Эффективность работы железнодорожного транспорта напрямую зависит от безопасности движения, поскольку любая авария или крушение сопряжены со значительным материальным ущербом. Локомотивная система безопасности движения «Борт» полностью обеспечивает базовый перечень функций и регламентов, предъявляемых к приборам безопасности, имеет ряд уникальных функций не имеющих аналогов, а адаптивные возможности системы «Борт» обеспечивают снижение порога по сложности реализации дополнительных решений при вхождении сторонних технологий в состав бортовых локомотивных систем. Это позволяет быстро вносить изменения с обеспечением высокой надежности устройств и подсистем, что в конечном итоге, обеспечивает снижение затрат на создание и внедрение новых цифровых компонентов для повышения безопасности движения и эксплуатационной эффективности локомотивов.
Одним из важнейших направлений научно-технического прогресса в железнодорожной отрасли является создание нового поколения технических средств. Локомотивное хозяйство является одним из крупнейших потребителей инноваций. Например, из выделяемых локомотивному хозяйству более 20% всех средств на развитие в ОАО «РЖД» и порядка 60% из них направляется на создание опытных образцов техники и технических устройств для подвижного состава нового поколения и модернизации эксплуатируемого подвижного состава на плановых видах ремонта.
В целях реализации программ по повышению безопасности движения поездов, на железнодорожном транспорте совершенствуются и внедряются устройства безопасности, предупреждающие ошибки человека и способные в нужном случае взять управление на себя. Следует отметить и возрастающие требования к функциональности, информативности и надежности приборов безопасности.
Разработчиками компании «Транстелесофт» (входит в группу компаний ТМХ Интеллектуальные Системы) создана и успешно введена в эксплуатацию с 2019 года новая локомотивная система обеспечения безопасности движения «Борт».
Система соответствует всем требованиям Технического регламента Таможенного союза ТР ТС 001/2011 и имеет действующие декларации. Система «Борт» имеет экспертное заключение на доказательство безопасности, по расчетам которого вероятность опасного отказа соответствует уровню полноты УПБ4 (SIL4). Система «Борт» предназначена для установки на всех типах подвижного состава, эксплуатируемого на участках железных дорог, оборудованных всеми типами путевых устройств сигнализации управления движением поездов АЛСН в т.ч. основанных на технологиях европейской системы управления движением поездов ERTMS/ETCS, где реализуется функционал региональной ETCS уровня, включая контроль целостности поезда бортовыми средствами и разграничения поездов подвижными блок-участками.
Инновационность системы состоит в применении более компактной схемотехники с большими функциональными возможностями. В системе на платформе неуправляемого сетевого коммутатора НСК организована платформа цифрового обмена информацией по высокоскоростной сети Ethernet. Унификация модулей и их современное исполнение позволило значительно облегчить громоздкую архитектуру необходимого ранее оборудования, повысить скорость обмена данными и надежность самого локомотива.
Система «Борт» интегрирует в единый комплекс разрозненные ранее подсистемы (видеонаблюдения, регистратора параметров работы локомотива, автоведения и т.п.), сократив количество необходимых стабилизаторов питания, коммутаторов, вычислителей, мониторов и датчиков, что сокращает количество отказов, объем электронного оборудования в локомотиве, особенно в кабине управления, что улучшает эргономику и условия работы локомотивной бригады. Унификация спроектированных модулей Системы «Борт» и их современное исполнение позволило значительно сократить количество модулей оборудования в сравнении с системами КЛУБ-У, БЛОК-М и др., повысить надежность и значительно снизить себестоимость. Новая элементная база и гибкая архитектура обеспечивает быстрое наращивание функциональных возможностей.
Меньшее количество и компактность модулей, кабелей и разъемов в системе «Борт» обеспечивает меньшую себестоимость в итоговой цене и значительно меньшие, последующие затраты при обслуживании и ремонте обеспечивая конкурентные ценовые и функциональные преимущества.
Систему «Борт» отличают:
• сокращение количества однотипных блоков при интеграции в единый комплекс систем безопасности, автоведения, видеонаблюдения и т. п.;
• единый источник навигационных данных и времени;
• цифровой обмен информацией по сетям CAN и Ethernet;
• единый съемный носитель для обновления электронных карт;
• единый дисплей машиниста.
Система «Борт» построена на современной высокопроизводительной и надежной элементной базе. Основной рабочий цикл обмена и обработки информации составляет порядка 250 мс. В основном режиме работы активные модули Системы циклически передают информацию о результатах обработки информации и результатах выполнения внутренних тестов. В модуле безопасного вычислителя (МБВ) осуществляются обработка всей принятой информации от периферийных модулей, датчиков и рукояток бдительности, прием и обработка сигнала от антенны спутниковой навигации, определение параметров движения, формирование значений допустимой скорости, сравнение ее с фактической скоростью, контроль бдительности машиниста, управление тягой и ЭПК, дешифрация сигналов АЛСН, запись и хранение резервной копии записи параметров поездок и другие ответственные задачи. Информация поступает по двум каналам для сравнения в МБВ и затем по двум каналам поступает на безопасную схему контроля, управляющую ЭПК.
ЭПК находится под током при нормальной работе системы «Борт». При возникновении рассогласования между двумя информационными потоками, при выявлении неисправности в функционировании системы «Борт» или при выявлении нарушений при эксплуатации системы «Борт», безопасная схема контроля снимает напряжение с ЭПК.
Неуправляемый сетевой коммутатор (НСК) служит для организации сети Ethernet между подключенными модулями и питание этих модулей, поддерживающих технологию PoE. Модуль звукового оповещения (МЗО) предназначен для формирования звуковых сигналов для машиниста по команде от МБВ.
- Основной модуль индикации обеспечивает графический вывод машинисту всей необходимой оперативной информаций на ЖК дисплее с сенсорным управлением.
- Дополнительный модуль индикации (ДМИ) отвечает за индикацию информации для помощника машиниста.
Следует отметить неоспоримое преимущество жидкокристаллических, графических дисплеев, которое состоит в возможности без ограничений изменять вид и количество выводимой информации для локомотивной бригады в связи с изменяемыми требованиями, вводимыми новыми функциями, интеграции на экране информации с других подсистем локомотива, например автоведения, или курсовых камер видеонаблюдения.
- В системе «Борт» реализован ряд передовых решений и уникальных функций, позволяющих значительно повысить безопасности движения, эффективность эксплуатации локомотивов и получить ряд преимуществ в сравнении в применяемыми в настоящее время аналогами:
- Система «Борт» не требует от машиниста заучивания многочисленных кодов и ввода для выполнения команд регламента взаимодействия с системой, как это реализовано сложно для машиниста на ранее проектируемых системах (КЛУБ-У, БЛОК‑М). Система «Борт» быстро осваивается машинистами т.к. имеет интуитивный интерфейс, с прописанными готовыми алгоритмами выбора действий машиниста, что делает работу с системой легкой и снижает утомляемость.
- Единый модуль безопасного вычислителя (МБВ) обеспечивает высокопроизводительный расчет заложенных алгоритмов, прием и обработку всех необходимых показаний датчиков, навигационных данных и времени, обеспечивает цифровой обмен информацией по сетям CAN и Ethernet.
- Единый съемный носитель – модуль регистрации МР имеет объем памяти 4 Гбайт. Он применяется для регистрации 21 поездки с циклической перезаписью с сохранением данных за последние 30 суток, а также может использоваться для обновления электронных карт, что не требует у персонала сервиса наличия ноутбука и загрузочных устройств на локомотиве. Максимально упрощена и сама процедура загрузки.
- Встроенная система диагностики тракта АЛСН позволяет выявить неисправность приемных катушек по параметрам индуктивности и добротности непосредственно на локомотиве в сравнении с обычной необходимостью проверок приемных катушек АЛСН с постановкой на стационарный шлейф, а также проверить прием сигналов АЛСН системой «Борт».
Время прохождения проверки сокращается с 40-ка до 3-х минут. В результате сокращаются эксплуатационные затраты, возрастает межсервисный интервал системы безопасности и плечи оборота локомотивов.
- Система «Борт» производит регистрацию и запись всех кодов АЛСН во время поездки, что позволяет при расшифровке файлов поездки в АРМ «Борт» достоверно выявлять причины сбоев кодов, для их устранения на локомотиве или оборудовании инфраструктуры.
Предварительной причиной выявленных и приведенных на рисунке сбоев кодов явилось неправильное формирование числового кода «З» путевой аппаратурой. При этом длительности кодовых циклов полностью соответствуют нормам. После проведенной проверки установлено, что причиной сбоев явилось то, что у КПТ установлены нестандартные кодирующие шайбы.
- Достоверность разбора транспортных происшествий обеспечивается за счет имеющихся эффективных инструментов в подсистеме видеорегистрации. При этом обеспечивается регистрация работы машиниста внутри кабины, регистрация данных по ходу движения. Идентификация событий осуществлена с обозначенными на видеокадрах железнодорожными координатами пути (КМ, ПК) и синхронизированным выводом астрономического времени. Это исключает случаи ошибок и фальсификаций, особенно на перегонах с однотипными объектами инфраструктуры. Объем памяти составляет 4 Тбайт, что позволяет хранить и получать доступ к необходимым данным видеофиксации в течении 30 календарных дней.
Система «Борт» имеет встроенный регистратор переговоров локомотивной бригады, дублирующий запись звука кабинной камеры видеофиксации.
Локомотивная система обеспечения безопасности «Борт» является интегрированной системой. На едином мониторе с сенсорным управлением при необходимости реализуются дополнительные функции контроля и управления различными подсистемами под любой тип локомотива магистрального или маневрового движения. Это функции: обеспечения безопасности движения, автоведения, контроля бодрствования машиниста, видеонаблюдения, контроля и регистрации топливно-энергетических ресурсов, бесшлейфовой диагностики, а также зарезервированы дополнительные вычислительные мощности для дополнения новыми необходимыми функциями.
При этом существенно улучшена эргономика рабочего места машиниста и интуитивность интерфейса для пользователя. Все данные от систем безопасности, автоведения, датчиков подсистемы учета наличия и расходования топлива, и других устройств на локомотиве отображаются на едином дисплее. Сокращение количества мониторов улучшает концентрацию внимания машиниста и повышает безопасность движения.
Разработана и в 2023 году испытана система интервального регулирования «Звено», адаптированная под работу локомотивов, оборудованных локомотивной системой безопасности движения «Борт».
Технология «Звено» предназначена для повышения пропускной способности участков и линий с полным отсутствием на перегонах напольного оборудования. Локомотивный бортовой комплекс, взаимодействующий со станционной инфраструктурой по радиоканалу, реализован на базе системы «Борт» и отвечает за обеспечение безопасности движения за счёт расчёта и контроля соблюдения безопасного интервала следования до хвоста впередиидущего поезда. При этом на перегонах и путях раздельных пунктов не требуется размещение какого-либо напольного оборудования. Такое решение позволяет отправлять на необорудованный путевыми напольными устройствами перегон поезда с соблюдением условий безопасности движения.
Количество поездов, отправляемых в попутном направлении, ограничивается протяженностью перегона, и обусловлено защитным интервалом следования. Минимальный интервал попутного следования потенциально может быть снижен до 2,5 км. При этом выполняются такие основные функций как, контроль целостности состава, расчёт и контроль соблюдения безопасного интервала следования между попутными поездами, запрет на отправление поезда на закрытый перегон, невозможность отправления поезда на закрытый перегон, невозможность отправления поезда во встречном направлении, невозможность приёма на занятый путь состава, выпуск на перегон оборудованных и необорудованных поездов с учетом обеспечения безопасности движения.
На тепловоз ТЭМ2 6606 АО «Узбекистон темир йуллари» при проведении капитального ремонта в июле 2023 года установлена локомотивная система безопасности движения «Борт». Система успешно прошла испытания под все существующие в настоящее время требования к локомотивным приборам безопасности движения и успешно эксплуатируется без замечаний и рекламаций к выполнению регламента безопасности по настоящее время. Машинистам, работающим в одно лицо значительно улучшен обзор и лучшей характеристикой можно считать их положительные отзывы. Для уменьшения ручного труда техников расшифровщиков при учете показателей эффективности использования локомотивов и учете расхода топлива в АРМ расшифровки «Борт» реализована функция автоматизированного подсчета времени работы тепловоза в ходу и на стоянке с учетом запусков и остановки дизеля.
Уникальным свойством является возможность применения технологий технического зрения и локальной нейросети, например для контроля работоспособности машиниста и подъезда к препятствию, контроля работы персонала при работе у локомотива.
В сотрудничестве с Ташкентским Государственным Техническим Университетом реализовано техническое решение по применению алгоритмов нейросети для контроля работы машиниста в кабине локомотива. Машинисту в целях повышения безопасности на мониторе системы «Борт» выведены камеры HD видео высокого разрешения закрытых ранее от обзора зон с противоположной стороны в прямом и обратном направлении.
В октябре 2023 года успешно проведена демонстрация работы нейромодуля. Алгоритмы нейросети обрабатывая пиксели видео кадров формируют линии конечностей по анатомии строения человеческого тела и контролируют допустимые зоны их взаимодействия с органами управления локомотивом в габаритах кабины управления. В случае выхода на пограничные зоны контроля, например машинист засыпает или по причине ухудшения состояния здоровья ложиться на пульт управления, система подает звуковой сигнал и делает фотоснимок положения «НЕ РАБОТА». Далее производит прописанные алгоритмом действия, в т.ч. и с возможностью применения автостопного торможения. Процесс контроля не обременяет машиниста как в системе ТСК БМ. Для автоматического контроля бодрствования машиниста не требуется вовремя менять элементы питания носимой части «часы», калибровать ее и одевать на руку машиниста.
Комплект оборудования системы «Борт» имеет значительно меньше разъемов, кабелей и модулей, что наряду с представленными функциями имеет экономическое преимущество по стоимости от ряда устаревших и морально устаревающих решений.
Учитывая, что срок службы систем составляет значительный период 20 лет, то своевременный переход на новые технологии позволит сделать своевременный выбор прогрессивного развитие железных дорог в целом.
Локомотивная система безопасности движения «Борт» в настоящее время эксплуатируется на тепловозах от мировых лидеров производства локомотивов, таких как Wabtec на сериях ТЭ33А, ТЭП33А, ТЭМ11А, изготавливаемых на локомотивостроительном заводе «Локомотив құрастыру зауыты» для Казахстана и Монголии, электровозах от Alstom серий KZ4AT и KZ8A на Электровозосборочном заводе «Электровоз құрастыру зауыты». Реализуется проект модернизации магистральных тепловозов ТЭ10 всех индексов и маневровых тепловозов массовой серии ТЭМ2 при проведении капитальных ремонтов, согласуется в проект по капитальному ремонту электровозов ВЛ11 для республики Азербайджан с установкой системы «Борт».
В случае нарушения регламента безопасности движения на пути , например в случае не подтверждения бдительности водителем-машинистом локомотивная система безопасности движения "Борт" принудительно затягивает ручной тормоз локомобиля и глушит его двигатель.
Системой "Борт" в настоящее время оборудовано более 500 локомотивов, среди которых специальный подвижной состав ССПС (ТМЗ Воровского), и диагностические локомобили на базе автомобиля «Соболь», маневровый тепловоз ТЭМ2 в Узбекистане, CKD9C, CKD6, производства Китайской корпорации CRRC, ТЭ25КМ, ТЭМ18ДМ производства Брянского машиностроительного завода для Казахстана комплектуются системой "Борт" в заводском исполнении и активно эксплуатируются на линии. Система "Борт» включена в техническое задание в раздел устройства безопасности на тепловозы Брянского машиностроительного завода ТЭМ18ДМ и ТЭ25КМ для поставки в "Национальную Компанию "Кыргыз Темир Жолу".
На базе локомотивной системы безопасности движения «Борт» реализуется проект для ОАО «РЖД» в виде модификации системы под индексом «Борт-Р». На первом этапе планируется оснащение электропоезд ЭП2ДМ и электровоза 2ЭС4К «Дончак» с целью дальнейшей реализации широкой установки на локомотивах всех заводов производителей АО «Трансмашхолдинг».
На «V ЕВРАЗИЙСКОМ ФОРУМЕ ПО БЕЗОПАСНОСТИ И ЦИФРОВИЗАЦИИ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ» который состоялся 13 октября 2023 года в Академии логистики и транспорта г. Алматы Вице-президент по операционной деятельности АО «КТЖ - Грузовые перевозки» Шакенов Марат Арапбекович в своем докладе отметил, что количество случаев нарушения безопасности движения в локомотивном секторе ежегодно с 2019 года имеет тенденцию к снижению в среднем на 14%, наряду с широким внедрением на локомотивах системы «Борт». С 2019 г. количество оснащенных системой локомотивов превысило отметку в 400 единиц, при этом на этих локомотивах не зафиксировано ни одного случая проезда запрещающих сигналов, и других случаев нарушения безопасности движения.
Опыт эксплуатации системы «Борт» показывает, что своевременность произведенных затрат на внедрение современных приборов безопасности, как на новых локомотивах, так и при модернизациях на капитальных видах ремонта, себя не только полностью оправдывает, но и дает надежную платформу для дальнейшего развития.
Из сообщения Правительства России о работе российских компании на Международной выставке "ИННОПРОМ АСТАНА 2023": Генеральный директор компании Кирилл Липа рассказал о тесном сотрудничестве Трансмашхолдинга» с казахстанскими партнерами:
"В 2023 «Трансмашхолдинг» внедрил интеллектуальную систему управления станций на железных дорогах Казахстана, – сообщает Правительство России Генеральный директор компании Кирилл Липа рассказал о тесном сотрудничестве «Трансмашхолдинга» с Казахстанскими партнерами. За последние несколько лет в Республику Казахстан инвестировали более 200 млн долларов. Недавно «Казахстанским железным дорогам» передали 12 магистральных тепловозов. Магистральный грузовой тепловоз является двухсекционным, в нем предусмотрена электрическая передача переменно-постоянного тока. Тепловоз оснащен современной системой безопасности движения "Борт". Эта модель способна перевозить до 6,4 тыс. т в любых климатических условиях. В Казахстане внедрили систему интеллектуального управления станциями на железных дорогах, которую разработали в «Трансмашхолдинге». Также ТМХ создало систему безопасности «Борт» для локомотивов, как Российских, так и иностранных. (©ПравительствоРФ #ТМХ #Трансмашхолдинг YouTube “Иннопром.Казахстан” t.me/tmh_russia /1857 @innoprom.com YouTube)
24-27 августа Компания ООО «Транстелесофт» приняла участие в международном железнодорожном салоне пространства 1520 «PRO//Движение Экспо 2023» в Санкт-Петербурге.
На стенде группы компаний "ТМХ ИС" гости ознакомились с инновационными решения и продуктами, в числе с локомотивной системой безопасности движения «Борт» разработанной компанией «Транстелесофт» . Система «Борт» уже успешно с 2019 года эксплуатируется на локомотивах по сети железных дорог СНГ уже более чем на 400 локомотивах, СПС и локомобилях.
На стенде была представлена модификация системы "Борт", разработанная специально для эксплуатации на Российских железных дорогах специалистами ООО «Транстелесофт» совместно с АО «НИИАС», в частности реализован интерфейс на основе графического решения системы «Блок», разрабатываемой на аппаратной платформе ООО «Транстелесофт».
Автор выражает признательность всем участникам изображенным на иллюстрациях. Спасибо за внимание, если тема вызывает интерес - напишите Ваши возможные вопросы и комментарии.
#ВСЕНАБОРТ
