Инновационные проекты и технологии АСУ ЖД транспорта

Введение

Актуальность научно-исследовательской работы в том, что повышение эффективности работы российского железнодорожного транспорта (далее по тексту – ОАО «РЖД») осуществляется на основе целенаправленной научно-технической политики (далее по тексту – НТП) отрасли. Стратегия развития РЖД сконцентрирована по пяти основным направлениям: управляющие информационные системы и новые технологии, новые технические средства, совершенствование финансовой, экономической и маркетинговой работы, безопасность движения, социальная защищенность.
Научный потенциал отрасли и привлекаемых научных организаций концентрируется на работах, входящих в 9 наиболее приоритетных направлений: ресурсосберегающие технологии (17%), повышение доходов (3%), развитие телекоммуникаций и информатизации (21%), технические средства нового поколения (33%), усовершенствование технологии перевозочного процесса (6%), обеспечение повышенной эффективности финансово-экономической деятельности транспорта (4%), повышение безопасности движения (7%), решение экологических проблем (2%), улучшение условий и безопасности труда (2%), прочие (5%).
Одним из решающих направлений научно-технического прогресса в отрасли является создание нового поколения технических средств. В рамках обновления основных технических средств в отрасли предусмотрена реализация программы обновления и развития средств железнодорожной автоматики. Необходимость этой программы обусловлена старением технических средств, отвечающих непосредственно за безопасность движения, а также, диктуется требованиями создания низовой базы для высокоэффективных информационных систем и ресурсосберегающих технологий.
Важное значение при реализации инновационной политики отрасли имеет ее структура по хозяйствам ОАО «РЖД». Наибольшую экономическую эффективность имеют автоматизированные системы управления (далее по тексту – АСУ).
В перспективе ожидается развитие информатизации на основе прорывных технологических принципов, что кардинально изменит всю технологию производства, поэтому, в отрасли значительно активизирована инновационная и инвестиционная деятельность в области телекоммуникаций и информатизации. Это стало возможным благодаря созданию механизма реализации инвестиционных проектов на сети железных дорог и созданию системы управления проектами.
Целью научно-исследовательской работы являются: «Инновационные проекты и технологии АСУ ОАО «РЖД»». Для достижения заданной цели будут предприняты ряд следующих задач:
Рассмотреть перспективные инновационные проекты ОАО «РЖД»;
Выявить технологии АСУ ОАО «РЖД»;
Сделать соответствующие выводы.
Теоретической и методологической основой написания научно-исследовательской работы послужили: нормативно-правовые акты, научная литература и статьи, электронные ресурсы, периодические издания литературных источников, а также, труды зарубежных и отечественных авторов.
Объектом данной научно-исследовательской работы будут выступать – формально-логический и сравнительный анализ литературных источников.
Предметом научно-исследовательской работы будет выступать – инновационная политика ОАО «РЖД».
Данная научно-исследовательская работа состоит из: введения, двух глав, заключения и библиографического списка литературы. Сама структура работы соответствует цели и задачам исследования.
Глава Ι. Перспективные инновационные проекты ОАО «РЖД»
1.1 Инновационная стратегия ОАО «РЖД»

Инновационная стратегия компании ОАО «РЖД» включает в себя двенадцать приоритетных областей: система управления транспортировкой; инфраструктура; подвижной состав; система управления и безопасность дорожного движения; снижение риска катастроф; повышение надежности и увеличение срока службы; высокоскоростное движение; корпоративная система управления качеством; улучшение экономической и энергетической эффективности; охрана окружающей среды; техническое регулирование; использование инновационных спутниковых и геоинформационных систем.
Однако, особое значение дано проектам, которые отвечают правительственным приоритетам. Здесь очень важно повышение энерго-эффективности подвижного состава.
Система управления инновационной деятельностью в ОАО «РЖД» должна интегрироваться в корпоративную систему поддержки принятия решений. Основная проблема инновационного управления состояла в том, чтобы выровнять различные уровни планирования, политику управления интеллектуальной собственностью и создать четкую субординацию. Последний пункт имеет важное значение, поскольку управление на разных уровнях сотрудничает со многими партнерами компании. Поэтому, собственность проектов была приписана ключевым руководителям и центрам компетентности [3. С.331].
Российские железные дороги формулируют свои стратегические направления в ежегодном плане на основе тенденций в науке и технике, фундаментальном и прикладном исследование, технико-экономических обоснований, долгосрочных планов развития и прототипов. Это планирование осуществляется на всех уровнях управления компанией, подразделениями, дочерними обществами и третьими лицами.
Компания, также проводит еженедельные встречи по различным аспектам инноваций, чтобы быстро принять совместные решения о важных проблемах компании. Компания успешно занимается технологиями в таких областях, как системы управления и безопасности движения в сотрудничестве со спутниковыми технологиями российского ГЛОНАСС. Кроме того, инновационная деятельность осуществляется в тесном научном сотрудничестве с университетами, институтами Российской Академии наук, государственными корпорациями, бизнес-сообществами [3. С.332].
Области важнейших технологий, где разрыв в развитии не будет легко закрыт, через сотрудничество с существующими партнерами, требуют передачи технологий от ведущих международных и отечественных компаний. Основным моментом здесь является развитие инновационного подвижного состава.
Сегодня ОАО «РЖД» по-прежнему делает ставку на российские дизель-электрические двигатели «Д-49», которые создаются и модернизируются на протяжении более 40 лет. Теперь, дальнейшие улучшения уже не представляются возможными, так как эта модель устарела.
Энерго-эффективность подвижного состава — это тема представляет большой интерес, учитывая, что большое количество электроэнергии потребляется локомотивами. Следовательно, один из важнейших приоритетов компании – это уменьшение энергетического потребления. Здесь наиболее яркий пример успеха – это внедрение газотурбовоза «ГТ1h-002». Его 8500 кВт газовые турбины хорошо подходят для не электрифицированных путей в Сибири и на Крайнем Севере. Ее эксплуатационные расходы ниже, чем традиционное дизельное топливо.
С начала подконтрольной эксплуатации этого газотурбовоза в ноябре 2015 года на Свердловской дороге была выполнена работа в объеме 110 млн. ткм брутто, пробег составил 20 тыс. км. А 23 мая 2016 года в ходе экспериментальной поездки по маршруту Сургут-Войновка подтверждена возможность вождения поездов массой до 9000 тонн на плече протяженностью 700 км без дозаправки.
На западе России плотность населения относительно высока, и большие города очень густонаселены. Местность является плоской и очень хорошо подходящей для высокоскоростных поездов. Российские железные дороги рассматривали разработку высокоскоростного поезда самостоятельно, но решили, что это не стоит усилий.
Вместо этого, для быстрого повышения технологического уровня, ОАО «РЖД» изучила передовые практики во всем мире. В качестве наиболее подходящего партнера был выбран «Siemens». Первый контракт был подписан 18 мая 2006 между ОАО «РЖД» и «Siemens» на восемь высокоскоростных поездов и 30-летний контракт на их обслуживание.
Созданные на основе поезда «ICE-3» поезда «Сапсан» на 600 пассажиров сначала соединили Москву с Санкт-Петербургом и с июля 2010 года Москву и Нижний Новгород. Двигатели поезда работают на 3 кВ постоянного тока и 25 кВ переменного тока частотой 50 Гц, и оборудование поездов было приспособлено к российским стандартам.
Однако, после первого этапа испытаний, стало ясно, что поезд «ICE-3» не полностью подходил для суровых климатических условий России. Впервые поезда были протестированы зимой, когда было не очень холодно. Но, потом температура упала ниже – 300С. У колесных пар начался повышенный износ.
Итальянский производитель не мог предоставить решение и возникла потребность в новых колесных парах. Как отправная точка, оригинальные колесные пары стали заменять на аналогичные от списанных российских поездов, в то время, как команда российских и немецких ученых начала работать над новыми колесными парами. В результате то, что начиналось как простой заказ на поставку от международной компании, превратилось в многоуровневый совместный инновационный процесс.
После периода экспериментирования было найдено надежное решение проблемы колесных пар. Эти общие научно-исследовательские работы привели к регистрации не меньше чем 26 совместных патентов. Система автоматического управления движением поездов, которая используется ОАО «РЖД», полностью российского производства.
Россия является единственной страной, где высокоскоростные поезда перемещаются по тем же самым путям, что и поезда местного сообщения, и грузовые поезда. ОАО «РЖД» успешно сотрудничает с «Siemens». Сотрудничеству компаний, также способствует хорошие отношения между правительствами России и Германии. Логичным следствием было расширение этого сотрудничества с «Siemens» в модернизацию местных пассажирских поездов.
В 2009 году ОАО «РЖД» и «Siemens» подписали контракт на 38 новых поездов немецкого производства для Олимпийских игр в Сочи. На этот раз сотрудничество должно достичь более интегрированного уровня производства. Эти поезда были произведены в Германии, а их технологии впоследствии были переданы в РФ.
Шаг за шагом, доля российского производства в поезде будет увеличиваться и должно достигнуть 80% в 2017. Для этого российская компания «Синара» и «Siemens AG» создали совместное предприятие Уральские локомотивы в 2011 году в городе Верхняя Пышма. Здесь же, компания разработала новую версию поезда «Desiro» компании «Siemens», под названием «Desiro RUS».
Электрический пригородный поезд на основе широкой колеи I-520 мм был назван «Ласточка»

. Вновь созданный инженерный центр облегчал технологические инновации и передачу технологий. Первые 18 поездов были введены в эксплуатацию в январе 2013 года.
Одно из серьезных препятствий для замены старых поездов исходит от региональных бюджетов, которым не хватает средств для того, чтобы приобрести новые поезда и ОАО «РЖД» рассчитывает на существенную поддержку со стороны федеральных средств [3. С.333]. В 2017 году ОАО «РЖД» планируют дальнейшее приобретение 16 поездов, произведенных в России, которые заменят используемые в настоящее время местные поезда.
Итак, успешное международное сотрудничество РЖД в области науки, технологии и инноваций нетипично для российских государственных предприятий. Вместо инвестирования в собственные научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы, компания приобретает технологию, которая позволяет внедрять самые современные транспортные услуги. Страх перед зависимостью от иностранных производителей компонентов оправдан только частично.
Несомненно, инновационное развитие обычно занимает время и деньги, и успех обеспечивается не всегда. Цена этой стратегии может быть высокой, но это вызывает волну новых разработок.
1.2 Внедрение инноваций в инфраструктурном комплексе

Инновационная деятельность ОАО «РЖД» ориентирована на решение задач стратегического развития холдинга «РЖД» и определена проектом Комплексной программы инновационного развития холдинга «РЖД» на период 2016 – 2020 годов (далее по тексту – КПИР-2020).
Предусмотренные КПИР-2020 приоритетные направления развития Холдинга определяются как государственными программными документами, так и программными документами ОАО «РЖД», в том числе Стратегией научно-технического развития холдинга «РЖД» на период до 2020 года и перспективу до 2025 года, а также, другими стратегическими программными документами [9].
Проект КПИР-2020 содержит сведения об итогах реализации инновационного развития Компании и приоритетных перспективных направлениях на долгосрочный период, в том числе повышения надежности основных технологических процессов, энергоэффективности и производительности труда, развития интеллектуальных систем управления перевозочным процессом и информационных технологий во всех сферах перевозочной деятельности, внедрения инновационных систем диагностики и геоинформационных технологий. Данные инноваций представлены на рисунке 1 [10]:

Рисунок 1 – Внедрение инноваций в инфраструктурном комплексе
В рамках реализации комплексного инновационного проекта «Цифровая ЖД», предусматривающего повышение эффективности основной деятельности холдинга «РЖД» за счет разработки и внедрения инновационных проектов в области управления перевозочным процессом, в 2016 году разработан и внедрен ряд инновационных технических систем мирового уровня, в том числе:
создана система интервального регулирования безрельсовых цепей на участке Болшево – Фрязино Московской ЖД, ввод которой запланирован на участке Балтийск – Шиповка Калининградской ЖД в 2017 году;
на 160 локомотивах внедрены интеллектуальные системы автоматизированного вождения поездов с распределенной тягой, позволяющие экономить от 3% до 5% электроэнергии;
на станции Бекасово Московской ЖД внедрена система маневровой автоматической локомотивной сигнализации.
В рамках стратегического сотрудничества двух компаний – ОАО «РЖД» и «Сименс» – в моторвагонном депо станции Подмосковная введен в эксплуатацию Инжиниринговый центр анализа и обработки данных, который даст возможность прогнозировать состояние узлов поезда, увеличивать степень готовности подвижного состава и инфраструктуры к эксплуатации, при этом оптимизировать эксплуатационные расходы и постепенно переходить к «сервису по состоянию».
На станции Лужская–Усть–Лужского транспортного узла внедрено 14 систем, обеспечивающих автоматизацию производственных процессов, в том числе управления локомотивом, закрепления подвижного состава без участия работника, управления станционными процессами, централизованного управления стрелками, сигналами. Работа горочных локомотивов при роспуске составов на 90,6% от общего времени выполняется без участия машиниста. Внедрение инновационных технологий позволило обеспечить снижение численности персонала причастных хозяйств на 246 человек, а экономия фонда оплаты труда составила 148,3 миллионов рублей.
В целях организации на Малом кольце Московской ЖД совмещенного пассажирского сообщения и грузового движения впервые в мире реализуется комбинированная система интервального регулирования с подвижными блок-участками на базе автоблокировки с рельсовыми цепями тональной частоты и микропроцессорных бортовых устройств. По мнению специалистов ведущих зарубежных фирм, система и ее отдельные элементы имеют высокий экспортный потенциал.
На Московском центральном кольце (далее по тексту – МЦК) внедрена система управления электропоездами ЭС2Г «Ласточка». Функциональное развитие реализуемой системы в части управления станционными устройствами в режиме «Автодиспетчер» и подвижным составом в режиме «Автомашинист» позволит в перспективе перейти к полной автоматизации работы поездов с учетом безопасного дистанционного мониторинга в режиме «Без машиниста».
В целях организации непрерывного мониторинга состояния инфраструктуры МЦК без дополнительной нагрузки на перевозочный процесс в настоящее время проводятся работы, направленные на интеграцию в конструкцию электропоезда «Ласточка» информационно-измерительных систем, предназначенных для обеспечения автоматической диагностики элементов инфраструктуры, в том числе ультразвуковой дефектоскопии рельсов. Впервые в мировой практике с помощью данных систем планируется повысить эффективность процесса диагностики инфраструктуры, за счет отказа от стандартной схемы использования вагонов-лабораторий.
Для повышения кибер-защищенности компьютерных централизаций, установленных на МЦК, разработаны устройства защиты от кибератак. Прорывные технологии, реализуемые в рамках реконструкции МЦК ЖД, являются результатами интеллектуальной собственности. Отдельные технические решения были удостоены наград международных выставок и вошли в перечень 100 лучших изобретений России.
В рамках реализации проектов, предусмотренных программой «Бережливое производство» в ОАО «РЖД», получен реальный экономический эффект в размере 668 млн. рублей, впервые учтенный в бюджетах подразделений производственного направления, внедрен новый механизм мотивации работников за проекты «Бережливого производства»; на 2017 год из сэкономленных средств сформирован фонд поощрения в размере 92 млн. рублей, реализованы индивидуальные проекты «Бережливого производства» на основе принципов лидерства на 20 млн. рублей.
В соответствии со Стратегией управления качеством в холдинге ОАО «РЖД», предусматривающей повышение уровня удовлетворенности клиентов и пассажиров в предоставляемых услугах за счет улучшения их качества, оптимизации технологических процессов, повышения эффективности, надежности и обеспечения безопасности движения на основе контроля качества технологических и бизнес-процессов, в ОАО «РЖД» расширено действие стандарта «IRIS» среди поставщиков железнодорожной техники. Также, осуществляется непрерывное совершенствование и развитие системы менеджмента качества.
Показатели импортозамещения представлены на рисунке 2 [10]:

Рисунок 2 – показатели импортозамещения ОАО «РЖД»

Распоряжением Правительства Российской Федерации от 27 января 2015 года № 98-р был утвержден План первоочередных мероприятий по обеспечению устойчивого развития экономики и социальной стабильности, в котором предусматривался ряд мер, направленных на сокращение зависимости отраслей российской экономики от поставок из-за рубежа и обеспечение импортозамещения по стратегическим группам поставок [1].
Холдинг ОАО «РЖД» является одним из основных потребителей в России подвижного железнодорожного состава, оборудования железнодорожной автоматики и телемеханики, инженерно-технологического оборудования, коммуникационного и энергосилового оборудования, при производстве которых используются импортные комплектующие. Анализ уровня импортозависимости поставщиков холдинга ОАО «РЖД» показал, что Компания испытывает достаточно острую потребность в развитии отечественной промышленности и в формировании конкурентных внутренних рынков железнодорожной продукции.
В Компании утверждена и реализуется Программа импортозамещения закупаемой продукции, в которой сформулированы задачи и определены направления деятельности импортозамещения, обозначены основные индикаторы, представлены основные проекты и мероприятия. Перечни приоритетной импортосодержащей продукции, закупаемой хозяйствующими субъектами холдинга ОАО «РЖД», предложены для выпуска предприятиям промышленности, расположенным на территории России и стран Таможенного союза (далее по тексту – ТС), размещены в открытом доступе на официальном сайте ОАО «РЖД» [6].
За 12 месяцев 2016 года фактическое снижение закупок импорто-содержащей продукции составило 2 435,24 млн. рублей, которое складывается из двух составляющих: локализация производства подвижного состава, его узлов и агрегатов, путевой техники, а также устройств систем тягового электроснабжения, оборудования СЦБ и средств связи; закупка отечественных аналогов импортной продукции.
С целью проведения работ, направленных на снижение уровня импортных комплектующих в закупаемых изделиях, а также реализации Программы импортозамещения закупаемой продукции актуализирована и введена в действие Типовая методика определения уровня локализации производства продукции, закупаемой для нужд ОАО «РЖД» [11].
Ключевыми проектами по снижению уровня импортных комплектующих в закупаемых изделиях являются проекты по локализации производства подвижного состава.
Таким образом, инновационная программа развития ОАО «РЖД» сосредоточена на технологической части, и инновации понимаются как отдельная деятельность, разъединенная от других процессов компании. В то же время, у бизнес-процессов в ОАО «РЖД» есть много слабых мест – это: чрезмерная централизация управления, дорогое и несвоевременное приобретение продуктов и компонентов, отсутствия координации между отделами, устаревшими нормативными документами и нормами, огромными объемами сообщения о документации