О том, как эти решения уже сегодня опережают мировые аналоги и задают новые стандарты безопасности, наш сегодняшний разговор.
Михаил Мехедов,
первый заместитель
генерального директора
АО «ВНИИЖТ»
– Перед отраслью стоит амбициозная задача запуска высокоскоростного движения. С какими главными инженерными вызовами столкнулся институт при разработке инфраструктуры для скоростей до 400 км/ч?
– Главный вызов заключается в том, что система высокоскоростного движения требует комплексной научной оценки и принципиально иных инженерных подходов. Возьмём, к примеру, безбалластный железнодорожный путь. Опыта его массового строительства и эксплуатации в нашей стране просто нет. Те конструкции, которые будут использованы на ВСМ, разработаны российскими специалистами. Они уже запатентованы и во многом опережают мировые аналоги.
Показательный пример здесь – новый стрелочный перевод для высокоскоростного движения марки 1/25. Институт спроектировал его самостоятельно (от идеи и методики до конструкции каждого элемента), хотя зарубежный опыт, безусловно, учитывался. К проектированию мы привлекли ведущие отечественные предприятия, институты и конструкторские бюро. Изначально было заложено жёсткое требование: и сам перевод, и все его комплектующие должны быть полностью российского производства. Для этого заводам-изготовителям пришлось разработать и внедрить новые технологии, и они успешно справились с задачей.
Сейчас этот перевод уже изготовлен и прошёл предварительные заводские испытания. Он позволяет поездам двигаться со скоростью до 400 км/ч по главному пути и до 120 км/ч – на боковой, обладая повышенными показателями плавности хода, что прямо влияет на комфорт пассажиров. Более того, разработаны специальные путевые конструкции – уравнительные стык и прибор для мостов. Уравнительный стык также успешно прошёл предварительные испытания, а опытный образец уравнительного прибора находится на завершающей стадии изготовления.
Важно, что комплекс технических решений максимально задействует наш испытательный полигон – Экспериментальное кольцо в Щербинке. Там уже сооружён участок с новейшей контактной сетью КС-400, которую создали наши коллеги из Инжинирингового центра железнодорожного транспорта (АО «ИЦ ЖТ»). Как ясно из названия, она рассчитана на скорости до 400 км/ч. Испытания закончены с положительным результатом. Кроме того, на Экспериментальном кольце проведены стендовые испытания плиты безбалластного основания стрелочного перевода марки 1/25 будущей ВСМ, а также уравнительного стыка. Исследования позволяют моделировать работу железобетонного подрельсового основания в наихудших (критических) условиях эксплуатации – для дальнейшего использования на высокоскоростных магистралях, по которым будут курсировать составы. Однако достичь высокой скорости – это лишь часть задачи. Поезд необходимо безопасно и гарантированно остановить. Тормозная система – сложнейшее технологическое устройство. Для её проверки по техническому заданию ОАО «РЖД» был создан уникальный тормозной стенд, позволяющий имитировать инерционную нагрузку от подвижного состава на ось колёсной пары при торможении со скоростей до 400 км/ч. Причём мы можем менять климатические условия в процессе: задавать ветер, снег, дождь или повышенную влажность. Первоочередная задача исследований сейчас – выбрать фрикционную пару трения, которая сможет безопасно выдерживать такие экстремальные скорости и нагрузки. В дальнейшем на этом стенде можно будет отрабатывать алгоритмы управления торможением поезда и проводить проверки новых материалов тормозных накладок и дисков и для других отраслей транспорта, разрабатывать алгоритмы управления тормозами и даже моделировать торможение поезда на участках различной крутизны.
– Скорость и безопасность требуют принципиально иного уровня контроля. Особенно для беспилотного движения. Как институт решает задачу диагностики и предупреждения нештатных ситуаций?
– Институт активно участвует в реализации проекта создания беспилотного движения на МЦК в части разработки системы прескриптивной диагностики технического состояния электропоездов «Ласточка» (ПСД). Наша основная цель – снизить количество внеплановых отказов как в пути следования, так и перед выездом на линию за счёт своевременного предсказания предотказных состояний оборудования и подсистем электропоезда. Ключевое отличие разрабатываемой институтом системы от обычной диагностики в том, что она не фиксирует уже случившуюся неисправность, а предупреждает о том, что отказ развивается с определённой скоростью и его необходимо предотвратить. Это позволяет перейти от реактивного обслуживания по факту поломки к проактивному – по текущему состоянию.
Для достижения максимального эффекта система использует комплекс передовых технологий, включая искусственный интеллект, машинное обучение и различные алгоритмы-анализаторы. Важно, что они верифицированы под конкретный тип оборудования и его неисправности. Постоянный мониторинг, формирование базы знаний и комплексный подход к аналитике данных позволяют нам совместно наиболее эффективно анализировать данные и выявлять признаки начинающихся неисправностей.
Уже сейчас один электропоезд с третьим уровнем автоматизации (УА3) оборудован системой ПСД. До конца года система будет запущена на тестирование в реальных условиях эксплуатации на МЦК. По результатам этой реальной эксплуатации система должна прогнозировать развитие тех неисправностей, которые средствами обычной, событийной диагностики не выявляются.
– Каких практических успехов ВНИИЖТ уже достиг в рамках реализации ПСД?
– Нам удалось внедрить концепцию аппаратной части, адаптированную к жёстким условиям эксплуатации на электропоезде, а также разработать и запатентовать комплекс программного обеспечения, обеспечивающего возможность прогнозирования неисправностей электропоезда. В настоящее время ведутся работы по подбору отечественного оборудования для снижения зависимости от иностранных комплектующих.
В этом году планируем провести предварительные испытания ПСД в части передачи данных на пульт машиниста для поездов УА3. По результатам дальнейших испытаний должно быть принято решение о возможности тиражирования системы на соответствующем моторвагонном подвижном составе.
фото: Бронислав Сурин/ИД «Гудок»
на фото: На Экспериментальном кольце в Щербинке сооружён участок с КС-400
Беседовал Алексей Алеев
на центральном фото: Институт спроектировал новый стрелочный перевод для высокоскоростного движения
Читать следующий материал