abstracts 2019 r-e final (2)...russian railways (rzd) has developed the comprehensive program of...

SLOVENIJA • BLED 11-13.04.2019 БЛЕД • СЛОВЕНИЯ

ПРОГРАММАТЕЗИСЫДОКЛАДОВ

PROGRAMABSTRACTS

ПРОГРАММА КОНФЕРЕНЦИИ ■ 2

ПРОГРАММА XII Международной Конференции «Системы безопасности на транспорте» Grand Hotel Toplice , Bled, Slovenia

11 апреля 2019 года08:45–09:30 РЕГИСТРАЦИЯ УЧАСТНИКОВ09:30–14:00 Пленарное заседание Модератор: Озеров Алексей Валерьевич, эксперт МЭК и МСЖД, начальник Международного управления, АО «НИИАС»

ВСТУПИТЕЛЬНОЕ СЛОВО Бутырин Павел Анфимович, д.т.н., проф., заведующий кафедрой ТОЭ ФГБОУ ВО «НИУ «МЭИ», президент АЭН РФ, член-корр. РАН

ДОКЛАДЫ

Стратегия развития цифровой железной дороги Розенберг Ефим Наумович, д.т.н., проф., Председатель Проблемного совета АЭН РФ, первый заместитель Генерального директора, АО «НИИАС»

Централизованная интеллектуальная система автоматического управления движением поездов на линиях городских железных дорог Баранов Леонид Аврамович, д.т.н., проф., зав. кафедрой, Российский университет транспорта (МИИТ)

Цифровая трансформация управления перевозочным процессом на основе платформы ИСУЖТ и автоматизации технологических процессов Уманский Владимир Ильич, д.т.н., заместитель Генерального директора, АО «НИИАС»

Миниатюризация оптико-электронных систем Бутырин Павел Анфимович, д.т.н., проф., заведующий кафедрой ТОЭ ФГБОУ ВО «НИУ «МЭИ», президент АЭН РФ, член-корр. РАН

11:00–11:30 Вопросы и обсуждение

11:30–12:00 КОФЕ-БРЕЙК

ПРОГРАММА КОНФЕРЕНЦИИ 3 ■

12:00–14:00 Продолжение пленарного заседания

Цифровые технологии и безопасность гражданской авиации Дженнифер Трелевич, доктор наук, исполнительный директор, ООО «Ти-Жи-Пи-О консалт»

Интернет вещей в задачах диагностики и мониторинга Романов Александр Александрович, директор проектов цифровой экономики, ИскраУралТел

Диагностика и мониторинг цифрового транспорта Романчиков Андрей Михайлович, к.т.н., Генеральный директор, ООО «ЛокоТех-Сигнал»

Интеллектуальные транспортные решения – основа формирования технологий цифровой железной дороги Белоусов Евгений Сергеевич, генеральный директор, ООО «Транстелесофт»

13:30–14:00 Вопросы и обсуждение

14:00–14:10 Подписание соглашений

18:00–20:00 Торжественный ужин

12 апреля 2019 года Модератор: Розенберг Ефим Наумович, д.т.н., проф., председатель проблемного совета АЭН РФ, первый заместитель Генерального директора, АО «НИИАС»

09:00-12:00 СЕССИЯ I

Бортовой сегмент систем интервального регулирования – основа цифровой трансформации железной дороги Шухина Елена Евгеньевна, руководитель НТК, АО «НИИАС»

Современные методы обеспечения безопасности систем управления движением поездов Бестемьянов Пётр Филимонович, д.т.н., проф., директор института, Российский университет транспорта (МИИТ)

Повышение надежности полупроводниковых преобразователей электроэнергии электроподвижного состава Иньков Юрий Моисеевич, д.т.н., проф., Российский университет транспорта (МИИТ)

ПРОГРАММА КОНФЕРЕНЦИИ ■ 4

Применение новой вычислительной платформы в системах железнодорожной автоматики Клоков Александр Валентинович, генеральный директор, ООО «МикроМакс Системc»

Система управления расформированием составов (СУРС ГТСС) – основа цифровизации сортировочного процесса Гордон Михаил Аркадьевич, главный специалист, Гипротранссигналсвязь – филиал АО «Росжелдорпроект»11:30–12:00 Вопросы и обсуждение12:00–12:30 КОФЕ-БРЕЙК12:30-15:30 СЕССИЯ II Интегрированные локомотивные системы Батраев Владимир Владимирович, начальник сектора, АО «НИИАС»

Специфика управления инцидентами кибербезопасности в критичных системах Даренский Дмитрий Анатольевич, руководитель группы систем защиты промышленных сетей, АО «Позитив Текнолоджиз»

Системы управления на транспорте за рубежом Озеров Алексей Валерьевич, начальник Международного управления, АО «НИИАС»

Проблемы применения аккумуляторных батарей на транспорте Давидов Альберт Оганезович, доцент, д.т.н., начальник научно-конструкторского отдела, ООО «Экспериментальная мастерская НаукаСофт»

Концепция внедрения Интернета вещей на транспорте Милан Миодрагович, главный инженер проектов, Iskratel 15:00-15:30 Вопросы и обсуждение15:30-16:30 ОБЕД

13 апреля 201909:00-18:30 Выездное заседание участников конференции:

• подведение итогов конференции;

• обсуждение протокола решения конференции;

• заключительное слово организаторов конференции.

PROGRAM OF CONFERENCE 5 ■

PROGRAM XII International Conference Safety & Security Systems on Transport Grand Hotel Toplice , Bled, Slovenia

11 April 201908:45–09:30 REGISTRATION09:30–14:00 Plenary Session Moderator: Alexey Ozerov, IEC and UIC expert, Head of International Department, JSC NIIAS

WELCOME SPEECH Pavel Butyrin, Doctor of Technical Sciences, Prof., Head of Department, National Research University «Moscow Power Engineering Institute», President of Academy of Electrotechnical Sciences, corresponding member of the Russian Academy of Sciences

REPORTS

Development of digital railway strategy Efi m Rozenberg, Doctor of Technical Sciences, Prof., Member of Academy of Electrotechnical Sciences, First Deputy Director General, JSC NIIAS

Centralized intellectual system of automatic control of train traffi c on the lines of urban railways, as part of the digitalization process Leonid Baranov, Doctor of Technical Sciences, Prof., Head of Chair, Russian University of Transport (MIIT)

Digital transformation of transportation system based on ISUZhT platform and automation of technological processes Vladimir Umanskiy, Doctor of Technical Sciences, Deputy Director General, JSC NIIAS

Miniaturization of optic-electronic systems Pavel Butyrin, Doctor of Technical Sciences, Prof., Head of Department, National Research University «Moscow Power Engineering Institute», President of Academy of Electrotechnical Sciences, corresponding member of the Russian Academy of Sciences

PROGRAM OF CONFERENCE■ 6

11:00–11:30 Questions and Discussion

11:30–12:00 COFFEE BREAK

12:00–14:00 PLENARY SESSION

Predictive maintenance for safety in civil aviation Jennifer Trelewicz, Ph.D., CEO TGPO Consult, Ltd.

IoT for monitoring and diagnostics Aleksander Romanov, Director of Digital Economy Projects, IskraUralTel

Diagnostics and monitoring of digital transport Andrey Romanchikov, Candidate of Technical Sciences, Director General, Locotekh-Signal Ltd.

Intelligent transport solutions as the basis for development of technologies for digital railway Evgeniy Belousov, Director General, Transtelesoft LLC

13:30–14:00 Questions and Discussion

14:00–14:10 Ceremony of Agreement Signature

18:00–20:00 Gala Dinner

12 April 2019 Moderator: Efi m Rozenberg, Doctor of Technical Sciences, Prof., Member of Academy of Electrotechnical Sciences, First Deputy Director General, JSC NIIAS

09:00-12:00 SESSION I

On-board segment of train separation system as the basis for railway digital transformation Elena Shuhina, Head of Scientifi c and Technical Complex, JSC NIIAS

Methods of detection of malfunctions in train control systems Petr Bestemyanov, Doctor of Technical Sciences, Prof., Institute Director, Russian University of Transport (MIIT))

Improving reliability of semiconductor energy converters of rolling stock Uri Injkov, Doctor of Technical Sciences, Prof., Russian University of Transport (MIIT)

PROGRAM OF CONFERENCE 7 ■

Application of a new computing platform in railway automation systems Alexander Klokov, Director General, Micromax Systems LLC

Control system for train decoupling (SURS GTSS) as the basis for digitization of marshalling process Mikhail Gordon, Chief Specialist of Department, Giprotranssignalsvyaz – branch of JSC Roszheldorproekt11:30–12:00 Questions and Discussion12:00–12:30 COFFEE BREAK12:30-15:30 SESSION II Integrated locomotive systems Vladimir Batraev, Head of Sector, JSC NIIAS

Specifi cs of cyber security incident management in critical systems Dmitriy Darenskiy, Head of Industrial Network Protection Group, JSC Positive Technologies

Train command and control across the world Alexey Ozerov, Head of International Department, JSC NIIAS

Problems of batteries application for transport Albert Davidov, Senior Researcher, Doctor of Technical Sciences, Head of Research and Development Department, Experimental laboratory NaukaSoft LLC

IoT concept for transport Milan Miodragović, Industrial Customer Solutions Manager, Iskratel 15:00-15:30 Questions and Discussion15:30-16:30 Lunch

13 April 201909:00-18:30 Technical visit and concluding session:

• Summarizing of the Conference;

• Discussion of the Conference decision protocol;

• Closing remarks.

ABSTRACTS

XII INTERNATIONAL CONFERENCE «SAFETY & SECURITY SYSTEMS ON TRANSPORT»

BLED • 2019 • SLOVENIJA

■ 8

Efim RozenbergJSC NIIAS

Development of digital railway strategy

The concept of «Digital railway» is the basis for the devel-opment of the modern railways both in Russia and around the world. This concept is presented in the UIC Roadmap for digital railways as well as in the EU Shift2Rail innovation program. The key block of Shift2Rail is the program IP2 which covers such areas as automatic train operation, safe train positioning, virtual cou-pling, cybersecurity etc.

Russian Railways (RZD) has developed the Comprehensive program of Innovative Development for 2016-2020. A high ac-curacy coordinate system (HACS) on the basis of GLONASS is being implemented on the Russian Railways network. Such sys-tem allows implementing innovative coordinate models in the onboard train control and protection systems.

On the basis of HACS the digital route maps integrated in GLONASS/GPS-enabled onboard train control and train protec-tions systems (KLUB-U, BLOCK) are being improved.

The capability of scheduled monitoring with coordinate ref-erencing of data on track deterioration and non-compliance with standard maintenance requirements within the single HACS coordinate space allows the collection and accumulation of the information on failures associated with non-compliant track ge-ometry.

There are prospects for correlated data of many measure-ments at railway infrastructure facilities to be taken and processed for the purpose of identifying critical deviations from standard requirements and onset of pre-failure conditions based on the URRAN methodology, as well as targeted deployment of Internet of Things (IoT) software and hardware, and Big Data technology.

Russian railways has been developing and testing the ATO technology. At the Luzhskaya freight terminal, an automatically controlled shunting locomotive has been tested successfully. An additional technology for controlling the shunter from a remote operator workstation is now being tested at the same site.

Cybersecurity issues are of great importance for Russian Rail-ways. Basic regulatory documentation was developed by the RZD experts.

ТЕЗИСЫ ДОКЛАДОВ КОНФЕРЕНЦИИ

XII МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ «СИСТЕМЫ БЕЗОПАСНОСТИ НА ТРАНСПОРТЕ»

БЛЕД • 2019 • СЛОВЕНИЯ

9 ■

Розенберг Ефим НаумовичАО «НИИАС»

Стратегия развития цифровой железной дороги

Концепция «цифровой железной дороги» является основой развития современных же-лезных дорог в России и в мире.

Концепция представлена в «Дорожной карте цифровых железных дорог» МСЖД, а так-же сформулирована в рамках программы инновационного развития железнодорожного транспорта ЕС Shift2Rail.

Ключевым блоком Shift2Rail является инновационная программа IP2 «Инновационные системы управления и обеспечения безопасности движения поездов», охватывающая такие направления, как беспилотное управление, безопасная система позиционирования поезда с применением спутниковой навигации, виртуальная сцепка, кибербезопасность и др.

В ОАО «РЖД» разработана и активно реализуется Комплексная программа иннова-ционного развития на период 2016-2020 гг. На сети ОАО «РЖД» внедряется высокоточная координатная система (ВКС) на основе ГЛОНАСС, обеспечивающая переход на использо-вание инновационных координатных методов в задачах управления инфраструктурой, пе-ревозочным процессом и обеспечения безопасности движения поездов.

На основе высокоточных координатных моделей пути ведется совершенствование циф-ровых карт маршрутов, применяемых в составе оборудованных средствами ГНСС ГЛО-НАСС/GPS бортовых комплексов управления и обеспечения безопасности движения по-ездов (КЛУБ-У, БЛОК).

Возможность периодического мониторинга с координатной привязкой данных о рас-стройствах пути и отклонениях от норм содержания в едином координатном пространстве ВКС позволяет получать и накапливать информацию об отказах по причине нарушения нормативов геометрии рельсовой колеи.

Благодаря этому появляется возможность увязки данных различных измерений и их обработки c целью выявления критичных отклонений от нормативов, и формирования предотказных состояний с использованием методологии УРРАН, а также внедрения аппа-ратно-программных средств «Интернета вещей» и технологии Big Data.

В ОАО «РЖД» разрабатывается и тестируется технология беспилотного движения. На сортировочной станции Лужская Октябрьской железной дороги успешно испытана техно-логия роспуска вагонов с полностью автоматически управляемым горочным локомотивом. На полигоне тестируется технология телеуправления маневровым локомотивом с удален-ного рабочего места оператора-машиниста. Ведется работа по адаптации данной техноло-гии применительно к управлению движением пассажирских поездов на МЦК.

Большое внимание уделяет вопросам кибербезопасности. Разработан пакет отраслевых документов, ведется планомерная работа по проверке на киберзащищенность всех АСУ ЖТ, разрабатываются новые методологические подходы к обеспечению кибербезопасности систем управления ОАО «РЖД».

ABSTRACTS



■ 10

Leonid BaranovRussian University of transport RUT (MIIT)

Centralized intellectual system of automatic control of train traffi c on the lines of urban railways, as part of the digitalization process

A significant component of digitalization in the metro, urban railways is the use of a centralized intelligent system of automatic train control, consisting of the following subsystems: transportation planning; centralized control on the line; ensuring traffic safety; unmanned train control devices; data collection center; dispatch center.

The transportation planning subsystem provides the automatic construction of a planned schedule of movement, a schedule of turnover of the composition, the schedule of work of service crews, the transfer of this information to other subsystems and services in the form convenient for future use.

Trains with unmanned control regulate the travel time with the choice of energy-optimal control modes, impact braking with deceleration. On-board systems ensure traffic safety, train positioning, measurement of motion parameters, door control, a radio informer, and information exchange with the control center.

Additionally, on-board devices implement train braking at the dispatcher’s command, carry out diagnostics of rolling stock and control systems, record operational performance (mileage, inspections, etc.), transmit information to the data collection center, which is necessary for the operation of digital transport.

The data collection center is an integral part of digitization. Let us briefly list the important functions of the center: construction and storage of completed schedules, with compensated disturbances, with large failures, with the restoration of the schedule; collection of data on the results of diagnostics; collection of data on mileage, inspections, repairs, the creation of «electronic twins» of rolling stock; storage of information about the parameters of spans; settings for each stage of regulators of travel time and impact braking, loaded into the memory of onboard systems, with the appearance of new trains on the line for realizations of the plug-and-play functions; storage of dispatcher action protocols etc.

A significant role in digitalization is played by a bank of simulation models, which makes it possible to compare the effectiveness of solutions for the development of technical tools, control algorithms and the structure of the transport complex.




11 ■

Баранов Леонид Аврамович Российский университет транспорта РУТ (МИИТ)

Централизованная интеллектуальная система автоматического управления движением поездов на линиях городских железных дорог,

как составляющая процесса цифровизации

Существенной составляющей цифровизации в условиях метрополитенов, городских железных дорог является использование централизованной интеллектуальной системы автоматического управления движением поездов, состоящей из подсистем: планиро-вание перевозок; централизованного управления на линии; обеспечения безопасности движения; беспилотных поездных устройств управления; центра сбора данных; центра диспетчерского управления. Подсистема планирования перевозок обеспечивает авто-матическое построение планового графика движения, графика оборота состава, гра-фика работы бригад обслуживания, передачу этой информации другим подсистемам и службам в виде удобном для дальнейшего использования.

Подсистема централизованного управления поездами линии получает информацию о моментах прибытия и отправления всех поездов по всем станциям и вырабатывает команды управления каждому поезду. Алгоритмы управления, используемые при ком-пенсируемых возмущениях, называется графико-интервальными с первоочередным использованием ресурса стоянок.

Поезда с беспилотным управлением осуществляют регулирование времени хода с выбором энергооптимальных режимов управления, прицельного торможения с замед-лением. Бортовые системы обеспечивают безопасность движения, позиционирования поезда, измерение параметров движения, управление дверьми, радиоинформатора, ре-ализуют обмен информации с центром управления.

Дополнительно бортовые устройства реализуют торможение поезда по команде диспетчера, осуществляют диагностику подвижного состава и систем управления, фик-сирует эксплуатационные показатели (пробег, осмотры и т.д.), передает информацию в центр сбора данных, что является необходимым для функционирования цифрового транспорта.

Центр сбора данных является составной частью цифровизации. наиболее важные функции центра: построение и хранение исполненных графиков движения, при ком-пенсируемых возмущениях, при больших сбоях, при восстановлении графика движе-ния; сбор данных по результатам диагностики; сбор данных по пробегам, осмотрам, ремонтам, создание «электронных двойников» подвижного состава; хранение инфор-мации о параметрах перегонов; настройки для каждого перегона регуляторов времени хода и прицельного торможения, загружаемых в память бортовых систем, при появле-нии новых составов на линии для реализаций функций «включи и используй» (plug-and-play); хранение протоколов действий диспетчерского аппарата и др.

Значительную роль при цифровизации играет банк имитационных моделей, позво-ляющий сравнивать эффективность решений по развитию технических средств, алго-ритмов управления и структуры транспортного комплекса.

ABSTRACTS



■ 12

Vladimir UmanskiyJSC NIIAS

Digital transformation of transportation system based on ISUZhT platform and automation of technological processes

The author deals with the existing and future technological solutions, which are implemented on the Intelligent Process Control and Automation System for Railway Transportation (ISUZHT) platform. This platform provides digital transformation of the transportation process.

The need for increased traffic volumes requires modern technological solutions to optimize the operation of existing infrastructure and rolling stock. The aim of the digital transformation of the transportation process is to change the transportation control paradigm, turning it into a continuous adaptive process of planning operation for the testing field and automatic implementation of plans. It is necessary to move from the existing system of decentralized planning and individual management to the centralized planning of testing field operation and automatic implementation of plans. Transition to such a system is possible on the basis of digital twin of the real transportation process when implementing two-level operating system: the upper level includes testing fields, the lower level includes automatic route, locomotives and stations control.




13 ■

Уманский Владимир ИльичАО «НИИАС»

Цифровая трансформация управления перевозочным процессом на основе платформы ИСУЖТ и автоматизации технологических процессов

В докладе приводятся существующие и перспективные технологические решения, реализуемые на платформе Интеллектуальной системы управления железнодорожным транспортом (ИСУЖТ), и обеспечивающие необходимую цифровую трансформацию управления перевозочным процессом.

Стоящая перед ОАО «РЖД» необходимость увеличения объемов перевозок побу-ждает к поиску революционных технологических решений, способных принести ощу-тимый эффект за счет оптимизации использовании существующей инфраструктуры и подвижного состава.

Цель цифровой трансформации управления перевозочным процессом состоит не в попытке прямой автоматизации существующей технологии, а в качественном из-менении парадигмы управления, превратив ее в непрерывный адаптивный процесс планирования работы полигона и автоматического исполнения планов. Необходимо перейти от существующей системы децентрализованного планирования и индивиду-ального управления, для поддержки которой существует значительная совокупность слабосвязанных между собой информационно-аналитических систем, в лучшем случае ассистирующих различным диспетчерам, к централизованному планированию работы полигона и автоматическому исполнению принятых планов. Выполнить это возможно на основе цифрового двойника реального перевозочного процесса при реализации дву-хуровневой схемы управления: верхний уровень – полигоны, нижний – автоматическое управление маршрутами и движением локомотивов и станциями. На верхнем уровне в диспетчерском центре выполняется комплексное планирование работы полигона с балансировкой интересов погрузки, движения, содержания инфраструктуры, на уровне автоматического исполнения – управление пропуском поездов по участкам с координа-цией движения локомотивов, подвязкой бригад и подчинением работы станций общим интересам полигона.

ABSTRACTS



■ 14

Pavel ButyrinNational Research University «Moscow Power Engineering Institute»Academy of Electrotechnical Sciences

This work considers the problem of creating a miniature optic-electronic systems (OES), the intrinsic current in opto-electronic instrumentation.

The mass- dimensional and technical characteristics of the thermal imaging module, that ensures the operation of systems in the infrared (IR) range are of great importance in the development of (OES) with thermal imaging channel.

We have the comparative analysis of the currently existing thermal imaging modules, have shown the possibility of creating a number of miniature vision systems from the ECO on the thermal imaging modules basic. This can be used as a device for permanent wear of power engineers. Technologists can use it to search for heat leaks, temperature control of technological processes, in miniature ECO, placed on aircraft to assess hard-to-reach areas, places of accidents and train collisions and etc.

Railway workers can apply a miniature ECO to conduct heat-audit of cars assessment of cars after repair, searching of hidden defects of communications and constructions etc.

Miniature ECO can be installed in the station building, in the cars to assess the situation in crowded places in order to timely take appropriate measures and improve the safety of people and objects.

On the basis of a miniature thermal imaging module in the future we can consider the possibility of creating a multi-channel miniature OES.

Miniaturization of optic-electronic systemsCo-authors: Smirnova E.I., Tovmasyan V.M., Shakirzyanov F.N., Abdulkerimov S.A.

* The work was carried out with the financial support of the RFBR for the project implementation № 17-20-03151/18-19-ofi-m-rzd




15 ■

Бутырин Павел Анфимович Национальный исследовательский университет «МЭИ», АЭН РФ

В работе рассмотрены проблемы создания миниатюрных оптико-электронных си-стем (ОЭС), непреходяще актуальные в оптико-электронном приборостроении.

При разработке ОЭС с тепловизионным каналом большое значение имеют массо-габаритные и технические характеристики тепловизионный модуля, обеспечивающего работу систем в инфракрасном (ИК) диапазоне.

Проведен сравнительный анализ существующих в настоящее время тепловизион-ных модулей, показаны возможности создания на их базе ряда миниатюрных систем технического зрения от ОЭС, которые могут применяться в качестве прибора посто-янного ношения энергетиками, технологами для поиска утечек тепла, контроля темпе-ратурных режимов техпроцессов и пр. до миниатюрных ОЭС, размещаемых на лета-тельных аппаратах для оценки труднодоступных участков, мест аварий и столкновений поездов и пр.

Работники железной дороги могут применять миниатюрные ОЭС для проведения теплоаудита вагонов, оценки состояния вагонов после ремонта, поиска скрытых дефек-тов коммуникаций и конструкций и т.д.

Миниатюрные ОЭС могут быть установлены в здании вокзалов, в вагонах для оцен-ки ситуации в местах скопления людей с целью своевременного принятия соответству-ющих мер и повышения безопасности людей и объектов.

На базе миниатюрного тепловизионного модуля в дальнейшем можно рассматри-вать возможность создания многоканальных миниатюрных ОЭС.

Миниатюризация оптико-электронных системСоавторы:

Е.И. Смирнова, В.М. Товмасян, Ф.Н. Шакирзянов, С.А. Абдулкеримов

* Работа проводилась при финансовой поддержке РФФИ для реализации проекта № 17-20-03151/18-19-офи-м-РЖД.

ABSTRACTS



■ 16

Jennifer TrelewiczCEO TGPO Consult, Ltd.

Predictive maintenance for safety in civil aviation

In recent years we have seen growing interest in predictive planning for servicing aircraft. In any sector, correct planning of equipment servicing directly influences the total cost of ownership (TCO), as well as on system availability. However, in aviation, improper planning and unplanned service events have serious consequences because of the requirements for high availability of the aircraft and the cost of taking an aircraft out of service.

Predictive maintenance planning of aircraft allows the following:1. Scheduling line maintenance (done at the airport terminal or

on the tarmac) and positioning needed parts in advance at the airports;

2. Planning flights with consideration for equipment availability during line and base maintenance procedures;

3. Reducing the wear on other components, resulting from degraded performance of components in a complex system;

4. Protecting the reputation and performance indicators of the airline by minimizing unplanned service events.Mathematical algorithms for analyzing massive volumes

of data («Big Data»), machine learning, and regressive modeling are used in laboratories and in production solutions for facilitating predictive maintenance planning. However, one of the most important roles in the analytic system is played by the quality and completeness of the input and training data, as well as the completeness and appropriateness of the corresponding models.

In this talk I will give an overview of the current technology for predictive maintenance planning in civil aviation, including actual practice in Russian civil aviation, as well as worldwide. Additionally, I will show a cost model for predictive maintenance planning and discuss factors that limit the speed of adoption of such technologies in civil aviation.




17 ■

Дженнифер ТрелевичООО «Ти-Жи-Пи-О консалт»

Предиктивное обслуживание для безопасности в пассажирской авиации

В последние годы наблюдается растущий интерес в предиктивном планировании техни-ческого обслуживания (ТО) воздушных суден (ВС). В любом секторе правильное планиро-вание ТО оборудования непосредственно влияет на совокупную стоимость владения, также и на доступность систем. Однако, в авиации неправильное планирование и внеплановые события имеют значительные последствия из-за требований высокой доступности ВС и сто-имости внепланового снятия ВС c эксплуатации.

Предиктивное планирование ТО ВС дает возможность:1. Назначить линейного обслуживания (ТО у терминала или на перроне) и предварительно

доставлять необходимые запчасти в нужные аэропорта;2. Планировать рейсы с учетом задержек оборудования и недоступности в течение линей-

ного и базового обслуживания;3. Уменьшить износ других компонентов, последующий отказа одного компонента в ком-

плексной системе;4. Защищать репутацию и показатели авиакомпании за счет минимизации внеплановых

событий.Математические алгоритмы для анализа больших объемов данных, машинного обучения

и регрессионного моделирования используются в лабораториях и в продуктовых решениях на способствование предиктивного ТО. Однако, возможно самую важную роль в аналити-ческих системах играют качество и комплектность исходных данных, также и полнота соот-ветствующих моделей.

В этом докладе резюмирую состояние технологий для предиктивного ТО в авиации с указанием практичного применения в России, также и в мире вообще. В том числе обсудим модель стоимости решений по планированию ТО. Дополнительно, детализирую факторы, ограничивающие скорость развития и применения таких технологий в авиации.

ABSTRACTS



■ 18

Aleksander RomanovIskraUralTel

IoT for monitoring and diagnostics

In the modern age, we are seeing the so called the Fourth Industrial Revolution. This process is characterized by the new opportunities for radical modernization of production and economy, as well as by the digital production, shared economy, collective consumption, cloud computing model, distributed networks, decentralized control etc. The technological basis for the transition to the new economic paradigm is the Internet of Things. Many industrial companies consider the IoT not only as a tool to reduce costs while increasing efficiency, but also as a platform for further growth and effective competition in the market. IoT implementation provides new opportunities to control systems, processes and knowledge centers.

The IoT technology includes the implementation of a large number of sensors, controllers, measurement systems that collect a huge amount of data (Big Data). The information obtained can be used to prevent unplanned downtime, failures, unscheduled maintenance. New tools for analytics are required to process and interpret a huge flow of unstructured data. For this purpose the analytical platforms are implemented to collect, store and analyze data on technological processes and events in real time. IskraUralTel together with JSC NIIAS implemented the project on monitoring and management of the territory of railway stations. Technical solution for this project includes sensors, platform and portal, which displays the station situation, statistics and analytics in real time. In case of emergency situation the information is sent to the situational center in real time.




19 ■

Романов Александр АлександровичИскраУралТел

Интернет вещей в задачах диагностики и мониторинга

Сегодня в мировой промышленности происходит то, что принято называть четвер-той технологической революцией. Этот процесс характеризуется появлением возможно-стей для кардинальной модернизации производства и экономики, а также возникнове-нием таких явлений, как цифровое производство, экономика совместного пользования, коллективное потребление, модель облачных вычислений, распределенные сети, децен-трализация управления и т.д. Технологической основой для перехода к новой экономи-ческой парадигме является Интернет Вещей. Многие промышленные компании рас-сматривают IoT не только как способ снижения затрат с одновременным повышением производительности, но и как платформу для дальнейшего роста и эффективной кон-куренции на рынке. Внедрение технологий IoT предоставляет новые возможности для контроля над системами, процессами и центрами знаний. Внедрение технологий нового поколения предоставляет для промышленных предприятий беспрецедентные возмож-ности по переходу на качественно новый уровень эффективности осуществления про-изводственных процессов.

Внедрение технологий Интернета вещей предполагает использование большого ко-личества датчиков, сенсоров, контроллеров, измерительных систем, которые собирают огромное количество различных данных (Big Data). Полученная информация может быть использована для предотвращения внеплановых простоев, поломок оборудования, сокращения внепланового техобслуживания и сбоев в управлении цепочками поставок, тем самым позволяя предприятию функционировать более эффективно. Для обработ-ки и интерпретации большого массива неструктурированных данных требуется новый уровень аналитики. Для этого используются аналитические платформы, предназначен-ные для сбора, хранения и анализа данных о технологических процессах и событиях в реальном времени. Использование технологий Интернета вещей в транспорте позво-ляет осуществлять удаленный мониторинг технического состояния, обеспечивать без-опасность и охрану, оптимизировать расписание и искать альтернативные маршруты. Одной из задач транспортной области является формирование многофункциональных интермодальных хабов и транспортно-пересадочных узлов, интегрированных с совре-менной городской средой и инфраструктурным окружением. Совместно с НИИАС Ис-краУралТЕЛ реализован проект по мониторингу и управлению территории вокзалов. Техническое решение указанного проекта предусматривает полевой уровень датчиков, платформу и портал, на котором в режиме реального времени отображается ситуация на вокзала, предоставляется статистика и аналитика о происходящих процессах специ-алистам. В случае превышения пороговых значений на объектах, информация в режиме реального времени доставляется в ситуационный центр для организации немедленного реагирования.

ABSTRACTS



■ 20

Andrey RomanchikovLocotekh-Signal Ltd.

Diagnostics and monitoring of digital transport

The implementation of digital technologies can significantly improve equipment availability, its performance, optimize costs at all stages of the life cycle and ensure the efficiency of railway operations.

Transmashholding together with Locotekh shows good results, implementing numerous sensors and intelligent systems for automatic data acquisition and processing, as well as different technical solutions to optimize operations and maintenance of rolling stock.

Today, among main problems there are the lack of digital information on locomotive movement and its state in real time, as well as heterogeneity and diversity of systems, installed on rolling stock and infrastructure.

Locomotives should be used for continuous monitoring of infrastructure condition via different systems in order to detect degradation of components and plan maintenance and repair measures.

Digitization of the rolling stock should include the following stages: 1st Stage: Technological modernization of the operated rolling

stock. 2d Stage: Production of new generation types of rolling stock,

which will include innovation technologies. The «Digital Locomotive» concept should include the

hardware and software platform based on transparent functional and technical requirements, as well as open modern interfaces and technological solutions.

Locomotives are the pioneers in the field of digitalization and innovations. Transmashholding has been realizing «Digital Plant» and «Digital Depot» projects and implementing autonomous systems.




21 ■

Романчиков Андрей МихайловичООО «ЛокоТех-Сигнал»

Диагностика и мониторинг цифрового транспорта

Внедрение цифровых технологий способно значительно повысить эксплуатацион-ную готовность оборудования, его производительность, оптимизировать расходы на всех этапах жизненного цикла и обеспечить общий рост эффективности работы желез-нодорожного транспорта.

Пример «ТМХ» и «ЛокоТех» показывает, что синергия компании-производителя и ее партнера по обслуживанию локомотивов способна уже сейчас показывать высокие результаты. Внедряются многочисленные датчики и интеллектуальные системы для ав-томатического сбора и предварительной обработки данных о состоянии оборудования, предлагаются технические решения по оптимизации процессов эксплуатации, техниче-ского обслуживания и ремонта подвижного состава.

Сегодня основной проблемой управления является низкая степень обеспеченности цифровой информацией о процессе движения локомотива и его состоянии в реальном времени. Также играют свою роль разнородность и многообразие систем, установлен-ных как на тяговом подвижном составе, так и на инфраструктуре и их некоторое техно-логическое несовершенство, например, в области определения местоположения.

Локомотивы необходимо использовать для непрерывного мониторинга состояния инфраструктуры с целью своевременного выявления ухудшения ее параметров и опти-мального планирования мероприятий по текущему содержанию и ремонту.

Учитывая масштаб задачи, размеры парка уже эксплуатируемых локомотивов и по-шаговое развитие технологии, цифровизацию тягового подвижного состава разумно проводить в несколько этапов, основными из которых являются:этап 1 – технологическая модернизация эксплуатируемого и выпускаемого тягового

подвижного состава;этап 2 – переход к производству тягового подвижного состава новых типов, в которые

уже на этапе разработки закладываются инновационные технологии и основ-ные принципы цифровизации.

Несмотря на этапность, базис «цифрового локомотива» должен быть единым и за-кладываться уже сейчас. Это перспективная аппаратно-программная платформа, по-строенная на прозрачных функциональных и технических требованиях, открытых со-временных интерфейсах и новейших технологических решениях. Данная платформа должна быть легко масштабируемой, адаптивной, объединять и развивать функционал различных систем, которыми оборудуют современные локомотивы.

Локомотивное хозяйство остается пионером в области цифровизации и других инноваций: «Трансмашхолдинг» уже перешел на контракты жизненного цикла локомотива, реализует проекты «Цифровой завод» и «Цифровое депо», внедряет системы автоведения поездов.

ABSTRACTS



■ 22

Evgeniy BelousovTranstelesoft LLC

Intelligent transport solutions as the basis for development of technologies for digital railway

The key basis for the development of technologies for the digital railway is the full integration of intelligent communication technologies between passenger, train, traffic and infrastructure management systems, i.e. the generation of integrated end-to-end digital technologies for passenger and freight traffic.

There are several problems for the implementation of information and service technologies for passenger and freight rail transport within the framework of «Digital Railway» concept: 1. Absence of an integrated digital space (information

highway for the transmission of digital data flows and application of modern information transfer protocols).

2. Difficulties in implementation of new information systems. 3. Diversity and heterogeneity of intelligent information

systems implemented on passenger trains. 4. Independent and uncoordinated implementation of

information systems during train operation. 5. Various hardware and software tools for each separate

system.6. Equipment duplication in the train.

There are some results of implementation of intelligent transport solutions of Transtelesoft LLC within the framework of «Digital Railway» concept: 1. High level of railway traffic safety based on digital models. 2. Integrated information infrastructure of passenger trains

with the ability of intelligent data processing and prediction. 3. Integrated space for passengers within the «Smart Train»

concept. 4. Digital services for passengers. 5. Improving of quality of diagnostics of safety hardware in

order to identify pre-failure state within the framework «Digital Locomotive» concept.

6. Remote diagnostics of the rolling stock with the possibility of WEB-visualization and data mining.

7. Unification of human-machine interface for the driver. 8. Improvement of service level provided to cargo shipper.




23 ■

Белоусов Евгений СергеевичООО «Транстелесофт»

Интеллектуальные транспортные решения – основа формирования технологий цифровой железной дороги

Ключевой основой формирования технологий цифровой железной дороги является полная интеграция интеллектуальных коммуникационных технологий между пассажи-ром, поездом, системой управления движением и инфраструктурой, то есть формиро-вание единых сквозных цифровых технологий организации пассажирских и грузовых перевозок.

Проблемы внедрения информационно-сервисных технологий на пассажирском и гру-зовом железнодорожном транспорте в рамках концепции «Цифровая железная дорога»:1. Отсутствие единого цифрового пространства – информационной магистрали для

передачи цифровых потоков данных и использования современных протоколов пе-редачи информации.

2. Сложный путь внедрения новых информационных систем: от завода-изготовителя подвижного состава до транспортного оператора и эксплуатанта железнодорожного состава.

3. Многообразие и разнотипность интеллектуальных информационных систем, приме-няемых на пассажирском поезде.

4. Независимое и нескоординированное внедрение информационных систем при экс-плуатации поезда.

5. Различные аппаратно-программные средства для каждой отдельной системы.6. Дублирование (избыточность) оборудования в поезде.

Результаты внедрения интеллектуальных транспортных решений компании ООО «Транстелесофт» в рамках концепции «Цифровая железная дорога»: 1. Обеспечение высокого уровня комплексной безопасности железнодорожных пере-

возок на основе цифровых моделей. 2. Единая информационная инфраструктура пассажирского поезда с возможностью

интеллектуальной обработки и прогнозирования данных.3. Единое цифровое пространство для пассажира в рамках концепции «Умный поезд».4. Предоставление цифровых услуг пассажирам: сквозной Wi-Fi доступ, мультимедий-

ные сервисы, безбумажные технологии. 5. Повышение качества и точности диагностики систем и устройств локомотива с целью

выявления предотказных состояний в рамках концепции «Цифровой локомотив».6. Удалённая диагностика подвижного состава с возможностью WEB-визуализации и

интеллектуальным анализом данных. 7. Унификация человеко-машинного интерфейса для машиниста.8. Качественное повышение уровня сервиса, предоставляемого грузоотправите-

лям: online мониторинг грузов, предоставление видеоданных и аналитической информации.

ABSTRACTS



■ 24

Elena ShuhinaJSC NIIAS

On-board segment of train separation system as the basis for railway digital transformation

Today, railway is entering a new stage of innovative technical and economic development. The Digital Railway program, developed in accordance with the Concept of Digital Economy of the Russian Federation, is being successfully implemented.

Modern technologies allow not only to create fundamentally new system interfaces and security complexes, but also to generate the intelligent control complex in accordance with the Smart locomotive concept.

This approach shows a system of interconnected structural components: signalling, transport and information security. The need for digital transformation of the above-described railway system is generated by the common data bases, communication channels, and decision criteria.

The main task is to improve the quality of transportation process. Implementation of intelligent transport will allow railways to reach a new development level of systems with high degree of reliability and efficiency, as well as provide high quality of transport services.




25 ■

Шухина Елена ЕвгеньевнаАО «НИИАС»

Бортовой сегмент систем интервального регулирования – основа цифровой трансформации железной дороги

Железные дороги выходят на новую стадию инновационного технико-экономическо-го развития. Программа создания «Цифровой железной дороги», разработанная в отрас-ли в соответствии с Концепцией построения цифровой экономики Российской Федера-ции, успешно внедряется, используя результаты научного прогресса в технике.

Современные технологии позволяют не только создавать принципиально новые си-стемные интерфейсы и комплексы обеспечения безопасности, но и генерировать закон-ченный комплекс интеллектуального управления в соответствии с концепцией «Умный локомотив».

В таком подходе четко просматривается система взаимосвязанных структурных компонентов: автоматика, связь, системы управления движением, транспортная безо-пасность, информационная безопасность. Необходимость цифровой трансформации вышеописанной системы железных дорог синтезируется, прежде всего, едиными базами данных, едиными каналами связи, едиными критериями принятия решения.

Основной задачей становится – повышение качества управления перевозочным про-цессом посредством выработки комплексных решений, учета ситуации и масштабно-сти автоматизации функций диспетчерского управления. Развитие интеллектуального транспорта позволит выйти на качественно новый уровень создания систем с высокой надежностью и эффективностью функционирования, обеспечить высокий уровня каче-ства транспортных услуг и безопасности перевозок на железных дорогах в целом.

ABSTRACTS



■ 26

Petr Bestemyanov Russian University of transport RUT (MIIT)

Methods of detection of malfunctions in train control systems

For the correct functioning of the interval control system, it is necessary to automatically detect any violations that occur in the measuring circuits of the input and control signals.

Such violations include, for example, loss of sensor sensitivity, break in the measuring circuit, the zero drift of the sensor or ampli-fier-Converter, the offset of the calibration scale. All these and sim-ilar violations change the characteristics of the measured process.

In practice, the presence of automatically detected faults of measuring circuits leads to a significant complication and extension of the implementation period of the system due to the undermin-ing of the confidence of drivers to the indications of the system, and during operation significantly changes the economic perfor-mance and leads to potentially dangerous situations, accidents and catastrophes.

These circumstances determine the importance of fault detec-tion functions of measuring circuits. At the time of detection of a faulty measuring circuit, the values of the corresponding measured value cease to flow into the computing device of the interval control system, and the system must be transferred to a protective state.

There is a significant number of algorithms that allow directly to the current values of the measured values to identify the fact of failure. In the described algorithms, a significant role is played by a reasonable choice of boundaries, since their narrowing leads to erroneous signals about the malfunction of the sensors, and the ex-pansion does not allow timely detection of the fault in a number of cases characterized by slow gradual deterioration of the properties of the device (zero swimming, scale shift, etc.). Rational choice of boundaries can be made by comparing the losses arising from dif-ferent types of errors, taking into account the probability of their occurrence: probability of undetectable failure, (type 2 error), prob-ability of false refusal, determined by the fact that the parameter is in the tolerance, taken out of tolerance (error of the 1st kind).

For microprocessor systems of interval control errors of the 1st kind lead to deterioration of quality of functioning (decrease in throughput), and errors of the 2nd kind-to deterioration of quality of performance of a task (accidents, crashes).




27 ■

Бестемьянов Пётр ФилимоновичРоссийский университет транспорта РУТ (МИИТ)

Методы обнаружения неисправностей в системах интервального регулирования движения поездов

Для правильного функционирования системы интервального регулирования необ-ходимо автоматически своевременно выявлять любые нарушения, возникающие в из-мерительных цепях входных и контрольных сигналов.

К таким нарушениям относятся, например, потеря датчиком чувствительности, об-рыв в измерительной цепи, дрейф нуля датчика или усилителя-преобразователя, сме-щение градуировочной шкалы. Все эти и подобные им нарушения изменяют характери-стики измеряемого процесса.

На практике наличие автоматически не выявляемых неисправностей измеритель-ных цепей приводит к значительному усложнению и удлинению срока внедрения си-стемы из-за подрыва доверия машинистов к показаниям системы, а при эксплуатации существенно изменяет экономические показатели работы и приводит к потенциаль-но-опасным ситуациям, авариям и катастрофам.

Указанные обстоятельства определяют важность функций по обнаружению неис-правностей измерительных цепей. В момент выявления неисправной измерительной цепи значения соответствующей ей измеряемой величины перестают поступать в вы-числительное устройство системы интервального регулирования, а система должна быть переведена в защитное состояние.

Существует значительное число алгоритмов, позволяющих непосредственно по текущим значениям измеряемых величин выделить факт неисправности. В этих ал-горитмах существенную роль играет разумный выбор границ, поскольку их сужение ведет к ошибочным сигналам о неисправности датчиков, а расширение не позволяет своевременно обнаружить факт неисправности в целом ряде случаев, характеризуемых медленным постепенным ухудшением свойств прибора (плавание нуля, сдвиг шкалы и т.д.). Рациональный выбор границ может быть произведен путем сопоставления по-терь, возникающих при различного вида ошибках с учетом вероятностей их появления: вероятность необнаруживаемого отказа, (ошибка 2-го рода), вероятность ложного от-каза, определяемая тем, что параметр, находящийся в допуске, принят вышедшим из допуска (ошибка 1-го рода).

Для микропроцессорных систем интервального регулирования ошибки 1-го рода приводят к ухудшению качества функционирования (уменьшение пропускной способ-ности), а ошибки 2-го рода – к ухудшению качества выполнения задачи (авариям, кру-шениям).

ABSTRACTS



■ 28

Uri InjkovRussian University of transport RUT (MIIT)

Today the most perspective technologies for the rolling stock include electric drives with frequency converters based on frequency control algorithms.

Reliability and failure-free operation of controlled electric drives are the most important parameters for the engineers and customers. These factors also play an important role for the whole transport system, including railways. Frequency converter identifies the following parameters and features of electric drives: mass and dimensions, energy, control and cost parameters.

According to the type of emergency situation and behavior of the system in post-failure period, there are two system types: systems, which operate with degradation of output voltage, as well as systems provided quasi-normal operation.

First type systems support the operation of the converter with the degradation of quality of the output voltage. In general case for the operation of such systems in the post-failure period, it is necessary to restructure the power key management algorithm. The implementation of systems with the degradation of quality indicators is possible mainly due to the redundancy principle, which is provided in modern frequency converters. However such systems have some disadvantages: — application area for the rolling stock electric drives is

limited by the electric drives of the auxiliary mechanisms;— emergency situations and its consequences cause a double

voltage and current overload of specific elements. It is obvious that to develop emergency situations it is

necessary to implement semiconductor converters with even greater redundancy. One example of this approach is a system with one additional phase, which is turned on when the transistor (s) of one of the working phases is faulty.

Improving reliability of semiconductor energy con-verters of rolling stockCo-authors: Kosmodamianskii A.S., Pugachev A.A.




29 ■

Иньков Юрий МоисеевичРоссийский университет транспорта РУТ (МИИТ)

Надежность и безотказная работа регулируемых электроприводов – один из важ-нейших параметров, на который ориентируются инженеры и заказчики при выборе той или иной системы электропривода. Особенно значимую роль указанные факторы игра-ют на транспорте в целом, и на железнодорожном транспорте в частности.

Преобразователь частоты, главным образом, определяет наиболее важные показа-тели и характеристики электроприводов, такие, как массогабаритные, энергетические, регулировочные и стоимостные. Во многом от конструкции и технологии изготовления преобразовательной установки зависят эксплуатационная надежность электрообору-дования подвижного состава и, в первую очередь, ее ремонтопригодность.

В зависимости от отработки аварийной ситуации и поведения в послеаварийный период можно выделить два типа систем: системы, обеспечивающие работу с ухудше-нием качества выходного напряжения, и системы, обеспечивающие квазинормальную работу.

Системы первого типа поддерживают функционирование преобразователя с ухуд-шением качества выходного напряжения, которое может проявляться в меньшем коли-честве уровней напряжения или меньшей выходной мощности, уменьшении коэффици-ента мощности и КПД и др. В общем случае, для работы таких систем в послеаварийный период необходима реструктуризация алгоритма управления силовыми ключами для исключения неисправного элемента в функции состояния инвертора. Реализация си-стем с ухудшенными показателями качества возможна, главным образом, за счет прин-ципа избыточности, заложенного при проектировании современных преобразователей частоты. При этом требуется минимальное количество дополнительных элементов. Вместе с этим, данным системам присущ очевидный недостаток: область применения для электроприводов подвижного состава ограничена лишь электроприводами вспо-могательных механизмов, где быстродействие не играет такой большой роли как при реализации и регулирования тяговых усилий тяговыми приводами. Уменьшенное и искаженное выходное напряжение, пониженная мощность, неудовлетворительный гармонический состав тока являются критичными факторами для высокодинамичных приводов, к которым относится тяговый электропривод. Очевидно, что для отработ-ки аварийных ситуаций с последующей работой в квазинормальном режиме необхо-димо применять полупроводниковые преобразователи с еще большей избыточностью. В этом случае количество дополнительных элементов будет больше, чем в системах с ухудшением качества регулирования после аварии. Один из примеров такого подхо-да – это система с одной дополнительной фазой, включаемой тогда, когда транзистор (транзисторы) одной из работающих фаз неисправен. Такая система обеспечивает не-прерывную работу преобразователя частоты при авариях и неисправностях в одной фазе инвертора.

Повышение надежности полупроводниковых преобразователей электроэнергии электроподвижного состава

Соавторы:А.С. Космодамианский, А.А. Пугачев

ABSTRACTS



■ 30

Aleksander KlokovMicromax Systems LLC

Application of a new computing platform in railway automation systems

The author deals with M-Max solutions for the relay automation systems. «MicroMax Systems» LLC develops and manufactures various computer systems as well as computer components, communications products and specialized electronics for automation and control systems capable operating under severe operating conditions. Micro-Max produces a model range of M-Max blocks supplied as part of ABTC-MSh complexes for the railway automation systems. When building systems, M-Max pays special attention to the increasing the reliability signal processing and transmission. Such systems include RTU (Remote Terminal Unit) blocks and the recently developed the communication device with relay systems (BURS).




31 ■

Клоков Александр ВалентиновичООО «МикроМакс Системс»

Применение новой вычислительной платформы в системах железнодорожной автоматики

ООО «МикроМакс Системс» разрабатывает и производит различные вычислители с повышенным ресурсом, способные работать в тяжелых условиях эксплуатации, будь то низкие или высокие температуры, различные воздействия на системы в виде влаги и пыли, вибраций и ударов. Для систем железнодорожной автоматики МикроМакс выпускает модельный ряд блоков М-Мах, поставляемых в составе комплексов АБТЦ-М(Ш). Это АРМ-ДСП, АРМ-ШН, АРМ-РС, CAN-регистратор. В составе устройств цифрового радиоканала используется блок УСО, а в системах безопасности поездов «Ласточка» и «Сапсан» блок ШЛЮЗ-CAN-MVB2. В поездах «Ласточка» применяется также блок ШЛЮЗ-РК. Загружаемое прикладное программное обеспечение разработано АО «НИИАС».

Все блоки М-Мах являются мало обслуживаемыми и отличаются межсервисным ин-тервалом в 6–8 лет. Основными способами повышения надежности электронных бло-ков является отсутствие подвижных элементов в конструкциях и обмена воздухом с окружающей средой.

В настоящее время особое внимание уделяется применению отечественных вычис-лительных платформ для построения систем железнодорожной автоматики, особенно в системах управления и отвечающих за безопасность движения. С этой целью компа-ния МикроМакс разработала процессорную плату ММ-СВЕ на процессоре 1892ВМ14Я производства АО НПЦ «ЭЛВИС». Конструкция платы оптимизирована для интеграции в блоки Устройство Связи с Объектом (УСО) и разработанный недавно Блок Увязки с Релейными Системами (БУРС), проходящий сейчас опытную эксплуатацию. БУРС при-меняется для увязки электронных систем управления с релейными системами железно-дорожной автоматики. Он обеспечивает вынос по оптоволоконному кабелю до 20 км и управление до 24-х спаренных электромагнитных реле типа 1Н-1350. Блок обладает расширенными функциями внутреннего контроля и диагностики.

Для повышения достоверности обработки и передачи информации блоки УСО и БУРС работают по схеме «2-из-2», в одной из секций которых будет установлен вычис-литель на процессоре 1892ВМ14Я. Надежность работы повышена применением встро-енных источников бесперебойного питания на суперконденсаторах в каждой секции блока.

Запланировано применение новой вычислительной платформы в системах АРМ-ДСП, АРМ-ШН, АРМ-РС, CAN-регистратор.

ABSTRACTS



■ 32

Mikhail Gordon Giprotranssignalsvyaz – branch of JSC «Roszheldorproekt»

Control system for train decoupling (SURS GTSS) as the basis for digitization of marshalling process

The Institute «Giprotranssignalsvyaz» – branch of JSC «Roszheldorproekt» has been developing and designing systems for the hump yard automatics and telemechanics for more than half a century. In the modern world of global digitalization, the question arises of whether the control systems of the sorting process meet modern requirements. To solve this issue, the institute has developed a «Control system for disbanding of trains» (SURS GTSS), which makes it possible to unrelay control the devices of the hump automatics and telemechanics.

The microprocessing system SURS GTSS consists of the following subsystems:— «GMC GTSS» – subsystem of safe control of floor devices

(switches and signal lights) and safe interaction with devices of interlocking of the reception park;

— «GAC GTSS» – subsystem for automatic assignment of the route;

— «ARS GTSS» – subsystem of automatic speed control (retarder control).The system ensures the safety of the dissolution of cars on

the marshalling hump, improves the quality of the disbanding of trains. At the same time, operating costs, time and laboriousness of design, construction and commissioning are reduced, there is practically no relay equipment. As a result, the specified indexes of the processing ability of the hump yard are implemented, the quality of service and system diagnostics improves.




33 ■

Гордон Михаил АркадьевичГипротранссигналсвязь – филиал АО «Росжелдорпроект»

Система управления расформированием составов (СУРС ГТСС) – основа цифровизации сортировочным процессом

Институт «Гипротранссигналсвязь» – филиал АО «Росжелдорпроект» уже более полувека занимается разработкой и проектированием систем горочной автоматики и телемеханики. В современном мире глобальной цифровизации встает вопрос о соот-ветствии систем управления сортировочным процессом современным требованиям. Для решения данного вопроса институтом разработана «Система управления расфор-мированием составов» (СУРС ГТСС), позволяющая безрелейным способом управлять устройствами горочной автоматики и телемеханики.

Микропроцессорная система СУРС состоит из следующих подсистем:— ГМЦ ГТСС – подсистема безопасного управления напольными устройствами

(стрелками и светофорами) и безопасного взаимодействия с устройствами электри-ческой централизации парка приема по подтягиванию, надвигу и роспуску составов;

— ГАЦ ГТСС – подсистема автоматического задания маршрута;— АРС ГТСС – подсистема автоматического регулирования скорости (управления за-

медлителями).Система обеспечивает безопасность роспуска вагонов на сортировочной горке, по-

вышает качество расформирования составов. При этом сокращаются эксплуатацион-ные расходы, сроки и трудоемкость проектирования, строительства и ввода в эксплу-атацию, практически отсутствует релейная аппаратура. В итоге реализуются заданные показатели перерабатывающей способности горки, повышается качество обслужива-ния и диагностики системы.

ABSTRACTS



■ 34

Vladimir BatraevJSC NIIAS

Integrated locomotive systems

Today, innovative safety and control on-board systems based on modern digital technologies are a unified environment for the integration of existing information systems, which organizes the transportation processes.

This approach implements an innovative locomotive control, which allows combining various technological applications on modern software and intelligent solutions.

The new generation locomotive integrated safety complexes provide a consistent realization of technological and interconnected systems. However, this system is very complex and combines several variants of operation control technology.




35 ■

Батраев Владимир ВладимировичАО «НИИАС»

Интегрированные локомотивные системы

Инновационные бортовые устройства обеспечения безопасности и управления с реализацией новых функций на базе современных цифровых технологий выступают сегодня как единая среда для интеграции существующих информационных систем ор-ганизующих перевозочный процесс.

Данный подход реализует инновационное управление локомотивом, которое позво-ляет объединить различные технологические приложения на современных программ-ных и интеллектуальных системно-технических решениях.

Именно локомотивные интегрированные комплексы безопасности нового поколе-ния предусматривают последовательную реализацию технологических и информаци-онно взаимоувязанных систем, обеспечивающих функциональную полноту процесса перевозок. Однако такая система имеет повышенную сложность, которую необходимо учитывать в процессе разработки, она объясняется необходимостью сочетания не-скольких вариантов технологии управления движением, их комбинированием, а также необходимостью учитывать воздействие многочисленных путевых устройств и локомо-тивных систем разного типа.

ABSTRACTS



■ 36

Dmitriy DarenskiyJSC Positive Technologies

Specifi cs of cyber security incident management in critical systems

Experience and expertise of Positive Technologies in industrial cybersecurity. More than 10 years of industrial control system (ICS) research and on-the-ground work allow us to create solutions that help to solve the most pressing problems in cybersecurity. We actively share the results of our research with partners and clients.

Problems with ICS incident management. Standard protection solutions fall short when applied to industrial control systems. It is difficult to integrate modern monitoring and management systems for cybersecurity with the application software used in industrial automation systems. But everything that happens at the application level is critical for security. Most security systems are poorly adapted to such applications, and the lack of specialists and response processes imposes even greater constraints.

How Positive Technologies helps. In addition to products and solutions, we offer services for security analysis, analysis of ICS events and activity, and incident investigation. We offer comprehensive solutions for such complex and critical tasks as ensuring ICS cybersecurity.




37 ■

Даренский Дмитрий АнатольевичАО «Позитив Текнолоджиз»

Специфика управления инцидентами кибербезопасности в критичных системах

Опыт и экспертиза Positive Technologies в области исследований промышленной ки-бербезопасности. Более 10 лет исследований промышленного оборудования и действу-ющих объектов позволяют нам создавать решения, которые помогаю решать актуаль-ные задачи кибербезопасности. Результатами своих исследований мы активно делимся с партнёрами и клиентами.

Проблематика управления инцидентами кибербезопасности в системах промыш-ленной автоматизации. Использование стандартных средств защиты имеет массу огра-ничений. Современные системы мониторинга защищенности и управления кибербез-опасностью сложно научить работать с прикладной областью систем промышленной автоматизации. Но именно всё что происходит на прикладном уровне таких систем является критичным с точки зрения безопасности. Большинство систем безопасности слабо приспособлены к применению в такой области, дефицит специалистов и отсут-ствие процессов реагирования накладывает еще большие ограничения.

Как Позитив Текнолоджиз помогает. Помимо продуктов и решений, мы предлагаем сервисы по анализу безопасности, анализу событий и активностей в промышленных системах, расследованию инцидентов. Мы предлагаем комплексные решения для реше-ния таких сложных и вместе с тем критичных задач, как обеспечение кибербезопасно-сти систем промышленной автоматизации.

ABSTRACTS



■ 38

Alexey OzerovJSC NIIAS

Train command and control across the world

Digital transformation of train command and control is based on the most widely rolled out train control systems.

In Europe the European Rail Traffic Management System (ERTMS) has been rolled out for more than 15 years. The system was developed to provide interoperability in European transport corridors. It is expected that by 2030 ERTMS shall replace national signalling systems in the EU countries. So far over 80,000 km of railway lines across the world has been equipped with ERTMS.

ERTMS has three levels. Level 1 is used for lines with train speeds not exceeding 160 kilometers per hour, while Level 2 is used for high-density and high-speed lines. Level 3 provides the same functionality, while implementing the additional functionality of train integrity control on board. This level is under development, and so far it has not been implemented on main lines, as there is still neither reliable alternative to trackside control devices, nor reliable algorithm for safe train localization on board.

Over 1,000 km of metro lines in 56 countries across the world are being operated in fully driverless mode (GoA 4) based on CBTC (train control by radio of 2.4–5 GHz bandwidth). The system is also widely applied on urban and suburban high-density railway lines.

Since 2009 all the US railways have been active in implementing Positive Train Control system (PTC), where the control is done by radio of 220 MHz bandwidth, while GPS is used for train localization.




39 ■

Озеров Алексей ВалерьевичАО «НИИАС»

Системы управления на транспорте за рубежом

Цифровая трансформация в области интервального регулирования осуществляется на базе наиболее широко тиражируемых систем управления и обеспечения безопасно-сти движения поездов.

В Европе уже свыше 15 лет внедряется Единая европейская система управления дви-жением поездов ERTMS. Система была разработана в целях обеспечения интеропера-бельности в европейских транспортных коридорах. Предполагается, что до 2030 года система ERTMS должна заменить в странах Евросоюза национальные системы сигнали-зации. В настоящее время системой ERTMS оснащено свыше 80 тыс. км линий во всем мире.

Система ERTMS имеет три уровня – или три варианта исполнения. Уровень 1 ис-пользуется для участков со скоростями движения поездов не выше 160 км/ч, уровень 2 – для высокоинтенсивных и высокоскоростных линий. Уровень 3 обеспечивает вы-полнение функций предыдущего уровня с реализацией контроля целостности поезда бортовыми средствами. Данный уровень находится в разработке и пока не имеет рас-пространения на крупных железнодорожных линиях, поскольку до сих пор не найдена надежная альтернатива напольным устройствам и не выработаны алгоритмы безопас-ного определения местоположения поезда бортовыми средствами.

Более 1 000 км линий метро в 56 странах мира работают в полностью автоматиче-ском режиме управления (без машиниста) на базе системы CBTC (управление по ра-диоканалу 2,4–5 ГГц). Система также широко внедряется на городских и пригородных участках железных дорог с интенсивным движением поездов.

С 2009 года на всех дорогах США активно внедряется система PTC, в которой управ-ление осуществляется по радиоканалу 220 МГц, а для целей позиционирования исполь-зуется спутниковая навигация.

ABSTRACTS



■ 40

Albert Davidov LLC «Experimental laboratory NaukaSoft»

Problems of batteries application for transport

Today there is a tendency to increase the consumption of electric energy in all types of transport. This is because an increasing number of functional devices are becoming intelligent, using digital control. This trend is very noticeable in aviation, where there are aircraft with an increased number of electrified equipment (Boeing 787, Airbus A350, MS-21).

One of the main requirements for transport systems is to reduce the weight and volume. For chemical energy sources, this requirement can be met by using rechargeable batteries with a higher specific capacity. Perspectives for use in transport are lithium-ion batteries, which have quite good specific energy characteristics. However, lithium-ion batteries have significant operational limitations that are associated with the need to use electronic control and protection devices.

Lithium-ion batteries are the most energy-intensive (the specific energy consumption reaches 250 W∙h/kg, which is 5 times better than that of nickel-cadmium) and promising for use in autonomous systems of transport power supply. But for their use requires the use of additional control and auxiliary systems to ensure their safe operation and performance. In addition to the need to balance batteries in the battery and limit the maximum and minimum voltages, it is required to expand the temperature range of their application.

In batteries, to achieve the required voltage, single lithium-ion cells are connected in series. When charging the battery, the charging process is limited by the charge of the «weakest» cell, at which the voltage reaches the limit before anyone else. Similar to the charging process, at the discharge the entire battery is limited by the cell, which is the first to discharge. Given these features when cells are unbalanced in the battery, the battery is not fully charged and is not fully discharged.

To compensate for these shortcomings of batteries, it is necessary to use an active thermal stabilization system, which allows operation at lower temperatures, and a device for monitoring the state of cells in the battery and their active balancing.




41 ■

Давидов Альберт Оганезович ООО «Экспериментальная мастерская НаукаСофт»

Проблемы применения аккумуляторных батарей на транспорте

На сегодняшний день наблюдается тенденция увеличения потребления электрической энергии на всех видах транспорта. Это обусловлено тем, что все большее число функциональных устройств становятся интеллектуальными, с применением цифрового управления. Очень хорошо эта тенденция наблюдается в авиации, где появляются самолеты с увеличенным числом электрифицированного оборудования (Boeing 787, Airbus A350, МС-21).

Одним из основных требований к транспортным системам является снижение массы и объема. Для химических источников тока это требование может быть выполнено путем использования аккумуляторных батарей с большей удельной емкостью. Перспективными для применения в транспорте являются литий-ионные аккумуляторные батареи, которые обладают достаточно хорошими удельными энергетическими характеристиками. Однако литий-ионные аккумуляторные батареи имеют существенные эксплуатационные ограничения, которые связаны с необходимостью применения в составе батареи электронных управляющих и защитных устройств.

Литий-ионные аккумуляторы в настоящее время являются наиболее энергоемкими (удельная энергоемкость лучших аккумуляторов достигает 250 Вт∙ч/кг, что в 5 раз лучше, чем у никель-кадмиевых) и перспективными для применения в автономных системах электроснабжения транспорта, в том числе и воздушного. Однако их использование требует применения дополнительных управляющих и вспомогательных систем, обеспечивающих их безопасную работу и эксплуатационные характеристики. Кроме необходимости балансировки аккумуляторов в батарее и ограничения максимального и минимального напряжений, требуется расширять температурный диапазон их применения.

В аккумуляторных батареях для достижения необходимого напряжения единичные литий-ионные аккумуляторы соединяются последовательно. В связи с этим, при заряде аккумуляторной батареи процесс заряда ограничивается зарядом самого «слабого» аккумулятора, на котором предельное значение напряжение достигает раньше всех. Аналогично процессу заряда, на разряде всю батарею ограничивает аккумулятор, который раньше всех разрядиться. Учитывая эти особенности при разбалансе аккумуляторов в батарее, вся аккумуляторная батарея не в полной мере заряжается и не до конца разряжается.

Для компенсации вышеуказанных недостатков аккумуляторных батарей необходимо применение активной системы термостабилизации, позволяющей работать при пониженных температурах, а также устройства поэлементного контроля состояний аккумуляторов в батарее и их активной балансировки.

ABSTRACTS



■ 42

Milan MiodragovićISKRATEL

IoT concept for transport

Growth of profits, reduction of expenses, environment and human protection are the main factors for the develop-ment of modern systems in companies and industries. The IoT technology is one of the latest breakthrough technologies (Industrial Internet of Things).

The future of the transport industry is expected to rely upon intellegent transportation systems that use digital tech-nologies, the application of which will reduce life-cycle cost of the infrastructure. New services, such as integrated secu-rity, asset management, and predictive maintenance, are ex-pected to improve timely decision-making.

Smart transport represents a combination of intercon-nected technological solutions and components, as well as modern integrated elements of transport infrastructure as automatic ticketing systems, digital sensors, and smart me-ters. These systems require seamless high data rate wireless connectivity and integrated software solutions to optimize the usage of assets, from tracks to trains, to meet the ev-er-growing demand for energy-efficient and safer services.

At the same time as transport systems rely more and more on wireless connectivity, they become more vulnerable to outside interference, intrusion and cyber-attacks. In this regard, it is necessary to develop effective security and cyber security measures.




43 ■

Милан МиодраговичISKRATEL

Концепция внедрения Интернета вещей на транспорте

Увеличение прибыли, снижение затрат, защита окружающей среды и жизни людей – вот главные факторы развития современных систем управления на предприятиях в разных отраслях промышленности. Одной из самых революционных систем последнего времени, максимально адаптированных к задачам и требованиям промышленности, является технология Интернета вещей IoT (промышленного Интернета вещей).

Ожидается, что будущее транспортной отрасли во многом будет зависеть от интеллектуальных систем управления, использующих цифровые технологии, применение которых позволяет уменьшить стоимость жизненного цикла инфраструктуры. Новые услуги, такие как встроенная система безопасности, управление активами и система предупредительного технического обслуживания, позволяют усовершенствовать процесс принятия решений.

Умный транспорт представляет собой сочетание взаимосвязанных технологи-ческих решений и компонентов, а также таких составных элементов современной транспортной инфраструктуры, как автоматическая система продажи билетов, циф-ровые датчики и интеллектуальные счетчики. Такие системы требуют беспроводного подключения для обеспечения высокоскоростной передачи данных и комплексных программных решений для оптимизации использования активов, удовлетворения требований обеспечения энергоэффективности и безопасности.

Вместе с тем, поскольку такие системы все в большей степени используют беспроводную связь, они становятся более уязвимыми к внешнему воздействию, вмешательству и кибератакам. В связи с этим необходимо разрабатывать эффективные меры обеспечения безопасности и кибербезопасности.

www.niias.ru/conf

abstracts 2019 r-e final (2)...russian railways (rzd) has developed the comprehensive program of...

Documents