CC BY
20
УДК 658.314.7:330.115 ГРНТИ 73.01.11
С.А. Савушкин, А. В. Лемешкова
Институт проблем транспорта им. Н.С. Соломенко РАН
Б01: Ю.47501/Гтои.2022.1.15-21
СОСТОЯНИЕ И ТЕНДЕНЦИИ ТЕХНИЧЕСКОЙ ПОЛИТИКИ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ
Рассмотрено состояние технической политики в сфере железнодорожного транспорта в развитых странах. Выявлены основные тенденции её эволюции. Оценены возможности использования зарубежной практики проведения технической политики на железнодорожном транспорте России.
Ключевые слова: транспорт, техническая политика, тенденция, организация, стратегия.
STATUS AND TRENDS OF TECHNICAL POLICY ON RAILWAY TRANSPORT
The state of technical policy in the field of railway transport in developed countries is considered. The main tendencies of its evolution are revealed. The possibilities of using foreign practice of conducting a technical policy in the railway transport of the Russian Federation are assessed.
Keywords: transport, technicalpolicy, trend, organization, strategy
Для проведения эффективной технической политики отечественного железнодорожного транспорта (ЖДТ), необходим анализ лучших мировых практик, глобальных тенденций и факторов, влияющих на эволюцию ЖДТ за рубежом.
Европейский Союз (ЕС). Белая книга Европейской Комиссии определяет 10 перспективных целей развития транспорта [1]. Приоритетной целью является снижение выбросов СОг. Для этого предусмотрен поэтапный отказ от автомобилей на углеводородном топливе, максимизация перевозок водным транспортом и ЖДТ, внедрение экологичных инноваций и технологий. К 2030 г. планируется:
— разработка и внедрение новых экологичных двигателей и видов топлива;
— оптимизация мультимодальных логистических цепочек, в том числе за счет широкого использования энергоэффективных видов транспорта;
— повышение эффективности транспорта и использования инфраструктуры посредством информационных систем и рыночных инициатив.
К 2050 г. большинство сухопутных пассажирских перевозок на средние расстояния должны осуществляться ЖДТ. Развитие двигателей транспортных средств и технологий использования альтернативных видов топлива должно опираться на:
— повышение энергоэффективности транспортных средств;
— оптимизацию мультимодальных логистических цепочек;
S. A. Savushkin, A. Lemiashkova
N.S. Solomenko Institute of Transport Problems of Russian Academy of Sciences
— эффективное использование транспортных средств и транспортной инфраструктуры за счет применения усовершенствованных систем управления и информационных технологий;
— создание и внедрение передовых логистических моделей и методов.
Технологическая интеграция в ЕС направлена на унификацию технических стандартов и технологий ЖДТ государств-членов ЕС. Требования к ЖДТ регламентируются национальными правилами (national rules) [2], которые постепенно заменяются документами ЕС, сформированными для введения общих стандартов и требований. Общие методы безопасности (Common Safety Methods, CSMs) регламентируют стандарты в сфере безопасности ЖДТ [3]. Технические характеристики совместимости (Technical Specifications/or Interoperability, TSIs) [4] определяют технические и эксплуатационные стандарты, которым должен соответствовать ЖДТ каждого государства для функциональной совместимости ЖДТ ЕС.
Для поддержки и координации научно-исследовательской и инновационной деятельности на ЖДТ, по предписанию Совета ЕС, создано совместное предприятие Shift2Rail (S2R). В S2R участвуют 8 крупных компаний - как производители подвижного состава (ПС) и иной железнодорожной техники, так и операторы железнодорожной инфраструктуры (ЖИ): Aistom, Ansaldo STS, Bombardier, Siemens, Thaies и CAF, а также инфраструктурные компании Trafikverket и Network Rail.
Германия. Центральное место в ЖДТ ФРГ занимает компания «Deutsche Bahn» (DB) с многочисленными дочерними предприятиями. В ФРГ электрифицировано только 60% железных дорог общего пользования. Как в ФРГ, так и в Швейцарии и Австрии принята система электрификации переменным током частотой 16,7 Гц и напряжением 15 кВ). Это облегчает железнодорожное сообщение этих странами. Железные дороги других соседей ФРГ имеют иные системы электрификации.
На железных дорогах ФРГ применяются разные системы сигнализации, централизации и блокировки: ETCS (European Train Control System, Европейская система управления движением поездов), Linienzugbeeinflussungrude (LZB) и др. При реализации первого уровня ETCS, перегон разделяется на блок-участки. Поезд и центр диспетчерского управления обмениваются информацией через бализы (индуктивные передатчики). Ба-лизы соединены друг с другом. Таким образом, машинисту передаётся информация о занятости блок-участков, расположенных впереди. Эта информация отображается на пульте в кабине машиниста, а также на напольном светофоре/семафоре.
Второй и третий уровни ETCS не требуют наличия проходных сигнальных точек. Обмен информацией между ПС, устройствами централизации и центром диспетчерского управления осуществляется по двустороннему цифровому радиоканалу стандарта GSM-R. Бализы служат для передачи бортовому компьютеру данных о местоположении поезда. В центре радиоблокировки осуществляется сравнение поступивших данных с плановым графиком движения поезда. Результаты сравнения по сети цифровой радиосвязи передаются машинисту, на основании чего он принимает решение по управлению поездом. Так автоматизируется процесс управления движением поездов. Поезд запрашивает разрешение на движение через фиксированные промежутки времени. Для контроля освобождения блок-участка, то есть проследования поезда в полном составе, применяются рельсовые цепи или устройства счёта колёсных пар. Непрерывный обмен данными с центром радиоблокировки позволяет сократить интервал попутного следования и увеличить пропускную способность. Третий уровень ETCS предполагает уста-
новку на поезд системы контроля целостности состава, что позволит полностью отказаться от рельсовых цепей.
Франция. Железными дорогами Франции управляет государственная компания SNCF [5]. Стратегический документ ЖДТ Франции - «SNCF Ambition Réseau strategic development plan» (Стратегический план развития SNCF) - определяет цели SNCF и устанавливает курс её развития до 2030 года [6]. Основные направления деятельности SNCF:
— отношения с потребителями и удовлетворение их запросов;
— создание комфортных условий труда для сотрудников;
— операционная эффективность и качество услуг;
— финансовая эффективность (безубыточность);
— социальная, региональная и экологическая ответственность;
— безопасность и надежность.
Для каждого направления SNCF определяет конкретную цель и меры ее достижения. Для контроля используются показатели эффективности, увязанные со сроками.
В качестве примеров интеграции новых технических решений и технологий, SNCF приводит внедрение системы European Rail Traffic Management System (ERTMS) Level 2. Данная система позволяет обеспечить бесперебойное движение ЖДТ по ЕС и взаимодействие разных цифровых систем, упрощая процесс управления и увеличивая эффективность движения поездов. ERTMS управляет движением поездов с помощью модулей GOC 2.0 и GPRS, которые в режиме реального времени передают данные на поезда и ЖИ. Технические решения и технологии ERTMS позволяет передавать в кабину машиниста информацию и сигналы о занятости железнодорожного пути, загруженности поезда, максимальной скорости, замедления и тормозной способности.
Еще одна технология SNCF, интегрируемая в ЖДТ Франции - Центральное сетевое управление (CCR) [7]. Ключевые процессы CCR - централизация и автоматизация. Сигнальные блоки, использующие информацию от первичных датчиков, сгруппированы в «железнодорожные диспетчерские пункты». В свою очередь, эти диспетчерские пункты координируются из Национального оперативного центра в Париже. Для пассажиров и перевозчиков CCR предлагает:
— больший набор услуг, а также более высокие стандарты безопасности;
— улучшение регулярности движения поездов и точности прибытия;
— своевременное выявление потенциальных инцидентов;
— сбор более точной информации о пассажирах.
Великобритания. Координация работ по повышению эффективности и безопасности ЖДТ Великобритании возлагается на организацию Rail Safety and Standards Board (RSSB) [8]. Владелец и оператор ЖИ в Англии, Шотландии и Уэльсе — Network Rail [9]. UK Rail Research and Innovation Network (UKRRIN) имеет научные и прикладные компетенции в сфере разработки и внедрения инновационных технических решений и технологий в железнодорожных компаниях [10]. RSSB, Network Rail и UKRRIN совместно разработали техническую стратегию ЖДТ в Великобритании {Rail Technical Strategy - RTS) [11]. RTS устанавливает направления развития и внедрения существующих и новых технических решений и технологий, определяет приоритеты разработки действующих вне ЖДТ научно-технических и исследовательских фондов, а также
обеспечивает их координацию. RTS играет важную роль в согласовании видения и развития ЖДТ Великобритании.
Компания Network Rail (являющаяся аналогом ОАО «РЖД» в Великобритании) разработала сетевую операционную стратегию (Network Operating Strategy - Net Ops 2) для предоставления транспортно-логистических услуг высокого качества [12]. Техническую политику ЖДТ Великобритании регламентируют National Technical Specification Notices (NTSN) [13]. NTSN определяют, в частности, технические и эксплуатационные стандарты ЖДТ.
UKRRIN включает 4 центра передового опыта в областях ПС, ЖИ, тестирования технических решений и технологий. Birmingham Centrefor Rail Research and Education, включающий центр передового опыта в цифровых системах, исследует вопросы использования электронной информации на ЖДТ: сбор и структурированное хранение необработанных данных, алгоритмы эффективной обработки, своевременное предоставление информации персоналу. Текущие проекты включают работу над: открытыми данными; обменом данных и моделированием; компьютерной безопасностью и управлению активами; автономными системами мониторинга и управления.
США. Стратегический план Федеральной железнодорожной администрации США составлен с учетом следующих ключевых факторов и глобальных тенденций научно-технического развития ЖДТ:
— совершенствование методологии комплексного мультимодального транспортного планирования, применяемой на глобальном, национальном, региональном и агломерационном уровнях;
— повышение востребованности транспортно-логистических услуг, переход к управлению цепочками поставок;
— переход от выполнения НИОКР преимущественно собственными силами (в режиме коммерческой тайны) к модели интеграции усилий разных компаний для поиска новых решений;
— развитие интеллектуальных систем управления ЖДТ, способных повысить пропускную способность, надежность и эффективность эксплуатации ЖИ;
— виртуализация бизнеса - перенос значительной части деловой активности в корпоративные сети и Интернет;
— повышение скорости и безопасности обмена информацией между субъектами ЖДТ;
— возможности персональной идентификации и аутентификации, распознавания человека по биометрическим показателям;
— разработка новых материалов (в т.ч. композиционных и наноструктурированных), и их применение для железнодорожной техники и конструкций;
— применение энергоустановок, использующих водород или природный газ;
— распространение технологий энергосбережения и принципов бережливого производства;
— создание «умных сетей» и развитие технологий «энергоэффективный транспорт -город»;
— создание новых систем аккумулирования энергии;
— повышение корпоративной ответственности за охрану окружающей среды, разработка и внедрение мониторинга широкого спектра экологических показателей.
Региональные программы развития транспорта составляются с учетом планов федеральной администрации. Со своей стороны, железнодорожные компании США также учитывают эти планы и программы. Например, видение BNSF Railway (второй по величине железнодорожной компании США и крупнейшего перевозчиков интермодальных грузов) - в реализации потенциала BNSF, путем предоставления транспортно-логистических услуг, которые соответствуют ожиданиям ключевых заинтересованных сторон.
Япония. Техническую и операционную работу ЖДТ Японии регламентируют стандарты, включенные в Technical Regulatory Standards on Japanese Railways [14]. Эти стандарты регулируют функционирование основных подсистем ЖДТ: персонал, железнодорожные пути; железнодорожные станции, остановки и депо; пересечения с автомобильными дорогами; электроэнергетическое оборудование; средства обеспечения безопасности; ПС; техническое обслуживание ПС и оборудования; устройства для отслеживания рабочего состояния поездов; эксплуатация поездов (регулирование загрузки, железнодорожные сигналы; специальные железные дороги (канатные дороги, монорельсы и др.).
Компании, владеющие ЖИ в Японии, рассматривают следующие направления развития технических решений и технологий и их внедрения на ЖДТ в средне- и долгосрочной перспективе:
— безопасность: прогнозирование угроз для минимизации риска;
— развитие сервиса услуг для клиентов и маркетинг;
— эксплуатация и техническое обслуживание: пересмотр операционной деятельности с учетом возможного сокращения численности населения трудоспособного возраста;
— энергия и окружающая среда: создание системы управления энергопотреблением.
Например, компания East Japan Railway Company [15] поддерживает интегрированную сеть производства энергии (производство, передача и использование электроэнергии). Также компания проводит мероприятия по генерации идей {Ideathons) и разработке программ развития ЖДТ {Hackathons) за счет объединения усилий заинтересованных лиц. Инновации, созданные по результатам такого краудсорсинга, используются для повышения качества услуг компании.
КНР. Стратегию и политику ЖДТ Китая определяет Министерство железных дорог (МЖД). МЖД формирует технические стандарты, планирует инвестиционные мероприятия, осуществляет финансирование и общесистемное управление движением поездов и ПС. Функционал МЖД включает также регулирование и администрирование Китайской железной дороги (КЖД) и 18 региональных железнодорожных органов (РЖДО). В пределах своей компетенции, РЖДО отвечают за оперативное руководство и обеспечение ЖИ и железнодорожных перевозок. Хотя РЖДО постепенно получают все больше свободы во вспомогательной деятельности, их основная железнодорожная функция по-прежнему строго ограничена и отслеживается МЖД, что обеспечивает интегрированную и скоординированную работу КЖД [16].
Оценка возможностей использования зарубежной практики. Проведенный анализ международного опыта показал, что принципиальные положения обновленных стратегических документов в сфере ЖДТ РФ (в т.ч. Транспортной стратегии РФ до 2030 года с прогнозом на период до 2035 года [17]), в значительной мере, коррелируют
с общемировыми трендами. Вместе с тем, этот анализ позволил выявить практики, в отношении которых целесообразно рассмотреть их тиражирование на ЖДТ РФ. К их числу относятся следующие методические подходы, технологии и модели планирования развития ЖДТ:
— иерархическая структура стратегических документов;
— формирование баз данных, объединяющих статистические данные;
— наличие национальных баз данных обследования грузопотоков (СРБ, США) и анализа грузопотоков (ЕАБ, США; ЕИБ, Евросоюз);
— наличие справочных данных;
— дифференцированный подход;
— управление на основе транспортных моделей нового поколения;
— понимание необходимости подготовки национальных кадров.
Литература
1. Белая книга - Транспорт. Европейская комиссия. Генеральный директорат по транспорту и мобильности. URL:
http://www.eurasiancommission.org/ru/search/results.aspx?k=%22% D0%91%D0%B5%D0%BB%D0%B0%D1%8F%20%D0%BA%D0%BD%D0%B8%D0 %B3%D0%B0%22 (дата обращения: 19.07.2022).
2. National Rules. URL: https://www.era.europa.eu/activities/national-rules_en (дата обращения: 19.07.2022).
3. Common Safety Methods. URL: https://www.era.europa.eu/activities/common-safety-methods_en (дата обращения: 19.07.2022).
4. Technical Specifications for Interoperability. URL: https://www.era.europa.eu/ activi-ties/technical-specifications-interoperability_en (дата обращения: 19.07.2022).
5. Официальный сайт организации SNCF. URL: https://www.sncf.com/en (дата обращения: 19.07.2022).
6. The TOUS SNCF Ambition Réseau strategic development plan. URL: https://www.sncf-reseau.com/sites/default/files/2021-03/LESSENTIEL-TOUS%20SNCF%20AMBITION %20RESEAU%20Fev2021.pdf (дата обращения: 19.07.2022).
7. Официальный сайт компании Grand Paris Express. URL: https://www.societedugrandparis.fr.
8. Официальный сайт организации The Rail Safety and Standards Board. URL: https://www.rssb.co.uk/ (дата обращения: 19.07.2022).
9. Официальный сайт организации Network Rail. URL: https://www.networkrail.co.uk/ (дата обращения: 19.07.2022).
10. Официальный сайт организации The UK Rail Research and Innovation Network. URL: https://www.ukrrin.org.uk/ (дата обращения: 19.07.2022).
11. The Rail Technical Strategy. URL: https://railtechnicalstrategy.co.uk/wp-content/uploads /2020/11/The-Rail-Technical-Strategy.pdf (дата обращения: 19.07.2022).
12. Network Operating Strategy (Net Ops 2). URL: https://www.networkrail.co.uk/wp-content/uploads/2021/09/Net-Ops-2-strategy-full-document.pdf (дата обращения: 19.07.2022).
13. National Technical Specification Notices. URL: https://www.rssb.co.uk/standards/ under-standing-and-applying-standards/national-technical-specification-notices (дата обращения: 19.07.2022).
14. Technical Regulatory Standards on Japanese Railways. URL: https://www.mlit.go.jp/ eng-lish/2006/h_railway_bureau/Laws_concerning/14.pdf (дата обращения: 19.07.2022).
15. Официальный сайт организации East Japan Railway Company. URL: https://www.jreast.co.jp/multi/en/index.html (дата обращения: 19.07.2022).
16. Китайские железные дороги/ PPIAF. URL: https://ppiaf.org/sites/ppiaf.org/files/ docu-ments/toolkits/railways_toolkit_russian/ch7_3.html(flaTa обращения: 19.07.2022).
17. Транспортная стратегия РФ до 2030 года с прогнозом на период до 2035 г. Утверждена распоряжением Правительства РФ от 27.11.2021 № 3363-р. URL: https://mintrans.gov.ru/ ministry/targets/187/191/documents (дата обращения: 19.07.2022).
Сведения об авторах
Сергей Александрович Савушкин
к.ф-м.н., с.н.с., ведущий научный сотрудник Институт проблем транспорта им. Н.С. Соломенко РАН, www.iptran.ru Москва, Россия Эл. почта: ssavushkin@mail.ru
Алеся Валерьевна Лемешкова
младший научный сотрудник, Институт проблем транспорта им. Н.С. СоломенкоРАН, www.iptran.ru Москва, Россия Эл. почта: aleslemesh@mail.ru
Information about authors
SergeyAlexandrovich Savushkin
PhD (PhD (Math), Senior Scientist, Leading Researcher,
N.S. Solomenko Institute of Transport Problems of RussianAcademy of Sciences, www.iptran.ru
Moscow, Russian Federation E-mail: ssavushkin@mail.ru Alesia Lemiashkova
Junior Researcher,
N.S. Solomenko Institute of Transport Problems of RAS, www.iptran.ru Moscow, Russian Federation E-mail: aleslemesh@mail.ru
УДК 681.518.3 Л.И. Бернер, Ю.М. Зельдин, A.A. Ковалёв
ГРНТИ 73.39.75 ДО «АтлантикТрансгазСистема»
DOI: 10.47501/ITNOU.2022.1.21-30
РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО МОДУЛЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ПОТРЕБЛЕНИЯ ГАЗА И АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ПОДДЕРЖКИ ПРОАКТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ГАЗОТРАНСПОРТНОЙ СИСТЕМОЙ.
В статьерассматривается задачаразработки программного модуля поддержки со-временныхметодов проактивногоуправления газотранспортной системой (ГТС) на основе прогнозирования изменения отборов газа потребителями, других возмущающих эффектов, с использованием газодинамического моделирования газопроводной системы в нестационарномрежиме ирежиме прогнозирования изменения режима. Ключевые слова: газотранспортная система, проактивноеуправление, прогнозирование потребления газа, проактивноеуправление
