Кто бы мог подумать, что железная дорога сможет совершить такой технологический прорыв? Отрасль, которая казалась одной из самых традиционных, вдруг начала активно осваивать новые технологии и стремительно применять их на практике. Расскажем о трендах и технологиях, которые можно встретить на железных дорогах мира уже сейчас.

Технологии рулят поездами

Среди трендов, которые будут менять рынок логистических решений в ближайшем будущем, явно выделяются активная цифровизация клиентского опыта, переход В2В компаний на электронную коммерцию, использование больших данных и искусственного интеллекта. Внутри ряда компаний создается настоящий электронный мозг, который обеспечивает четкую и слаженную работу по доставке груза на всех этапах – от момента заключения договора до поступления продукции на склад получателя. Но работа электронного мозга невозможна без нервной системы, которая связывает все компоненты, образуя единый информационный ландшафт.

Некоторые железнодорожные операторы в качестве «нервной системы» выбрали для себя систему SAP S/4HANA, однако есть и другие платформы, которые позволяют управлять внутренними и внешними процессами компании.

Но вернемся к «электронному мозгу». ИТ-специалисты компании работают над информационными сервисами, которые способны повысить эффективность управления парком, качество планирования и уровень клиентского сервиса. С помощью математических моделей система формирует план перевозок для оптимизации порожнего пробега и простоя вагонов. Алгоритмы должны учитывать множество факторов: эксплуатационную обстановку на сети железных дорог, дислокацию вагонов, дефицит и профицит парка, сроки ремонта и многое другое. Важно, чтобы модель могла обучаться, так как невозможно учесть все факторы на этапе проектирования продукта. Постоянное обучение модели является залогом приживаемости алгоритма в системах помощи принятия решений.

Помимо планирования движения вагонов, информационные системы способны ускорить расчет стоимости перевозки. Если раньше клиенты ждали коммерческие предложения несколько дней, то сегодня на их расчет уходят считанные часы. В автоматическом расчете учитывается множество параметров, включая прогноз порожнего пробега и простой на начальных и конечных операциях. На основе этих параметров формируется окончательная стоимость под конкретный запрос.

ИТ-платформы ускоряют взаимодействие с вагоноремонтными предприятиями. Например, мы используем в совместной работе электронный документооборот и цифровые подписи. За счет интеграции наших информационных систем необходимая информация по ремонту передается между компаниями автоматически, без ручных запросов. Операторы и вагоноремонтные компании управляют ремонтом вагонов в режиме реального времени. Подобные изменения значительно ускоряют процессы и это означает, что клиенты получат подвижной состав под перевозку быстрее и в лучшем качестве.

Цифровые рельсы

Информационные технологии активно используются не только операторами, но и перевозчиком – то есть компанией, которая владеет железнодорожной инфраструктурой страны и обеспечивает движение пассажирских и грузовых поездов. С помощью ИТ-систем прорабатываются маршруты и графики следования составов на сети, задается интервал работы стрелок и светофоров, оперативно вносятся необходимые изменения. Например, японская Toshiba предложила рынку комплекс управления железнодорожными перевозками, который состоит из нескольких систем: контроля движения поездов, планирования и управления электроснабжением. Он повышает стабильность и эффективность функционирования железных дорог, а также гибкость к изменениям существующей ж/д сети. Подобные решения разрабатываются и внедряются в разных странах мира.

Кроме того, железная дорога становится ближе к клиентам. Например, для работы с партнерами сегодня используются современные CRM-системы. Кто-то применяет готовые решения, кто-то разрабатывает свои. Так, российский перевозчик создает собственную систему взаимодействия с грузоотправителями. В ней содержится информация примерно о 300 различных продуктах и сервисах компании и ее дочерних обществ. Значительная часть услуг электронного каталога ориентирована на оптимизацию использования грузового вагона: организацию грузовых экспрессов – ускоренных поездов, маршрутизацию вагонопотоков и многое другое.

Еще одно решение, которое позволило упростить работу клиентов и железнодорожных операторов – онлайн-ресурс для заказа перевозок, вагонов и сопутствующих услуг. Заказ услуги занимает всего несколько минут. Крупнейшие компании уже разместили там свои вагоны, пополнение площадки продолжается. Платформа особенно подходит для тех грузовладельцев, у кого перевозки по сети нерегулярные или «горящие».

Помимо этого, на рынке запущено развитие квантовых технологий коммуникаций. Квантовые технологии относятся к безопасной передаче сообщений и информации на большие расстояния. Пока такая система реализована только в Китае.

Пломба для вагона

В 2020 году была запущена государственная система отслеживания грузоперевозок с использованием электронных навигационных пломб на основе ГЛОНАСС. Фактически это мини-компьютер с большим количеством функций, в котором содержится вся необходимая для перевозки информация. Такие пломбы позволяют контролировать местонахождение вагонов и соблюдение маршрута следования онлайн. Кроме того, с их помощью можно узнать, не было ли попытки хищения груза. В случае несанкционированного вскрытия информация немедленно поступит в ситуационный центр. Таким образом, электронная навигационная пломба – это, фактически, бортовой компьютер, несущий всю необходимую для перевозки информацию.

Еще один вид электронных пломб для вагона, о котором в последнее время говорят все больше, – индикаторные. Это механические пломбы с RFID-меткой или микрочипом. Они подают сигнал «вскрыто»/«не вскрыто» на специальный считыватель. Так как RFID-метки содержат в себе уникальную информацию, их можно использовать и отдельно для учета комплектующих вагонов. Это позволит формировать базы данных запчастей, отслеживать их жизненный цикл и защищать себя от контрафакта. Дальность считывания RFID-меток зависит от их размера, а также применяемой технологии и может в среднем достигать десятков метров.

Но у технологии есть и ограничения. Оборудование может не выдержать перепадов температур и особенностей выгрузки некоторых видов подвижного состава. Кроме того, пока еще нет единых стандартов их применения.

Интеллект на колесах

В настоящее время активное развитие получают системы мониторинга вагонов, которые определяют не только местоположение и скорость их движения, но и считывают технические характеристики, а также проверяют корректность работы узлов и деталей. Данные технологии позволяют повысить открытость информации, обеспечить безопасность движения. Схожие устройства начали использовать на автомобильном транспорте, и они зарекомендовали себя с лучшей стороны. В настоящее время рассматривается целесообразность их внедрения на железной дороге.

Система мониторинга состоит из основного блока, который поддерживает постоянную связь с сервером через спутник, с необходимым набором датчиков для контроля характеристик вагона. Она устанавливается на локомотивы и пассажирские вагоны. В скором времени планируется апробация ее и на грузовом подвижном составе.

Но при этом необходимо решение вопроса электропитания подобных устройств, так как у грузовых вагонов отсутствует система подачи электричества. Проблема электропитания может быть решена путем применения солнечных батарей, виброгенераторов, но для нашей страны все-таки наиболее реалистичный вариант— это применение аккумуляторных батарей. У разных стран уже есть опыт внедрения подобных устройств. Например, в Австралии используются солнечные батареи. Это позволяет отслеживать состояние железнодорожного пути, оценивать степень его износа и подавать сигналы в случае, если впереди опасный участок, который требует не только внимательности машиниста, но и ремонта. Системы, которые выявляют дефекты колес, внедряются в США. На адаптерах колесных пар размещаются датчик, усилитель и блок обработки, которые фиксируют информацию об изменении скорости движения вагона. В Европе есть системы контроля событий, связанных с эксплуатацией грузового вагона. Есть системы, которые измеряют, произошел или нет удар на буферах при перевозке груза. Формирование облика «умного грузового вагона» и его создание – следующий шаг в развитии отечественного вагоностроения.

(НЕ)далекое будущее

От технологий, которые постепенно распространяются по сети железных дорог, перейдем к ближайшей перспективе. В мире все больше внимания начинают уделять экологии. В связи с этим железные дороги кажутся оптимальным видом транспорта. Аналитики не исключают, что многие государства начнут строить многоуровневые дороги для продвижения грузовых и пассажирских составов. Все большую популярность будут приобретать высокоскоростные поезда. Для их движения потребуется подготовить инфраструктуру – уложить бесстыковой путь. Отсутствие стыков позволит снизить сопротивление воздуха при движении поезда и продлить срок службы рельсов. Многие страны, в том числе и Россия, приступили к прокладыванию таких путей на своей территории.

Изменение аэродинамических характеристик поезда – еще одно необходимое требование для организации высокоскоростного движения. Потребуется сократить расстояние между вагонами, уменьшить количество тележек колесных пар. В связи с этим на рынке активизировались компании, которые начали реализовывать давно забытые проекты из прошлого. Тогда они казались чем-то сверхъестественным, а сейчас их применение становится все более очевидным и возможным. Например, возобновилась разработка Hyperloop – поезда на вакуумной подушке. Идея была описана в журнале Scientific American в 1909 году. Первый проект движения поездов в вакууме был предложен в России в 1911 году российским ученым Борисом Вейнбергом. По его замыслу, внутри трубы, из которой откачан воздух, должна была перемещаться капсула. Она приводилась в движение с помощью «электромагнитной пушки» и теоретически могла развивать скорость 800–1000 км/ч. Ученый провел опыты в Томском технологическом институте по перемещению капсулы в трубе, но воплощению идеи помешала Первая мировая война. В 2013 году к идее обратился Илон Маск. По его замыслу, Hyperloop может использоваться как для перевозки пассажиров, так и для доставки грузов. Сегодня есть несколько компаний, которые прорабатывают эту идею: HyperloopTT, Virgin Hyperloop One и SpaceX. Все они добились определенных успехов. Например, SpaceX построила испытательные трассы длиной 1,5 км в Хоторне, Virgin – длиной 0,5 км в Лас-Вегасе, а Hyperloop TT возводит полигон в Тулузе. Кроме того, последняя заключила соглашения о строительстве эксплуатационных трасс длиной 10 км в городах Дубай и Тунжэнь, однако, сроки реализации проекта пока не известны.

Стоит отметить, что беспилотные поезда – тоже реальность. В каких-то случаях машинист контролирует только работу оборудования. Например, в метро Санкт-Петербурга используется компьютерная система, которая контролирует движение и торможение состава, а машинист следит за открыванием и закрыванием дверей и реагирует на внештатные ситуации. Примеры беспилотных поездов уже тоже есть – в подземке Милана, Монреаля и Лондона. Не исключено, что и грузовые составы в скором времени поедут самостоятельно.