18. Назначение и принципы работы системы «Эльбрус».

АПК ЭЛЬБРУС – Автоматизированная система построения прогнозных графиков движения поездов на основе имитационного моделирования;

АПК ЭЛЬБРУС: СИСТЕМА ПОСТРОЕНИЯ ЭНЕРГООПТИМАЛЬНОГО ГРАФИКА ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДОВ 

АПК ЭЛЬБРУС предназначен для автоматизированного построения прогнозных энергосберегающих графиков движения поездов с учетом актуальных условий пропуска и поездной обстановки и решает следующие задачи:

• Построение прогнозного суточного энергосберегающего графика движения поездов.

• Стыковка прогнозного графика между полигонами дорог и формирование единого междорожного согласованного графика.

• Автоматизированная передача прогнозного суточного энергосберегающего графика движения поездов в систему диспетчерского упр-я ГИД «Урал-ВНИИЖТ», откуда график становится доступным не только диспетчерскому аппарату, но также поступает в системы информирования машинистов (СИМ) и доставляется на борт лок-в.

Система АПК ЭЛЬБРУС в настоящее время эксплуатируется на полигонах 15 железных дорог общей протяженностью более 24 тыс. км. 

С точки зрения инф-онных технологий проект АПК ЭЛЬБРУС интересен тем, что в нем наиболее полно нашли отражение перечисленные выше архитектурные и программные решения. В настоящее время АПК ЭЛЬБРУС функционирует как трехуровневая кластерная система, состоящая более, чем из 60 серверов на пространстве от Санкт-Петербурга до Хабаровска 

ЭЛЬБРУС-ОПП: СИСТЕМА ОПЕРАТИВНОГО ПЕРЕСТРОЕНИЯ ГРАФИКОВ ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДОВ 

Дальнейшим развитием идей, заложенных в АПК ЭЛЬБРУС, в область более краткосрочного планирования и упр-я движением поездов с целью выполнения графика движения является система оперативного перестроения графиков движения поездов ЭЛЬБРУС-ОПП.

Система ЭЛЬБРУС-ОПП предназначена для оперативного перестроения действующего прогнозного графика движения поездов в случае изменений условий пропуска и решает следующие задачи:

• Корректировка расписания в реальном времени с учетом изменившейся поездной обстановки и условий пропуска.

• Обеспечение локомотивной бригады актуальным расписанием.

• Повышение качества планирования и снижение непроизводительных потерь при орг-и пер-го процесса.

Система ЭЛЬБРУС-ОПП исп-ся на полигоне Челябинск–Входная в ДЦУП Южно-Уральской железной дороги. Особенностью системы является то, что суточный график, разработанный в АПК ЭЛЬБРУС, корректируется в режиме реального времени с помощью ЭЛЬБРУС-ОПП, после чего в режиме реального времени передается на локомотивы через системы информирования машинистов.

ЭЛЬБРУС-СИМ: СИСТЕМА ИНФОРМИРОВАНИЯ МАШИНИСТОВ

Для оповещения машинистов о суточном графике или перестроенном оперативном плане пропуска предназначена система информирования машинистов на базе мобильных терминалов – ЭЛЬБРУС–СИМ, имеющая своей целью орг-ю движения грузовых поездов по энергосберегающим расписаниям с исп-м передачи инф-и на борт локомотива о скоростной траектории движения поезда, о режимах упр-я поездом и позиционировании поезда на полигоне.

Система ЭЛЬБРУС-СИМ решает следующие задачи:

• Гармонизация упр-я движением поезда и диспетчерского упр-я.

• Улучшение обратной связи с машинистами поездных диспетчеров и специалистов дирекции тяги.

• Повышение количества поездов, проследовавших по графику.

• Повышение участковых и маршрутных скоростей.

• Экономия энергии на тягу поездов в размере 2-5%.

Система ЭЛЬБРУС-СИМ явилась прототипом проектного решения для массового тиражирования СИМ производителями бортовых устройств на полигонах орг-и движения по графикам ЭЛЬБРУС. Сам прототип системы находится в экспериментальном статусе в экспл-м локомотивном депо Курган.

Особенностью ЭЛЬБРУС-СИМ является исп- клиентского приложения под упр-ем ОС Android и криптошлюза ViPNet для защиты канала передачи данных.

ЭЛЬБРУС-ИСМ: ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЙ СОВЕТЧИК МАШИНИСТА

Для решения более узкой задачи – информирования машинистов только об элементах расписания, разработана система, не требующая специального оснащения локомотива или локомотивной бригады дополнительными устройствами и использующая только имеющиеся в распоряжении локомотивной бригады мобильные устройства под упр-ем ОС Android – ЭЛЬБРУС–ИCМ.

Система ЭЛЬБРУС-ИСМ решает задачи информирования машиниста о:

• о расписании движения поезда;

• о рекомендуемой скорости движения по перегонам.

В настоящее время разработан и продемонстрирован потенциальному функциональному заказчику прототип системы ЭЛЬБРУС-ИCМ.

АС ЭНЕРГОСЕРВЕР: ФАБРИКА ЭНЕРГООПТИМАЛЬНЫХ РАСЧЕТОВ

Задача экономии энергии на тягу поездов является многоэтапной и многоуровневой. На первом этапе – суточном планировании, экономия достигается за счет разработки прогнозного суточного энергоэффективного графика ЭЛЬБРУС, минимизирующего число стоянок грузовых поездов под пропуск пас-х и пригородных поездов. На втором этапе – оперативном перестроении графика и построении оперативного плана пропуска, дополнительная экономия достигается за счет актуализации данных о массе и длине поезда, а также условиях пропуска. И, наконец, на третьем этапе – непосредственном ведении поезда  машинистом, экономия достигается за счет использования результатов энергооптимального тягового расчета и формируемых в его результате энергооптимальной кривой и режимов упр-я поездом.

Для решения этой задачи разработана система АЭ СИМ-У, называемая также фабрикой энергооптимальных расчетов – АС Энергосервер, имеющая целью своей разработки и использования экономию электроэнергии на тягу поездов и решающей следующие задачи:

• расчет энергооптимальных скоростных траекторий и режимов упр-я для поездов по данным о составе поезда, его расписании, условиях пропуска, тяговых и тормозных характеристиках локомотива, а также профиля и плана пути;

• автоматического обслуживания смежных автоматизированных систем в режиме «запрос–ответ» с выдачей результатов расчета энергооптимальных скоростных траекторий и режимов упр-я поездом по стандартизированному протоколу инф-го обмена.

В настоящее время фабрика энергооптимальных расчетов АС Энергосервер сдана заказчику на полигоне Южно-Уральской железной дороги.

ЭЛЬБРУС-РПС: РАСЧЕТ ПРОПУСКНЫХ СПОСОБНОСТЕЙ

Комплексный подход к исследованию пропускных и провозных возможностей жд-го полигона учитывает текущее состояние инфр-ры и технологии орг-и движения поездов. Методика опр-ния резервов провозной способности, разработанная специалистами АО «ВНИИЖТ», позволяет выполнить оценку возможности освоения перевозок на исследуемом напр-и.

Статистическая оценка числа грузовых поездов на исследуемом напр-и железной дороги дает возможность опр-ния максимальных размеров движения грузовых поездов на напр-и.

Построить и исследовать эту зависимость можно только методами имитационного моделирования, так как цена ошибки при работе реальной системы в условиях высокой нагрузки слишком велика.

Загрузка некоторых напр-й сети железных дорог сейчас такова, что пер-й процесс уже находится в критической зоне расчетных графиков, что непременно вызовет в ближайшей перспективе падение участковой скорости при исчерпании пропускной способности.

Научная основа исследования резервов пропускных и провозных способностей с помощью имитационного моделирования позволяет определить максимальные размеры движения грузовых поездов на напр-и.

Применение методов имитационного моделирования для оценки резервов провозных способностей железных дорог обеспечивает поддержку принятия решений по развитию проблемных напр-й.

ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЙ ТРЕНАЖЕР ДЛЯ ОБУЧЕНИЯ МАШИНИСТОВ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИМ ПРИЕМАМ УПР-Я ПОЕЗДОМ

Для того, чтобы машинисты могли воспользоваться энергооптимальной кривой и рекомендованными режимами упр-я поездом, они должны быть обучены навыкам энергооптимального упр-я движением поезда по заданному расписанию..

Для решения этой задачи разработан интеллектуальный тренажер для обучения машинистов энергосберегающим приемам упр-я поездом, объединяющий в себе в интерактивном режиме функции рабочего места обучаемого машиниста и рабочего места инструктора и решающей следующие задачи:

• Первоначальная подготовка (самоподготовка) машинистов на базе типовых упражнений.

• Отработка энергооптимального упр-я на реальном участке для заданных параметров: состав, условия пропуска и сцепления.

• Контроль уровня подготовки машинистов с регистрацией результатов в базе данных для последующего анализа.

В настоящее время разработан и продемонстрирован потенциальному функциональному заказчику прототип системы.