Внедрение бортовой диагностики подвижного состава: технология от СТМ
Надежности узлов, агрегатов и систем подвижного состава всегда уделяется много внимания. Это важный эксплуатационный показатель для перевозчика. Ему необходимо понимать техническое состояние техники, правильно оценивать сроки межремонтных интервалов, сокращать издержки от внеплановых проектов и, конечно же, гарантировать качественный сервис своим клиентам – пассажирам и грузоотправителям. С целью повышения эксплуатационных показателей работы подвижного состава, производимого «Синара – Транспортные Машины» (СТМ), сегодня ведется разработка системы диагностики DTscan. Она уже пилотно тестируется на электропоездах ЭС2Г «Ласточка» в Московском транспортном узле, а также на высокоскоростных поездах «Сапсан».
Система состоит из нескольких частей:
1. Аппаратная часть. В нее входят различные датчики, вычислительные блоки, коммутаторы, сервер.
2. Алгоритмическая часть. Она отвечает за обработку получаемых от аппаратной части данных с подвижного состава с применением разработанных алгоритмов, матриц, математических моделей и систем ИИ.
3. Web-интерфейс. Он состоит из программного обеспечения, позволяющего визуализировать получаемую информацию в удобном для потребителя виде.
Аппаратную часть можно разделить на два набора приборов – бортовой и наземный. Так, в бортовую систему входят различные датчики. Среди них стоит выделить аппаратуру глобальной навигационной спутниковой системы, позволяющую определять координаты и позиционировать подвижной состав, а также бортовой вычислитель, в задачи которого входят предобработка данных, реализация нересурсоемких алгоритмов и передача информации на серверы наземной части по средствам беспроводной мобильной связи (4G LTE).
Для реализации алгоритмической части мы для себя выделили четыре основных направления – диагностика механической части, оценка комфорта и безопасности, диагностика систем, а также диагностика инфраструктуры. На данный момент уже реализованы алгоритмы, позволяющие оценить техническое состояние тягового электродвигателя по токовым датчикам, установленным на каждой фазе. Оценка комфорта проезда пассажиров и безопасности движения реализуется согласно российским и международным методикам.
Диагностика инфраструктуры в части определения натурных неровностей рельсовых нитей в плане и профиле осуществляется с применением акселерометров, расположенных на буксовом узле тележки подвижного состава, на основе чего могут быть получены отступления (неисправности: просадки, перекосы, шаблон, уровень и т.д.) верхнего строения пути по нормативным показателям.
Web-часть получила название DTdesk. Это кроссплатформенная, корпоративная система, которая позволяет в режиме реального времени увидеть состояние как парка транспортных средств, так и отдельно взятого подвижного состава, оценить его техническое состояние и получить рекомендации по его обслуживанию. В ней на основе получаемых данных возможно формирование отчетов, получение рекомендаций в систему планирования, в единую систему закупок, в систему управления ремонтами и обслуживания, а также передача информации о техническом и прогнозном состоянии подвижного состава в диспетчерский аналитический центр.
На данный момент в DTdesk уже реализовано несколько сервисов. Во-первых, это карта, которая позволяет в режиме реального времени понимать траекторию движения состава, количество пройденных кругов, вывести на экран графики необходимых метрик по времени и по пути.
Во-вторых, доступна страница диагностики, на которой представлен перечень доступных поездов на линии с отображением их состояния в режиме «светофора». Пользователь идет по пути от поезда к вагону, а далее к конкретному узлу.
Сейчас система DTscan установлена на двух поездах ЭС2Г «Ласточка», курсирующих по Московскому центральному кольцу (МЦК) и одному из Московских центральных диаметров (МЦД). Также она внедрена на двух высокоскоростных поездах «Сапсан». В опытном режиме система устанавливалась в маневровые тепловозы ТЭМ7, ТЭМ14 и магистральный электровоз 3ЭС8 «Малахит».
В результате опытной эксплуатации DTscan в 2022 году на МЦК были определены места с различием показателей комфорта проезда пассажиров. Стоит отметить, что тогда система работала по километровым столбам, однако сейчас она доработана до попикетного координирования подвижного состава. Точки, характеризующие низкую комфортность, наносятся на карту за несколько кругов: по плотности «облаков» этих точек оценивается состояние различных участков инфраструктуру.
Также на основе нейронных сетей были созданы две прогнозные модели – с шагом прогноза на 20 дней и на 10 лет.
Проект предполагает дальнейшее развитие системы DTscan по трем направлениям:- реализация собственной архитектуры аппаратной части без привязки к конкретным поставщикам;
- расширение перечня диагностируемых систем подвижного состава и методов аналитики;
- интеграция системы в городской наземный транспорт производства СТМ – автобусы, электробусы, трамваи