Е. А. Александров, руководитель проектов ООО «ТМХ Интеллектуальные Системы»
В 2024 г. компания «ТМХ Интеллектуальные Системы» («ТМХ ИС») успешно реализовала масштабный проект по внедрению системы дистанционного видеонаблюдения (СДВ) на локомотивосоставах ТОО «Богатырь Комир» — одного из крупнейших угледобывающих предприятий Казахстана. В рамках проекта системой оснащено 15 локомотивосоставов, что значительно повысило безопасность передвижений вагонами вперед на предприятии. СДВ позволяет машинисту визуально контролировать свободность пути при движении вагонами вперед и получать предупреждения при сближении с препятствием.
Содержание
- Движение составов вагонами вперед
- Система дистанционного видеоконтроля
- Развертывание СДВ на площадке компании «Богатырь Комир»
- Интеграция СДВ с другими системами
Компания «ТМХ ИС» разработала СДВ в 2022 г. с целью повышения эффективности и безопасности передвижений вагонами вперед и внедряет эту систему на различных промышленных объектах. В частности, комплекты СДВ установлены на пяти локомотивах и составах крупнейшего металлургического комбината России. Достигнута также договоренность с компанией «Кузбассразрезуголь» о пилотном внедрении четырех комплектов СДВ на разрезах Кузбасса. Для финансирования разработки системы привлекалась государственная субсидия Минпромторга России.
Движение составов вагонами вперед
Движение составов вагонами вперед на промышленном и магистральном железнодорожном транспорте сопряжено с рисками травмирования персонала, в первую очередь составителя (главного кондуктора), который должен находиться на противоположной от локомотива стороне движущегося состава. В темное время суток составитель может не увидеть препятствие или неправильно оценить расстояние до него. Существует также риск неправильного восприятия машинистом команды составителя из‑на наложения переговоров в эфире, нечеткой дикции или низкого качества радиосвязи. На промышленном транспорте ситуация усугубляется возможностью появления неожиданных препятствий на пути, нарушения габаритов и ограничением видимости в том числе из-за стесненных горных условий.
При следовании составов вагонами вперед в карьерах и выработках без сопровождения составителя возникает риск травмирования людей, столкновения с автотранспортом, взреза стрелочного перевода, поскольку машинист не может в полной мере оценить эксплуатационную ситуацию перед первым по ходу движения вагоном состава и вынужден контролировать свободность пути в условиях ограниченной видимости.
Для устранения перечисленных рисков необходимо убрать человека из опасной зоны, предоставив машинисту возможность оперативно оценивать обстановку перед вагонами при помощи технических средств с увеличением дальности обзора на неосвещенных участках в темное время суток.
Система дистанционного видеоконтроля
Именно эти задачи решала компания «ТМХ ИС» при разработке СДВ. В состав системы входит мобильный блок видеоконтроля (МБВ), который устанавливается на хвостовой вагон состава и передает изображение на монитор моноблочного компьютера в кабине машиниста. Запатентованный «ТМХ ИС» корпус мобильного блока (рис. 1) имеет геометрические параметры, позволяющие быстро (за 15 с) устанавливать его на автосцепку СА-3 без применения каких‑либо крепежных элементов. Модуль надежно фиксируется в автосцепке, его падение на путь исключается. Машинист может определять расстояние до препятствия при помощи выводимой на экран монитора сетки условных расстояний (рис. 2). Наличие какой‑либо дополнительной квалификации персонала не требуется.
Рис. 1. Монтаж мобильного блока видеоконтроля на автосцепке
Рис. 2. Моноблочный компьютер с выведенной на экран сеткой расстояний
Система обеспечивает дальность контроля свободности пути не менее 100 м в любое время суток. Интегрированная в МБВ видеокамера оснащена EXIR-подсветкой для захвата изображения в инфракрасном диапазоне в темное время суток.
Величина зоны визуального контроля практически не ограничена по профилю и плану пути. Объектив видеокамеры с фокусным расстоянием 2,8 мм позволяет визуально контролировать зоны на участках с разными профилем и планом пути. Угол обзора и ракурс соответствуют привычным для машиниста реалиям, что облегчает определение расстояний, оценку эксплуатационной обстановки и привязку к маршруту следования. Система успешно прошла испытания на уклонах крутизной 40 ‰ и в кривых радиусом до 50 м. Емкости встроенного в МБВ аккумулятора хватает на работу в течение не менее 12 ч даже при температуре до –40 °C. Для установки сменного аккумулятора не требуются дополнительные инструменты.
Работоспособность системы не зависит от длины состава, поскольку соединение локомотивного оборудования СДВ с мобильным блоком видеоконтроля устанавливается через сеть LTE, промышленный Wi-Fi с покрытием участка обслуживания или другой подходящий канал радиосвязи. Дополнительное оборудование на объектах инфраструктуры не требуется. Для сопряжения локомотивного блока с мобильным блоком используются запрограммированные производителем идентификационные номера.
«ТМХ ИС» поставляет СДВ, адаптированную под индивидуальные потребности заказчика. Кроме выбора того или иного канала радиосвязи, предусмотрены возможность питания мобильного блока от внешнего источника и варианты защиты оборудования мобильного блока при выполнении погрузочных операций. Система удовлетворяет требованиям по устойчивости к вибрационным и ударным нагрузкам М26 по ГОСТ 30631 – 99.
Для автоматизации контроля свободности пути в СДВ применяются технологии машинного зрения. Захваченные мобильным модулем изображения не только транслируются машинисту для визуального контроля, но и обрабатываются нейросетью, идентифицирующей рельсовую колею, что позволяет выдавать машинисту визуальное и звуковое оповещения при перекрытии контролируемого участка пути любым объектом — железнодорожным подвижным составом, автотранспортным средством, человеком, другими препятствиями вплоть до тормозных башмаков.
Масштабное внедрение системы позволяет сократить штат составителей, оставив дежурных (резервных) составителей только в парках станций.
Развертывание СДВ на площадке компании «Богатырь Комир»
Компания «Богатырь Комир» обратилась к «ТМХ ИС» с предложением изучить возможность оборудования системой дистанционного видеоконтроля вскрышных локомотивосоставов постоянного формирования на территории своих карьеров. Особенность этих составов состоит в наличии питающего напряжения на хвостовом вагоне, которое служит для электроснабжения светосигнальных устройств. Кроме того, при погрузке породы существуют риски ее осыпания, что требовало усиления мобильного блока видеоконтроля.
На первом этапе предсерийным комплектом СДВ был оборудован тяговый агрегат серии ОПЭ-1 с составом из шестиосных думпкаров, после чего началась его тестовая эксплуатация в реальных условиях. В доработанном мобильном блоке видеоконтроля антенну расположили снизу и усилили до 5 мм верхний лист корпуса, чтобы исключить повреждения при погрузке породы в думпкары. Кроме того, был разработан блок заряда и питания для хвостового вагона, чтобы обеспечить электроснабжение МБВ от внешнего источника и использовать аккумуляторную батарею только для бесперебойного питания.
Во время тестовой эксплуатации при погрузке породы в думпкары произошло падение бутового камня массой около 1 т на мобильный блок, что привело к деформации его корпуса и повреждению внутреннего оборудования. В связи с этим специалисты «ТМХ ИС» спроектировали более защищенную конструкцию корпуса МБВ. Кроме того, совместно с заказчиком было принято решение вынести электронное оборудование в отдельный подвагонный блок, чтобы обеспечить максимальную защиту электронного оборудования. Также потребовалось заменить электрические кабели вдоль всего состава, поскольку в хвосте состава не было стабильного напряжения.
На следующем этапе тестовой эксплуатации было задействовано три комплекта СДВ с вынесенными подвагонными электронными блоками (рис. 3), в которых разместили преобразователи, модемы, зарядные устройства, аккумуляторную батарею и т. п. Конструкция корпуса МБВ, в котором находятся только антенна и видеокамера, была усовершенствована таким образом, чтобы предотвратить повреждения блока при падении на него породы при погрузке (рис. 4).
Рис. 3. Подвагонный электронный блок
Рис. 4. Усовершенствованный мобильный блок на автосцепке хвостового вагона
В настоящее время в постоянной эксплуатации находятся 15 комплектов СДВ, которыми оборудованы все вскрышные составы компании «Богатырь Комир» с тяговыми агрегатами серии ОПЭ-1. За время их работы с сентября 2022 г. на территории предприятия не зафиксированы случаи травмирования как персонала, так и посторонних лиц, а также иные транспортные происшествия при движении вскрышных составов вагонами вперед. Применение СДВ позволило предотвратить два столкновения составов с крупногабаритными бутовыми камнями, которые могли привести к сходам и повреждению вагонов и инфраструктуры.
Внедрение системы, фиксирующей обстановку перед движущимся составом и транслирующей видеопоток на локомотив, также способствовало безусловному соблюдению персоналом требований техники безопасности при нахождении на путях и вблизи от них.
СДВ зарекомендовала себя среди машинистов как удобный, полезный и надежный инструмент, облегчающий их работу, особенно в сложных условиях, когда видимость ограниченна.
«ТМХ ИС» рассматривает систему дистанционного видеоконтроля не просто как технологическое решение, а как важный элемент социальной ответственности в железнодорожной отрасли, позволяющий сохранить жизнь и здоровье составителей поездов на Российских железных дорогах и промышленном транспорте.
Интеграция СДВ с другими системами
Система дистанционного видеоконтроля интегрируется в состав системы обнаружения препятствий (СОП), которая, в свою очередь, является одним из компонентов комплексной безопасной системы дистанционного управления (БСДУ), разработанной «ТМХ ИС» и внедренной на крупнейшем в России металлургическом комбинате. БДСУ позволяет машинисту-оператору управлять локомотивом с носимого пульта (см. «ЖДМ», 2024, № 2, с. 11 – 12). В настоящее время «ТМХ ИС» реализует проект, предусматривающий размещение стационарного пульта дистанционного управления в диспетчерской, что позволит вывести машиниста-оператора из опасной зоны.
Следующим логичным шагом становится переход к беспилотному движению. На первом этапе внедрения беспилотные локомотивы появятся на одном из участков металлургического комбината, затем планируется пустить полностью автоматизированный горочный локомотив и ввести беспилотное движение составов на двухпутном участке с маневровыми и погрузочными операциями. В состав комплекса автоматизации будут включены БСДУ (с СОП и СДВ) и оборудование инфраструктуры, стационарное рабочее место дежурного оператора, посты погрузки/выгрузки, а в дальнейшем предусмотрена также его интеграция с системой микропроцессорной централизации.
Эта статья опубликована в журнале «Железные дороги мира», 2025, № 4.
