Поезда поведут роботы
Безопасность на железнодорожном транспорте является глобальной проблемой. По данным Национального бюро безопасности на транспорте США, аварии на железных дорогах с участием людей или транспортных средств происходят почти каждые два часа, причем ущерб в ходе таких инцидентов измеряется в миллиардах долларов из-за большого урона для инфраструктурных объектов. При этом человеческий фактор является одной из главных причин аварий.
"Эксперты во всем мире в один голос говорят, что решить проблему безопасности движения может роботизация процессов управления поездами. Профессия машиниста одна из наиболее сложных и опасных - работать приходится на пределе возможностей. Роботы позволят снять с машиниста рутинную нагрузку и оказать помощь в экстренных ситуациях. С началом серийных поставок нашей Cognitive Rail Pilot мы уверены, что безопасность маневровых операций на железной дороге выйдет на качественно новый уровень, со снижением числа инцидентов до 70%. Экономическая модель использования системы дает быструю окупаемость за счет повышения ритмичности работы локомотивов", - говорит генеральный директор Cognitive Pilot Ольга Ускова.
При этом железнодорожное сообщение, по оценке исполнительного директора Artezio Павла Адылина, можно назвать более предсказуемым, нежели автомобильное: "Ситуация на железнодорожных путях не меняется настолько быстро и динамично, как в случае с автомобильным движением. Поэтому в какой-то мере обеспечить безопасное автономное управление на железнодорожном транспорте проще, поездам не нужно активно маневрировать и перестраиваться из полосы в полосу. С другой стороны, аппаратное и программное решение все равно должно учитывать множество факторов, включая экстренное реагирование на препятствия, знаки и световые сигналы. Что касается получения нужных разрешений, то процесс автоматизации движения железнодорожного транспорта запущен во многих странах. Автопилот на железной дороге может стать серьезным конкурентным преимуществом и позволит сэкономить средства за счет оптимизации графика грузоперевозок".
Схожую точку зрения высказывает председатель правления Национальной ассоциации участников рынка робототехники (НАУРР) Алиса Конюховская: "В железнодорожном транспорте, в отличие от автомобильного, меньше участников движения и более предсказуемая среда. Развитие беспилотных технологий на железных дорогах может стать хорошим этапом для перехода автоматизации управления автомобильного транспорта".
Железная дорога как транспортная отрасль существенно отличается от любого другого вида транспорта в первую очередь большим потенциалом для автоматизации, уверен директор по продуктовой стратегии группы Т1 Сергей Иванов: "В отличие от автомобильного, железнодорожный транспорт жестко привязан к инфраструктуре дороги и практически не предполагает вариативности в части выстраивания маршрута. Необходимо мониторить активность перемещения объектов в узком территориальном коридоре. Также наличие магистральных каналов связи и электричества вдоль всей дороги позволяет создавать крайне сложные и комплексные системы, которые будут совмещать работу датчиков подвижного состава и размещенных вдоль всей дороги контрольных устройств и контролировать периметр как в месте движения, так и на всем маршруте. Необходимо учитывать, что состав движется с заданной скоростью, что также упрощает процесс использования систем автономного управления. При этом большая часть железнодорожных магистралей в РФ расположены на территориях с низкой плотностью населения, что многократно упрощает задачу по сравнению с автомагистралями. Подобное преимущество есть и у морского трансатлантического транспорта, где количество объектов мониторинга крайне мало".
В итоге российский рынок систем автономного управления на транспорте, по оценке исполняющего обязанности генерального директора компании "Системы компьютерного зрения" (входит в группу "Ланит") Михаила Смирнова, имеет большие перспективы: "Рынок средств автономного управления на транспорте довольно перспективный, и в ближайшем будущем количество создаваемых внутри него решений будет только расти. В разных странах ведутся активные разработки беспилотных и полностью автономных транспортных средств. И если переход на беспилотные пассажирские авто может растянуться во времени ввиду многих сдерживающих факторов, то направление большегрузных перевозок полуавтономного и автономного типов развивается быстрее и эффективнее. Уже сейчас крупными игроками рынка созданы и успешно испытаны прототипы шоссейных грузовиков - чаще всего данные решения тестируются в режиме движения колонны большегрузов по автобану или шоссе. Еще одно перспективное направление - автономная спецтехника, используемая на производстве, строительных площадках, сельском хозяйстве". Однако, по его мнению, все же люди ошибаются реже, чем автоматика, и данное обстоятельство надо обязательно учитывать в ходе проектов.
В целом в мире рынок систем автономного управления для железнодорожного транспорта интенсивно развивается. По данным аналитиков Visiongain, на текущий момент его объем составляет более $7 млрд и к 2031 г. превысит $21 млрд, среднегодовые темпы роста составят 11,4%.
При этом, как пояснили в Cognitive Pilot, в России у компании нет конкурентов в направлении создания ИИ для управления железнодорожным транспортом. На мировом рынке в качестве серьезного конкурента рассматривают только Siemens, но он находится на более ранней стадии разработок, чем Cognitive Pilot.
Для возможности серийного производства системы Cognitive Rail Pilot компанией Cognitive Pilot получены все необходимые разрешения: декларация соответствия требованиям технического регламента Таможенного союза "О безопасности железнодорожного подвижного состава" (ТР ТС 001/2011), а также декларация соответствия требованиям по безопасности информации Федеральной службы по техническому и экспортному контролю (ФСТЭК). Полученные разрешения позволяют компании начать серийные поставки системы Cognitive Rail Pilot помимо территории России также в Армению, Белоруссию, Казахстан и Киргизию.
В странах ЕАЭС, как и в России, существуют единые требования к такого рода продукции. Разработчики Cognitive Pilot прошли все необходимые испытания в авторизованных в этих странах структурах и подтвердили соответствие требованиям, которые содержит единый для всех стран Технический регламент Таможенного союза "О безопасности железнодорожного подвижного состава". Поэтому, как отметили в пресс-службе Cognitive Pilot, полученные документы дают разрешение на серийное производство и в России, и в перечисленных странах.
Для получения разрешений и подтверждения соответствия установленным отраслевым стандартам, нормам и требованиям безопасности движения железнодорожного подвижного состава и информационной безопасности система Cognitive Rail Pilot практически в течение всего 2021 г. проходила предусмотренные отраслевыми стандартами испытания и экспертизу в аккредитованных ОАО "РЖД" организациях, специализированных лабораториях и испытательных центрах.
В их числе проводились исследования исходного кода ПО Cognitive Rail Pilot, тестирования и испытания аппаратной части по десяткам параметров - электромагнитной совместимости, помехоустойчивости, виброустойчивости, соответствию климатическим нормам, устойчивости к воздействию влаги. Cognitive Rail Pilot удалось достичь высокого уровня точности детектирования опасных объектов и ситуаций, система способна обеспечивать безопасность работы локомотива во всех погодных условиях, включая осадки (дождь, снегопад, туман), а также разное время суток, в которых функционирует подвижной состав РЖД, при диапазоне температур от –40 до +50 градусов.
Годом ранее Cognitive Rail Pilot прошла комплекс ходовых испытаний на подвижном составе. Локомотивы с системой помощи машинисту проехали более 300 часов в режиме опытного пробега с участием специалистов компании и более 5000 часов подконтрольной эксплуатации без их присутствия и доказали, что все технические характеристики соответствуют заявленным в техническом задании.
Всего же процесс разработки Cognitive Rail Pilot, как отметили в пресс-службе компании, занял около трех лет. Инвестиции в проект составили $9 млн. Cognitive Rail Pilot планируется продвигать как на российском, так и на мировом рынке. Как сообщили ComNews, уже есть заказы из европейских и азиатских стран. Производственные мощности компании готовы, чтобы к 2024 г. производить до 5000 комплектов Cognitive Rail Pilot в год.
Михаил Смирнов связывает успех проекта с тем, что основная специфика железных дорог связана с высокой предсказуемостью и регламентированностью передвижения по ним. "Наличие сигнализации и систем безопасности, уже внедренных и используемых. Соответственно, системы автономного управления работают в тепличных условиях контролируемого окружения и резервирования прочими программными средствами", - говорит он.
Совместный проект Cognitive Pilot с ОАО "РЖД" предполагает использование системы помощи машинисту на маневровых локомотивах в рамках сортировочных станций. Сортировочные станции - это один из важных, центральных ж/д-объектов. Операции здесь - одни из самых сложных из тех, что выполняются на ж/д, и поэтому автоматизация в этой зоне востребована в наибольшей степени. Система должна в любую погоду, дождь, снег и туман, ориентироваться в огромном количестве и сложной топологии путей, стрелок, карликовых и мачтовых светофоров, понимать направление движения, определять "свой" путь, от которого зависит привязка к светофору. У маневровых локомотивов есть даже "свои" светофоры. В отличие от магистральных перевозок, где сигналы передаются по рельсовым цепям, для них задача определения сигнала светофора также лежит на машинисте.
В настоящее время данная технология промышленно нигде в мире не применяется.
Программно-аппаратный комплекс Cognitive Rail Pilot состоит из вычислительного блока, который установлен в кабине машиниста. На локомотиве также установлено два комплекта датчиков в передней и задней части локомотива. При этом каждый состоит из трех камер (ближнего, среднего и дальнего обзора), радара и других элементов управления. Оборудование для Cognitive Rail Pilot производится на первой в России робофабрике в Томске.
Во время ведения разработок по проекту компания Cognitive Pilot запатентовала более 15 результатов интеллектуальной деятельности. В их числе как программно-аппаратный комплекс помощи машинисту локомотива в целом, так и его отдельные подсистемы: система распознавания светофоров в ночное время суток, решение по организации работы и поддержке эксплуатационных условий блока видеокамер и др.
У данного решения есть большой экспортный потенциал. Как напоминает Сергей Иванов, в большинстве стран хоть и накоплен соответствующий опыт, но он весьма ограничен: "В Европе системы автономного управления используются достаточно давно - например, в поездах, перемещающихся между терминалами в аэропортах. Однако десятилетия использования технологии в ограниченном формате не позволяют накопить критическую массу достоверных данных для тиражирования технологии, так как маршрут крайне ограничен, а количество и вариативность событий малы. Начало массового использования подобных технологий создает значительный экспортной потенциал решений. Например, в Китае высокоскоростные поезда "Фусин", развивающие скорость до 350 км/ч, работают в режиме автоматического управления, которое осуществляется Китайской системой управления движением поездов - CTCS, Chinese Train Control System".
Михаил Смирнов также уверен, что экспортный потенциал у подобных систем есть, хотя РЖД вкладывает в них существенно больше средств, чем европейские компании: "Есть основание полагать, что в данном направлении уже наработан некий приоритет и решение может быть предложено в Европу, Африку, на Ближний Восток".
По мнению Павла Адылина, нужно понимать, что концепция построения железнодорожных перевозок в разных странах может отличаться: "Вряд ли мы скоро увидим универсальные решения, которые подошли бы для всех участников рынка железнодорожных перевозок. Скорее всего, решения будут создаваться под конкретного заказчика, который способен финансировать такую разработку и адаптировать ее исключительно под свои потребности и особенности парка техники и ведения бизнеса в целом".
