УДК 332.1
Логистизация цифровизации и интеллектуализации производственных процессов в ОАО «РЖД»
Розенберг Ефим Наумович
д.т.н., профессор, первый зам. ген. директора
Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи (ОАО «НИИАС»), г. Москва, Россия
E-mail: info@vniias.ru
Филипченко Сергей Анатольевич
к.т.н., руководитель
научно-технического комплекса ОАО «НИИАС», г.Москва, Россия
E-mail: sa.filipchenko@vniias.ru
Шатохин Андрей Владимирович
к.т.н., начальник отдела моделирования
технологии станционной работы ОАО «НИИАС», г.Москва, Россия
E-mail: aassrv@gmail.com
Logistics of digitalization and intellectualization of production processes
at Russian Railways
Rosenberg Efim Naumovich
Doctor of Technical Sciences, Professor, First Deputy og gen. directors
Research and Design Institute of Informatization,
automation and communication (OJSC “NIIAS"), Moscow, Russia
Filipchenko Sergei Anatolyevich
Ph.D. - head of the scientific and technical complex
(OJSC “NIIAS", Moscow, Russia
Shatohin Andrey Vladimirovich
Ph.D. - Head of the Station Engineering Technology Modeling Department
OJSC “NIIAS", Moscow, Russia
Анализируются формы статистической отчетности, формируемые в автоматизированных системах ОАО jРЖДk, говорится о необходимости и направлениях цифровизации производственных процессов на основе новых бизнес-моделей и автоматизированного сбора данных с разных устройств, а также геоинформационных и спутниковых систем.
Ключевые слова. Железная дорога, статистическая отчетность, автоматизированные системы, цифровизация, производственный процесс, бизнес-модель, спутниковые системы.
The forms of statistical reporting generated in the automated systems of Russian Railways are analyzed, the need and directions of digitalization of production processes based on new digital business models and automated data collection from various devices, as well as geographic information and satellite systems are discussed.
Key words. Railway, statistical reporting, automated systems, digitalization, production process, business model, satellite systems.
Железнодорожная сеть России является одной из крупнейших в мире. Общая эксплуатационная длина железных дорог составляет более 80 тысяч километров. Объём железнодорожных грузоперевозок в России – 3 000 млрд т-км в год, что составляет около 30% железнодорожных грузоперевозок в мире. Управлять такими большими активами непросто. Поэтому особую важность приобретает современная статистика железнодорожного транспорта. Всего в настоящее время в ОАО «РЖД» действуют 255 форм внутренней статистической отчетности и 1079 учетных форм первичной документации, включающих более 20 тысяч показателей, охватывающих все стороны производственно-хозяйственной деятельности ж.-д. транспорта.
В настоящее время более половины действующих отчетных форм (145 единиц или 56,8 %) формируется в автоматизированных системах ОАО «РЖД», что направлено на исключение влияния человеческого фактора, повышение достоверности обрабатываемой информации. Для применения в условиях технологического документооборота с электронно-цифровой подписью разработаны и утверждены 112 внутренних форм первичного учета по разным хозяйствам: 33 – в локомотивном комплексе; 19 – в вагонном хозяйстве; 11 – в путевом хозяйстве; 35 – в хозяйстве электрификации; 12 – в грузовом комплексе; 2 – в хозяйстве автоматики и телемеханики, связи и
вычислительной техники.
Задачей сегодняшнего дня и ближайшего будущего является формирование статистических показателей на основе цифровитизации производственных процессов, а понятие "Цифровая железная дорога" является основой для развития современных железных дорог как в России, так и во всём мире. ОАО «РЖД» разработало Комплексную программу инновационного развития на 2016-2020 годы. Новые подходы, которые создают и разрабатывают по всему миру, опубликованные в работах [1-20], направлены на: увеличение скорости; увеличение объёмов; снижение эксплуатационных расходов; увеличение привлекательности железнодорожного транспорта; обеспечение более высокого уровня безопасности.
Сегодня цифровая революция затрагивает большинство сфер промышленности и повседневной жизни. Железнодорожный транспорт не исключение. Программа инноваций и развития ОАО "РЖД" включает: цифровые инфраструктурные модели, цифровые сети связи и высокоточные системы координат, мониторинг состояния объектов инфраструктуры и подвижного состава, вычислительные средства для обработки больших объёмов данных.
Основными предпосылками перехода на цифровую железную дорогу являются: цифровые модели инфраструктурных активов в едином координатно-временном пространстве; цифровые сети связи и высокоточные системы координат на основе высокоточных спутниковых сетей позиционирования; постоянный мониторинг инфраструктурных активов с автоматическим генерированием скоростных ограничений и организацией технического обслуживания; мониторинг состояния подвижного состава на внешних и внутренних объектах с возможностью прогнозирования остаточного срока эксплуатации; комплекс вычислительных средств для дистанционного управления инфраструктурными активами, изменения графиков движения в режиме реального времени с учётом энергоэффективности и автоматизации отдельных операций; мобильные рабочие места для персонала и контроль за психофизиологическим состоянием.
Цифровые решения для повышения эффективности движения включают использование цифровых путевых табло, цифровых систем связи, центров управления для эксплуатационных зон и бортовых компьютерных систем. Внедрение этих технологий нацелено на автоматизацию мониторинга инфраструктуры и подвижного состава, планирования, обслуживания и контроля качества, на снижение затрат, связанных со строительством объектов инфраструктуры, энергоэффективное управление движением в эксплуатационных зонах и беспилотное управление некоторыми видами подвижного состава.
В России интегрированная система управления активами на основе оценки рисков (URRAN) начала внедряться в 2010 году. Она обеспечивает комплексное управление рисками, надёжностью и стоимостью железнодорожных объектов на всех этапах эксплуатационного цикла (см. рис. 3).
Основываясь на информации от различных типов объектов (путь, подвески, электроснабжение, сигнализация и т.д.), она поддерживает принятие решений на высшем уровне. Интегрированная система управления активами включает такие типы рисков, как индивидуальные, социальные, экологические, технические и экономические.
Следующим шагом для системы управления активами является применение технологии больших данных. Здесь вы видите целевую архитектуру такой системы на основе принципов больших данных.
Этот переход основан на новых цифровых бизнес-моделях с автоматизированным сбором данных с разных устройств. Это соответствует концепции Промышленного Интернета Вещей, которая становится довольно известной во всём мире.
Некоторые технологии IoT проходят испытания на нескольких подразделениях и объектах РЖД. Ожидаются многообещающие результаты от беспроводных датчиков для устройств автоматизации железных дорог, таких как сигнальная система, релейные шкафы, путевое оборудование и системы обнаружения перегрева букс.
Техническое обслуживание на основе условий эксплуатации зависит от достоверной информации о состоянии железнодорожной инфраструктуры и объектов. Российские электропоезда последнего поколения, такие как Сапсан, оснащены специальными бортовыми информационно-измерительными системами. Она получает диагностическую информацию от 900 датчиков и может назначать разные «приоритеты» диагностическим сообщениям и решать, какие из них следует обработать в первую очередь.
Одним из оснований для оцифровки железных дорог является развёртывание общего высокоточного координатного пространства над железнодорожной сетью.
Для успешной реализации таких технологий необходима зрелая геоинформационная система. Высокоточная координационная сеть, работающая в России, имеет протяжённость более 6000 км. Она поддерживает все виды деятельности, связанные с проектированием, строительством и ремонтом, а также управление движением и автоблокировку.
Систему управления движением можно представить в виде трёхуровневой системы. На нижнем уровне инфраструктурные объекты сокращаются и используются новые широкополосные системы цифровой связи. Средний уровень позволяет автоматически настраивать маршрут на станции из центра управления и мониторинга инфраструктуры из подвижного состава. Самый верхний интеллектуальный уровень позволяет выполнять автоматический график движения, идентифицировать и разрешать конфликты.
Взаимодействие программных компонентов интеллектуальной системы управления на железнодорожном транспорте (ИСУЖТ) начинается на стадии планирования, централизованной автоматизацией управления движением и заканчивает формирование отчётности. На рисунке 9 показаны входные данные, необходимые для создания ежедневного расписания.
Услуги пассажирских перевозок на основе цифровых технологий включают в себя планирование поездок, покупку билетов и передачу данных в реальном времени в железнодорожных комплексах и в поездах. Их можно реализовать с помощью мобильных устройств различных стандартов цифровой связи и соответствующих функциональных приложений.
Безбумажные технологии должна быть реализованы для грузовых перевозок для поддержки многоагентного взаимодействия между всеми участниками транспортного процесса. Она включает: таможенные процедуры; подготовку и передачу в локомотив необходимой документации; адаптивное и ориентированное на потребителя управление движением.
Цифровые услуги также полезны для подразделений РЖД с точки зрения прогнозной аналитики, моделирования инфраструктуры и другого.
Данные из разных областей деятельности ОАО «РЖД» обрабатываются и интегрируются для обеспечения бесперебойной работы.
Московское центральное кольцо – хороший пример интегрированной реализации цифровых технологий.
Цифровитизация всей проектной документации для систем сигнализации и создание высокоточной системы координат позволяют максимально сократить количество операций, выполняемых человеком.
В настоящее время разрабатывается проект по созданию центра обработки данных на основе технологий Больших данных и Промышленных интернет-технологий.
Использование спутниковой навигации в настоящее время является частью цифровизации железных дорог. Имеется широкий ассортимент приложений, который включает в себя множество областей; вот лишь некоторые из них: логистика; мониторинг железнодорожной инфраструктуры; проектирование, строительство и ремонт путей; отправление поездов и оптимизация движения; автоблокировка и интервальное регулирование; формирование отчётности без первичных документов. Применение спутниковой навигации для сигнализации является недорогим и требует меньшего количества путевого оборудования.
Как уже упоминалось, высокоточная координатная сеть является одной из основ цифровой железной дороги. Она открывает новые возможности для управления активами на железных дорогах, а также для сигнализации. Эксперты РЖД активно участвуют в разработке методов проектирования, строительства и ремонта путей, используя абсолютную систему координат.
Концепция цифровой железной дороги тесно связана с полностью автоматическими и автономными поездами. В ОАО «РЖД» активно развивают эту технологию, и прототипы уже проходят испытания на нескольких пробных площадках. Мы считаем, что необходимо разработать специальные стандарты и требования к различным типам поездов. Было выбрано 5 категорий поездов с различными целями, требованиями и уровнями автоматизации для каждой.
Самым сложным элементом железнодорожного хозяйства является железнодорожная станция. Поэтому автоматизация её работы с одновременным формированием достоверно и своевременной статистической отчетности является приоритетной задачей. Все эти показатели автоматизировано формируются на основе сообщений, передаваемых дежурным персоналом в автоматизированные системы управления.
Следующим шагом по введению цифровых элементов управления является полное дистанционное управление поездами диспетчером. Институт проводит научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по управлению маневровыми локомотивами на станции Лужская. Этот проект начался в 2015 году, и теперь у нас есть 3 автономных локомотива.
На основании динамического имитационного моделирования всех производственных процессов, происходящих на станции, автоматически строится суточный график исполненной работы.
На его основе автоматически формируется статистическая отчетность о работе станции. Таким образом, мы будем иметь достоверную и своевременную статистическую отчетность и необходимые инструменты для эффективного управления перевозочным и другими производственными процессами.
Библиографический список:
- Бубнова Г.В., Зенкин А.А., Куренков П.В., Астафьев А.В., Куприяновский В.П. Транспортные коридоры и оси в цифровой транспортной системе // Транспорт: наука, техника, управление: Сб. ОИ / ВИНИТИ.- 2017.- № 7.- С.11-20.
- Бубнова Г.В., Куренков П.В., Некрасов А.Г. Цифровая логистика и безопасность цепей поставок // Логистика.- 2017.- № 7.- С.46-50.
- Костюк Б.С. и другие. Модернизация сортировочных станций на железных дорогах Северной Америки // Железнодорожный транспорт.- 2015.- № 3.- С.74-77.
- Костюк Б.С., Куренков П.В., Нехаев М.А., Рувинов И.Р. Модернизация сортировочных станций в Северной Америке // Железнодорожный транспорт.- 2014.- № 11.- С.71-75.
- Куприяновский В.П., Куренков П.В., Бубнова Г.В., Дунаев О.П., Синягов С.А., Намиот Д.Е. Экономика инноваций цифровой железной дороги. Опыт Великобритании // International Journal of Open Information Technologies.- 2017.- Том 5, № 3.- С.79-99.
- Куренков П.В., Нехаев М.А. Задачи ситуационно-процессного управления сортировочной станцией // Железнодорожный транспорт.- 2012.- № 4.- С.29-31.
- Куренков П.В., Нехаев М.А. Моделирование работы сортировочной станции в интеллектуальной системе управления перевозками // Железнодорожный транспорт.- 2012.- № 9.- С.20-22.
- Куренков П.В., Нехаев М.А. Применение форсайт-технологий для повышения эффективности работы сортировочной станции // Железнодорожный транспорт.- 2013.- № 4.- С.25-28.
- Нехаев М.А. и другие Ситуационно-логистическая система управления перевозочным процессом // Логистика и управление цепями поставок.- 2008.- № 5(28).- С.25-35.
- Полянский, Ю.А. Дорожный центр ситуационного управления.
Проблема создания и функционирования / Ю.А. Полянский, П.В. Куренков // Экономика железных дорог.- 2003.- № 1.- С.51-66. - Полянский, Ю.А. Топологическое моделирование взаимодействия хозяйств железной дороги / Ю.А. Полянский, П.В. Куренков // Транспорт: наука, техника, управление: Сб. НТИ / ВИНИТИ РАН.- 2003.- № 7.- С.8-18.
- Соколов И.А., Куприяновский В.П., Дунаев О.Н., Синягов С.А., Куренков П.В., Намиот Д.Е., Добрынин А.П., Колесников А.Н., Гоник М.М. Прорывные инновационные технологии для инфраструктур. Евразийская цифровая железная дорога как основа логистического коридора нового Шелкового пути // International Journal of Open Information Technologies.- 2017.- Том 5, № 9.- С.102-118.
- Филипченко С.А., Куренков П.В., Беспалова Н.А., Медведева Н.Л. Электронизация учёта вагонных парков - важный шаг к интеллектуализации управления эксплуатационной работой // Вестник транспорта.- 2015.- № 8.- С.32-41.
- Филипченко С.А. и другие. Автоматизированный мониторинг парка грузовых вагонов // Железнодорожный транспорт.- 2015.- № 8.- С.14-18.
- Филипченко С.А. и другие. Современная технология учёта и мониторинга парка грузовых вагонов // Железнодорожный транспорт.- 2016.- № 2.- С.58-63.
- Овсянников И.А., Куренков П.В. Дорожный ситуационно-логистический центр управления хозяйствами ОАО «РЖД».- Логистика сегодня.- 2004.- № 5. -С.20-30.
- Мохонько В.П. и другие Ситуационное управление перевозочным процессом // Транспорт: наука, техника, управление: Сб. ОИ / ВИНИТИ.- 2004.- № 11.- С.14-16.
- Мохонько В.П., Исаков В.С., Куренков П.В. Проблемы создания ситуационно-аналитической системы управления перевозочным процессом на железнодорожном транспорте // Бюллетень транспортной информации.- 2004.- № 9.- С.22-27.
- Мохонько В.П., Исаков В.С., Куренков П.В. Система поддержки принятия экономически обоснованных решений // Экономика железных дорог.- 2005.- № 1.- С.18-26.
- Куренков П.В., Котляренко А.Ф. Внешнеторговые перевозки в смешанном сообщении: экономика, логистика, управление.- Самара: СамГАПС, 2003.- 636 с.
Материал размещен кафедрой «Логистика и маркетинг в АПК» Красноярского государственного аграрного университета
Источник: Материалы XV Международной научно-практической конференции «Логистика – Евразийский мост» ЛЕМ - 2020