Основні напрямки розвитку системи діагностики та моніторингу інфраструктури ВАТ «РЗ»

До останнього часу основним призначенням діагностики було забезпечення безпеки руху. Однак сучасний розвиток засобів діагностики, автоматизація процесів виміру, обробки та аналізу інформації при економному відношенні до ресурсів ставлять перед діагностикою нову мету – забезпечення раціонального та ефективного утримання інфраструктури на основі її фактичного стану.

Основні напрямки вирішення цих найскладніших завдань розглядають у своїй статті генеральний директор ЗАТ НВЦ ІНФОТРАНС Ігор Костянтинович Міхалкін та перший заступник генерального директора компанії Олег Борисович Сімаков.

Нова цільова функція, не виключаючи збереження безпеки руху, більшою мірою спрямована на вирішення головного завдання будь-якої транспортної системи: забезпечення заданого перевізного процесу на заданому рівні ризиків із заданою системою обслуговування.

Основним завданням діагностики, поряд з фіксацією окремих порушень, що впливають на безпеку руху, має стати перехід до визначення фактичного стану інфраструктури, динаміки її розвитку та прогнозування переходу до передвідмовного стану з метою своєчасного вжиття заходів щодо недопущення відмови. Діагностика має стати активним компонентом інфраструктури, що безпосередньо впливає на її якість та готовність до вирішення майбутніх завдань.

Можна виділити три складові системи діагностики та моніторингу інфраструктури залізничного транспорту:

– нормативно-технічна документація, на основі якої здійснюється функціонування всієї системи діагностики та моніторингу (технічні регламенти наконтрольовані параметри, інструкції щодо їх оцінки, допустимі ризики, програми та методики випробувань, регламенти взаємодії елементів діагностики та моніторингу інфраструктури, регламенти інформаційної взаємодії з іншими інформаційно-аналітичними системами ВАТ «РЗ» тощо). Документація формує «правове поле» для функціонування всієї системи діагностики та моніторингу залізничної інфраструктури;

- Інструментальна база (засоби діагностики), яка здійснює безпосередній контроль стану інфраструктури в необхідному обсязі. Інструментальна база виконує роль постачальника об'єктивних даних у систему моніторингу та включає мобільні (спеціалізовані, багатофункціональні), ручні (знімні) та стаціонарні засоби діагностики;

– інтелектуальне ядро – інформаційно-аналітична підсистема діагностики та моніторингу, що веде збір, контроль кондиційності та достовірності, приведення до стандартного вигляду та синхронізації одержуваної інформації, її накопичення та поглиблений аналіз. Вона повинна забезпечувати об'єктивною інформацією у необхідному та достатньому обсязі інші інформаційно-аналітичні системи ВАТ «РЗ», системи техніко-економічного аналізу та прийняття управлінських рішень з метою ефективного управління інфраструктурою залізничного транспорту. Іншими словами, інтелектуальне ядро реалізує цільову функцію системи діагностики та моніторингу інфраструктури на основі даних про її фактичний стан.

Говорячи про нормативно-технічне забезпечення, слід зазначити основний, наріжний принцип побудови системи діагностики та моніторингу загалом – принцип єдності вимірів.

Потрібна розробка чи уточнення технічних регламентів на вимірювання параметрів різних об'єктів залізничноїінфраструктури. У цих регламентах мають бути дано чіткі визначення всіх параметрів, які необхідно вимірювати та оцінювати, умови виконання вимірювань та їх періодичність.

Візьмемо простий приклад. Чи є однозначне трактування параметрів «рівень» та «ширина колії»? Шляховий шаблон повинен встановлюватися перпендикулярно до рихтувальної нитки, неріхтувальної, осі шляху? Ширина колії – це найкоротша відстань між рейками з урахуванням наклепів та зносу рейок чи виміряна на певному заглибленні? Що розуміється під параметром "Рівень"? Це лінія відліку вимірювань, що віртуально формується як вільно лежить на головках рейок або як проходить через середини їх поверхонь катання? На ці питання мають бути однозначні відповіді, прописані в регламентах.

Зараз, коли є можливість обчислювати просторове положення рейкових ниток, вимірювати поперечні профілі рейок та багато іншого, просто необхідно давати максимально коректне визначення параметрів, що спирається на науково-технічний опис об'єкта, а не на засоби вимірювань. Не нормативно-технічна документація має орієнтуватися те що, як і можуть вимірювати розробники систем діагностики, а розробники систем діагностики повинні вимірювати те, що потрібно!

Інструментальні засоби діагностики залізничної інфраструктури повинні забезпечувати вимірювання параметрів відповідно до єдиних технічних регламентів. Виконання розроблених вимог має виконуватися всіма розробниками діагностичних засобів. Всі засоби, що вимірюють ті чи інші параметри, повинні формувати їх у встановленому, стандартному вигляді, які методи, датчики і схеми вимірювання при цьому не використовувалися. Дотримання принципу єдності вимірів маєстати одним з основних критеріїв при сертифікації діагностичних засобів та подальшому прийнятті рішення про можливість їх застосування на мережі залізниць. Діагностичні засоби можуть відрізнятися тільки переліком параметрів, що вимірюються, і точністю їх вимірювання.

Приймання всіх засобів діагностики також має здійснюватися за єдиними програмами та методиками випробувань, в основі яких повинні лежати забезпечення єдності вимірювань, перевірка показників повторюваності, відтворюваності та сумісності.

Засоби діагностики мають бути оптимізовані за своїм складом, переліком параметрів, що діагностуються, періодичності роботи з метою забезпечення системи діагностики та моніторингу інформацією про стан інфраструктури в необхідному та достатньому обсязі для прогнозування її розвитку та своєчасного прийняття ефективних управлінських рішень.

Основними завданнями ручних засобів мають стати забезпечення єдності вимірів, багатофункціональність, автоматизація отримання результатів у реальному часі та націленість на максимальну підтримку технологічних процесів утримання інфраструктури. Приймання новоукладеного шляху або шляху після всіх видів ремонтів з формуванням паспорта ділянки – ще одна сфера застосування подібних засобів діагностики.

Стаціонарні засоби також мають бути автоматизовані та інформаційно інтегровані у загальну систему.

У наш час інноваційних технологій техніка розвивається дуже швидко. За короткий термін мобільні засоби діагностики пройшли значну еволюцію. Якщо до 2000 року широко застосовувалися лише вузькоспеціалізовані діагностичні вагони-лабораторії (КВЛ-П різних моделей), то в період 2000–2007 років. їм на зміну прийшли вагони з розширеним спектром контрольованих параметрів (КВЛ-П мережного рівня).Багатофункціональність та автоматизація мобільних засобів різко підвищилася за появи двовагонного діагностичного комплексу «ЕРА» (2007–2011 рр.).

У зв'язку з цим вузькоспеціалізовані вагони-лабораторії поступово замінятимуться на сучасні багатофункціональні, максимально автоматизовані, високопродуктивні засоби діагностики, які отримують інформацію, необхідну для роботи всього інфраструктурного комплексу ВАТ «РЗ».

Основу парку мобільної діагностики повинні становити багатофункціональні засоби, які не лише дозволяють отримувати одномоментний «знімок» усієї інфраструктури, а й зменшують навантаження на трафік та суттєво знижують витрати на діагностику (діагностичні комплекси «ЕРА»).

Важливим напрямом розвитку діагностики є визначення поведінки інфраструктури в умовах взаємодії з рухомим складом, що обертається. У рамках цього напряму з 2011 р. було створено багатофункціональні діагностичні лабораторії на базі локомотивів (СПЛ-ЧС200, СМДЛ-2ТЕ116). Застосування сучасних технічних рішень дозволило в обмеженому просторі однієї секції локомотива реалізувати максимальну функціональність, аналогічну до двохвагонних комплексів «ЕРА». Самохідні діагностичні лабораторії на базі локомотивів забезпечують контроль залізничної інфраструктури (верхня будова колії, контактна мережа, автоматика та сигналізація, поїзний радіозв'язок) на швидкостях до 200 км/год при осьовому навантаженні до 23,5 тс.

Спільний проект ВАТ «РЗ», ІНФОТРАНС та «Сіменс АГ» – «ІНФОТРАНС-ВЕЛАРО Rus» – відкриває новий клас автономних засобів діагностики. Головна особливість проекту – інтеграція засобів діагностики до пасажирського поїзда «Сапсан». Широкий спектр контрольованих параметрів, висока точність та максимальнаавтоматизація всіх процесів управління, вимірювання, обробки та аналізу інформації без участі оператора забезпечують повноту, об'єктивність та достовірність одержуваних даних, необхідних для контролю особливо відповідальних високошвидкісних напрямків.

Інноваційність проекту «Інфотранс-Веларо Rus» полягає в наступному:

– вперше у світі діагностичне обладнання такої широкої номенклатури та високої точності, що працює за всіх погодно-кліматичних умов на швидкостях до 350 км/год, встановлюється на пасажирському складі, що обертається;

– скорочення витрат на діагностику;

- Підвищення періодичності контролю дозволяє вести ефективний моніторинг та прогнозування стану інфраструктури;

– діагностика ведеться в умовах реальної взаємодії високошвидкісного рухомого складу з колійною інфраструктурою та контактною мережею;

- Повна автоматизація всіх процесів управління діагностичним обладнанням не вимагають присутності оператора; є можливість отримання контрольованих властивостей та його оцінки як за нормативами РФ, і за європейськими стандартами (EN).

Сучасні мобільні засоби діагностики повинні розроблятися на основі принципів модульності та універсальності.

Дані всіх засобів діагностики повинні акумулюватися в інтелектуальному ядрі – інформаційно-аналітичній підсистемі. Вона, у свою чергу, має бути інформаційною підкладкою для інших систем техніко-економічного аналізу та прийняття управлінських рішень ВАТ «РЗ» з метою ефективного управління інфраструктурою залізничного транспорту, включаючи підтримку методології УРРАН-RAMS.

Основні функції інформаційно-аналітичної підсистеми полягають у наступному:

- Збір даних, контроль їхкондиційності та визначення достовірності;

– аналіз повноти діагностичних обстежень та планування роботи коштів з метою забезпечення необхідного та достатнього рівня діагностики;

- Оперативний контроль стану інфраструктури та взаємодія з підрозділами поточного змісту за виявленими небезпечними ситуаціями, контроль їх усунення;

– інформаційна підтримка методології УРРАН-RAMS, ситуаційних центрів та центрів управління інфраструктурою;

- Взаємодія з іншими інформаційно-аналітичними системами ВАТ «РЖД».

Основні принципи побудови інформаційно-аналітичної підсистеми діагностики та моніторингу:

– відкритість (розширення функціональності системи можливе як самим розробником системи, а й іншими розробниками);

– масштабованість архітектури (система повинна бути легко нарощуваною як за функціями, так і за структурою та обсягами оброблюваної інформації);

– орієнтація на Web-технології (доступ до інформації можливий з будь-якого робочого місця відповідно до рівня допуску);

– універсальність доступу до інформації користувачам та зовнішнім додаткам.

Система «ЕКСПЕРТ», яка задовольняє здебільшого ці вимоги, готова та перебуває в дослідній експлуатації на Куйбишевській дорозі.

В даний час вже розроблено цілу низку зовнішніх додатків системи «ЕСКПЕРТ», які на основі даних діагностики на горизонті в кілька років з великою достовірністю визначають рівень передвідмовного стану шляху щодо його геометрії та стану скріплень, стабільність баластної призми та земляного полотна. Розроблено методику комплексної оцінки стану безстикового шляху, реалізовано програмне забезпечення планування планово-попереджувальних та середніх ремонтів колії. УРозробка містить методику планування капітальних ремонтів колії та модернізацій на основі даних засобів діагностики, включаючи багатофункціональні діагностичні комплекси.

Загалом можна сказати, що в даний час вже існують всі передумови для того, щоб до 2025 р. створити сучасну систему діагностики та моніторингу стану залізничної інфраструктури, яка не має аналогів, яка дозволить оптимальним чином забезпечити заданий перевізний процес на заданому рівні ризиків при заданій системі. обслуговування.