Компания ставит под прямой контроль разработку перспективных решений

Беспилотное движение, высокоскоростные поезда, новые рельсы и цифровая библиотека документов, все это – инновации, необходимые для обеспечения технологического лидерства "Российских железных дорог". О том, как этого лидерства добиться, рассказывает начальник Департамента технической политики ОАО "РЖД" Владимир Андреев. – Владимир Евгеньевич, за какие направления деятельности отвечает Департамент технической политики?

– Все новые технические решения, которые планируется внедрять в компании, разрабатываются при участии департамента. Мы ведем работу по реализации плана научно-технического развития, определяющего контуры будущего для 350 направлений деятельности. Мы также курируем реализацию около 50 крупных проектов, в числе которых отмечу внедрение беспилотного движения поездов на Московском центральном кольце (МЦК), где департамент является управляющей структурой.

Задача, которая стоит перед нами сегодня, – подготовить условия для технологических прорывов по всем направлениям. Для этого нам требуется постоянно смотреть в будущее, видеть там идеальный образ компании, знать, что нужно сделать сегодня и завтра, чтобы достичь желаемого.

– В прошлом году по инициативе департамента создана дочерняя структура ОАО "РЖД" – АО "Инжиниринговый центр железнодорожного транспорта". Чем он занимается?

– Миссия центра заключается в выработке собственных передовых конструкторских решений. До его создания алгоритм разработки новой техники выглядел так: ОАО "РЖД" представляет техническое задание, под которое машиностроители проектируют новую технику исходя из собственных возможностей и технологии производства. Нас такая схема, ограничивающая мысль конструкторов возможностями их предприятий, не устраивает, поскольку в большинстве случаев она не дает возможности получения на выходе продукции, опережающей по своим характеристикам образцы ведущих мировых производителей или, как минимум, на равных с ними конкурирующей. Поэтому компания взяла на себя инжиниринг, поставив под контроль разработку перспективных моделей. Перед центром поставлена весьма амбициозная задача – разработать собственный высокоскоростной электропоезд.

Согласно техническим требованиям его максимальная конструкционная скорость составит 360 км/ч, он будет двухсистемным – работающим на 25 кВ переменного и на 3 кВ постоянного тока, так как участки входа в Москву и Санкт-Петербург электрифицированы на постоянном токе. Проект реализуется под управлением департамента с привлечением интеллектуальных ресурсов ведущих мировых разработчиков, вместе с которыми будем заниматься созданием конструкторской документации.

В частности, подписано соглашение о сотрудничестве с немецкой компанией Knorr-Bremse, готовится аналогичный договор с Siemens. В настоящее время центр ведет работу по созданию дизайна и подготовке эскизного проекта.

Выпуск поездов будет налажен на предприятии "Уральские локомотивы", в 2025 году мы должны получить первый образец. Разработка и производство поезда увязаны с планами строительства высокоскоростной магистрали Санкт-Петербург – Москва. В этом году мы намерены поручить инжиниринговому центру также разработку конструкции верхнего строения пути нового поколения, обеспечивающей ресурс в 2,5 млрд тонн пропущенного тоннажа.

– Присутствие иностранных партнеров в числе разработчиков конструкторской документации говорит о том, что высокоскоростной поезд будет состоять не только из российских комплектующих?

– Электропоезд будет полностью российским.

Так же как полностью французскими являются высокоскоростные поезда серии TGV, выпускаемые компанией Alstom. Но в комплектации любого современного локомотива, скоростного или высокоскоростного поезда, произведенного в какой угодно стране, есть оборудование и детали со всего мира. Потому что одним из ключевых условий создания новой техники является ее экономическая эффективность. Например, широко применяемые в электрических схемах подвижного состава железных дорог транзисторы IGBT производятся для всего мира большими объемами в Японии, и их выпуск экономически выгоден японскому производителю. А если мы, или французы, или немцы задумаем произвести такие же, но небольшой партией и только для собственных нужд, цена на деталь вырастет так, что рухнет экономика всего проекта. По этой логике работает весь мир. Такие схемы действуют в производстве самолетов, автомобилей, электроники и любой другой сложной техники. При этом мы в целом всегда стремимся повысить долю отечественных комплектующих.

Если в России есть предприятия, выпускающие необходимую продукцию соответствующего качества, приоритет конструкторами отдается им. Получают преимущества при выборе и мировые производители, имеющие заводы на территории страны (к таким, кстати, относятся и Knorr-Bremse, и Siemens).

– Какой путь подойдет для высокоскоростной магистрали Санкт-Петербург – Москва: балластный или безбалластный?

– Как правило, в мире для скоростей свыше 300 км/ч строят безбалластный путь. Но в той же Франции используется балластное строение под ВСМ. Основная проблема балластного высокоскоростного пути заключается в том, что на скоростях свыше 200 км/ч происходит повреждение подвагонного оборудования поездов. Щебень разбивает перемычки межвагонных соединений цепей управления, кабели тяговых двигателей, повреждает оси. Полая ось колесной пары покрыта специальной мастикой, защищающей от коррозии, которая также повреждается от попадания частиц щебня и нуждается в восстановлении. С этим сталкивались и испанские операторы, у которых также есть высокоскоростной путь на щебеночном балласте. Наша задача – найти решения, минимизирующие подобные потери, поэтому мы склоняемся к варианту использования безбалластного пути.

Его можно уложить на земляное полотно или на эстакаду. В Китае, где строят только на эстакадах, технология сооружения пути отшлифована до совершенства. Там один завод изготавливает около 100 м пути в день, вдоль линии ставят несколько таких заводов и обеспечивают необходимую общую скорость строительства. Но если ставить ВСМ на эстакаде, надо вдоль нее обязательно строить автомобильную дорогу для обслуживания конструкции.

Все это делает проект более дорогим для нас при строительстве и обслуживании. В готовом проекте ВСМ Москва – Казань, в частности, предусмотрен в основном безбалластный путь на земляном полотне. Поэтому для условий проектирования ВСМ Москва – Санкт-Петербург также наиболее подходящим является размещение пути на земляном основании.

– Есть ли новые подходы к проектированию конструкции пути нового поколения, выдерживающей пропуск тоннажа в 2,5 млрд тонн?

– Готовятся новации и в этом направлении. Пока все ресурсные испытания любых новых конструкций проходят на базе Экспериментального кольца в Щербинке. Новая конструкция – верхнее строение целиком или его элементы – укладывается в путь, по которому ходит грузовой поезд, наматывающий определенный километраж. Если выявились недостатки, объекты отправляются на доработку, после чего испытания начинаются сначала – и так до тех пор, пока конструкция не будет признана соответствующей техническому заданию и декларируемым производителем характеристикам. Чтобы ускорить разработку и запуск в производство новых элементов верхнего строения пути, мы хотим максимально перевести испытания в цифровую плоскость.

Вместе с центром компетенций Национальной технологической инициативы на базе Петербургского политехнического университета департамент планирует разработать компьютерную модель, которая позволит проводить динамические испытания элементов пути нового поколения с учетом всех нагрузок в виртуальном пространстве. А проект, успешно прошедший через этот фильтр, реализовывать в "железе" и укладывать на Экспериментальном кольце в Щербинке под реальные нагрузки. Это значительно ускорит продвижение продукта от идеи до промышленного выпуска и сократит издержки.

– Какой из последних прорывных проектов можно отметить в диагностике инфраструктуры?

– Одними из самых трудновыявляемых при диагностике верхнего строения пути являются дефекты в зоне перьев подошвы рельсов – коррозия подошвы рельсов и коррозийно-усталостные трещины, которые приводят к появлению опасных поперечных усталостных трещин и изломов. Существующие типы дефектоскопов позволяют выявлять на поверхности катания дефекты, расположенные в головке, шейке и проекции шейки на подошву рельса. Однако они не выявляют дефектов в перьях подошвы уложенных в путь рельсов. В мировой практике нет технологии выявления дефектов в перьях подошвы рельсов с поверхности катания. Единственными способами контроля наличия дефектов в подошвах рельсов бесстыкового пути являются дефектоскопирование со снятыми прокладками и осмотр с помощью зеркала на вывешенной плети. Департамент с прошлого года начал разработку ультразвукового дефектоскопа на основе искательной системы с применением многослойного пьезоэлектрического преобразователя (аналог фазированной антенной решетки), который обеспечивает прозвучивание рельса ультразвуковыми лучами с различными углами ввода (от 0 до 90°) и обнаруживает дефекты в перьях подошвы.

В этом году на Северной, Московской и Октябрьской дорогах успешно проведены испытания дефектоскопа в лабораторных и эксплуатационных условиях. По результатам тестирования будет проведена доработка прибора, установлен модуль передачи получаемых от него данных в диспетчерские центры. Уже в следующем году он может получить практическое применение на сети.

– Как раеализуется проект цифрового управления нормативной базой компании?

– Внутренняя нормативная база в ОАО "РЖД" сегодня состоит из более чем 27 тыс. документов, переведенных в цифровой формат. Мы имеем электронную библиотеку, по сути, книжный шкаф в компьютере. Совместно с Департаментом информатизации мы разрабатываем интеллектуальную систему управления этим массивом. За счет применения основанных на искусственном интеллекте подходов к анализу текстовых данных она обеспечит возможность выявления противоречий и дублирования в документах, структурирования и установления связей между документами из разных источников данных. Многие нормативные документы взаимоувязаны.

И когда корректируется в соответствии с новыми задачами и условиями содержание одного документа, надо отразить влияющие изменения во всех других документах. Таких связанных документов бывают десятки и даже сотни. Сегодня обнаружение взаимных ссылок и зависимостей происходит вручную путем построчного поиска и анализа содержания в текстах. Но человек при работе с большим объемом данных часто ошибается, не может правильно оценить и проанализировать результаты поиска, что в итоге приводит к дублированию документов, противоречиям в нормативной базе – когда новые правила введены в одном документе, а старые в других не отменены и также продолжают действовать. Новая система таких ошибок не допустит.

Если кто-то начнет создавать в ней новый документ, регламентирующий определенную деятельность, искусственный интеллект обнаружит повторы, найдет документы, в которых уже отражена данная тема, и подскажет, есть ли смысл разрабатывать данную норму или она уже существует в другом документе, даст точный перечень разделов и параграфов в документах, которые нужно исправить для введения нового норматива. Кроме того, стоит задача разработки интеллектуальной рекомендательной системы.

Человеку трудно искать в больших документах параметры, относящиеся непосредственно к его деятельности. Система выберет по запросу из всей базы материалы, касающиеся определенной специальности, и предоставит их на одной или нескольких страницах. Сейчас идет работа над анализом используемых в ОАО "РЖД" нормативных и технических документов, проектированием интеграционной шины – программно-аппаратной платформы для установки информационных систем.

Тестирование управляющей нормативной базой системы должно начаться уже в следующем году.

– ОАО "РЖД" ставит себе цель добиться мирового лидерства по всем аспектам деятельности. А в каком положении в части технического и технологического развития компания находится сейчас в сравнении с зарубежными коллегами?

– Чтобы выработать точные и эффективные подходы научно-технического развития, мы ведем мониторинг появляющихся за рубежом технических и технологических новинок. Нам это необходимо для выработки наилучшей модели развития РЖД, для всестороннего изучения возможностей роста в направлениях, по которым пока отстаем. Регулярный бенчмаркинг показывает, что по большему числу технологий перевозочного процесса мы находимся сегодня на уровне ведущих мировых железнодорожных компаний или являемся лидерами. Основным направлением, по которому сегодня наблюдается явное отставание РЖД, можно назвать высокоскоростное движение. Опережаем же остальные страны мы по таким направлениям, как развитие систем беспилотного движения поездов.

На МЦК продолжаются приемочные испытания системы автоматического управления электропоездом "Ласточка" ЭС2Г-113.

Во II полугодии планируется закупка электропоезда ЭС2Г-134, оснащенного комплексом "машинного зрения" по уровню автоматизации GoA3+, позволяющим "Ласточке" работать без вмешательства машиниста, но требующим еще его присутствия в кабине – на случай экстренного реагирования. Отработанные на ЭС2Г-134 инновационные технические решения в части автоматического управления откроют дорогу к переходу на полностью автоматический режим работы на уровне GoA4. Такой степени развития беспилотников пока не достигла ни одна другая железнодорожная компания в мире.

Сегодня немецкий оператор Deutsche Bahn ставит задачу достичь уровня исполнения графика пассажирских перевозок в 90%. Пока у них этот показатель составляет 75%.

А у нас 98–99% исполнения графика уже привычный факт. То же самое в Финляндии. Соединяющий Санкт-Петербург и Хельсинки поезд "Аллегро" по территории России всегда идет в графике, а в Финляндии выбивается из него и часто сдается нам на границе с опозданием. Исполнение графика обеспечивается технологическим и техническим развитием, в этом вопросе в полной мере проявляется наше превосходство в цифровизации и автоматизации процессов. Мы этой зимой предоставили Финляндии услуги по расчистке путей от снега. Когда финны увидели в работе наши снегоуборочные машины, они были поражены их эффективностью.

Есть и другие примеры, когда российские технические решения покупают страны Запада. В частности, компания "Инфотранс", выступавшая партнером ОАО "РЖД" по разработке диагностических комплексов железнодорожной инфраструктуры, сегодня поставляет их в Германию. В течение ряда лет РЖД занимают лидирующую позицию среди железнодорожных компаний мира по энергоэффективности грузовых перевозок. При этом по энергоэффективности пассажирских перевозок мы находимся на четвертом месте.

В этом году мы приступили к разработке Энергетической стратегии ОАО "РЖД" на период до 2025 года и на перспективу до 2035 года, в которой вопросу повышения энергоэффективности пассажирских перевозок будет уделено особое внимание. Кроме того, разрабатывается Программа электрификации железных дорог до 2036 года и на перспективу до 2050 года.

Качественная подготовка указанных документов и безусловная их реализация позволят РЖД упрочить лидирующие позиции в грузовых перевозках, а также приблизиться к мировым лидерам в пассажирских перевозках по показателям энергетической эффективности. Стоит сказать, что лидерство нам нужно не только для морального удовлетворения, хотя и этот аспект важен. Быть первыми – значит иметь возможность выхода на мировой рынок с нашими техническими и технологическими решениями, получая доход от их внедрения в других странах.

Потому важно не только добиться победы в конкуренции, но и уметь удержать занятые позиции за счет постоянного развития.