НОВОСТИ И ПУБЛИКАЦИИ

Спутниковые и геоинформационные технологии в инфраструктурном комплексе ОАО «РЖД», Журнал «Евразия вести», Июль, 2014 №7

Стоящие перед ОАО «РЖД» стратегические задачи по развитию высокоскоростного, скоростного и тяжеловесного движения, повышению эффективности и конкурентоспособности железнодорожного транспорта в настоящее время приходится решать в условиях жестких финансовых ограничений на развитие инфраструктурного комплекса.

Все это обуславливает необходимость поиска новых системно-технических решений, позволяющих достичь значительного снижения затрат на путевые работы и содержание пути, оптимизировать расходы ОАО «РЖД» на развитие и техническое обслуживание путевой инфраструктуры при условии гарантированного предоставления услуг по обеспечению перевозочного процесса и безопасности движения поездов.

Вопросам внедрения современных инновационных технологий в путевой комплекс железнодорожного транспорта посвящена статья первого заместителя начальника Центральной дирекции инфраструктуры -филиала ОАО «РЖД» (ЦДИ) Алексея Борисовича Киреевнина.

Одним из перспективных инновационных на­правлений, развивае­мых ОАО «РЖД» в по­следние годы стало внедрение, так называемых, координатных методов в задачах управления содержанием путевой инфраст­руктуры, организации перевозоч­ного процесса и обеспечения бе­зопасного движения подвижного состава, суть которых заключа­ется в том, чтобы:

  • используя возможности со­временных глобальных навига­ционных спутниковых систем (ГНСС) ГЛОНАСС/GPS и геоин- формационных технологий со­здать вдоль железнодорожных направлений единое координат­ное пространство;
  • в этом координатном прост­ранстве на основании проводи­мых измерений, сформировать взаимоувязанные цифровые мо­дели пространственного описа­ния железнодорожного пути (ЦМП) на перегонах и путевом развитии станций в координат­ной форме;
  • с помощью соответствую­щих алгоритмов привязать к ЦМП данные о состоянии объек­тов путевой инфраструктуры и обеспечить возможность отобра­жения на них местоположения подвижного состава в режиме реального времени.

Практическая реализация пе­рехода на координатные методы применительно к условиям ОАО «РЖД» выглядит следующим об­разом.

На сети железных дорог с ис­пользованием функционирующих ГНСС ГЛОНАСС/GPS создается единое координатно-временное пространство. Физически это осу­ществляется путем развертыва­ния вдоль железнодорожных на­правлений высокоточных коорди­натных систем (ВКС) в составе сети наземных спутниковых базо­вых станций дифференциальной коррекции спутниковых измере­ний, опорных геодезических се­тей (ОГС), аппаратно-программ­ных комплексов сбора, обработки и передачи данных, обеспечива­ющих точность определения мес­тоположения объектов инфраст­руктуры порядка 2-5 см в режиме реального времени.

С помощью новейших мето­дов геодезических измерений, мобильного и воздушного лазер­ного сканирования, георадарной съемки и видеопаспортизации проводится комплекс высокоточ­ных съемочных работ (ВОР) по определению геометрических па­раметров и привязке в коорди­натном поле ВКС всех необходи­мых объектов путевой инфраст­руктуры.

На основе полученных прост­ранственных данных формируют­ся в едином координатном прост­ранстве цифровые модели пути (ЦМП), а также 3-D модели путево­го развития и инженерных соору­жений, к которым привязываются цифровые описания объектов же­лезнодорожной инфраструктуры, включая инженерные сооруже­ния, системы электроснабжения, железнодорожной автоматики, те­лемеханики и связи.

С использованием современ­ных средств мониторинга состоя­ния железнодорожного пути, включая путеобследовательские комплексы, диагностические ла­боратории и другие технические средства, формируется мощный, постоянно обновляемый инфор­мационный ресурс в виде баз данных Комплексной системы пространственных данных ин­фраструктуры железнодорожно­го транспорта (КСПД ИЖТ).

С помощью информационно­коммуникационных технологий удаленного доступа обеспечива­ется взаимодействие созданных баз данных КСПД ИЖТ с отрас­левыми АСУ ОАО «РЖД», осу­ществляется информационное обслуживание пользователей в хозяйствах и службах ОАО «РЖД», проектных, строитель­ных и эксплуатирующих органи­зациях.

В базах данных КСПД ИЖТ происходит консолидация дан­ных топографо-геодезических и инженерных изысканий, высоко­точных съемочных работ, мате­риалов проектно-изыскательских работ, результатов исполнительной съемки по объектам завер­шенного строительства, реконст­рукции и ремонта; формируются информационные продукты и сервисы для пользователей, поз­воляющие фиксировать отклоне­ния фактического положения пу­ти от проектного, габариты при­ближений, места отклонений от норм содержания, определенных действующими нормативно-тех­ническими документами в сфере железнодорожного транспорта.

Совокупность накапливаемых проектных и натурных данных о состоянии железнодорожного пути, увязанных в высокоточном координатном пространстве, за­тем используется в качестве ин­формационной базы в автомати­зированных технологиях управ­ления путевыми машинами разных типов при выполнении ра­бот по выправке и/или постанов­ке пути в проектное положение.

В чем же конкретно состоит преимущество предлагаемых ин­новаций?

Прежде всего, в значитель­ном повышении производитель­ности труда (на 35-40%), качест­ва работ и существенном сниже­нии издержек при проведении изысканий и проектирования.
При наличии созданной ВКС проектным организациям уже не требуется при проведении топо- геодезических изысканий созда­вать на участках проектирования временную реперную сеть, кото­рая затем утрачивается и при по­вторном проектировании каждый раз создается заново, а это, как правило, не менее 9-10% от сто­имости изысканий.

Важнейшим преимуществом перехода на координатные мето­ды, является возможность прак­тической реализации современ­ной методологии проектного содержания пути. Это позволяет преодолеть серьезные недостат­ки в современной практике под­готовки проектов, когда каждое инфраструктурное хозяйство, выполняя задачу капитального ремонта или обновления своих основных фондов, решает ее по отдельным проектам, привязан­ным к существующему положе­нию пути. Такие проекты, как правило, разрабатываются толь­ко для одного главного пути, или небольшой его части, который необходимо оздоровить.


Проектное содержание пути предполагает использование од­нажды разработанного проекта и цифровой модели пути не только на период всех стадий жизненно­го цикла пути, но и до тех пор, по­ка не потребуется изменить его технические характеристики, связанные, например, с измене­нием его плана и профиля для повышения скорости или веса поездов. А это реальная возмож­ность уже в ближайшей перспек­тиве достичь существенной эко­номии расходов на ПИР за счет снижения объемов проектирова­ния модернизации и капитально­го и других видов ремонта. Эко­номия времени и, следовательно, средств, при разработке слож­ных проектов при этом будет до­стигать не менее 15%.

Переход к координатным ме­тодам на основе ВКС и КСПД ИЖТ открывает путь и для внед­рения таких прорывных техноло­гий сбора данных об объектах же­лезнодорожной инфраструктуры, как мобильное лазерное сканиро­вание (МЛС). Современные ла­зерные сканеры позволяют изме­рять координаты точек поверхно­сти объектов железнодорожной инфраструктуры с высокой скоро­стью до 600 тысяч точек в секунду. Это позволяет мобильному комплексу без перекрытия дви­жения проводить измерения в любое время суток на скорости до 90 км/ч. При этом на выходе полу­чается реально непрерывная трехмерная модель железнодо­рожного пути с захватом всего окружения до 500 метров в обе стороны, дополненная снимками фотовидеофиксации. После чего, без проведения натурных измере­ний в полевых условиях, средст­вами компьютерной обработки формируются высокоточные ци­фровые ЗО-модели объектов с привязкой к точным пространст­венным координатам, а затем на их основе и достоверная проект­ная документация. Производи­тельность по сравнению с тради­ционной геодезической съемкой объектов возрастает в 35-40 раз. 

При этом обеспечивается ради­кальное снижение трудозатрат, а, следовательно, и экономия средств на комплексный монито­ринг геометрических параметров объектов железнодорожной ин­фраструктуры.
Целевым состоянием внедряе­мых в ОАО «РЖД» координатных методов является непосредствен­ное использование их в задачах выправки пути. Проведенный в период 2011 - 2014 годов ком­плекс работ по внедрению таких методов и оценке их возможнос­тей на Октябрьской и Западно-Си­бирской железных дорогах пока­зал, что на их основе может быть создано новое поколение автома­тизированных систем управления путевыми машинами.

Имея сведения о натурном по­ложении пути и его проектном положении в цифровом виде в единой системе координат, ста­новится возможным вычислить необходимые эпюры рихтовок (сдвижки и подъемки) для приве­дения пути в проектное положе­ние, заложить полученные све­дения в бортовые компьютеры путевых машин (щебнеочисти­тельных типа RM 80, ЩОМ-1200, РМ 2002, ЭЛБ-4С, выправочно- подбивочно-отделочных ВПО- 3000 и Дуоматик) и далее управ­лять процессами вырезки балла­ста и постановки пути в проектное положение в автома­тическом режиме.

Экономический эффект от пе­рехода на технологии постановки пути в проектное положение на основе координатных методов составляет не менее 9 млн руб­лей в год на одну ПМС, оснащен­ную путевыми машинами, обору­дованными средствами спутнико­вой навигации ГЛОНАСС/GPS, при объемах работ порядка 100 км/год.

 


Очень важно, что наличие ВКС позволяет осуществить по­сле выправки объективный инст­рументальный контроль резуль­татов проведенного ремонта. Это обеспечивается путем проведе­ния исполнительной съемки с по­мощью специальной путеизмери­тельной тележки, оснащенной высокоточным спутниковым обо­рудованием. По полученным дан­ным оценивается качество вы­полненных работ и возможность приемки пути в эксплуатацию не только по степени удовлетворе­ния параметрам безопасности движения поездов и скоростному режиму, но и по степени соответ­ствия проектному положению.

Рассмотренные выше направ­ления использования координат­ных методов на основе ВКС и КСПД ИЖТ полностью соответ­ствуют намеченному ОАО «РЖД» коренному изменению подходов к планированию и организации ремонта инфраструкту­ры с повсеместным переходом на ремонт пути по технологии «за­крытых перегонов», оставив ре­жим традиционных ремонтов в «окно» в основном для однопут­ных участков.

Именно наличие полной и по­стоянно обновляемой простран­ственной информации в базах данных КСПД ИЖТ по всем объ­ектам инфраструктурного ком­плекса позволит рационально ор­ганизовать работы на закрытых перегонах всеми инфраструктур­ными хозяйствами, с концентра­цией имеющихся сил и средств путевой техники на фронтах про­ведения работ.

При этом обеспечиваемое спутниковыми технологиями и ВКС высокоточное позициониро­вание путевых машин и иного по­движного состава создает оперативную информационную базу для четкого взаимодействия дви­женцев и ремонтников. В резуль­тате будет повышена эффектив­ность в управлении выдвижени­ем техники к фронту работ и оперативный контроль за ее ра­ботой при проведении ремонта, как в режиме закрытых полиго­нов, так и традиционным спосо­бом в «окно».

 


В ОАО «РЖД» внедрение та­кой технологии контроля за про­ведением ремонтных работ на всех стадиях идет активными темпами. Уже в 11-ти Дирекциях по ремонту пути (ДРП) оборудо­вано 23% путевых машин. До конца 2015 г. запланировано раз­вертывание системы контроля по всей сети дорог с оборудованием 100% используемых путевых ма­шин (более 3600 ед.).

В целом, можно констатиро­вать, что технико-экономическая эффективность применения координатных методов в результа­те внедрения ВКС и КСПД ИЖТ в инфраструктурном комплексе ОАО «РЖД» в ближайшее время будет складываться за счет сле­дующих составляющих: - существенного снижения затрат на выполнение проектно­изыскательских работ; - снижения эксплуатационных расходов за счет содержания пу­ти в проектном положении, как этого требуют Правила техничес­кой эксплуатации железных до­рог в Российской Федерации; - снижения затрат за счет оп­тимизации технологии производ­ства ремонтных и планово-преду­предительных работ с внедрением автоматизировонного управления путевыми машинами на основе точного позиционирования, нали­чия ЦМП, знания проектного и на­турного положения в едином коор­динатном пространстве ВКС; - снижения издержек при ре­монтах, планово-предупреди­тельной выправке и текущем со­держании пути вследствие во­время проведенной ликвидации выявленных отступлений от гео­метрических параметров пути и возвращения пути в проектное положение.

В ближайшие годы созданная в ОАО «РЖД» мощная техноло­гическая платформа ВКС и КСПД ИЖТ будет использована на Восточном полигоне при реа­лизации крупнейших инфраструк­турных проектов модернизации БАМа и Транссиба в качестве ин­струмента для достижения си­нергетического эффекта в зада­чах снижения стоимости жизнен­ного цикла железнодорожного пути при условии обеспечения требуемого уровня эксплуатаци­онной надежности и безопаснос­ти движения.

 

А.Б. Киреевнин

Предыдущая новость

16 января 2013 г. 0:00
Новый уровень технического обслуживания пути, Журнал «Путь и Путевое хозяйство», Январь, 2013 №1
Современное развитие техники и технологий позволяет организовать строительство, техническое обслужи…

Следующая новость

1 октября 2014 г. 0:00
О роли саморегулирования в задачах инновационного развития инфра..., «Саморегулирование и бизнес», Октябрь, 2014 №10(54)
Развитие саморегулирования в России, как общественного института, который должен наиболее...