АСУ ЭТРАН и навигационные спутниковые системы.

Автоматизированная система централизованный информационный ресурс, обеспечивающий оформление услуг по перевозкам грузов и сопутствующих услуг, оказываемых ОАО «РЖД» своим клиентам.

В системе ЭТРАН реализовано:

• формирование единой централизованной базы перевозочных документов. Обеспечение единства сведений о документе на всем протяжений его жизненного цикла, однократности ввода информации и многократности ее использования;

• оформление документов по единым для всех пользователей и для всех клиентов правилам, в том числе в электронном виде и с электронной подписью. Обеспечение полного соответствия оформляемых документов всем требованиям Устава, Правил перевозок грузов, внутренних нормативных документов ОАО «РЖД». Обеспечение полного персонифицированного документирования действий пользователей в системе;

• возможность подключения к системе внешних пользователей-клиентов ОАО «РЖД» (грузоотправителей, грузополучателей, экспедиторов, плательщиков, операторов подвижного состава, собственников подъездных путей и т.д.). При наличии договора об электронном обмене документами АС ЭТРАН обеспечивает разделение выполняемых операций при оформлении документов между ОАО «РЖД» и клиентом в полном соответствии с Уставом и Правилами перевозок грузов;

• единый порядок и алгоритм расчета платежей и сборов;

• единый лицевой счет клиента по оплате услуг в области перевозок грузов, обеспечивающий полноту, точность и своевременность начисления и взыскания с клиентов сумм, причитающихся ОАО «РЖД» в качестве оплаты за оказанные услуги;

• единый центр управления, позволяющий оперативно изменять логику работы системы для решения текущих сбытовых и производственных задач ОАО «РЖД»;

• взаимодействие с внешними организациями (ФТС, ФНС, иностранные железнодорожные администрации, МорЦентр-ТЭК) при согласовании заявок и при оформлении перевозочных документов. Реализация полностью электронного трансграничного документооборота при перевозках грузов. Реализация концепции электронного международного перевозочного документа.

Система ЭТРАН является первой централизованной системой оформления документов в ОАО «РЖД», работающей в режиме реального времени на производственной базе ГВЦ ОАО «РЖД». При проектировании архитектуры программно-технического комплекса системы были учтены требования надежности и бесперебойной работы в режиме «7х24».

На сегодняшний день к АС ЭТРАН подключено свыше 40 тысяч пользователей из 11 тысяч организаций, в том числе 17,5 тысяч пользователей из 8 тысяч предприятий–клиентов, не являющихся подразделениями ОАО «РЖД».

В периоды максимальной активности в системе насчитывается до 10 тысяч одновременно работающих пользователей. В месяц оформляется свыше 5 миллионов электронных документов, в том числе свыше 136 тысяч заявок и более 1,6 миллионов накладных.

На сегодняшний день автоматизирован полный технологический цикл формирования документов в соответствии с Правилами перевозок грузов (заявка на перевозку грузов, перевозочные документы (накладные) всех видов, включая международные, по отправлению на основе заявки, раскредитованные документы по прибытию и т.д.). Среднемесячные поступления денежных средств по услугам ОАО «РЖД» по перевозкам грузов, оформленным в АС ЭТРАН, составляют около 118 миллиардов рублей. АС ЭТРАН является единственной системой, автоматизирующей весь процесс сбыта основных и сопутствующих услуг и расчетов с клиентами при осуществлении перевозок грузов.

За счет реализации проекта трансграничного обмена данными на базе АС ЭТРАН обеспечивается обмен электронными накладными на следующих направлениях: Россия- Финляндия, Россия-Эстония, Россия-Латвия, Россия-Украина, Россия-Белоруссия.

ЗАДАЧИ

Создание единого координатно-временного пространства железнодорожного транспорта на основе глобальных навигационных спутниковых систем ГЛОНАСС/GPS;

Мониторинг дислокации подвижного состава, обеспечение безопасности и управление движением поездов;

Геодезическое обеспечение проектирования, строительства и эксплуатации железных дорог;

Внедрение инновационных спутниковых и геоинформационных технологий;

Использование технологий спутниковой съемки для экологического мониторинга в интересах ОАО «РЖД».

Перечень задач в области повышения безопасности движения, в которых эффективно применение спутниковых технологий ГНСС, включает следующее:

- определение местоположения железнодорожных транспортных средств, используемых для пассажирских и грузовых перевозок, включая перевозки специальных и опасных грузов;

- определение местоположения железнодорожных транспортных средств для ввода координат в бортовые локомотивные устройства безопасности в режиме реального времени;

- формирование и актуализация электронных карт железнодорожного пути и объектов инфраструктуры на основе спутниковых определений координат для использования в бортовых локомотивных устройствах безопасности.

Наличие высокоточного координатно-временного обеспечения от спутниковых ГНСС в совокупности со средствами надежной доставки информации с использованием цифровых систем связи и актуализированных с использованием ГНСС и данных ДЗЗ навигационных цифровых карт железнодорожных путей и станционного развития позволяет в данной области применения приступить к созданию:

- систем координатного управления и интервального регулирования движения поездов на основе координатно-временной информации, получаемой от ГНСС, математических моделей поездной ситуации на полигонах, безопасных методов обеспечения попутного сближения поездов без путевых светофоров;

- систем управления поездной и маневровой работой на станциях на основе спутникового определения координат подвижных единиц и использования широкополосного цифрового радиоканала с сокращением напольного оборудования.

Интеграция возможностей новейших технологий спутниковой навигации в условиях наличия цифрового радиоканала создает предпосылки для расширения функций систем безопасности на основе централизованного управления маршрутами и диагностикой. Это позволяет перенести функции обеспечения безопасности на станции и локомотив, сократив долю дорогостоящих в эксплуатации перегонных устройств. Поэтому так важны работы по внедрению отечественных микропроцессорных и релейно-процессорных устройств на станциях с дополнением их функциями передачи информации на локомотив по цифровому радиоканалу, введению электронной регистрации работы системы, элементов резервирования и самодиагностики.

 

Оглавление

С Т Р А Т Е Г И Я развития железнодорожного транспорта в Российской Федерации до 2030 года. 1

АСУ ЭТРАН и навигационные спутниковые системы. 5

Особенности геоинформационных систем (ГИС) железнодорожного транспорта. 10

Цели и задачи ГИС железнодорожного транспорта. 13

ГИС в путевом хозяйстве. 13

Управляющие системы в грузоперевозках. 15

Проект "Умный вокзал". 16

Локомотивная аппаратура комплекса информационного обеспечения САУТ 17

 

 

ГИС и внедрение электронных цифровых карт.

Наряду с этим будет обеспечено массовое внедрение электронных цифровых карт, основанных на единой инфраструктуре пространственных данных железнодорожного транспорта России, (включая единые стандарты цифрового описания, единые системы координат).

Средства ГИС позволяют интегрировать в единую информационную среду разнородную информацию с различными вариантами визуализации. Например, отображать поверх цифровой картографической подложки траектории движения транспортных средств по данным спутниковых измерений координат в динамике, визуализировать карты в трехмерном изображении, совмещать векторные карты с космическими и аэроснимками.

Одним из эффективных направлений использования спутниковой координаты и каналов связи является создание на их базе систем интервального регулирования для малодеятельных линий. Такие решения позволяют не только обеспечить безопасность движения, но и уйти от воздушных линий связи на этих участках, значительно сократить расходы, связанные с содержанием штата.

Дальнейшее увеличение интенсивности движения поездов, особенно электропоездов в пригородной зоне крупных городов, вызывает необходимость сокращения межпоездных интервалов, что возможно реализовать только системам координатного регулирования движения поездов на базе радиоканала.

В целом, совершенствование систем безопасности основывается на создании многоуровневых многофункциональных систем интервального регулирования движения поездов, взаимодействующих с ними систем автоведения и диагностики на подвижном составе, которые неразрывно увязаны со стационарными системами автоматики и телемеханики (СЖАТ) и информационными системами.

Предполагаемые результаты реализации стратегии развития систем:

- сокращение количества отказов и сбоев технических средств, а также времени восстановления графика движения поездов;

- сокращение эксплуатационного персонала за счет:

- снижения напольного оборудования устройств СЦБ;

- повышение пропускной способности линий за счет:

- сокращения интервалов попутного следования поездов;

- улучшения режимов ведения поездов, сокращения количества экстренных торможений и случаев неправильного применения тормозных средств;

- сокращения необоснованных остановок поездов и внеплановых отцепок вагонов;

- исключение проездов маневровых сигналов на станции, контроль скоростных режимов по ТРА, сокращение непроизводительных межоперационных простоев, улучшение охраны труда при проведении путевых работ;

- автоматизированный логический контроль за правильностью действий персонала, работой технических средств, установлением временных ограничений скорости из центров управления;

- экономия топливно-энергетических ресурсов;

- создание оперативных резервов эксплуатационных мощностей без дополнительных затрат в инфраструктуру.

Для решения важных прикладных задач обеспечения безопасности движения, мониторинга состояния инфраструктуры, управления перевозками и логистическими операциями на железнодорожном транспорте ОАО «РЖД» проводит целенаправленную и системно выстроенную работу по внедрению спутниковых технологий.

В ОАО «НИИАС» выполнен комплекс НИОКР и внедренческих работ, последовательно реализующих принятую Компанией стратегическую концепцию движения от отдельных технических решений и технологий к созданию комплексных информационно-управляющих систем в сфере обеспечения безопасности, управления движением, перевозочным процессом и логистическими операциями, мониторинга состояния инфраструктуры, инженерно-геодезического обеспечения работ по проектированию, строительству и эксплуатации железных дорог.

Особое внимание уделено созданию в ОАО «РЖД» единого координатного пространства и единой системы ведения баз геопространственных данных (электронных карт) на базе ГИС РЖД, позволяющих создать надёжный механизм интеграции и синхронизации прикладных информационно-управляющих систем.

С помощью спутниковых систем ГЛОНАСС/GPS и информационных сервисов хозяйствам и службам ОАО «РЖД» предоставлена гарантированная возможность с высокой точностью определения дислокации и параметров движения пассажирских и грузовых поездов, включая специальные и опасные грузы, специальные самоходные подвижные средства, путейские бригады, контролировать их движение, а также оценивать параметры состояния бортовых систем.

Наличие высокоточного навигационного поля, формируемого с помощью систем дифференциальной коррекции ГЛОНАСС/GPS, будет напрямую содействовать сокращению затрат на инженерные изыскания, проектирование, строительство и эксплуатацию железных дорог. Непрерывный мониторинг пространственных параметров железнодорожного пути и иных объектов инфраструктуры обеспечит безопасность движения и принятие своевременных мер по предупреждению и устранению негативных процессов.

В целом, по проведенным технико-экономическим исследованиям, окупаемость затрат на инновационные спутниковые технологии не превышает 3 лет.

Существует явный прогресс в области производства отечественной навигационной аппаратуры потребителей, программного обеспечения и услуг по внедрению результатов космической деятельности в интересах развития транспортного комплекса страны.

Приоритетной задачей в сфере внедрения инновационных спутниковых технологий на железных дорогах России является обеспечение стратегического перехода к созданию новейших комплексных систем интеллектуального железнодорожного транспорта, включая безопасность движения. Интервальное регулирование движения поездов и управление перевозочным процессом при использовании динамического контроля за перемещением подвижного состава, пассажиров и грузов в режиме реального времени.

Особое внимание при этом должно быть уделено созданию интеллектуальных систем управления поездной и станционной работой, новых поколений информационных систем моделирования и анализа перевозочного процесса, формированию ситуационных центров, комплексное внедрение которых обеспечивает достижение синергетического эффекта от внедрения инноваций в данной области.

В настоящее время усилия разработчиков нацелены на создание:

- комплексных многоуровневых систем безопасности движения с использованием нового поколения локомотивных устройств безопасности, спутниковых технологий и цифрового радиоканала;

- систем интервального регулирования движения поездов с применением спутниковой навигации и цифрового радиоканала для повышения плотности поездопотоков и пропускной способности железных дорог с особым вниманием к внедрению указанных технологий на малодеятельных участках железных дорог, в труднодоступной местности со сложными природно-климатическими условиями;

- спутниковых технологий для контроля и управления подвижным составом в целях ресурсосбережения (экономия энергопотребления, топлива и снижение износа в системе «колесо – рельс»);

- принципиально новых комплексных систем диагностики и мониторинга объектов инфраструктуры и подвижного состава, позволяющих перейти к осуществлению ремонтов по фактическому состоянию;

- технологий оптимизации работы путевой ремонтной техники «в окнах» в увязке с управлением поездной работой с целью обеспечения максимальной пропускной способности железных дорог;

- технологий оптимизации работы инфраструктурных хозяйств за счет повышения уровня автоматизации и перехода от информационных к информационно-управляющим системам на основе объективной информации о движении подвижного состава, состоянии путевого хозяйства и инфраструктуры, получаемой с помощью средств космической навигации, мониторинга и связи;

- технологий спутникового контроля за перевозками опасных грузов с целью предупреждения рисков возникновения чрезвычайных ситуаций;

- технологий спутникового мониторинга для предупреждения рисков неблагоприятных воздействий на железнодорожную инфраструктуру потенциально-опасных природно-техногенных процессов и минимизации затрат на устранение возможных последствий;

- высокоточного координатного и планово-картографического обеспечения на основе применения спутниковой навигации и высокоразрешающей съемки для целей снижения затрат и трудоемкости при проведении инженерно-геодезических изысканий при проектировании, строительстве и эксплуатации железных дорог.

Особенности геоинформационных систем (ГИС) железнодорож­ного транспорта.

Развитие геоинформатики как науки об автоматизи­рованной обработке пространственно-координированной информации привело к интенсивному освоению геоинформационных систем и ГИС-технологий в различных областях экономики и во всех сферах челове­ческой деятельности.

 

ГИС железнодорожного транспорта — информационно-управляю­щая автоматизированная система, призванная обеспечивать решение задач инвентаризации, проектирования и управления объектов желез­нодорожного транспорта.

 

Основной целью создания ГИС железнодорожного транспорта яв­ляется обеспечение всех сфер его деятельности комплексной простран­ственно-координированной информацией.

Мощные инструментальные оболочки ГИС позволяют интегриро­вать в себе любые БД и существующие автоматизированные системы инвентаризации, проектирования и управления. В свою очередь, ин­формация, полученная в результате работы ГИС, с успехом использу­ется в автоматизированных системах инвентаризации (паспортизации), проектирования (САПР) и управления (АСУ).

В соответствии с Концепцией и Программой информатизации же­лезнодорожного транспорта ГИС предназначены для информационно-аналитического обеспечения всех комплексов информационных тех­нологий (КИТ 1, 2, 3, 4). Приоритетными направлениями применения ГИС являются нижеследующие. По комплексу 1:.

- создание для главных путей железных дорог России цифровых моделей, обеспечивающих решение задач автоматизации управления движением поездов;

-информационно-аналитическое сопровождение перемещения гру­зов с применением спутниковых навигационных систем;

- информационно-аналитическая поддержка решения задач диспет­черизации;

информационно-аналитическое обеспечение систем управления «елезнодорожными станциями.

По комплексу 2:

- разработка информационно-аналитической ГИС «Электронная кар-1 сети железных дорог России» как средство повышения эффективно­сти маркетингового управления грузовыми перевозками;

прогнозирование функционирования и развития железнодорож­ного транспорта;

создание автоматизированной системы железнодорожного кадастра как средства управления недвижимостью в условиях рыночной экономики.

По комплексу 3:

интеграция ГИС с существующими автоматизированными систе­мами инвентаризации и управления дистанций пути, станций и других линейных предприятий;

интеграция ГИС с САПР объектов инфраструктуры железнодо­рожного транспорта;

информационно-аналитическое обеспечение автоматизации управ­ления ремонтными и восстановительными работами;

создание реперных систем контроля плана и профиля путей ско­ростных направлений железных дорог как геометрической основы ГИС,
перекрывающей по своей точности все возможные сферы деятельнос­ти железнодорожного транспорта.

По комплексу 4:

- информационная поддержка процесса подготовки кадров, способ­ных решать задачи железнодорожного транспорта на основе геоинфор­мационных систем и технологий.

 

ГИС должны обеспечивать ведение единой, оперативно-обнов­ляемой базы геоинформационных данных дорог на всех иерархи­ческих уровнях управления, иметь средства ее наглядного отобра­жения в виде электронных карт, планов и масштабных схем, а также средства обмена информацией с другими автоматизированными си­стемами.

Как системы информационно-управляющего типа, ГИС должны со­держать:

- цифровые модели главных, а при необходимости (в ГИС станций и дистанций пути) и цифровые модели станционных путей;

- данные по мониторингу состояния пути и сооружений, необходи­мые для решения вопросов автоматизации управления ремонтными и строительными работами;

цифровой кадастровый план полосы отвода и охранных зон железных дорог, интегрированный с автоматизированным паспортом дистанции пути;

средства разработки приложений для решения задач управления инфраструктурой железной дороги.

Кроме того, ГИС должны обеспечивать:

наглядное отображение цифровых моделей карт, планов и объек­тов железнодорожного транспорта на экранах мониторов и на бумаж­ных носителях;

быстрый доступ к информации по любому объекту железной дороги;

возможность автоматизированной маршрутизации процесса пе­ремещения грузов в соответствии с заданными условиями;

возможность интеграции с автоматизированными системами проектирования ремонтных и выправочных работ;

возможность позиционного мониторинга подвижного состава на основе использования спутниковых навигационных систем;

возможность использования метризованных растровых изображе­ний, в том числе аэрокосмических снимков, с целью оперативного об­ новления геоинформации;

возможность разработки ГИС-приложений для моделирования ди­намических процессов и явлений;

- возможность выполнения проекционных преобразований систем
координат и картографических проекций.

 

Координатные данные в ГИС железной дороги должны быть пред­ставлены в согласованных с Федеральной службой геодезии и карто­графии системах координат. Используемые цифровые карты должны быть сертифицированы той же службой.

ГИС должны содержать согласованную с координатной атрибутив­ную информацию по техническим службам: пути и сооружений, путе­вых технических систем, систем электрификации, контактной сети, СЦБ, связи, а также динамические модели мониторинга ресурсов тех­нических систем и устройств.

Правовое обеспечение функционирования ГИС железной дороги должно формироваться на основе существующей государственной и отраслевой нормативной базы.

 

Так как система БД по управлению инфраструктурой железной до­роги распределена по нескольким иерархическим уровням управления, ГИС дорожного уровня должны включать следующие программно-тех­нологические модули (подсистемы): управления геоинформационной системой; сбора информации; ввода данных; базы данных; расчетно-аналитический; документирования и выдачи информации; разграни­чения доступа; пользователя.

Подсистема управления ГИС-дороги формируется в ИВЦ дороги на основе комплексной инструментальной ГИС, имеющей расширение для работы с системой управления базами данных (СУБД) DB/2 и рас­пределением ресурсов по всем уровням управления и пользования.

Подсистема сбора и ввода информации распределяется по видам данных. Сбор и согласование координатных данных сосредоточивает­ся в проектно-изыскательских и научно-исследовательских институтах отрасли, где устанавливаются комплексные инструментальные ГИС, необходимые средства подготовки и оцифровки геоданных, средства разработки ГИС-приложений и средства интеграции данных. Атрибу­тивные данные готовятся техническими отделами линейных подразде­лений дороги на соответствующих автоматизированных рабочих мес­тах, таких, как АРМ ПЧ и др.

 

База координатных данных, интегрированная с необходимой атри­бутивной информацией, формируется в научно-исследовательских и проектно-изыскательских подразделениях отрасли и передается на сер­вер СУБД в ИВЦ дороги. Необходимая часть геоданных передается на сервер отделений и в ЛВС линейных подразделений дороги. В перс­пективе обмен геоданными в информационной системе ОАО «РЖД» будет организован в режиме клиент-серверных технологий.

Расчетно-аналитическая подсистема также должна иметь распре­деленную структуру: модули системы автоматизированного проекти­рования устанавливаются в проектных институтах отрасли; модули автоматизированного управления устанавливаются в ИВЦ дороги; ГИС-приложения по автоматизированному решению типовых задач линейных подразделений устанавливаются в ЛВС технических отде­лов этих подразделений.

Подсистемы документирования и выдачи информации устанавли­ваются на всех уровнях управления и пользования.

 

Если учесть многофункциональность и распределенную структуру системы БД по управлению инфраструктурой железной дороги, то ГИС должна иметь модульную структуру. В каждом линейном подразделе­нии и на каждом уровне управления и пользования должны использо­ваться только необходимые модули ГИС. При этом необходимо пре­дусмотреть использование современных клиент-серверных технологий и отраслевой системы телекоммуникаций.

Одним из важнейших вопросов при создании ГИС-приложений для системы БД по управлению инфраструктурой железной дороги явля­ется обеспечение защиты информации. Для этого необходима разра­ботка системы доступа к охраняемым сведениям, содержащимся в ин­формации на всех уровнях ее обработки, хранения и отображения. Эта система должна быть основана на действующих нормативно-тех­нических и правовых документах, регламентирующих защиту инфор­мации.

Известно, что при создании ГИС основные затраты средств и вре­мени (до 70% и более) связаны со сбором информации, поэтому при создании ГИС-приложений для системы БД по управлению инфраструк­турой железной дороги необходимо рациональное сочетание различ­ных технологий сбора и обновления геоданных.

Основным фактором при выборе технологий сбора координатных данных является точность их представления, определяемая задачами, решаемыми в Комплексах 1, 2, 3 и 4 Программы информатизации же­лезнодорожного транспорта.

Задачи Комплекса 2 не требуют высокой точности позиционирова­ния объектов железнодорожного транспорта. Для их решения вполне достаточно электронной карты (ЭК), полученной оцифровкой карты масштаба 1:1000000, дополненной возможностями моделирования мар­кетинговых операций. Оперативное обновление геоинформации ЭК в необходимых случаях может быть выполнено на основе данных аэро­космического зондирования.

Решение задач по автоматизированному управлению движением по­ездов (Комплекс 1) в режиме реального времени требует наличия циф­ровых моделей главных путей, положение которых определено со сред­ней квадратической ошибкой порядка 1-2 м вдоль направления движения и порядка 0,5-1 м поперек этого направления. Такая точность обеспечивается оцифровкой существующих актуальных планов станций и перегонов железных дорог. Для оперативного обновления коор­динатной информации наиболее эффективно применение маршрутной аэросъемки с последующей обработкой материалов на ЦФС. Весьма перспективно создание цифровых моделей путей с помощью геодези­ческих приемников спутниковых навигационных систем ГЛОНАСС/ GPS в кинематическом режиме.

Проведение мониторинга состояния пути и сооружений и ремонт­ных работ требует создания на железных дорогах страны реперных систем контроля плана и профиля пути. В первую очередь такие систе­мы создаются на скоростных направлениях. Они обеспечивают опре­деление положения пути относительно⁰ ближайших реперов со сред­ней квадратической ошибкой порядка 10 мм. Мониторинг состояния пути и сооружений может осуществляться путем привязки к реперам стандартных геодезических измерений, спутниковых определений, дан­ных электронной тахеометрии и показаний автоматизированных путе­измерительных систем.