Цифровые и платформенные решения при разработке высокоскоростных магистралей (ВСМ)

На основании зарубежного и российского опыта принято считать, что высокоскоростные магистрали (ВСМ) – это выделенная (специализированная) вновь построенная высокоскоростная железнодорожная линия, на которой по всей ее длине или на отдельных участках оборачиваются пассажирские поезда со скоростями выше 200 км/ч (в России) и выше 250 км/ч (в мире) [1]. Высокоскоростные магистрали – это визитная карточка любого государства, которая показывает уровень его технологического и экономического развития. В качестве социально-экономических эффектов от создания сети ВСМ можно рассмотреть следующие показатели:

1. Повышение мобильности пассажиров и экономия их времени, увеличение пассажиропотока и создание новых рейсов;
2. Повышение уровня комфорта и безопасности (по сравнению с другими видами транспорта);
3. Объединение крупных городов и стимулирование развития экономики страны;
4. Эффект агломерации улучшение связей между административными центрами и периферийными районами, что приводит к более динамичному развитию отстающий регионов;
5. Формирование новых мультимодальных транспортных систем совместно с авиасообщением, пригородными поездами и общественным городским транспортом;
6. Развитие экологически чистого транспорта;
7. Повышение социально-экономического потенциала страны, поскольку развитый транспорт является основой процветания целого ряда других индустрий, а также принципиальным условием улучшения инвестиционного климата в стране;
8. Повышение квалификации российских специалистов и уровня занятости населения;
9. Развитие туризма. Проекты ВСМ соединят в единую систему значительное число городов, обладающих существенным потенциалом развития туристической отрасли и до сих пор слабо известных за пределами России (например, исторический центр Нижнего Новгорода). Соответственно, оператор ВСМ будет иметь значительные возможности по развитию туристических перевозок;
10. Повышение престижа отечественных железных дорог и государства в международном аспекте. Создание любой ВСМ требует значительных научно-исследовательских работ, без которых невозможно решить задачу достижения требуемой скорости на определённом рельефе (ЦМР), с учётом климатических и природных условий.

Сегодня, ключевым ресурсом, которым обладает каждый из нас, является время. Современные транспортные технологии позволяют не только сократить время в пути, за счет применения высоких скоростей, но и снизить его при пересадке с одного вида транспорта на другой. В данном ключе, существует очевидная необходимость проектирования и внедрения ВСМ, поскольку этот вид транспорта является прямым конкурентом авиасообщению не только по показателям скорости и безопасности, но и по наличию большей провозной и пропускной способности, а сами вокзальные комплексы, зачастую, располагаются в центральных районах городов, что делает поездку пассажиров географически удобной. Для совершенствования этого положения, появилась тенденция к строительству, так называемых, транспортно-пересадочных узлов (ТПУ), которые понимаются как комплексы объектов недвижимого имущества, которые включают в себя земельный участок, либо несколько земельных участков с расположенным на них, над или под ними объектами транспортной инфраструктуры, а также другими объектами, предназначенными для обеспечения безопасного и комфортного обслуживания пассажиров в местах их пересадок с одного вида транспорта на другой [2].

Так, например, исходя из нормативно-технической документации ОАО «РЖД», при проектировании ВСМЖ-1 Москва – Санкт-Петербург предполагается строительство ТПУ «Петровско-Разумовский» и ТПУ «Рижский», что позволит пассажирам в короткие сроки осуществить пересадку на необходимое им направление. Однако, без применения цифровых систем и технологий, возникновение таких крупных проектов становится затруднительным и практически невозможным. Сами требования к проекту ВСМ, а также ее эксплуатация, нуждаются в серьезной технологической базе, которая будет способна создавать на своей цифровой платформе различного рода сервисы, имеющие возможность интегрироваться в другие экосистемы, например, в экосистему «Умный город». К рассматриваемым технологиям, могут быть отнесены:

• «Big Data» (Большие Данные) – технология, которую можно использовать для формирования надежной инфраструктуры по сбору, анализу, обработке данных, подготовке соответствующих прогнозов для формулирования и решения сложных задач;
• «Internet of Things» (IoT, Интернет Вещей) – технология, при которой происходит внедрение датчиков для соединения важнейших объектов инфраструктуры и подвижного состава, создание узлов и закрепление их в единую базу, позиционирующую себя в роли вспомогательного элемента формирующейся платформы;
• «Artificial Intelligence» (ИИ, Искусственный интеллект) – выполняет функцию моделирования и с помощью эффективного анализа, позволяет выявить новые потребности человека и разработать новые услуги (Приложения), касающиеся интересов всех участников логистической цепи, как в условиях грузоперевозок, так и для пассажирского сообщения;
• Интеллектуальные системы и др.

Рассмотрим ряд качественных эффектов, которые станут результатом внедрения и использования различных цифровых и автоматизированных решений на ВСМ.

1. Мобильность.

На сегодняшний день, мобильность для транспорта – это интегральные и полезные приложения, позволяющие осуществлять сквозное планирование находясь, непосредственно, в поездке. Это направление связано с созданием платформенных решений и экосистем, которые всесторонне связывают потребности клиентов и интегрируются в готовые решения, как на смартфонах, так и на других гаджетах. Сюда же входят и электронные билеты, и их оплата.

2. Автоматическое управление подвижным составом.

Создание новой инфраструктуры с применением различного рода автоматизированных решений, приспособленных к выполнению различных операций в режиме реального времени без участия в них человека, но под его контролем.

3. Логистика.

Существенная доля полезности перевозки напрямую заключается в логистической сфере, так как происходит перевозка товаров (грузов) «от двери до двери», а при перевозке пассажиров происходит формирование идей, связанных с развитием территорий, за счет чего, наблюдается рост числа корреспонденций и самих пассажиропотоков на наиболее популярных направлениях. Все эти моменты основываются на предпочтениях людей, как пользователей предоставляемых услуг в конкретной среде. И, если человек делает выбор, то его нужно вносить в специализированный документарный базис, закреплять в методологии для того, чтобы правильно спланировать логистику, а также, само перемещение людей. Исходя из предпочтений людей, меняется и сам поезд, и применяемые в нем технологии, и весь спектр услуг, который, так или иначе, направляется на них (пользователей). При построении мультимодальных логистических цепочек необходимы новые подходы, которые требуют максимального внимания к деталям, а именно, к организации и планированию перевозок, информационному обеспечению и методам, связанным с прямым удовлетворением требований заказчиков в режиме реального времени.

4. Энергетика.

В данном направлении выделяют несколько ключевых моментов:

• Рост энергоэффективности, за счет внедрения информационных технологий, позволит сократить эксплуатационные расходы и получить дополнительные резервы эффективности работы оборудования;
• Внедрение «умных систем» позволит осуществлять перераспределение энергии, накапливать и распределять ее в зависимости от спроса и предложения.

5. Точность.

Определяется за счет:

• выполнения эксплуатационных показателей вплоть до секунды;
• «умного управления», обеспечиваемого нахождение и движение поезда в заданном месте с заданной скоростью;
• динамического графика движения поездов с возможностью быстрого восстановления поездной ситуации в случае технического отказа.

6. Простота.

Заключается в сокращении лишних движений (нажатие клавиши, ее регистрация) – все это лишняя транзакция, которая снижает от 13 до 20 % потенциального количества пользователей.

7. Ценность интерфейса.

Специалисты, которые могут разработать правильный и удобный интерфейс, это не всегда программное обеспечение, это в том числе и логистика в границах ТПУ.

8. Содержание и ремонт подвижного состава и инфраструктуры.

Все это происходит по фактическому состоянию с активным использованием технологий промышленного Интернета Вещей, что позволяет исключить непроизводительные пробеги подвижного состава, своевременно осуществлять замену элементов инфраструктуры и снижать затраты на содержание и ремонт.

Транспортно-пересадочные узлы (ТПУ) – это не только пространство, которое объединяет различные виды транспорта и имеет связи с транспортными системами городских агломераций, но в него также входит управление пассажиропотоками с физической идентификацией, где реализуется простая навигация как внутри ТПУ, так и в зоне посадки/высадки пассажиров, а также обеспечивается автоматизированная обработка грузов и багажа;

9. Экологический фактор.

Возможность внедрения современных «зеленых» технологий, позволяющих дополнительно снижать уровень шума и вибрации, а также уменьшать уровень вредных выбросов.

Таким образом тенденция, называемая «Цифровой поезд», приведет к следующему:

• «Умный поезд» имеет способность в автоматическом режиме контролировать, диагностировать и управлять бортовым оборудованием, связываться с системами управления и обеспечения безопасности движением, с диагностическими центрами и другими поездами и объектами инфраструктуры;
• Применяемые платформы позволят упростить управление инфраструктурой и движением подвижного состава, сократить человеческие затраты и увеличить скорости движения;
• Использование непрерывной аналитики и индустриального интернета вещей позволит скоординировать движение поездов, сформировать расписание и распределить пассажиров без участия человека.

Исходя из всего вышесказанного, можно заявить о том, что цифровые технологии перевозочного процесса являются неотъемлемой частью эксплуатации высокоскоростных магистралей, а цифровые платформы станут ключевыми центрами интеграции железнодорожного транспорта с другими видами транспорта, что позволит создать экосистему, в которой каждый из участников рынка может найти свое место и возможность предложить услугу и самые различные сервисы клиентам.