Close

25.10.2018

Інноваційна диспетчеризація від SBB

Інноваційна диспетчеризація

Інноваційна диспетчеризація від SBB

Залізничники Швейцарії в котрий раз доводять світу, що автоматизація експлуатаційної роботи є важливою складовою мобільності майбутнього на залізничному транспорті.

Швейцарські федеральні залізниці SBB-CFF-FFS (далі SBB) мають найбільш точну залізничну систему у Європі протягом багатьох років. Даний факт є досить відомим, однак мало хто із залізничної громадськості України знає, як
це вдається швейцарцям і що за лаштунками невеликої, але досить непростої залізниці.
В основі такої високої точності лежить стратегія діджиталізації технологій компанії SBB, що дозволила створити та впровадити у 2009 році систему диспетчеризації за назвою Rail Control System (RCS), яка стала однією з передових систем у світі. Про успішність швейцарської системи диспетчеризації можна стверджувати однозначно лише прочитавши інтерв’ю виданню Global Railway Review доктора Крістіана Груса — керівника відділу управління дорожнім рухом та операціями компанії DB Netz AG, який анонсує, що німецькі залізничники випробували інноваційну швейцарську систему RCS у Мюнхені (2016) та Дуйсбурзі (2017) і готові до 2020 року розгорнути створену на даній платформі систему в загальнонаціональному масштабі. Доктор Грус підкреслив інноваційність функцій системи RCS для німецьких залізниць, однією з яких є автоматизована ідентифікація та вирішення конфліктів.

Швейцарія має одну з найзавантажених залізничних мереж у світі. Щодня в SBB слідують близько 10000 поїздів на 3232 кілометрах мережі, з яких 1386 км є одноколійними. Мережа повністю електрифікована, рух є змішаним, а поїзди перевозять більше мільйона пасажирів та 53,2 мільйона тонн нетто вантажів, що дає в середньому 182,3 мільйона поїздо-км за 2017 рік. Щільність поїздопотоку складає 156,8 поїздів на кілометр мережі за добу, близько 42% від
загальної довжини мережі — одноколійні зі змішаним рухом вантажних та пасажирських поїздів, що свідчить
про значну складність експлуатаційної роботи SBB.

Постійне розширення послуг залізничного транспорту та зростаючий попит на послуги вантажних перевезень вимагало від SBB вирішення завдання оптимізації використання інфраструктури та підвищення пропускної спроможності мережі без великих обсягів інвестицій на розвиток мережі.

Відповіддю на вище зазначені виклики, які стояли перед SBB, стала вже згадана інтелектуальна система диспетчеризації RCS. Почалось все у 2005 році після того, як SBB почав реалізацію проекту централізації
диспетчеризації, який передбачав відмову від лінійного рівня керування — диспетчеризації на станції та переведення функцій керування стрілками і сигналами в межах чотирьох диспетчерських центрів. Даний проект став вимогою часу, оскільки навколо всі залізничні інфраструктурні компанії почали реалізувати подібні проекти. На одному з етапів централізації у 2009 році дві існуючі несумісні системи управління рухом поїздів були замінені новою системою RCS.
Взагалі система RCS була задумана як модульна та масштабована з відкритою архітектурою.

Інноваційна диспетчеризація

На першому етапі система обмежувалась лише обміном даних та контуром керування поїздами, однак інноваційними в диспетчеризації стали наступні модулі, які дозволили системі виявляти та вирішувати конфлікти в русі поїздів на ранніх стадіях, що дозволило реалізувати функцію прогнозування. 

Інноваційна диспетчеризація

Серцем системи є модуль RCS-DISPO, який концентрує всі дані з різних периферійних систем (наприклад, датчиків положення поїзда) та обробляє цю інформацію, обчислює прогнози руху поїздів та за допомогою уніфікованого інтерфейсу користувача візуалізує весь процес та графік руху поїздів в режимі реального часу. RCS-Dispo є найважливішим інструментом диспетчерів та управлінського персоналу залізниці в диспетчерських центрах управління поїздами (англ., the train-control centres). 

За допомогою розробленої і впровадженої моделі прогнозування руху поїздів в RCS-DISPO поїзний диспетчер забезпечений всією плановою, поточною і прогнозною інформацією щодо використання інфраструктури та виникнення конфліктів.

Інноваційна диспетчеризація

В системі RCS весь рух коліями обчислюється кожні дві секунди з прогнозним горизонтом в дві години, що надає можливість виявляти конфлікти швидко та точно. В загалі RCS виявляє один мільйон можливих конфліктів щодоби, тим самим забезпечуючи виняткову стабільність графіка та оптимізує близько 2000 операцій для приготування маршрутів. Крім функції виявлення конфліктів швейцарці у 2010 році створили модуль RCS-HOT (англ., Hub Optimisation Technology) — автоматичний оптимізатор маршрутів руху поїздів — це програма керування, яка автоматично регулює рух поїздів у складних залізничних вузлах та роздільних пунктах з колійним розвитком. В межах
модуля RCS-HOT розраховується індивідуальна швидкість та план руху для кожного окремого поїзда. Визначається їх послідовність пропуску в межах конфліктів і після обчислень дана інформація автоматично передається на локомотиви. Це дозволяє швидко відкривати маршрути руху поїздам на станції з паралельним регулюванням швидкості руху поїзда для успішного уникнення небажаної зупинки біля світлофора. Розрив між диспетчеризацією та поїзними операціями у «полі» дозволяє ліквідувати модуль RCS-ARS, що є ключовим елементом, завдяки якому в диспетчерській централізації автоматично готуються маршрути руху поїздів.

Як і на залізницях України, в Швейцарії значначастка мережі використовується для змішаного руху поїздопотоків, де координація в умовах виникнення збоїв під час руху поїздів між різними залізничними підрозділами інфраструктури, пасажирськими та вантажними компаніями-перевізниками є дуже складною. Для створення комунікаційної платформи, що допомагає швидко та індивідуально повідомляти кожного причетного працівника про всі результати
щодо вирішення того чи іншого збою в плані руху поїздів на мережі в RCS, у тому ж 2010 році було створено модуль RCS-ALEA. З введенням цього модуля, SBB розпочав нову еру диспетчеризації руху поїздів.

Як зазначалось вище, залізнична мережа SBB-CFF-FFS є 100% електрифікованою, що спонукало SBB навіть мати власні електростанції і в той же час замислитись про власну енергоефективність. Це призвело до розробки модуля RCS-ADL (англ., Adaptive Control), який дозволяє розрахувати оптимізований за енергоефективністю режим ведення поїзда для відрізку маршруту, що змінився в плані руху. По суті вирішується задача уникнення непродуктивних зупинок поїздів.

Інноваційна диспетчеризація

Після розрахунків ADL поїзний диспетчер затверджує отримані рекомендації щодо руху поїзда, які потім негайно передаються на локомотив. Машиніст локомотива може отримувати дану інформацію за різними варіантами: через LEA (спеціальний власний планшет iPad, на якому всі попередження та мапа руху поїзда), смартфон, ноутбук або GSM-R CabRadio. Слід зазначити, отриманий варіант режиму ведення поїзда носить рекомендаційний характер, оскільки відповідно до інструкцій показання світлофорів, як і у ПАТ Укрзалізниця, є головним пріоритом для машиніста. У
2017 році за рахунок ADL (та оптимізації конфліктів) було досягнуто енергозбереження близько 74 ГВт/год, усього було розраховано 635 000 рекомендацій щодо керування поїздів.

Інноваційна диспетчеризація

У підсумку станом на 2018 рік SBB має три сучасні диспетчерські центри в Лозанні, Люцерні та Цюріху, які централізували управління рухом поїздів майже на всій залізничній мережі. До 2016 року було прибрано лінійний рівень керування. Лише по вторинним лініям близько 50 станцій все ще мають чергових по станції на місцях для управління стрілками і сигналами. Діджиталізація технологій компанії SBB дозволила інтегрувати всі складові диспетчеризації в єдиному середовищі. Всі учасники перевізного процесу отримали можливість швидко обмінюватись
інформацією. Диспетчерська система на основі поточних та прогнозних даних дозволила автоматично визначати оптимальні варіанти управління поїздом, залишивши диспетчеру лише його найсильнішу функцію — прийняття рішення щодо вибору варіанту. 

Інноваційна диспетчеризація

Залізничники Швейцарії в котрий раз доводять світу, що автоматизація експлуатаційної роботи є важливою складовою мобільності майбутнього на залізничному транспорті, а інвестування в диспетчеризацію дозволяють значно зменшити операційні витрати та капітальні вкладення в розвиток інфраструктури. Не можна будувати сучасну систему диспетчеризації, впроваджуючи диспетчерську централізацію без автоматизованої системи розробки графіка руху
поїздів, бази даних графіків, автоматичного контролю дислокації поїзда на колії, без обміну інформацією з локомотивом та диспетчерським центром управління.

Доктор технічних наук
Викладач Українського державного університету
залізничного транспорту
Керівник проекту railwayhub.in.ua
Андрій Прохорченко

Передплати та гарантовано отримуй журнал «Залізничне постачання»!

Передплата на журнал «Залізничне постачання»

Залізничне постачання #5 Жовтень 2018 року