Информационные технологии на железнодорожном транспорте.

Материалы научно-практической конференции. – Хабаровск, ДВГУПС, 1998. – С.13-19

С.М.Гончарук, В.С.Шварцфельд, В.А.Анисимов, А.И.Богданов, О.В.Калинцев, В.В.Анисимов, А.Р.Едигарян (ДВГУПС)

 

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ПРОЕКТИРОВАНИИ И ЭКСПЛУАТАЦИИ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ

 

В условиях продолжающегося уменьшения объемов перевозок, нестабильности экономики России проблема обеспечения надежной и эффективной работы транспорта приобрела важнейшее государственное значение. Ее многовариантность, многокритериальность, а также особая сложность анализа и синтеза работы транспорта, требуют разработки единой компьютерной технологии, выбора обоснования возможных альтернатив для работы лица, принимающего решения (ЛПР).

По нашему мнению, такую систему можно создать на базе интеграции уже апробированных локальных автоматизированных систем, разработанных на кафедре "Инженерные изыскания и геодезия" ДВГУПС: система «электронный паспорт» плана, продольного лрофиля и схем ТРА станций на основе инструментальной съемки; система компьютерного анализа параметров плана железнодорожных направлений; автоматизированная система управления путевым хозяйством; интегрированная система тягово-энергетических и технико-экономических расчетов движения поездов; автоматизированная система расчета пропускной способности.

Все перечисленные системы разработаны по инициативе ученых кафедры и по заказу МПС и дорог региона.

Главными признаками, способствующими процессу интеграции данных систем в единую технологическую линию "Принятие решений", являются:

- единство цели - поиск путей решения проблемы улучшения эксплуатационных показателей работы железных дорог и, как следствие, сокращение эксплуатационных расходов;

- общая информационная база в виде электронного паспорта плана, продольного профиля, схем станций для ТРА, данных о состоянии верхнего строения и обустройств пути.

Рассмотрим более подробно указанные локальные системы и пути возможного их взаимодействия в едином технологическом процессе.

Программное обеспечение для создания электронных паспортов плана, продольного профиля пути, схем станций для ТРА (разработчики Шварцфельд B.C., Колбаскин О.П.) позволяет на базе обработанных данных инструментальной съемки выпускать готовую продукцию на бумажном и электронном носителе. При этом существенно снижается продолжительность камеральных работ, повышается качество графического материала, сокращаются сроки проектных работ и их стоимость. Полученная на магнитном носителе информация может передаваться в любую автоматизированную систему через ВЦ дороги или непосредственно с компьютера на компьютер. Указанная база данных может оперативно корректироваться по мере получения дополнительной информации по плану, профилю и схемам ТРА (закрытие станций, разборка путей, врезка новых стрелок, подъемка, выправка, рихтовка, проход измерительной техники и т.п.).

Система позволяет работать с базой данных любой службе при соответствующей адаптации к решаемым задачам, просматривать необходимую информацию в автоматическом режиме, не обращаясь к бумажному носителю, и в любом масштабе.

Особый интерес, по нашему мнению, представляет электронный паспорт станции, который может использоваться для решения широкого круга технологических задач на основе моделирования процессов работы станции с учетом реального плана и продольного профиля приемо-отправочных путей. В электронном паспорте станций, помимо данных, предусмотренных инструкцией, может быть внесена любая информация по заказу служб. Информационная база данных получается на основе координатной съемки станции. В 1997 году коллективом кафедры созданы электронные паспорта по плану и продольному профилю главных путей и по 43-м станциям Борзинского направления Забайкальской железной дороги. Общая протяженность главных путей составила 655.2 км (количество круговых кривых - 694), число станционных путей составило 751 протяженностью 591.3 км. Ранее электронные паспорта были получены для ст.Тыгда, Ерофей Павлович (ЗабЖД) и железнодорожного узла Новый Ургал (ДВЖД). В настоящее время завершаются работы по съемке внеклассной станции Хабаровск-2 и созданию для нее электронного паспорта. В 1998 году будет выполнена работа по ПЧ-6 ЗабЖД и крупным станциям - Шилка, Чернышевск, Уруша, а также ст.Уссурийск и Воздвиженка на ДВЖД. В такой постановке работа выполняется впервые на сети железных дорог России.

Дальнейшее развитие системы заключается в стыковке информации, получаемой путевой измерительной техникой с базой данных электронного паспорта (вагон ЗабЖД, ЦНИИ 4 и т.п.), что позволит накапливать и корректировать информацию о параметрах плана в режиме реального времени. Главной трудностью в данном вопросе является обеспечение достоверной привязки данных путеизмерителей к пикетажу, адаптация информации, полученной путеизмерителями, к работе системы "электронный паспорт". Немаловажным является и экспериментальная проверка соответствия данных, получаемых диагностическими машинными комплексами, результатам инструментальной съемки.

Всесторонний анализ состояния плана по информации электронного паспорта визуальным просмотром сотен и тысяч километров, с учетом соответствия параметров плана СТН, инструкциям, техническим указаниям и другим нормативным документам весьма затруднителен. Особое место в данном вопросе занимает безопасность движения. Учитывая изложенное, на кафедре доц. Богдановым А.И. и аспирантом Едигаряном А.Р. разработана автоматизированная система анализа параметров плана, которая позволяет в короткое время производить всесторонний анализ на линиях большой протяженности, а исходной базой является электронный паспорт.

Для принятия достоверных и надежных решений, рассмотренных выше, локальные системы необходимо дополнить информацией по состоянию земляного полотна, ВСП, искусственных сооружений, а также другой информацией, которая заложена в систему "АСУ ПУТЬ".

Стыковка данных систем успешно осуществлена членом координационного совета по научно-методическому обеспечению разработок АСУ в путевом хозяйстве департамента пути и сооружений МПС РФ доцентом Шварцфельдом B.C. Данная версия системы "АСУ ПУТЬ" успешно внедряется на двадцати одной дистанции ЗабЖД, в январе 1997 года прошла экспертизу департамента пути и сооружений МПС РФ под руководством генерального конструктора "АСУ ПУТЬ" д-ра техн. наук, профессора Певзнера В.А. и получила право на внедрение.

В данном вопросе на кафедре просматривается классическая схема интеграции: подготовка специалистов (в учебный план специализации САПР заложена дисциплина "АСУ ПУТЬ"), переподготовка инженерных кадров ЗабЖД на базе кафедры (в 1996-1997 гг. работники техотделов дистанций и службы пути три раза проходили обучение основам работы на ПЭВМ и в системе "АСУ ПУТЬ"), оказание помощи в подготовке исходной информации студентами и аспирантами кафедры, практика студентов в рекомендовавших их дистанциях пути, выезд разработчиков в техотдел дороги на приемку электронных паспортов дистанции.

Существенным достоинством "АСУ ПУТЬ" ДВГУПС (руководитель Шварцфельд B.C., разработчики Шварцфельд B.C., Колбаскин О.П., Науменко В.Г.) является упрощение и ускорение ввода и корректировки исходной информации и возможность планирования всех видов ремонтов по всему спектру влияющих факторов с выдачей всей необходимой документации по принятым стандартам. Данные о плане, продольном профиле, состоянии верхнего строения и обустройств пути по версии "АСУ Путь" ДВГУПС после объединения по дистанциям пути передаются в департамент пути и сооружений МПС РФ в формате, разработанном для сети железных дорог ПКТБ АСУЖТ.

Работая в трудных экономических условиях и с постоянным дефицитом денежных ресурсов, выбор и принятие решений, направленных на улучшение эффективности работы железнодорожного транспорта, нельзя осуществлять без технико-экономической разработки.

В связи с этим, намеченные на основе анализа параметров плана, профиля и схем станций, с учетом состояния нижнего, верхнего строения пути и искусственных сооружений, мероприятия по модернизации или переустройству должны быть оценены на основе тягово-энергетических и технико-экономических расчетов.

Для выполнения указанных целей можно использовать разработанный на кафедре по заказу МПС и внедряемый на дорогах России информационно-расчетный комплекс «ИСКРА» (руководитель и главный конструктор Анисимов В.А., разработчики: Анисимов В.А., Швец В.П., Анисимов В.В.).

В настоящее время комплекс «ИСКРА», в основном, используется для планирования и организации перевозок, например - при разработке графика движения поездов. Особо следует отметить успешный опыт применения комплекса для разработки графиков движения поездов на Октябрьской, Дальневосточной и Восточно-Сибирской железных дорогах.

В проектных институтах МПС он используется для разработки и технико-экономической оценки проектных решений по повышению допускаемых скоростей движения поездов, по ликвидации предупреждений об ограничении скорости движения, по улучшению трассы и модернизации технического оснащения участков.

На кафедре комплекс «ИСКРА» применяется для технико-экономических расчетов по вариантам улучшения или спрямления трассы Транссиба, электрификации некоторых её участков, а также для выбора и принятия решений по модернизации или реконструкции сооружений и устройств железнодорожного пути.

В области содержания подвижного состава, сооружений и устройств железной дороги комплекс может применяться для установления состава и порядка выполнения мероприятий, направленных на сокращение потерь времени хода, топлива (электроэнергии) и уменьшения эксплуатационных расходов.

Комплекс «ИСКРА» состоит из четырех систем: ПТР, СМИ, ЦДЛЗ, 2ЦЗ.

Система ПТР предназначена для вариантных тягово-энер- гетических и эксплуатационно-экономических расчетов движения поездопотоков по участкам железнодорожного полигона.

Система СМИ предназначена для расчета станционных и межпоездных интервалов движения поездов и формирования ведомостей этих интервалов.

ЦДЛЗ предназначена для формирования ведомостей времени хода движения поездов по форме ЦДЛ №3. Данная ведомость является основным документом при разработке графика движения поездов.

Система 2ЦЗ предназначена для расчета допускаемых скоростей движения поездов в соответствии с приказом начальника дороги "Об установлении допускаемых скоростей движения поездов по состоянию железнодорожного пути".

Все системы, входящие в комплекс «ИСКРА», работают на единой информационной основе, включающей в себя:

- нормативно-справочный банк данных;

- дорожные библиотеки участков, созданные для дорог Восточно-Сибирского региона и ряда дорог Европейской части России.

- проблемные базы данных, содержащие исходную информацию и результаты вариантных расчетов по конкретным проблемам проектирования, эксплуатации и содержания участков и полигонов.

Хранение исходных данных и результатов технико-экономических расчетов в виде проблемных баз данных позволяет использовать данный комплекс для разработки и обоснования решений по достаточно широкому кругу проблем железнодорожного транспорта сетевого или дорожного уровней, а также на уровнях отделения или участка дороги.

Главным вопросом, над которым работает кафедра, является стыковка баз данных системы "АСУ ПУТЬ" с комплексом «ИСКРА».

По убеждению специалистов кафедры, построение доминирующей последовательности эффективных мероприятий, направленных на улучшение показателей работы дороги и сокращение эксплуатационных расходов, должно осуществляться с учетом требования обеспечения обоснованных запасов пропускной и провозной способности.

Для этого на кафедре разрабатывается автоматизированная система "Пропускная способность". В основу системы положена "Инструкция по расчету наличной пропускной способности...". Отработан блок расчета пропускной способности на перегонах с учетом всех возможных сочетаний влияющих факторов. Ведется работа по автоматизированному расчету пропускной способности станций (разработчики доц. Калинцев О.В. и Анисимов Вл.А.).

На основании вышеизложенного можно сделать следующие выводы:

1. На кафедре "Инженерные изыскания и геодезия" ДВГУПС, разработана основа для создания комплексной информационно- аналитической системы поиска, анализа и подготовки эффективных альтернатив принятия решений, направленных на улучшение эксплуатационных показателей работы дороги и сокращение расходной части баланса.

2. Указанная система имеет ярко выраженный сетевой уровень и, по нашему мнению, должна представлять интерес для МПС РФ.

3. Реальность создания данной автоматизированной системы подтверждается тем, что ее отдельные компоненты уже внедрены на ряде дорог России.