Системы управления движением поездов по радиоканалу для магистральных линий
В 2024 г. продолжилось развертывание европейской системы управления движением поездов ETCS на железных дорогах стран Европы и других континентов. В Европе внедряется преимущественно система ETCS уровня 2 на основе радиоканала, позволяющая сократить объем напольного оборудования ЖАТ и обеспечить безопасное движение поездов со скоростью более 160 км/ч. Вступившая в действие в 2023 г. базовая версия 4 спецификации ETCS включает новые функции: автоведение с уровнем автоматизации GoA2 и меры подготовки к запланированному на вторую половину 2020‑х годов внедрению системы радиосвязи нового поколения FRMCS (вместо устаревшей GSM‑R) и цифровой автосцепки DAC.
Стратегию перехода к ETCS уровня 2 в масштабе всей сети приняли многие европейские страны — Германия, Италия, Дания, Норвегия и др. С планом ускоренного развертывания ETCS в Италии можно ознакомиться у нас на сайте.
В 2024 г. было реализовано несколько важных проектов ETCS уровня 2 в Европе, в том числе на первом участке в Норвегии, на рудовозной линии в Швеции и на опытном участке в Финляндии. Также начались работы по внедрению ETCS в Германии на линии, примыкающей к Дании. Кроме того, подписан контракт с компанией Siemens на оборудование коммерческой системой ETCS первой линии в Финляндии.
Приемоответчики и сигнальные знаки ETCS на рудовозной линии Malmbanan в Швеции (фото: Trafikverket)
Во многих случаях планы развертывания ETCS своевременно выполнить не удается. Например, Дания, которая в свое время первой в Европе приняла план полного обновления устройств ЖАТ и перехода к ETCS, уже несколько раз переносила сроки пуска ETCS на сети и теперь намерена завершить развертывание только в 2033 г.
В Германии решение об ускоренном внедрении ETCS уровня 2 и цифровых систем микропроцессорной централизации (МПЦ) было принято в 2019 г., однако темп их развертывания оказался ниже, чем планировалось. В настоящее время ситуация в отношении сроков реализации проектов ETCS остается неясной. Немецкие СМИ со ссылкой на источники в DB и минтрансе страны сообщали, что программа оснащения системой ETCS и цифровыми МПЦ железных дорог Германии (DB) может быть значительно сокращена, а оценка ее стоимости увеличилась до 69 млрд евро (по сравнению с 31,7 млрд евро по прогнозу от 2018 г.). При этом DB могут перенести срок массового развертывания ETCS уровня 2 без напольных светофоров (ETCS L2oS) с 2028 на 2035 г., поскольку эксплуатация ETCS L2oS требует предварительного дооснащения бортовыми устройствами ETCS всего подвижного состава. В конце декабря 2024 г. DB выпустили короткий пресс-релиз, где не подтвердили и не опровергли эту информацию, сообщив лишь, что пилотный проект цифровизации Штутгартского железнодорожного узла будет выполнен в полном объеме.
Сейчас система ETCS L2oS внедрена в Германии на высокоскоростных линиях Эрфурт — Галле/Лейпциг, Эбенсфельд — Эрфурт и Вендлинген — Ульм. Подробнее о системе ETCS L2oS на линии Вендлинген — Ульм и опыте ее эксплуатации можно почитать в статье на нашем сайте.
В некоторых странах за пределами Европы систему ETCS внедряют в модифицированном виде, используя для обмена данными между поездами и центрами радиоблокировки не стандартную сеть GSM‑R, а системы радиосвязи других стандартов. Подобные технические решения были реализованы в Казахстане и Монголии с участием российских компаний, входящих ныне в «Нацпроектстрой», а недавно и в Индии, где на скоростной региональной линии Дели — Газиабад — Мератх компания Alstom внедрила гибридную ETCS уровня 3 на основе радиоканала стандарта LTE в соответствии с контрактом, подписанным в конце 2020 г. (см. также «ЖДМ», 2024, № 12, с. 37 – 40, вскоре эта статья появится на нашем сайте).
Поезд на скоростной региональной линии Дели — Газиабад — Мератх (фото: NCRTC)
В ноябре 2024 г. железные дороги Республики Корея (KNR) объявили о готовности к массовому развертыванию на высокоскоростных линиях системы управления движением поездов KTCS‑2, основанной на сети радиосвязи LTE‑R и использующей технологии ETCS.
В то же время такие страны, как Австралия и Индия, хотя и внедряют на некоторых пригородных линиях систему ETCS, разработали и развертывают собственные системы локомотивной сигнализации с передачей данных по радиоканалу, которые лучше соответствуют их условиям и дешевле по сравнению с ETCS. Статьи об австралийской системе ATMS и индийской Kavach опубликованы на нашем сайте. В апреле 2024 г. отвечающая за внедрение ATMS австралийская госкомпания Australian Rail Track (ARTC) подписала с американской корпорацией Wabtec соглашение с целью обеспечения совместимости ATMS и ETCS.
Инновации в сфере инфраструктуры ЖАТ
На европейских железных дорогах отчетливо виден тренд к стандартизации интерфейсов систем централизации на основе спецификаций EULYNX, развитием которых с конца 2022 г. занимается консорциум System Pillar партнерства Europe’s Rail. Стандартизация интерфейсов должна обеспечить снижение стоимости систем ЖАТ и расширить круг поставщиков оборудования, прежде всего объектных контроллеров. Можно ожидать, что в будущем EULYNX войдет в состав европейских спецификаций TSI. Несколько лет назад спецификации EULYNX были приняты в качестве стандарта в Финляндии.
На выставке InnoTrans в сентябре 2024 г. стрелочный объектный контроллер FAdP Point Control, отвечающий требованиям стандарта EULYNX, представила компания Frauscher, которая является мировым лидером в разработке и поставке систем счета осей и датчиков колес подвижного состава. В декабре стало известно, что Frauscher поставит первые два контроллера FAdP Point Control в Финляндию вместе с системами счета осей, интерфейсы которых выполнены по стандарту EULYNX.
Еще один тренд — это облачные технологии в сфере ЖАТ. Например, стратегия управления движением поездов на железных дорогах Германии, обнародованная в марте 2024 г., предусматривает концентрацию автоматизированных рабочих мест дежурных по станциям в 111 центрах оперативного управления BSO, распределенных по сети DB, а компьютерного оборудования для реализации логики зависимостей МПЦ — в 52 технических центрах TSO, откуда будет осуществляться безопасное управление стрелками и другими напольными устройствами на станциях. Согласно стратегии, к строительству центров BSO и TSO планировалось приступить в 2024 – 2025 гг. и в основном завершить их развертывание в 2031 – 2034 гг., однако теперь сроки могут быть пересмотрены из-за сокращения программы внедрения ETCS и цифровых МПЦ.
Системы управления движением поездов по радиоканалу (CBTC) для метро и других видов городского рельсового транспорта
В последние годы практически все проекты строительства новых и модернизации существующих линий метро за пределами стран СНГ предполагают внедрение системы CBTC, во многих случаях дополненной системой автоведения ATO с уровнем автоматизации GoA4. В течение декабря 2024 г. в Эр‑Рияде были пущены сразу пять линий беспилотного метро, еще одну линию планируют ввести в эксплуатацию 5 января 2025 г. В результате в столице Саудовской Аравии будет сформирована сеть линий метро общей протяженностью 176 км с 85 станциями. Системы CBTC для двух линий поставила компания Siemens Mobility, для трех — Alstom и для одной — Hitachi Rail.
Беспилотный поезд на линии Yellow метро Эр-Рияда (фото: Hill International)
В 2024 г. было открыто в полном объеме движение беспилотных поездов на линии 4 метрополитена Парижа (поставщик CBTC — Siemens), введена в эксплуатацию первая линия метро в Салониках (Греция) с беспилотным движением (поставщик CBTC — Hitachi Rail) и первая линия с CBTC на метрополитене Токио. Компания Siemens Mobility стала победителем тендера по развертыванию системы управления движением поездов по радиоканалу (CBTC) на линиях U5 и U8 метрополитена Берлина, а Alstom внедрит CBTC для беспилотного движения на нескольких линиях метрополитена Бангалора в Индии и на пригородной сети Перта в Австралии. В Праге началась подготовка тендера на поставку CBTC для двух линий, одна из которых действующая.
Компании Stadler и CAF объявили в 2024 г. о завершении разработки собственных систем CBTC, причем Stadler смогла выйти со своим техническим решением на рынок CBTC в США. По контракту стоимостью 500 млн долл. США она в течение 8 лет развернет систему CBTC на метрополитене Атланты, включающем четыре линии протяженностью 77 км с 38 станциями.
Компании-разработчики продолжают активно развивать системы CBTC. В ноябре 2024 г. Hitachi Rail сообщила, что инвестирует 71 млн долл. США на создание системы управления движением поездов по радиоканалу (CBTC) SelTrac нового поколения G9, в которой предусмотрено использовать такие технологии, как искусственный интеллект, сеть радиосвязи стандарта 5G, периферийные и облачные вычисления. В январском номере журнала «ЖДМ» опубликована статья о предлагаемой компанией Siemens Mobility стратегии путецентричного развития CBTC на основе облачных технологий. Эта статья вскоре появится и на сайте zdmira.com.
Беспилотные технологии на магистральных железных дорогах
В отличие от метрополитенов и других рельсовых транспортных систем с изолированной инфраструктурой и платформенными дверями на станциях переход к беспилотному движению на магистральных железных дорогах требует решения множества технических и иных вопросов, обусловленных возможностью появления в зоне путей посторонних лиц и эксплуатационного персонала.
Российские железные дороги в августе 2024 г. начали регулярную эксплуатацию на Московском центральном кольце электропоезда «Ласточка» с системой обнаружения препятствий, управление движением и торможением которого осуществляется автоматически под контролем машиниста, который отвечает за открытие и закрытие дверей.
В феврале и марте 2024 г. Федеральные железные дороги Швейцарии (SBB) совместно с Alstom провели эксплуатационные испытания системы дистанционного управления локомотивом. Система, разработанная компанией Alstom, позволяет оператору управлять тяговым подвижным составом из территориально удаленного пункта. В ходе испытательных поездок машинисты-операторы проверяли возможность управления в дистанционном режиме локомотивом с неисправной системой автоведения при его движении в безопасную зону.
В апреле с компанией Siemens Mobility был подписан контракт, предусматривающий переход к беспилотному движению с уровнем автоматизации GoA4 на всей сети городской железной дороги (S‑tog) Копенгагена протяженностью 170 км. Проект будет реализован поэтапно, первые беспилотные поезда появятся на S‑tog Копенгагена в 2030 г. Проект в целом завершится в 2038 г., до этого срока предусмотрено смешанное движение беспилотных поездов и поездов с машинистами на борту с уровнем автоматизации GoA2.
В июле стало известно о проведении испытаний системы распознавания препятствий на одном из поездов городской железной дороги (S‑Bahn) Берлина. В будущем оснастить такой системой планируется до 10 поездов S‑Bahn Берлина. Цель тестирования состоит в проверке параметров системы распознавания препятствий при разных погодных и эксплуатационных условиях, сборе данных для дальнейшего ее совершенствования, выборе оптимальных мест размещения датчиков на подвижном составе и исключении ложных срабатываний системы.
Также в июле компания Toshiba совместно с японской частной железной дорогой Nagano Electric Railway испытала и верифицировала систему автоведения поезда, включающую подсистему распознавания препятствий и обеспечивающую уровень автоматизации GoA2.5, при котором на борту поезда может находиться работник поездной бригады без лицензии машиниста, способный при необходимости инициировать экстренное торможение и организовать эвакуацию пассажиров.
В сентябре компания Alstom на своем предприятии в немецком Зальцгиттере представила региональный поезд, оборудованный в расчете на беспилотное движение в рамках исследовательского проекта ARTE. Были продемонстрированы движение поезда в беспилотном режиме и резервный режим дистанционного управления, при котором оператор использовал планшет. Проект нацелен на автоматизацию управления поездом с использованием бортовых устройств автоведения, распознавания препятствий и европейской системы управления движением поездов ETCS на линиях, еще не оборудованных ETCS. При этом бортовая система должна распознавать показания напольных светофоров.
В Китае в конце сентября состоялся первый опытный рейс беспилотного углевозного поезда, который за 2,5 ч проехал участок протяженностью примерно 200 км. В составе поезда длиной 1,3 км было 108 вагонов, его масса составила 10 800 т. Поездка выполнена в рамках реализации программы перехода от автоматизированного к беспилотному управлению грузовыми поездами.
В декабре компания CAF совместно с железными дорогами Нидерландов (NS) реализовала проект, который охватывал испытания системы автоведения поездов с разными уровнями автоматизации вплоть до беспилотного движения. Испытания проводились на электропоезде Sprinter New Generation постройки CAF с уровнями автоматизации от GoA1 до GoA4.
Перед отправлением беспилотного грузового поезда в Китае (фото: Xinhua)
Компания Digitale Schiene Deutschland (DSD), отвечающая за цифровизацию железных дорог Германии (DB), занимается масштабными исследованиями и разработками, охватывающими разные аспекты беспилотного движения. В частности, в 2024 г. выполнялись рейсы скоростного поезда-лаборатории advanced TrainLab с целью изучения возможности реализации в бортовой системе беспилотного управления функций распознавания наездов на препятствия и их классификации. Распознавание и оценка бортовыми средствами наездов на препятствия являются одной из неотъемлемых функций системы беспилотного управления, соответствующей уровню автоматизации GoA4. Такие наезды неизбежны в случае, например, неожиданного падения на путь деревьев или появления животных перед поездом. Искусственный интеллект должен правильно интерпретировать полученные данные и делать вывод о немедленной остановке поезда или продолжении движения до ближайшей станции. Наряду с камерами, лидарами и радарами поезд-лаборатория оснащен датчиками давления, ускорения, торсионных и ударных нагрузок, а также тензометрическими датчиками.
