Система диагностирования в ОАО «РЖД»

В декабрьском номере журнала «Железнодорожный транспорт» вышла статья «Система диагностирования в ОАО «РЖД», автором которой является Д. А. Кореньков – первый заместитель начальника Департамента технической политики ОАО «РЖД».

Важным условием обеспечения надежного и безопасного движения поездов являются устойчивая работа и постоянное совершенствование системы диагностирования в ОАО «РЖД». В 2022 г. утверждена концепция, определяющая целевое состояние системы диагностирования к 2030 г. с перспективой ее дальнейшего развития до 2035 г. Концепция предусматривает применение современных мобильных, стационарных, а также встроенных средств и систем контроля, обеспечивающих максимально возможный уровень автоматизации и передачи информации в специализированные центры диагностики. Таким образом, будет минимизировано влияние человеческого фактора. Достижению целевого состояния сопутствуют актуализация нормативной и технической базы, повышение квалификации работников компании, задействованных в процессах диагностирования.

Развитие системы диагностирования невозможно без активного вовлечения в этот процесс специалистов подразделений инфраструктурного комплекса и инженерного блока, а также работников научно-отраслевых институтов холдинга, профильных научных организаций и производителей средств диагностирования. На базе АО «ВНИИЖТ» создана площадка, которая позволяет техническим экспертам компании и внешнего контура обсуждать перспективы и принимать ключевые коллегиальные решения. Таким коллегиальным органом стал Координационно-технический совет ОАО «РЖД» (КТС) по техническим средствам, технологиям и методам неразрушающего контроля (НК) узлов и деталей подвижного состава и инфраструктуры. Его задачей являются создание условий для инновационного развития методик, средств, технологий неразрушающего контроля, а также обеспечение достоверности диагностики ответственных деталей, узлов подвижного состава и объектов инфраструктуры. В состав совета входят представители подразделений аппарата управления и структурных подразделений ОАО «РЖД» – ЦТЕХ, ЦТА, филиалов ОАО «РЖД» – ЦТ, ЦДРП, ЦДИ (ЦДМ, ЦВ), научно-отраслевого комплекса – ПКБ ЦТ, ПКБ И, ПКБ ЦВ, АО «ВНИИЖТ», дочерних, зависимых и иных подконтрольных обществ, подкомитета ОПЖТ по неразрушающему контролю, вагоноремонтных компаний и компаний – производителей средств диагностики. В таком составе совет собирается раз в год. Текущая работа по реализации плана научно-технического развития ОАО «РЖД» выполняется Департаментом технической политики. В ее рамках производится актуализация нормативной базы и ведутся ключевые разработки вопросов нормативного регулирования в области диагностирования. В компании действуют более 1 тыс. стандартов, нормативных и технических документов, которые регламентируют процессы применения и совершенствования технических решений, а также периодичность диагностирования и мониторинга объектов инфраструктуры и подвижного состава.

Среди разработанных и актуализированных с 2022 г. стандартов, нормативных и технических документов помимо указанной концепции развития системы диагностирования необходимо отметить «Технические условия на незамерзающую контактирующую жидкость для проведения неразрушающего контроля рельсов в условиях отрицательных температур», соблюдение которых позволит проводить диагностические работы без применения этилового спирта. Были разработаны технические требования к системе мониторинга земляного полотна, верхнего строения пути и искусственных сооружений в зонах распространения многолетнемерзлых грунтов и в сложных инженерно-геологических условиях Крайнего Севера.

В текущем году завершается разработка методики определения периодичности контроля геометрических параметров рельсовой колеи, позволяющей снизить эксплуатационные расходы при одновременном повышении безопасности движения поездов. В 2024 г. завершается пересмотр стандарта СТО РЖД 1.11.006–2010 «Система неразрушающего контроля в открытом акционерном обществе «Российские железные дороги». Порядок разработки и ввода в эксплуатацию средств неразрушающего контроля», в котором учитываются процедуры постановки продукции на производство в соответствии с требованиями ГОСТ 33477–2015.

Информационно-измерительная система контроля станционной инфраструктуры НПЦ ИНФОТРАНС:

Особо необходимо отметить ряд перспективных технологий и технических решений, способствующих достижению целевого состояния системы диагностирования объектов инфраструктуры и подвижного состава. Так, на полигоне Куйбышевской железной дороги в 2023 г. завершен цикл испытаний информационно-измерительной системы контроля станционной инфраструктуры производства НПЦ ИНФОТРАНС. Данная система полностью автономна. Будучи установленной на маневровый локомотив, работающий в условиях штатной эксплуатации, она позволяет получать информацию о состоянии объектов станционной железнодорожной инфраструктуры в режиме реального времени. В настоящее время такие информационно- измерительные системы НПЦ ИНФОТРАНС, уже смонтированные на электропоездах «Ласточка» и «Сапсан», проходят установленные процедуры по допуску их к применению в постоянной эксплуатации.

В целях повышения качества проведения сплошного контроля рельсов в 2023 г. инициирована процедура апробации функциональных возможностей дефектоскопического комплекса с колесной искательной системой. Данное техническое решение позволит снизить влияние состояния поверхности рельса на качество контроля за счет эластичного протектора. Как следствие, снижается число непроконтролированных участков и уменьшаются общие трудозатраты на проведение сплошного контроля рельсов. В период 2023–2024 гг. предстоит провести оценку результатов дефектоскопии рельсов на испытательном и действующем участках железнодорожного пути. При положительных результатах будет актуализирована нормативная и техническая документация, регламентирующая технологию сплошного контроля рельсов.

Перспективная колесная искательная система:

В целях автоматизации процесса расшифровки данных от видеосистем мобильных средств диагностики в 2020 г. начато создание универсальной системы автоматической расшифровки результатов видеофиксации состояния железнодорожного пути «АС Видеоконтроль». Система обеспечивает высокий процент выявления неисправностей пути, низкий процент выдачи недостоверных оценок нарушений, а также требует минимального вмешательства пользователей в процесс расшифровки и передачи результатов в ЕК АСУИ. Все функции системы доступны круглосуточно, при этом режим эксплуатации не требует круглосуточного сопровождения пользователями. В апреле 2023 г. система принята в постоянную эксплуатацию, с I квартала 2024 г. планируется ее внедрение в процесс расшифровки данных видеоконтроля на всей сети железных дорог ОАО «РЖД».

Диагностирование объектов железнодорожного электроснабжения и контактной сети осуществляется вагонами-лабораториями ВИКС, позволяющими фиксировать более 30 параметров, из которых 15 – основные, остальные – вспомогательные, и проводить видеоконтроль. В настоящее время ведется работа по расширению функциональных возможностей вагонов-лабораторий с увеличением числа контролируемых параметров. Они дооснащаются современными интеллектуальными системами, что позволит повысить точность определения геометрических характеристик контактной сети и осуществлять автоматический поиск неисправностей с использованием искусственного интеллекта.

Среди проектов в области диагностирования подвижного состава одним из наиболее инновационных является прескриптивная система диагностирования и анализа технического состояния электроподвижного состава. Она представляет собой программно-аппаратный комплекс, состоящий из дистанционно связанных бортовой и стационарной частей. Базой системы является цифровой двойник электропоезда, обучаемый на основе нейронной сети по получаемым с постоянной периодичностью данным о техническом состоянии электропоезда. Система предназначена для прогнозной оценки технического состояния, а также для обеспечения информационной поддержки в процессе принятия решений при эксплуатации электропоездов и планировании их технического обслуживания и ремонта на МЦК. В реализации проекта участвует широкий круг представителей науки и производства, головной организацией является АО «ВНИИЖТ». Уже разработаны программное обеспечение бортовой части, серверная стационарная часть цифровых двойников электропоезда, проводятся ходовые испытания. По завершении цикла испытаний в 2024 г. на основании полученных результатов будет произведена отладка системы, выполнена верификация и откорректированы алгоритмы.

Перспективная система диагностики электроподвижного состава:

Цифровой вагон:

Достичь еще более высокого, практически абсолютного уровня безотказности можно в процессе перехода от планово-предупредительного ремонта локомотива к выявлению предотказных состояний с использованием систем искусственного интеллекта и ремонту по фактическому состоянию. В ОАО «РЖД» совместно с производителями подвижного состава и сервисными компаниями ведется разработка технических требований к перспективным локомотивам, в которых будут использоваться интеллектуальные технологии.

В рамках проекта создания цифрового грузового вагона (ЦГВ) по плану научно-технического развития ОАО «РЖД» АО «ВНИИЖТ» разработаны технические требования к системе ЦГВ и технико-экономическое обоснование применения такой системы. В соответствии с указанными техническими требованиями в инициативном порядке ООО «Центр2М» разработана телематическая система ЦГВ-1, а ООО НПП «РаТорм» – устройство мониторинга и диагностики грузового вагона (УМДВ). С участием АО «ВНИИЖТ» проведен комплекс их испытаний на грузовых вагонах. По результатам испытаний выданы положительные заключения. В настоящее время проходит подконтрольная эксплуатация системы ЦГВ-1 и проводятся подготовительные мероприятия по организации подконтрольной эксплуатации УМДВ.

В системе ЦГВ-1 предусмотрена техническая возможность расширения функциональных задач в процессе эксплуатации за счет подключения дополнительных модулей и датчиков, фиксирующих наличие дефектов на поверхности катания колесных пар, контролирующих температуру буксовых узлов и давление в тормозной магистрали и др.

Новым направлением в технологии диагностирования объектов инфраструктуры железнодорожного транспорта является применение беспилотных авиационных систем (БАС). В целях определения перспектив и оценки эффективности использования БАС в ОАО «РЖД» в 2020 г. разработана концепция их применения для решения задач железнодорожного транспорта. К настоящему времени определено, что наибольший эффект можно получить при их внедрении в процессы диагностирования объектов Центральной дирекции инфраструктуры и Трансэнерго. В рамках плана НТР сформированы технические задания на разработку технических и функциональных требований к программно-аппаратному комплексу диагностики объектов электроснабжения железнодорожного транспорта с применением беспилотных авиационных систем, а также разработку технологии и нормативно-технической документации применения беспилотных авиационных систем для комплексного диагностирования состояния объектов искусственных сооружений, земляного полотна и прилегающей территории. Отдельным значимым направлением в развитии системы диагностирования является изучение влияния окружающей среды на эффективность функционирования железнодорожного транспорта и его инфраструктуру в условиях меняющегося климата. Важно понимать, какие риски несет изменение климата для железнодорожной отрасли в целом, ее отдельных служб, систем и операционных процессов. Для решения этой задачи в 2022 г. инициировано проведение масштабной научной работы, исполнителем которой является Российская академия наук. Уже завершено выполнение двух этапов, по результатам которых сделан анализ и проведена оценка влияния погодно-климатических рисков на объекты инфраструктуры железнодорожного транспорта. Сформированы предложения по организации комплексного мониторинга и управлению погодно-климатическими рисками на объектах инфраструктуры ОАО «РЖД» на среднесрочный период до 2030 г. и на перспективу до 2050 г. По результатам завершения работы в полном объеме ожидается разработка научно обоснованных предложений по актуализации нормативной регуляторной базы до конца 2023 г.

Перспективы применения беспилотных авиационных систем при выполнении технологических процессов:

Процессы внедрения перспективных технологий и инновационных технических решений неразрывно связаны с потребностью в развитии новых профессиональных компетенций работников компании, повышении уровня их квалификации. ЦТЕХ принимает непосредственное участие в организации этого процесса, применяя наиболее современные подходы к обучению и переподготовке. Ежегодно работники, задействованные в процессах диагностирования, проходят обучение по программе повышения квалификации «Приборы и методы контроля качества и диагностики», которое позволяет получить глубокие фундаментальные знания в сочетании с устойчивыми практическими навыками в производственных условиях.