кспд ижт что это
Кспд ижт что это
Внедрение спутниковых технологий является одним из важных элементов реализации утвержденной «Комплексной программы инновационного развития ОАО «РЖД» на период до 2020 г.».
Применительно к потребностям производственной деятельности Российских железных дорог, выделены следующие основные направления:
АО «НИИАС» с 2007 г. является уполномоченной головной организацией ОАО «РЖД», внедряющей спутниковые технологии, включая спутниковую навигацию, связь и спутниковое дистанционное зондирование Земли (ДЗЗ).
В настоящее время создана информационно-коммуникационная инфраструктура, позволяющая осуществить мониторинг местоположения подвижного состава, включая и опасные грузы, на основе получения и обработки навигационных данных ГЛОНАСС/GPS.
Идет массовое внедрение спутниковых приемников ГЛОНАСС в составе бортовых комплексных локомотивных устройств безопасности (системы КЛУБ, БЛОК и др.), а также на моторвагонном (включая пригородные электропоезда) и специальном самоходном подвижном составе. Оснащены 689 пригородных и пассажирских поездов и все скоростные поезда «Сапсан» (свыше 50% от общего количества объектов, подлежащих оснащению). Система позволяет контролировать местоположение и параметры движения пассажирских поездов в любой точке на сети дорог от Балтики до Тихого океана с возможностью передачи этих данных в диспетчерские службы и Ситуационный центр ОАО «РЖД».
Высокоточные координатные системы
Прорывным инновационным направлением стало использование ГЛОНАСС при создании высокоточных координатных систем (ВКС), необходимых для управления содержанием железнодорожной инфраструктуры, привязки данных мониторинга ее состояния, организации работы путевой ремонтной техники и, в конечном счете, к переходу от планово-предупредительных ремонтов к ремонтам по фактическому состоянию.
Реализован не имеющий аналогов в отечественной практике проект по созданию такой системы на полигоне скоростного движения Москва — Санкт-Петербург — Бусловская протяженностью 800 км.
Спутниковое дистанционное зондирование Земли
Институт ведет разработки по внедрению технологий спутникового ДЗЗ для эффективного управления пространственно-распределенной системой инфраструктуры железнодорожного транспорта на различных этапах жизненного цикла по следующим направлениям:
Среднесрочная перспектива
На основе накопленного опыта ОАО «РЖД» определило следующие стратегические направления использования ГЛОНАСС на ближайшую и среднесрочную перспективу:
Реализованные проекты
Реализован ряд крупных проектов, предусматривающих использование данных спутниковой съемки в технологических операциях по управлению инфраструктурой железнодорожного транспорта с использованием систем ГБД ЗУОН, ГИС «РЖД», КСПД ИЖТ, «Геопортал РЖД».
Совместно с организациями Роскосмоса (НЦ ОМЗ АО «Российские космические системы») ведутся разработки технологических решений, позволяющих использовать данные спутникового ДЗЗ с отечественной спутниковой группировки, что позволит реализовать принцип импортозамещения и обеспечить в ближайшей перспективе технологическую независимость от зарубежных операторов съемочных систем.
Информационно-технологическая система сбора, обработки, хранения и предоставления зарегистрированным пользователям координатной информации об объектах инфраструктуры и подвижных объектах железнодорожного транспорта.
Назначение
В состав системы КСПД ИЖТ входят высокоточная координатная система (ВКС) и база пространственных данных в виде цифровых моделей пути (ЦМП).
Основным назначением ВКС является создание единого высокоточного координатного пространства, реализуемого на основе механизмов использования глобальных навигационных спутниковых систем ГЛОНАСС/GPS и их дополнений, геодезическое обеспечение всех видов инженерных изысканий, проводимых для проектирования, строительства и эксплуатации железных дорог, а также полевого трассирования новых магистралей.
Цифровые модели пути – это математическое описание геометрических характеристик и пространственного положения пути и объектов инфраструктуры железных дорог, которое составляет основу методологии.
Принципы комплекса технических решений по обеспечению производства реконструкции и ремонта пути
Экономическая эффективность
Достигается за счет:
Внедрение
Начиная с 2008 года, АО «НИИАС» занимается разработкой и внедрением компонентов координатных методов проектирования, строительства, ремонта (реконструкции) и текущего содержания железнодорожного пути. В рамках научно-исследовательских, опытно-конструкторских, инвестиционных проектов, а также инициативно за счет собственных средств в Институте созданы и развиваются:
Разработанные методики, инструкции, технологические карты и технические решения успешно применяются с 2013 года на участках реконструкции высокоскоростного участка Москва–Санкт-Петербург.
Будущее за единой пространственной моделью
Компания ОАО «Росжелдорпроект» реализует проект комплексной системы пространственных данных инфраструктуры железнодорожного транспорта
 |
| Строительство совмещённой (автомобильной и железной) дороги Адлер – горноклиматический курорт «Альпика-Сервис» |
Уникальная система разрабатывается компанией ОАО «Росжелдорпроект» на основе утверждённых в ОАО «РЖД» технологий использования цифровой модели геометрических параметров пути и объектов инфраструктуры (ЦМП) на всех этапах жизненного цикла инфраструктуры железнодорожного транспорта.
Достоверная и актуальная информация о состоянии объектов, относящихся к хозяйствам пути и сооружений, электрификации, СЦБ и связи, – одно из основных условий достижения заданных уровней безопасности движения, увеличения скоростей перевозок и интенсификации грузонапряжённости железных дорог. Именно поэтому сбор, хранение и постоянное обновление сведений о пространственных данных и состоянии транспортной инфраструктуры – важнейшая составляющая процесса проектирования, строительства и эксплуатации железнодорожных магистралей.
Начало работ по КСПД ИЖТ определено распоряжением ОАО «РЖД» № 2511р от 3 декабря 2010 года «О создании комплексной системы пространственных данных инфраструктуры железнодорожного транспорта».
В состав КСПД ИЖТ входят высокоточная координатная система (ВКС), архив проектной и исполнительной документации, подсистемы сбора и обработки, контроля и анализа, хранения данных, а также подсистема ЦМП.
Направления работ ОАО «Росжелдорпроект» по созданию КСПД ИЖТ на базе цифровых моделей пути и высокоточной координатной системы вошли отдельным разделом в «Программу инновационного развития ОАО «РЖД» до 2015 года», подготовленную в 2011 году в соответствии с распоряжением Президента РФ.
КСПД ИЖТ будет содержать сведения по каждому участку пути и совокупности объектов на нём: о характере местности и рельефа, о текущем состоянии объектов транспортной инфраструктуры железной дороги, описанных в виде моделей объектов на основе координатного пространства, реализованного ВКС. Система также обладает всей информацией о проектных решениях, документацией по организации строительства, результатам исполнительных съёмок и инженерных изысканий, сведениями о выполненных и планируемых ремонтах и реконструкциях путевого хозяйства.
Тот факт, что задача по созданию такого сложного проекта решается специалистами именно ОАО «Росжелдорпроект», не случайность. В состав компании входят 22 проектно-изыскательских института, территориально охватывающих все дороги – филиалы ОАО «РЖД». В соответствии с профилем проектной деятельности в ОАО «Росжелдорпроект» накапливаются уникальные проектные материалы и данные, относящиеся ко всему комплексу строительных и ремонтных работ, выполняемых для инфраструктуры. Специально для организации корпоративной системы хранения и использования пространственных данных в компании создаются структурные подразделения, которые отвечают за сбор и накопление исходных данных и моделей объектов (геодезия, пространственные данные, геология, экология и пр.) для целей проектирования, нового строительства и проведения различных видов ремонта.
Кроме того, структурные подразделения компании будут предоставлять необходимые данные для нужд подразделений ОАО «РЖД» или уполномоченных организаций, для проведения любых работ, связанных с изменением состояния объектов инфраструктуры железнодорожного транспорта.
Работы по развитию, актуализации и внедрению системы продолжаются. Перед ОАО «РЖД» встают новые задачи, решение которых требует самых современных подходов. У служб ОАО «РЖД» растут потребности в пространственных данных, определяемых предметными областями управления, функциями департаментов и служб и требованиями технических регламентов. Объединение инфраструктуры железнодорожного транспорта РФ с транспортными системами Европы и Азии накладывает дополнительные требования на создаваемую систему пространственных данных как в экономическом, так и в территориальном аспектах.
Проектирование, строительство и эксплуатация скоростных и высокоскоростных магистралей невозможна без использования цифровых моделей инфраструктуры и высокоточного координатного обеспечения.
В современном мире необходима организация интегрированной информационной среды, которая отражает все стадии жизненного цикла железнодорожных магистралей – от проектных работ, строительства до эксплуатации, ремонтов и реконструкции. Для организации подобной системы на высоком уровне требуется объединение больших объёмов пространственных данных, качественного анализа и оценки с использованием различных методологий и математических моделей, эффективных методов и решений в аспектах верификации, интерпретации, моделирования и прогноза результатов – все эти задачи и решаются в проекте КСПД ИЖТ. Важным аспектом в этой области является применение инноваций в области дистанционных методов инженерных изысканий и информационных технологий, которые позволят объединить все эти данные.
Создание и развитие высокоточной координатной системы ОАО «РЖД» (ВКС) как системы сбора, обработки, хранения и предоставления потребителям координат местоположения обусловлено объективными потребностями ОАО «РЖД» в эффективном использовании достоверных, актуальных и точных пространственных данных при проектировании, строительстве, эксплуатации и текущем содержании объектов инфраструктуры железнодорожного транспорта.
КСПД ИЖТ, построенная на основе ВКС и общих требований к составу и качеству пространственных данных, 3D-моделей объектов инфраструктуры железнодорожного транспорта, – основа для интеграции всей совокупности данных об объектах инфраструктуры, а также информационного обеспечения принятия решений обеспечения и контроля выполнения работ на объектах причастных служб ОАО «РЖД», Кроме того, это источник актуальных и достоверных пространственных данных для эффективного функционирования существующих в ОАО «РЖД» АСУ и других систем.
Выполнение подразделениями ОАО «РЖД» основных функций, определённых соответствующими нормативными документами, требует использования в той или иной форме пространственных данных, то есть информации о месте расположения, конфигурации, объёмно-плановых характеристиках объектов ИЖТ. Постоянный рост уровня автоматизации бизнес-процессов влияет на рост потребности в цифровых пространственных данных для проектирования и строительства, проектного содержания пути, выполнения ремонтов и реконструкций, обеспечения безопасности движения, управления движением с помощью систем КЛУБ, МАЛС, управления перевозками.
Одним из направлений использования пространственных данных является технология проектного содержания пути. Проектное положение пути и объектов инфраструктуры – это зафиксированное в утверждённом для выполнения работ (ремонтов, реконструкций, строительства и др.) документе пространственное положение пути и объектов инфраструктуры в принятой системе координат. Проектное положение должно соответствовать совокупности действующих требований (нормативов) при обеспечении производства работ.
Постановка пути в проектное положение имеет важное преимущество: путь, однажды поставленный в это положение, в последующем будет нуждаться лишь в корректировке отклонений. Это потребует значительно меньших затрат на его содержание, причём на всех этапах – во время ремонтов и в промежутке между ними. Организация контроля над ходом работ будет способствовать повышению качества ремонтов.
Основным направлением инновационного развития поддержки проектного содержания пути, включая выправку, на всех этапах жизненного цикла должно стать комплексное решение проблемы с учётом имеющейся информации о всей совокупности объектов ИЖТ, находящихся в ведении хозяйств пути, энергоснабжения и связи на основе имеющейся в КСПД ИЖТ проектной, исполнительной документации, актуализированной по последним измерениям в ходе ремонтов, реконструкции и модернизации.
Работы по созданию КСПД ИЖТ развернуты на важнейших направлениях: строительство олимпийских объектов и скоростного движения. В 2011 году создаются комплексные системы хранения, актуализации и анализа пространственных данных о состоянии железнодорожной инфраструктуры в целях проектирования, строительства, реконструкции, ремонта и эксплуатации железнодорожной инфраструктуры на основе построения высокоточной координатной системы и 3D-моделей местности по титулам: «Совмещённая (автомобильная и железная) дорога Адлер – горноклиматический курорт «Альпика-Сервис» (проектные и изыскательские работы, строительство)», «Организация высокоскоростного пассажирского движения на участке Москва – Санкт-Петербург и Санкт-Петербург – Бусловская» и на ряде других объектов.
Создание комплексной системы пространственных данных на основных направлениях модернизации и развития – важнейшая задача повышения эффективности проектирования, строительства и эксплуатации инфраструктуры железнодорожного транспорта.
Кспд ижт что это
О внедрении технологий КСПД ИЖТ в производственные процессы путевого хозяйства РЖД
Одной из целевых задач путевого хозяйства является эксплуатация пути в проектном положении. В случае разработки проекта с оптимальным расположением оси пути в плане и профиле, а затем его точного исполнения траектория движения поезда будет также оптимальной. Обеспечению наиболее благоприятных условий для взаимодействия пути и подвижного состава, а отсюда и решению базовых задач: безопасность движения, высокие скорости и плавность хода, низкий темп расстройства пути посвящена статья главного инженера АО «Транспутьстрой» доктора технических наук Вячеслава Михайловича Ермакова.
  |
Лучшие мировые практики однозначно подтверждают истину – высокоточная геометрия рельсовой колеи необходима как на участках скоростного и высокоскоростного движения для обеспечения высокого уровня комфортабельности пассажиров, так и на участках с высокой интенсивностью грузового движения для снижения затрат на обслуживание пути и тягу поездов.
Во исполнение решений руководства ОАО «РЖД» на сети железных дорог внедряется Комплексная система пространственных данных инфраструктуры железнодорожного транспорта (КСПД ИЖТ), которая состоит из нескольких блоков. Вначале создается высокоточная координатная система (ВКС), расположенная вдоль железнодорожного пути. Затем производится мобильное лазерное сканирование объектов инфраструктуры вдоль пути на ширину по 25 м с обеих сторон от пути, в результате которого каждая точка любого объекта получает привязку в абсолютной системе координат. На этой основе формируется цифровая модель пути (ЦМП), совокупность которых составляет базу пространственных данных.
Кроме ВКС и ЦМП, в состав КСПД входит оборудование: сервер для хранения базы данных, на наиболее ответственных участках – референсные станции для обеспечения точного позиционирования с использованием ГЛОНАСС, рабочие места, базовое и прикладное ПО.
ВКС и ЦМП в составе КСПД ИЖТ являются пространственной основой цифровой железной дороги, позволяющей оптимизировать основные производственные процессы не только инфраструктурного блока, но и в управлении движением поездов, обеспечении безопасности движения. Данные материалы создают базу для эффективного применения BIM-технологий (технологий информационного моделирования).
Проведенная в 2016 году работа по внедрению КСПД ИЖТ в производственные процессы ОАО «РЖД» позволила конкретизировать получаемые результаты на различных этапах жизненного цикла объектов инфраструктуры.
Использование единой высокоточной системы координат в сочетании с ГЛОНАСС и цифровыми технологиями позволяет перейти на новый уровень качества на всех этапах жизненного цикла. На стадии проектирования обеспечивается создание единого проектного решения (положения пути) с высокой точностью его привязки и возможности последующего использования без перепроектирования.
При строительстве или ремонтах железнодорожный путь ставится в оптимальное проектное положение и благодаря оптимизации параметров взаимодействия колеса и рельса повышаются скорости, плавность хода, увеличиваются межремонтные сроки.
В процессе эксплуатации уменьшаются затраты на текущее содержание пути и тягу поездов.
Высокоточное позиционирование процесса движения поездов повышает безопасность движения, создает условия для автоведения.
В 2016 году объем модернизации железнодорожного пути по технологии КСПД ИЖТ и ГЛОНАСС по сравнению с 2015 годом увеличен в 2,4 раза, что составило 120,6 км. Из них в дирекциях инфраструктуры: Октябрьской – 69,1 км, Московской – 22,5 км, Северной – 20,5 км, Юго-Восточной – 8,5 км.
Качество ремонтов пути по критерию исполненного положения оси пути на участках модернизации по традиционной технологии и по технологии КСПД ИЖТ и ГЛОНАСС имеет принципиальные отличия. Существенные отклонения на участках традиционной технологии вызваны низким уровнем точности (в соответствии с текущими требованиями документов по проектированию) на всех этапах, включая изыскания, проектирование, реализация проекта.
Инновационная технология обеспечивает результат иного порядка качества.
Отработана технология и выполнен планово-предупредительный ремонт по технологии КСПД ИЖТ (ППР) общим протяжением 391,6 км. Из них в дирекциях инфраструктуры: Октябрьской – 141,1 км, Московской – 86,3 км, Юго-Восточной – 45 км, Северо-Кавказской – 119,2 км.
Выполнение модернизации и ППР пути по технологии КСПД ИЖТ позволило улучшить положение оси пути, повысить плавность хода и скорость движения поездов. На участках общим протяжением 86,3 км (72% от выполненного объема) после модернизации пути по технологии КСПД ИЖТ повышена скорость движения поездов. В том числе по дирекциям инфраструктуры: Октябрьской – 69,1 км (100%), Московской – 4 км (18%), Северной – 8,1 км (40%), Юго-Восточной – 5,1 км (60%). Возможность повышения скоростей движения поездов не менее чем на 10% на участках, отремонтированных по технологии КСПД ИЖТ, подтверждается заключе-нием АО «ВНИИЖТ» от 29 мая 2017?г., подготовленным на основании действующих нормативных документов.
Примером повышения скоростей движения пассажирских поездов с одновременным повышением комфортабельности в части плавности хода служит участок Уваровка – Гагарин международного направления Москва – Смоленск – Брест, где после выполнения ППР по технологии КСПД ИЖТ с использованием комплекса Палас была повышена скорость для электропоезда «Ласточка» до 160 км/ч общим протяжением 34,7 км. Показатели вертикальных и поперечных ускорений на пилотном участке, полученные в поезде Ласточка при скорости 160 км/ч после ремонта снижены в два раза в сравнении со скоростью 140 км/ч до ремонта. Очевидно, что результат имеет новый качественный уровень.
В 2017 году предусмотрено выполнение модернизации пути по технологии КСПД ИЖТ на 255?км, в т.ч. на 22 км на Забайкальской дирекции инфраструктуры, а также ППР с повышением скоростей движения на 500 км основных пассажирских направлений.
В 2016 году ВНИИЖТ выполнил целевые исследования по сравнению стоимостей жизненных циклов участков пути, отремонтированных по технологии КСПД ИЖТ и по традиционной на основе анализа фактического состояния геометрии рельсовой колеи. В целях определения эффективности высокоточной постановки пути в проектное положение, затрат на текущее содержание пути, математического моделирования условий взаимодействия и темпов деградации пути.
Результаты проведенных исследований позволили на данном этапе увеличивать межремонтный срок пути после модернизации по технологии КСПД ИЖТ на 10%.
Помимо эффектов, в хозяйстве пути ВНИИЖТом совместно с ПКБ ЦТ в 2016 году было выявлено снижение сил сопротивления движению поезда, в т.ч. благодаря устранению длинных неровностей профиля и плана пути после его постановки в проектное положение по технологии КСПД ИЖТ. Полученные результаты снижения расхода электроэнергии на тягу нужно уточнить в 2017 году после года эксплуатации.
Созданные цифровые модели пути по результатам высокоточных съемочных работ, а также разработанное прикладное программное обеспечение позволили получить достоверную информацию о фактическом состоянии по габаритам приближения строений.
По данным АГО-1 на сети железных дорог около 6 тыс. негабаритных мест или 4,8 шт./100 км развернутой длины главных путей. По материалам КСПД ИЖТ на протяжении 11,4 тыс. км было выявлено 20,5 тыс. негабаритных мест – это 180 шт./100 км или в 40 раз больше. При этом их большая часть имеет малые величины негабаритности и фактически не угрожает безопасности движения. Однако это – нарушения ГОСТ и они требуют устранения.
При анализе участков выполненной в 2013 году модернизации пути на 285 км по результатам высокоточной съемки, проведенной в 2014 году. Выявлено 353 негабаритных места или 123 шт./100 км, затраты на устранение которых не потребовались бы, если бы все работы выполнялись в едином координатном пространстве.
Здесь же иллюстрация недопустимости проектирования и строительства всех объектов инфраструктуры в разных системах координат. Высокоточная съемка и создание ЦМП на МЦК были выполнены 30 июля 2016 года практически сразу после завершения строительных работ. Выявлено 404 негабаритных места на протяжении 162 км – 3 главных пути по 54 км МЦК, что составило 294 негабарита на 100 км. Затраты на устранение негабаритных объектов, созданных при строительстве, превышают затраты на создание высокоточной координатной системы.
Пока в начальной стадии интеграция диагностики инфраструктуры в единое координатное пространство. В 2017 году планируется дооснастить диагностический комплекс ЭРА для отработки соответствующих технологий. Помимо высокоточной привязки выявляемых дефектов и навигации при их определении на месте, важнейшим результатом ожидается актуализация высокоточных ЦМП по данным периодических проходов диагностических вагонов.
На сервере ГВЦ ОАО «РЖД» введен в постоянную эксплуатацию аппаратно-программный комплекс АПК КСПД ИЖТ. В 6-ти дирекциях инфраструктуры установлены 16 АРМов КСПД ИЖТ. В ближайшее время планируется работа по интеграции АПК КСПД ИЖТ с ЕК АСУ И и другими АСУ ОАО «РЖД».
Нормативная база КСПД ИЖТ включает документы федерального уровня и утверждаемые ОАО «РЖД» и насчитывает 30 документов. В 2017 году будут введены 2 стандарта ОАО «РЖД» и откорректировано 3 документа, нормирующих затраты в путевом комплексе на участках, на которых выполнена модернизация по технологии КСПД ИЖТ и ГЛОНАСС.
Интеллектуальная собственность ОАО «РЖД» в части КСПД ИЖТ защищена 6-ю патентами.
В части путевого комплекса основным направлением развития КСПД ИЖТ является увеличение ежегодных объемов модернизации пути, т.к. после ее проведения формируются основные эффекты и сокращаются расходы в хозяйстве. В 2018 году возможно выполнение модернизации на участках созданной ВКС, что составляет 687 км, в т.ч. – на 70 км на Забайкальской ж.д.
В целях последовательного увеличения объемов модернизации пути по технологии КСПД ИЖТ принята стратегия создания ВКС и ЦМП на участках предстоящей модернизации пути. Для этого принят полигон линий 1–2 классов, на которых выполняется практически 100% модернизации пути. При этом выстроена очередность их включения в состав полигонов КСПД ИЖТ по критерию наибольших годовых объемов модернизации на единицу длины.
Таковыми являются участки Транссиба на Восточном полигоне: Тайшет – Петровский Завод – Архара – Находка. В европейской части: Челябинск – Уфа – Самара – Саратов – им. М.Горького – Сальск, БМО (Большое кольцо Московской ж.д.).
Предлагается в 2017 году начать работы по созданию ВКС на 677 км участков модернизации 2019 года на Транссибе Восточного полигона, имеющем наибольшие удельные объемы модернизации пути. Затем создание ЦМП и разработка проектов – в 1 полугодии 2018 г., высокоточное координатное сопровождение модернизации – в 2019 г., объем которой в данном случае будет увеличен до 1369 км (около 45% от годового объема).
В 2018 году дополнительно создать ВКС на фронтах модернизации 2020 года протяжением 866 км, в т.ч. на участках Транссиба Восточного полигона, а также на направлении Челябинск – Уфа – Самара – Саратов-им. М.?Горького – Сальск и на БМО. Объем модернизации по технологии КСПД ИЖТ в 2020 г. составит 1650 км (около 55% от годового объема).
В настоящее время в путевом хозяйстве практически исчерпаны возможности повышения мощности пути. Качество рельсов и других элементов верхнего строения пути достигло мирового уровня. В этих условиях наиболее эффективным направлением повышения надежности и долговечности пути является оптимизация условий его взаимодействия с подвижным составом, что обеспечивается применением высокоточных координатных и цифровых технологий.