.html (дата обращения: 6.04.2021)