Космос - железнодорожному транспорту
В последние годы космические технологии все быстрее и активнее входят в повседневную жизнь - и в быту, и на производстве, и на транспорте.
Пожалуй, первой сферой применения таких технологий на железных дорогах стала спутниковая связь. Задолго до строительства цифровой волоконно-оптической линии связи магистральная связь на многих участках сети железных дорог организовывалась с использованием спутниковых каналов. По мере развития систем позиционирования они также стали находить применение в отрасли, прежде всего в «святая святых» железнодорожного транспорта - в безопасности движения. Более 10 лет назад приборы спутниковой навигации стали устанавливать в Комплексное локомотивное устройство безопасности КЛУБ. Оно оснащено навигационным приемником и специально разработанным энергонезависимым устройством для хранения электронной карты участков пути, содержащей данные о географических и железнодорожных координатах, объектах пути, их длине и другие служебные данные.
Спутниковые системы также стали штатным оборудованием для вагонов-путеизмерителей и дефектоскопов. Устройствами контроля безопасности и связи с использованием системы ГЛОНАСС/GPS оборудовано около 100 пассажирских поездов. Проходит тестирование маневровой и горочной автоматических локомотивных сигнализаций (МАЛС/ГАЛС) со встроенными средствами спутниковой навигации, которые помогают определять местоположение локомотивов на станции с погрешностью не более 1 м.
На участке Москва - Клин Октябрьской дороги началась реализация пилотного проекта внедрения дифференциальной глобальной навигационной спутниковой системы (ДГНСС). Опытная ДГНСС, учитывающая все требования стандартов Европейской системы спутникового позиционирования (EUPOS), состоит из четырех постоянно действующих космических приемопередающих станций. Они соединены в общую сеть сбора и обработки данных и дают возможность определять местоположение объектов с точностью до 2-5 см в режиме реального времени.
Необходимость применения спутниковых технологий на железнодорожном транспорте уже не вызывает сомнений. Она диктуется дальнейшими перспективами развития отрасли, в том числе планами перехода на высокоскоростное и скоростное движение, а также увеличения интенсивности движения транспортных потоков на магистралях.
В этих условиях залогом успеха становится вывод на более высокий качественный уровень управления перевозками и безопасности движения поездов. А это в свою очередь требует принципиальных изменений в сфере координатно-временного обеспечения работы железнодорожного транспорта. Необходимо иметь максимально точную информацию о дислокации подвижного состава, в любое время суток и при любой погоде, уметь контролировать его движение и состояние бортовых систем. Но решить эту задачу без современных глобальных навигационных спутниковых систем, таких как ГЛОНАСС, ГЛОНАСС/GPS, и высокоэффективной цифровой связи невозможно.
Сегодня железнодорожная отрасль реализует Стратегию развития железнодорожного транспорта в России до 2030 года. Этот документ определяет приоритетные направления, в которых планируется наиболее активное использование инноваций в сфере железнодорожного транспорта.
В качестве одного из «прорывных» инновационных направлений в Стратегии-2030 указано внедрение систем комплексного управления движением поездов, динамического мониторинга состояния инфраструктуры и подвижного состава с использованием спутниковых технологий. Целевое состояние внедрения таких систем - обеспечение безопасности перевозок пассажиров и грузов, повышение скорости их продвижения, увеличение доли отправок грузов, доставленных «точно в срок», ускоренная контейнеризация перевозок, внедрение технологии мультимодальных логистических систем.
Все большую значимость приобретает использование спутниковых навигационных систем ГЛОНАСС, систем подвижной спутниковой связи и систем дистанционного зондирования для строительства и эксплуатации высокоскоростных магистралей, а также мониторинга и дистанционной диагностики состояния инфраструктуры для организации тяжеловесного движения на основных направлениях сети железных дорог.
Руководством отрасли поставлена задача в период 2008-2011 гг. обеспечить переход к управлению движением на основе спутниковых технологий и автоматической идентификации подвижного состава. Для этого потребуется внедрить бортовые спутниковые навигационно-связные устройства на объектах подвижного состава, развернуть станционные компьютерные системы управления, увязанные с цифровым радиоканалом.
К 2015 г. планируется создать системы интервального регулирования движения поездов с применением спутниковой навигации и цифрового радиоканала, позволяющие перейти к технологии «виртуального» светофора и существенно уменьшить количество напольных устройств. Конечной целью является создание «интеллектуальных» поездов со встроенной системой автоведения и самодиагностики, а также «интеллектуальных» грузовых станций, которые позволят обеспечить безаварийное движение поездов и перемещение грузов.
Ученые МИИТа и ВНИИАСа (ныне ОАО «НИИАС») разработали новое направление мониторинга геометрии пути и навигации железнодорожного транспорта с помощью эталонных координатных моделей путей (ЭКМП). Система позволяет в любой отрезок времени с точностью до миллиметра контролировать рабочие грани левого и правого рельсов.
В случае износа поверхности рельса или отклонения от норм геометрии пути от проектного положения система тотчас информирует об этом диспетчерский центр.
В 2006 г. по заданию ОАО «РЖД» ВНИИАСом реализован пилотный проект по применению спутниковых технологий на скоростной магистрали Москва - Санкт-Петербург. Создан опытный образец дифференциальной глобальной навигационной спутниковой системы, совмещенной со специальной геодезической (реперной) системой контроля пути (ДГНСС), состоящей из четырех постоянно действующих спутниковых референцных станций, размещенных на Ленинградском вокзале, железнодорожных станциях Подсолнечная, Манихино и Дмитров. Установлено, что опытный образец ДГНСС обеспечивает позиционирование стационарных объектов со средней ошибкой 1-2 см в режиме реального времени и 2-3 мм в режиме постобработки. Местоположение подвижных железнодорожных средств (путеизмерительный вагон ЦНИИ-4 и путеизмерительные тележки отечественного и зарубежного производства) определяется со средней ошибкой 2-5 см в режиме реального времени. В режиме постобработки местоположение подвижных средств за счет применения специальных фильтров и уравнивания результатов наблюдений по способу наименьших квадратов также может быть определено с субсантиметровой точностью. По результатам пилотного проекта в ОАО «РЖД» внесены технические предложения по внедрению спутниковых технологий на железнодорожном транспорте.
Уже сегодня космические технологии используются для контроля передвижения и организации работы восстановительных поездов, при производстве ремонтных путевых работ. Космическое зондирование Земли - повседневный инструмент проектировщика.
Важно, что в разработке и реализации спутниковых технологий на железнодорожном транспорте мы не отстаем от так называемых развитых стран, не догоняем их. ОАО «РЖД» находится на острие технического прогресса, недаром европейские компании охотно сотрудничают с отраслью, признавая наш приоритет во многих аспектах использования спутниковых технологий.
В прошлом году ОАО «РЖД» учредило Международную научно-практическую конференцию «Спутниковые технологии и системы цифровой связи на службе железных дорог». В этом году специалисты по космическим технологиям из ОАО «РЖД», военных и транспортных ведомств, российских и зарубежных компаний, ведущих научно-исследовательских институтов собрались на второй такой форум. Конференция и приуроченная к ней выставка наглядно продемонстрировали, что Российские железные дороги показывают пример инноваций в такой наукоемкой области, как спутниковые технологии. Став крупномасштабным потребителем средств космической техники, железные дороги дают мощный импульс развитию отечественной электронной промышленности.
В этом номере публикуется подборка материалов об использовании спутниковой технологии в различных хозяйствах ОАО «РЖД». Надеемся, она будет интересной нашим читателям.