Cuireadh tús le forbairt teicneolaíochtaí gan fhoireann ar an iarnród i bhfad ó shin, cheana féin i 1957, nuair a cruthaíodh an chéad chóras treorach uathoibrithe turgnamhach do thraenacha comaitéireachta. Chun an difríocht idir leibhéil uathoibrithe iompair iarnróid a thuiscint, tugadh isteach grádú, a shainítear i gcaighdeán IEC-62290-1. Murab ionann agus iompar bóthair, tá 4 céim uathoibrithe ag iompar iarnróid, a thaispeántar i bhFíor 1.
Fíor 1. Céimeanna uathoibrithe de réir IEC-62290
Tá feiste sábháilteachta ag beagnach gach traein a oibríonn ar líonra Iarnróid na Rúise a fhreagraíonn do leibhéal uathoibrithe 1. Tá traenacha le leibhéal uathoibrithe 2 á n-oibriú go rathúil ar líonra iarnróid na Rúise ar feadh níos mó ná 20 bliain; tá na mílte inneall gluaiste feistithe. Cuirtear an leibhéal seo i bhfeidhm trí halgartaim um rialú tarraingthe agus coscánaithe chun an traein a thiomáint ar bhealach optamach ar fhuinneamh ar feadh bealaigh ar leith, ag cur san áireamh sceideal agus léamha na gcóras comharthaithe innill ghluaiste a fhaightear trí chainéal ionduchtach ó na ciorcaid riain. Laghdaíonn úsáid leibhéal 2 tuirse tiománaithe agus soláthraíonn sé buntáistí maidir le tomhaltas fuinnimh agus cruinneas forghníomhaithe sceidil.
Glacann Leibhéal 3 leis go bhféadfadh nach mbeadh tiománaí sa chábán, rud a éilíonn córas fís theicniúil a chur i bhfeidhm.
Glacann Leibhéal 4 leis go bhfuil easpa iomlán tiománaí ar bord, rud a éilíonn athrú suntasach ar dhearadh an innill ghluaiste (traein leictreach). Mar shampla, tá scoradáin chiorcaid ar bord nach féidir a athshocrú má thuislítear iad gan duine ar bord.
Faoi láthair, tá tionscadail chun leibhéil 3 agus 4 a bhaint amach á gcur i bhfeidhm ag cuideachtaí móra ar fud an domhain, mar shampla Siemens, Alstom, Thales, SNCF, SBB agus daoine eile.
Chuir Siemens a thionscadal i láthair i réimse na dtramanna gan tiománaí i mí Mheán Fómhair 2018 ag taispeántas Innotrans. Tá an tram seo ag feidhmiú i Potsdam le leibhéal uathoibrithe GoA3 ó 2018 i leith.
Fíor 2 Tram Siemens
In 2019, mhéadaigh Siemens fad an bhealaigh gan fhoireann níos mó ná 2 uair.
Bhí cuideachta Iarnróid na Rúise ar cheann de na chéad chuideachtaí ar domhan a thosaigh ag forbairt feithiclí iarnróid gan fhoireann. Mar sin, ag stáisiún Luzhskaya in 2015, seoladh tionscadal chun gluaiseacht 3 innill shunting a uathoibriú, áit ar ghníomhaigh NIIAS JSC mar chomhtháthóir tionscadail agus forbróir na dteicneolaíochtaí bunúsacha.
Is próiseas casta, casta é inneall gluaiste gan foireann a chruthú nach féidir a dhéanamh gan comhoibriú le cuideachtaí eile. Mar sin, ag stáisiún Luzhskaya, in éineacht le JSC NIIAS, tá na cuideachtaí seo a leanas rannpháirteach:
- JSC "VNIKTI" i dtéarmaí córas rialaithe ar bord a fhorbairt;
- Siemens – i dtéarmaí oibríocht an chromáin (córas MSR-32) a uathoibriú agus oibriú na ngluaisteán brú a uathoibriú;
- JSC Radioavionics i dtéarmaí córais lárnaithe microprocessor a rialaíonn lasca agus soilse tráchta;
- PKB CT – insamhlóir a chruthú;
- JSC Russian Railway mar chomhordaitheoir tionscadail.
Ag an gcéad chéim, ba é an tasc ná leibhéal 2 d'uathoibriú tráchta a bhaint amach, nuair nach n-úsáideann an tiománaí, faoi ghnáthchoinníollacha chun obair shunting a eagrú, na rialuithe locomotive.
Nuair a bhíonn gnáth-innill shunting á n-oibriú, déantar rialú tráchta trí orduithe gutha a tharchur ón seoltóir chuig an tiománaí agus na bealaí cuí a shocrú (lasca ag gluaiseacht, soilse tráchta a chasadh).
Nuair a bhogtar chuig uathoibriú leibhéal 2, cuireadh córas orduithe a tharchuirtear thar chainéal raidió digiteach slán in ionad gach cumarsáide gutha. Go teicniúil, tógadh rialú na n-innill shunting ag stáisiún Luzhskaya ar bhonn:
- samhail dhigiteach aontaithe an stáisiúin;
- prótacal chun gluaiseacht innill shunting a rialú (chun orduithe a sheoladh agus monatóireacht a dhéanamh ar fheidhmiú);
- idirghníomhú leis an gcóras láraithe leictreach chun faisnéis a fháil faoi bhealaí tugtha, suíomh na saigheada agus na gcomharthaí;
- córais suite le haghaidh innill shunting;
- cumarsáid raidió digiteach iontaofa.
Faoi 2017, d’oibrigh 3 innill shunting TEM-7A 95% den am ag stáisiún Luzhskaya i mód go hiomlán uathoibríoch, ag déanamh na n-oibríochtaí seo a leanas:
- Gluaiseacht uathoibríoch feadh bealaigh ar leith;
- rochtain uathoibríoch ar ghluaisteáin;
- Cúpláil uathoibríoch le vaigíní;
- Gluaisteáin a bhrú ar an gcromán.
In 2017, seoladh tionscadal chun córas fís theicniúil a chruthú le haghaidh inneall gluaiste a shunting agus cianrialú a thabhairt isteach i gcás éigeandálaí.
I mí na Samhna 2017, chuir speisialtóirí ó JSC NIIAS isteach an chéad fhréamhshamhail de chóras fís theicniúil ar innill shunting, comhdhéanta de radair, lidar agus ceamaraí (Fíor 3).
Fíor 3 Na chéad leaganacha de chórais fís theicniúil
Le linn tástálacha ag stáisiún Luga ar an gcóras fís theicniúil i 2017 - 2018, rinneadh na conclúidí seo a leanas:
- Níl sé praiticiúil úsáid a bhaint as radair chun constaicí a bhrath, ós rud é go bhfuil líon suntasach de rudaí miotail ag an iarnród le frithchaiteacht mhaith. Ní théann raon braite daoine ar a gcúlra thar 60-70 méadar, ina theannta sin, níl réiteach uilleach leordhóthanach ag radair agus tá sé thart ar 1 °. Deimhníodh ár dtorthaí ina dhiaidh sin le torthaí tástála ó chomhghleacaithe ó SNCF (oibreoir iarnróid na Fraince).
- Soláthraíonn Lidars torthaí an-mhaith le torann íosta. I gcás titim sneachta, báistí nó ceo, breathnaítear laghdú neamhchriticiúil ar raon braite rudaí. Mar sin féin, i 2017, bhí lidars costasach go leor, rud a chuir isteach go mór ar fheidhmíocht eacnamaíoch an tionscadail.
- Is gné riachtanach de chóras teicniúil radhairc iad ceamaraí agus tá siad riachtanach le haghaidh braite, aicmiú réad agus tascanna cianrialaithe. Chun oibriú san oíche agus i gcoinníollacha aimsire deacra, is gá ceamaraí nó ceamaraí infridhearg a bheith agat le raon tonnfhad leathnaithe a fhéadfaidh oibriú sa raon gar-infridhearg.
Is é an príomhthasc a bhaineann le fís theicniúil ná constaicí agus rudaí eile a bhrath ar an mbealach, agus ós rud é go ndéantar an ghluaiseacht feadh rian, is gá é a bhrath.
Figiúr 4. Sampla de dheighilt ilaicme (rian, gluaisteáin) agus cinneadh ar an ais rian ag baint úsáide as masc dénártha
Taispeánann Figiúr 4 sampla de bhrath seagal. Chun an bealach gluaiseachta feadh na saigheada a chinneadh gan athbhrí, úsáidtear faisnéis a priori faoi shuíomh na saigheada agus léamha an tsolais tráchta, arna tharchur trí chainéal raidió digiteach ón gcóras láraithe leictreach. Faoi láthair, tá treocht ann ar iarnróid an domhain soilse tráchta a thréigean agus aistriú chuig córais rialaithe trí chainéal raidió digiteach. Tá sé seo fíor go háirithe maidir le trácht ardluais, toisc go mbíonn sé deacair soilse tráchta a thabhairt faoi deara agus a aithint ag luasanna os cionn 200 km/u. Sa Rúis, tá dhá chuid á n-oibriú gan úsáid a bhaint as soilse tráchta - Ciorcal Lárnach Moscó agus an líne Alpika-Service - Adler.
Sa gheimhreadh, d'fhéadfadh cásanna teacht chun cinn nuair a bhíonn an rian go hiomlán faoi chlúdach sneachta agus go n-éireoidh sé beagnach dodhéanta an rian a aithint, mar a thaispeántar i bhFíor 5.
Fíor 5 Sampla de rian clúdaithe le sneachta
Sa chás seo, ní bhíonn sé soiléir an gcuireann na rudaí braite isteach ar ghluaiseacht an innill, is é sin, an bhfuil siad ar an mbóthar nó nach bhfuil. Sa chás seo, ag stáisiún Luzhskaya, úsáidtear múnla digiteach ard-chruinneas den stáisiún agus córas loingseoireachta ar bord ard-chruinneas.
Thairis sin, cruthaíodh múnla digiteach an stáisiúin ar bhonn tomhais geodasaí na mbunphointí. Ansin, bunaithe ar phróiseáil go leor sleachta innill ghluaiste le córas suite ard-cruinneas, críochnaíodh léarscáil feadh na rianta go léir.
Fíor 6 Samhail dhigiteach d'fhorbairt rian stáisiún Luzhskoy
Ceann de na paraiméadair is tábhachtaí don chóras suite ar bord ná an earráid agus treoshuíomh (azimuth) an innill á ríomh. Tá treoshuíomh an innill ghluaiste riachtanach le haghaidh treoshuíomh ceart na braiteoirí agus na rudaí a bhraitheann siad. Le earráid uillinn treoshuímh de 1 °, beidh an earráid i gcomhordanáidí réad i gcoibhneas leis an ais cosáin ag fad 100 méadar cothrom le 1,7 méadar.
Fíor 7 Éifeacht earráide treoshuímh ar earráid chomhordanáidí cliathánach
Mar sin, níor cheart go sáródh an earráid uasta is incheadaithe maidir le treoshuíomh uilleach an locomotive a thomhas ná 0,1 °. Tá an córas suite ar bord féin comhdhéanta de dhá ghlacadóir loingseoireachta dé-minicíochta i mód RTK, a bhfuil a antennas spásáilte feadh fad iomlán an innill ghluaiste chun bonn fada a chruthú, córas loingseoireachta táimhe strapdown agus nasc le braiteoirí roth (odometers). Níl an diall caighdeánach chun comhordanáidí an innill shunting a chinneadh níos mó ná 5 cm.
Ina theannta sin, ag stáisiún Luzhskaya, rinneadh taighde ar úsáid teicneolaíochtaí SLAM (lidar agus amhairc) chun sonraí suímh breise a fháil.
Mar thoradh air sin, déantar cinneadh an iarnróid le haghaidh innill shunting ag stáisiún Luzhskaya trí thorthaí aitheantais rianta agus sonraí samhail rian digiteach bunaithe ar shuíomh a chomhcheangal.
Déantar constaicí a bhrath ar bhealaí éagsúla freisin bunaithe ar:
- sonraí lidar;
- sonraí fís steirió;
- oibriú líonraí neural.
Ceann de na príomhfhoinsí sonraí ná lidars, a tháirgeann scamall pointí ó scanadh léasair. Úsáideann halgartaim atá in úsáid halgartaim cnuasaithe sonraí clasaiceacha go príomha. Mar chuid den taighde, déantar tástáil ar éifeachtacht úsáid líonraí néaracha chun pointí lidar a bhraisliú, agus chun sonraí lidar agus sonraí ó fhíscheamaraí a phróiseáil i gcomhpháirt. I bhFíor 8 taispeántar sampla de shonraí lidar (scamall pointí le hathmhachnamh difriúil) a thaispeánann mannequin duine i gcoinne chúlra carráiste ag stáisiún Luzhskaya.
Fíor 8. Sampla de shonraí lidar ag stáisiún Luzhskoy
I bhFíor 9 taispeántar sampla de bhraisle a aithint ó ghluaisteán casta ag baint úsáide as sonraí ó dhá lidar éagsúla.
Figiúr 9. Sampla de léirmhíniú ar shonraí lidar i bhfoirm braisle ó ghluaisteán dríodair
Ar leithligh, is fiú a thabhairt faoi deara gur thit costas lidars le déanaí beagnach ord méide, agus tá méadú tagtha ar a saintréithe teicniúla. Níl aon amhras ach go leanfaidh an treocht seo. Tá raon braite rudaí ag lidars a úsáidtear ag stáisiún Luzhskaya thart ar 150 méadar.
Úsáidtear ceamara steirió a úsáideann prionsabal fisiceach difriúil freisin chun constaicí a bhrath.
Fíor 10. Léarscáil éagothroime ó phéire steirió agus braislí braite
Taispeánann Figiúr 10 sampla de shonraí ceamara steirió le cuaillí, boscaí rian agus carráiste a bhrath.
Chun an scamall pointe a bheith cruinn go leor, fad atá leordhóthanach chun coscánaithe a dhéanamh, is gá ceamaraí ardtaifigh a úsáid. Méadaíonn méadú ar mhéid na híomhá an costas ríomha chun an léarscáil difríochta a fháil. Mar gheall ar na coinníollacha is gá maidir le hacmhainní áitithe agus le ham freagartha an chórais, is gá algartaim agus cineálacha cur chuige a fhorbairt agus a thástáil i gcónaí chun sonraí úsáideacha a bhaint as físcheamaraí.
Déantar cuid de thástáil agus fíorú na n-algartam ag baint úsáide as insamhlóir iarnróid, atá á fhorbairt ag PKB TsT in éineacht le JSC NIIAS. Mar shampla, taispeánann Fíor 11 úsáid a bhaint as insamhlóir chun feidhmíocht halgartaim ceamara steirió a thástáil.
Fíor 11. A, B - frámaí clé agus ar dheis ón Insamhlóir; B – radharc barr ar athchruthú sonraí ó cheamara steirió; D - atógáil íomhánna ceamara steirió ón Insamhlóir.
Is é príomhthasc líonraí neural ná daoine, gluaisteáin agus a n-aicmiú a bhrath.
Chun oibriú in aimsir chrua, rinne speisialtóirí ó JSC NIIAS tástálacha ag baint úsáide as ceamaraí infridhearg.
Fíor 12. Sonraí ó cheamara IR
Comhtháthaítear sonraí ó na braiteoirí go léir bunaithe ar halgartaim comhlachais, áit a ndéantar measúnú ar an dóchúlacht go mbeidh constaicí (rudaí).
Ina theannta sin, ní bacainní iad gach réad ar an mbóthar; agus oibríochtaí shunting á ndéanamh, caithfidh an locomotive cúpláil leis na gluaisteáin go huathoibríoch.
Fíor 13. Sampla de léirshamhlú ar an gcur chuige maidir le carr le braiteadh constaicí ag braiteoirí éagsúla
Agus innill shunting gan fhoireann á n-oibriú agat, tá sé thar a bheith tábhachtach a thuiscint go tapa cad atá ag tarlú leis an trealamh agus cén riocht ina bhfuil sé. Is féidir cásanna freisin nuair a bhíonn ainmhí, cosúil le madra, os comhair an innill ghluaiste. Stopfaidh halgartaim ar bord an locomotive go huathoibríoch, ach cad atá le déanamh eile mura mbogann an madra as an mbealach?
Chun monatóireacht a dhéanamh ar an gcás ar bord agus cinntí a dhéanamh i gcás éigeandálaí, forbraíodh painéal cianrialtán agus monatóireachta do-aistrithe, atá deartha chun oibriú le gach inneall gluaiste gan foireann ag an stáisiún. Ag stáisiún Luzhskaya tá sé suite ag post an CE.
Fíor 14 Cianrialú agus monatóireacht
Ag stáisiún Luzhskoy, rialaíonn an painéal rialaithe a thaispeántar i bhFíor 14 oibriú trí innill shunting. Más gá, ag baint úsáide as an gcianrialtán seo is féidir leat ceann de na hinnill nasctha a rialú trí fhaisnéis a tharchur i bhfíor-am (moill nach mó ná 300 ms, ag cur san áireamh tarchur sonraí trí chainéal raidió).
Saincheisteanna sábháilteachta feidhmiúla
Is í an tsaincheist is tábhachtaí maidir le hinnill gan fhoireann a thabhairt isteach ná an tsaincheist maidir le sábháilteacht fheidhmiúil, arna sainmhíniú ag caighdeáin IEC 61508 “Sábháilteacht feidhme na gcóras leictreach, leictreonach, in-ríomhchláraithe a bhaineann le sábháilteacht” (EN50126, EN50128, EN50129), GOST 33435-2015 “Feistí le haghaidh rialú, faireachán agus sábháilteacht an rothra iarnróid".
I gcomhréir leis na ceanglais maidir le feistí sábháilteachta ar bord, ní mór leibhéal sláine sábháilteachta 4 (SIL4) a bhaint amach.
Chun an leibhéal SIL-4 a chomhlíonadh, tógtar gach feiste sábháilteachta innill atá ann cheana féin ag baint úsáide as loighic tromlaigh, áit a ndéantar ríomhanna go comhthreomhar ar dhá chainéal (nó níos mó) agus déantar comparáid idir na torthaí chun cinneadh a dhéanamh.
Tógtar an t-aonad ríomhaireachta chun sonraí a phróiseáil ó bhraiteoirí ar innill shunting gan fhoireann freisin trí úsáid a bhaint as scéim dhá chainéal le comparáid idir an toradh deiridh.
Éilíonn úsáid braiteoirí radhairc, oibriú i ndálaí aimsire éagsúla agus i dtimpeallachtaí éagsúla cur chuige nua maidir le sábháilteacht feithiclí gan fhoireann a chruthú.
In 2019, an caighdeán ISO/PAS 21448 “Feithiclí bóthair. Slándáil Feidhmeanna Sainithe (SOTIF). Ceann de phríomhphrionsabail an chaighdeáin seo is ea cur chuige an cháis, a scrúdaíonn iompar an chórais i gcúinsí éagsúla. Is ionann líon iomlán na gcásanna agus éigríocht. Is é an príomhdhúshlán dearaidh ná réigiúin 2 agus 3 a íoslaghdú, a léiríonn cásanna contúirteacha aitheanta agus cásanna neamhshábháilteachta anaithnide.
Fíor 15 Claochlú cásanna mar thoradh ar fhorbairt
Mar chuid d’fheidhmiú an chur chuige seo, rinne speisialtóirí ó JSC NIIAS anailís ar gach cás atá ag teacht chun cinn (cásanna cásanna) ó cuireadh tús leis an oibríocht in 2017. Déantar roinnt cásanna atá deacair teacht orthu i bhfíoroibríocht a oibriú amach trí úsáid a bhaint as insamhlóir PKB CT.
Saincheisteanna Rialála
D'fhonn aistriú go hiomlán go hiomlán go rialú uathoibríoch gan tiománaí a bheith i gcábán an locomotive, is gá freisin saincheisteanna rialála a réiteach.
I láthair na huaire, tá sceideal ceadaithe ag JSC Russian Railways maidir le cur chun feidhme na hoibre ar thacaíocht rialála chun bearta a chur i bhfeidhm chun córais rialaithe rothra iarnróid a chur i bhfeidhm i mód uathoibríoch. Ar cheann de na saincheisteanna is tábhachtaí tá nuashonrú na Rialachán maidir leis an nós imeachta chun teagmhais iompair a imscrúdú agus a thaifeadadh go hoifigiúil as a dtáinig díobháil do shaol nó do shláinte na saoránach nach mbaineann le táirgeadh in iompar iarnróid. I gcomhréir leis an bplean seo, in 2021 ba cheart pacáiste doiciméad a rialaíonn oibriú feithiclí iarnróid gan fhoireann a fhorbairt agus a fhormheas.
Afterword
Faoi láthair, níl aon analógacha i saol na n-innill shunting gan fhoireann a oibrítear ag stáisiún Luzhskaya. Tháinig speisialtóirí ón bhFrainc (cuideachta SNCF), an Ghearmáin, an Ísiltír (cuideachta Prorail), an Bheilg (cuideachta Lineas) i dtaithí ar an gcóras rialaithe forbartha i 2018-2019 agus tá suim acu córais den chineál céanna a chur i bhfeidhm. Ceann de phríomhthascanna JSC NIIAS ná an fheidhmiúlacht a leathnú agus an córas cruthaithe bainistíochta a mhacasamhlú ar iarnróid na Rúise agus do chuideachtaí eachtracha araon.
Faoi láthair, tá JSC Russian Railways i gceannas freisin ar thionscadal chun traenacha leictreacha gan fhoireann “Lastochka” a fhorbairt. Léiríonn Fíor 16 léiriú ar an gcóras rialaithe uathoibríoch fréamhshamhail don traein leictreach ES2G Lastochka i mí Lúnasa 2019 laistigh den chreat. Spás Salon Idirnáisiúnta Iarnróid 1520 "PRO//Movement.Expo".
Fíor 16. Léiriú ar oibriú traenach leictreach gan foireann ar an MCC
Is tasc i bhfad níos deacra traein leictreach gan foireann a chruthú mar gheall ar luasanna arda, achair choscánaithe shuntasacha, agus a chinntiú go bhfuil paisinéirí ar bord/teacht ar bord sábháilte ag pointí stad. Faoi láthair, tá tástáil ar siúl go gníomhach ag an MCC. Tá sé beartaithe scéal faoin tionscadal seo a fhoilsiú go luath.
Foinse: will.com