Thòisich leasachadh theicneòlasan gun luchd-obrach air an rèile o chionn ùine mhòr, mar-thà ann an 1957, nuair a chaidh a’ chiad ionad deuchainneach fèin-phìleat airson trèanaichean fo-bhailtean a chruthachadh. Gus tuigse fhaighinn air an eadar-dhealachadh eadar ìrean fèin-ghluasaid airson còmhdhail rèile, tha ceumnachadh air a thoirt a-steach, air a mhìneachadh ann an inbhe IEC-62290-1. Eu-coltach ri còmhdhail rathaid, tha 4 ìrean fèin-ghluasaid aig còmhdhail rèile, mar a chithear ann am Figear 1.
Figear 1. Ceumannan fèin-ghluasaid a rèir IEC-62290
Tha cha mhòr a h-uile trèana a tha ag obair air lìonra Rèile na Ruis air an uidheamachadh le inneal sàbhailteachd a fhreagras air ìre fèin-ghluasaid 1. Tha trèanaichean le ìre fèin-ghluasaid 2 air a bhith air an obrachadh gu soirbheachail air lìonra rèile na Ruis airson còrr air 20 bliadhna, tha grunn mhìltean de locomotaibhean air an uidheamachadh. Tha an ìre seo air a bhuileachadh le algoirmean smachd tarraing agus breiceadh airson stiùireadh trèana as fheàrr a thaobh lùth air slighe sònraichte, a’ toirt aire do chlàr-ama agus comharran siostaman comharran fèin-ghluasadach a gheibhear tro shianal inductive bho chuairtean slighe. Bidh cleachdadh ìre 2 a’ lughdachadh sgìths an draibhear agus a’ toirt buannachd ann an caitheamh lùtha agus mionaideachd ann a bhith a’ coileanadh a’ chlàr trafaic.
Tha Ìre 3 a’ gabhail ris gum faodadh dìth draibhear anns a’ chaba, a dh’ fheumas siostam lèirsinn a chur an gnìomh.
Tha Ìre 4 a’ ciallachadh nach eil draibhear air bòrd gu tur, a dh’ fheumas atharrachadh mòr ann an dealbhadh an locomotaibh (trèana dealain). Mar eisimpleir, thèid suidsichean fèin-ghluasadach a chuir a-steach air bòrd, rud nach bi comasach air coileach a-rithist ma thèid an toirt air falbh às aonais neach air bòrd.
An-dràsta, tha pròiseactan gus ìrean 3 agus 4 a choileanadh gan cur an gnìomh le prìomh chompanaidhean an t-saoghail, leithid Siemens, Alstom, Thales, SNCF, SBB agus feadhainn eile.
Thaisbean Siemens am pròiseact aige ann an raon nan tramaichean gun luchd-obrach san t-Sultain 2018 aig taisbeanadh Innotrans. Tha an tram seo air a bhith ag obair ann am Potsdam le ìre fèin-ghluasaid GoA3 bho 2018.
Figear 2 Tram Siemens
Ann an 2019, dhùblaich Siemens fad an t-slighe gun luchd-obrach aige.
Is e Russian Railways aon de na ciad chompanaidhean san t-saoghal a thòisich a’ leasachadh charbadan rèile gun luchd-obrach. Mar sin, ann an 2015, aig stèisean Luzhskaya, chaidh pròiseact a chuir air bhog gus gluasad 3 locomotaibhean shunting a dhèanamh fèin-ghluasadach, far an robh NIIAS JSC na integradair pròiseict agus leasaiche de theicneòlasan bunaiteach.
Tha cruthachadh locomotaibh gun luchd-obrach na phròiseas iom-fhillte iom-fhillte a tha do-dhèanta gun cho-obrachadh le companaidhean eile. Mar sin, aig stèisean Luzhskaya, còmhla ri JSC NIIAS, bidh companaidhean leithid a 'gabhail pàirt mar:
- JSC "VNIKTI" a thaobh leasachadh an t-siostam smachd air bòrd;
- Siemens - a thaobh fèin-ghluasad obrachadh a 'ghàrraidh marshalling (MSR-32 siostam) agus fèin-ghluasadach obrachadh a' putadh chàraichean;
- JSC "Radioavionika" a thaobh microprocessor interlocking siostaman a 'cumail smachd air saighdean, solais trafaig;
- PKB TsT - cruthachadh simuladair;
- Rèile na Ruis mar cho-òrdanaiche pròiseict.
Aig a’ chiad ìre, b’ e an obair ìre 2 de fèin-ghluasad trafaic a choileanadh, nuair nach bi an draibhear, fo chumhachan àbhaisteach airson obair shuntaidh a chuir air dòigh, a’ cleachdadh smachdan an locomotaibh.
Nuair a bhios locomotaibhean shunting àbhaisteach ag obair, thathas a’ cumail smachd air trafaic le bhith a’ cur òrdughan gutha bhon neach-cuairteachaidh chun draibhear le bhith a’ suidheachadh nan slighean iomchaidh (a’ tionndadh saighdean, a’ tionndadh solais trafaic).
Nuair a chaidh gluasad gu ìre 2 de fèin-ghluasad, chaidh siostam òrdughan a chuir a-steach thairis air seanal rèidio tèarainte didseatach an àite a h-uile conaltradh guth. Gu teicnigeach, chaidh riaghladh locomotaibhean shunting aig stèisean Luzhskaya a thogail air bunait:
- modail stèisean didseatach aonaichte;
- protocol airson smachd a chumail air gluasad locomotaibhean shuntaidh (airson òrdughan a chuir agus sùil a chumail air an coileanadh);
- eadar-obrachadh leis an t-siostam eadar-cheangail dealain gus fiosrachadh fhaighinn mu na slighean ainmichte, suidheachadh nan saighdean agus na comharran;
- siostaman suidheachaidh airson locomotaibhean shuntaidh;
- rèidio didseatach earbsach.
Ro 2017, bha 3 locomotaibhean shunting TEM-7A ag obrachadh 95% den ùine aig stèisean Luzhskaya ann am modh gu tur fèin-ghluasadach, a’ coileanadh nan gnìomhan a leanas:
- gluasad fèin-ghluasadach air slighe sònraichte;
- ruigsinneachd fèin-ghluasadach gu carbadan;
- Ceangal fèin-ghluasadach le carbadan;
- A’ putadh charbadan gu gàrradh marasgal.
Ann an 2017, chaidh pròiseact a chuir air bhog gus siostam lèirsinn a chruthachadh airson locomotaibhean a shuntadh agus smachd iomallach a thoirt a-steach gun fhios nach biodh èiginn ann.
San t-Samhain 2017, chuir eòlaichean JSC NIIAS a-steach a’ chiad prototype de shiostam lèirsinn airson locomotaibhean shunting, air a dhèanamh suas de radairean, lidar agus camarathan (Figear 3).
Figear 3 A’ chiad dreachan de shiostaman lèirsinn
Rè na deuchainnean aig stèisean siostam lèirsinn Luga ann an 2017-2018, chaidh na co-dhùnaidhean a leanas a dhèanamh:
- Chan eil e comasach cleachdadh radairean airson cnapan-starra a lorg, leis gu bheil àireamh mhòr de stuthan meatailt aig an rèile le deagh shealladh. Chan eil an raon lorgaidh de dhaoine an aghaidh an cùl-raon nas àirde na 60-70 meatairean, a bharrachd air an sin, chan eil rùn ceàrnach gu leòr aig radairean agus tha e timcheall air 1 °. Chaidh na co-dhùnaidhean againn a dhearbhadh às deidh sin le toraidhean deuchainn cho-obraichean bho SNCF (gnìomhaiche rèile Frangach).
- Bidh Lidars a’ toirt seachad toraidhean fìor mhath le glè bheag de dh’ fhuaim. Ann an cùis sneachda, uisge, ceò, tha lùghdachadh neo-èiginneach ann an raon lorg nithean. Ach, ann an 2017, bha lidars gu math daor, a thug buaidh mhòr air coileanadh eaconamach a’ phròiseict.
- Tha camarathan nam pàirt riatanach den t-siostam lèirsinn theicnigeach agus tha iad riatanach airson gnìomhan lorg, seòrsachadh nithean, agus smachd aig astar. Airson obrachadh air an oidhche agus sìde dhoirbh, feumar camarathan no camarathan fo-dhearg a bhith agad le raon tonn-tonn leudaichte a tha comasach air obrachadh anns an raon faisg air fo-dhearg.
Is e prìomh obair lèirsinn theicnigeach cnapan-starra agus nithean eile a lorg a thaobh siubhal, agus leis gu bheil an gluasad air a dhèanamh air an t-slighe, feumar a lorg.
Figear 4. Eisimpleir de sgaradh ioma-chlas (slighe, carbadan) agus dearbhadh air axis na slighe a 'cleachdadh masg dà-chànanach
Tha Figear 4 a’ sealltainn eisimpleir de lorg slighe. Gus faighinn a-mach gu soilleir an t-slighe gluasaid air na saighdean, thathas a ’cleachdadh fiosrachadh a priori mu shuidheachadh na saighead, leughaidhean solais trafaic, air a chraoladh tro shianal rèidio didseatach bhon t-siostam eadar-cheangail dealain. Aig an àm seo, tha gluasad air rathaidean-iarainn an t-saoghail gus solais trafaic a thrèigsinn agus gluasad gu siostaman smachd tro sheanail rèidio didseatach. Tha seo gu sònraichte fìor airson trafaic àrd-astar, oir aig astaran nas àirde na 200 km / h bidh e duilich a bhith mothachail agus ag aithneachadh comharran solais trafaic. Anns an Ruis, tha dà earrann air an obrachadh gun a bhith a 'cleachdadh solais trafaig - is e seo Cearcall Meadhan Moscow agus loidhne Alpika-Service - Adler.
Anns a 'gheamhradh, faodaidh suidheachaidhean èirigh nuair a tha an loidhne air a chòmhdach gu tur le sneachda agus cha mhòr nach eil e comasach an t-slighe aithneachadh, mar a chithear ann am Figear 5.
Figear 5 Eisimpleir de shlighe còmhdaichte le sneachda
Anns a 'chùis seo, chan eil e soilleir a bheil na stuthan a chaidh a lorg a' cur bacadh air gluasad an locomotaibh, is e sin, a bheil iad air an t-slighe no nach eil. Aig stèisean Luzhskaya, anns a ’chùis seo, thathas a’ cleachdadh modal didseatach àrd-chruinneas den stèisean agus siostam seòlaidh air bòrd àrd-chruinneas.
A bharrachd air an sin, chaidh modal didseatach an stèisein a chruthachadh air bunait tomhas geodetic de phuingean bunaiteach. An uairsin, stèidhichte air a bhith a 'giollachd mòran earrannan de locomotaibhean le siostam suidheachaidh àrd-chruinneas, chaidh mapa a chrìochnachadh air na slighean gu lèir.
Figear 6 Modail didseatach de leasachadh slighe aig stèisean Luzhskoy
Is e aon de na paramadairean as cudromaiche airson an t-siostam suidheachaidh air bòrd a’ mhearachd ann a bhith a’ tomhas treòrachadh (azimuth) an locomotaibh. Tha stiùireadh an locomotaibh riatanach airson an stiùireadh ceart de na mothachairean agus na nithean a lorg iad. Le mearachd ceàrn treòrachaidh de 1 °, bidh mearachd co-chomharran an nì an coimeas ri axis na slighe aig astar 100 meatairean aig astar 1,7 meatairean.
Figear 7 Buaidh a’ mhearachd treòrachaidh air a’ mhearachd co-òrdanachaidh transverse
Mar sin, cha bu chòir don mhearachd as àirde a tha ceadaichte ann a bhith a’ tomhas treòrachadh an locomotaibh a thaobh ceàrn a bhith nas àirde na 0,1 °. Tha an siostam suidheachaidh air bòrd fhèin air a dhèanamh suas de dhà ghlacadair seòlaidh dà-tricead ann am modh RTK, agus tha na h-antennas aca air an cuairteachadh air feadh fad an locomotaibh gus bunait fhada a chruthachadh, siostam seòlaidh inertial strapdown agus ceangal ri mothachairean cuibhle (odometers). Chan eil an claonadh àbhaisteach ann a bhith a’ dearbhadh co-chomharran an locomotaibh shuntaidh nas fhaide na 5 cm.
A bharrachd air an sin, chaidh sgrùdaidhean a dhèanamh aig stèisean Luzhskaya air cleachdadh theicneòlasan SLAM (lidar agus lèirsinneach) gus dàta suidheachadh a bharrachd fhaighinn.
Mar thoradh air an sin, thathas a’ co-dhùnadh an t-slat-rèile airson locomotaibhean shunting aig stèisean Luzhskaya le bhith a’ cothlamadh toraidhean aithneachadh tomhais agus dàta modail slighe didseatach stèidhichte air suidheachadh.
Thathas cuideachd a’ lorg cnapan-starra ann an grunn dhòighean stèidhichte air:
- dàta lidar;
- dàta lèirsinn stereo;
- obair lìonraidhean neural.
Is e lidars aon de na prìomh stòran dàta, a bheir a-mach sgòth de phuingean bho sganadh laser. Anns na h-algorithms a tha ag obair, thathas a’ cleachdadh algorithms cruinneachadh dàta clasaigeach sa mhòr-chuid. Mar phàirt den rannsachadh, thathas a’ sgrùdadh èifeachdas a bhith a’ cleachdadh lìonraidhean neural airson a bhith a’ cruinneachadh phuingean lidar, a bharrachd air a bhith ag obrachadh còmhla dàta lidar agus dàta bho chamarathan bhidio. Tha Figear 8 a’ sealltainn eisimpleir de dhàta lidar (sgòth de phuingean le faileasachd eadar-dhealaichte) a’ sealltainn cnap daonna an aghaidh cùl-raon carbaid aig stèisean Luzhskaya.
Figear 8. Eisimpleir de dhàta bho lidar aig stèisean Luzhskaya
Tha Figear 9 a’ sealltainn eisimpleir de bhith a’ toirt a-mach braisle bho chàr le cumadh iom-fhillte a rèir dàta dà lidars eadar-dhealaichte.
Figear 9. Eisimpleir de mhìneachadh dàta lidar mar bhraisle bho chàr hopair
Air leth, is fhiach a bhith mothachail gu bheil cosgais lidars air tuiteam cha mhòr ann an òrdugh meudachd o chionn ghoirid, agus tha na feartan teicnigeach aca air fàs. Chan eil teagamh nach lean an gluasad seo. Tha an raon lorg de stuthan le lidars air an cleachdadh aig stèisean Luzhskaya mu 150 meatair.
Thathas cuideachd a’ cleachdadh camara stereo a’ cleachdadh prionnsapal fiosaigeach eadar-dhealaichte gus cnapan-starra a lorg.
Figear 10. Mapa eadar-dhealachaidh bho stereopair agus cruinneachaidhean a chaidh a lorg
Tha Figear 10 a’ sealltainn eisimpleir de dhàta camara stereo le lorg pòlaichean, bogsaichean slighe agus carbad.
Gus cruinneas gu leòr fhaighinn den sgòth puing aig astar gu leòr airson breiceadh, feumar camarathan àrd-rèiteachaidh a chleachdadh. Le bhith ag àrdachadh meud ìomhaigh a’ meudachadh na cosgais àireamhachd airson a’ mhapa eadar-dhealachaidh fhaighinn. Air sgàth nan suidheachaidhean riatanach airson na goireasan a tha air an cleachdadh agus ùine freagairt an t-siostaim, feumar algorithms agus dòighean-obrach a leasachadh agus a dhearbhadh gu cunbhalach airson dàta feumail a thoirt a-mach à camarathan bhidio.
Bithear a’ dèanamh deuchainn agus dearbhadh air na h-algorithms le bhith a’ cleachdadh simuladair rèile, a tha ga leasachadh le Design Bureau TsT còmhla ri JSC NIIAS. Mar eisimpleir, tha Figear 11 a’ sealltainn cleachdadh simuladair gus obrachadh algoirmean camara stereo a dhearbhadh.
Figear 11. A, B - frèamaichean clì is deas bhon simuladair; B - sealladh gu h-àrd air ath-chruthachadh dàta bho chamara stereo; D - ath-thogail de dhealbhan camara stereo bhon simuladair.
Is e prìomh obair lìonraidhean neural lorg dhaoine, carbadan agus an seòrsachadh.
Gus obrachadh ann an droch shìde, rinn eòlaichean JSC NIIAS deuchainnean cuideachd a’ cleachdadh camarathan infridhearg.
Figear 12. Dàta bhon chamara IR
Tha dàta bho na mothachairean uile air am filleadh a-steach stèidhichte air algoirmean ceangail, far a bheilear a’ meas a’ choltachd gum bi cnapan-starra (nithean) ann.
A bharrachd air an sin, chan eil a h-uile nì air an t-slighe na chnapan-starra; nuair a bhios tu a’ dèanamh obair shuntaidh, feumaidh an locomotaibh a dhol còmhla ris na càraichean gu fèin-ghluasadach.
Figear 13. Eisimpleir de bhith a 'faicinn an t-slighe a-steach don chàr le bhith a' lorg chnapan-starra le diofar luchd-mothachaidh
Nuair a bhios tu ag obrachadh locomotaibhean shuntaidh gun luchd-obrach, tha e air leth cudromach tuigsinn gu sgiobalta dè a tha a’ tachairt leis an uidheamachd, dè an suidheachadh a th’ ann. Tha suidheachaidhean ann cuideachd nuair a nochdas beathach, leithid cù, air beulaibh an locomotaibh. Cuiridh algorithms air bòrd stad gu fèin-ghluasadach air an locomotaibh, ach dè an ath rud a nì thu mura tèid an cù a-mach às an rathad?
Gus smachd a chumail air an t-suidheachadh air bòrd agus co-dhùnaidhean a dhèanamh ann an suidheachadh èiginneach, chaidh pannal smachd agus smachd iomallach pàipearachd a leasachadh, air a dhealbhadh gus obrachadh leis a h-uile locomotaibh gun luchd-obrach aig an stèisean. Aig stèisean Luzhskaya, tha e suidhichte aig post EC.
Figear 14 Smachd agus stiùireadh aig astar
Aig stèisean Luzhskoy, tha am pannal smachd a chithear ann am Figear 14 a’ cumail smachd air obrachadh trì locomotaibhean shuntaidh. Ma tha feum air, a ’cleachdadh an smachd iomallach seo, faodaidh tu smachd a chumail air aon de na locomotaibhean ceangailte le bhith a’ sgaoileadh fiosrachadh ann an àm fìor (chan eil an dàil nas àirde na 300 ms, a ’toirt aire do sgaoileadh dàta thairis air an t-sianal rèidio).
Cùisean sàbhailteachd gnìomh
Is e a’ chùis as cudromaiche ann a bhith a’ buileachadh locomotaibhean gun luchd-obrach a’ cheist mu shàbhailteachd gnìomh, air a mhìneachadh le inbhean IEC 61508 “Sàbhailteachd gnìomh siostaman dealanach, dealanach, prògramaichte co-cheangailte ri sàbhailteachd” (EN50126, EN50128, EN50129), GOST 33435-2015 "Innealan airson smachd, sgrùdadh agus sàbhailteachd stoc rèile".
Tha feum air Ionracas Sàbhailteachd Ìre 4 (SIL4) gus cumail ris na riatanasan airson innealan sàbhailteachd air bòrd.
Gus gèilleadh ris an ìre SIL-4, thèid a h-uile inneal sàbhailteachd locomotaibhean a th’ ann mar-thà a thogail a rèir loidsig mòr-chuid, far an tèid àireamhachadh a dhèanamh ann an co-shìnte ann an dà sheanail (no barrachd) le coimeas eadar na toraidhean gus co-dhùnadh a dhèanamh.
Tha an aonad coimpiutaireachd airson a bhith a’ giullachd dàta bho luchd-mothachaidh air locomotaibhean shuntaidh gun luchd-obrach cuideachd air a thogail a rèir sgeama dà-sheanail le coimeas eadar an toradh deireannach.
Feumaidh cleachdadh mothachairean lèirsinn, obair fo dhiofar shìde agus ann an diofar àrainneachdan dòigh-obrach ùr a thaobh a bhith a’ dearbhadh sàbhailteachd charbadan gun luchd-obrach.
Ann an 2019, tha inbhe ISO / PAS 21448 “Carbadan rathaid. Tèarainteachd Gnìomhan Sònraichte (SOTIF). Is e aon de phrìomh phrionnsabalan na h-inbhe seo an dòigh suidheachaidh, a bhios a’ beachdachadh air giùlan an t-siostam ann an diofar shuidheachaidhean. Tha an àireamh iomlan de shuidheachaidhean neo-chrìochnach. Is e am prìomh amas dealbhaidh raointean 2 agus 3 a lughdachadh a’ riochdachadh suidheachaidhean cunnartach aithnichte agus suidheachaidhean neo-shàbhailte neo-aithnichte.
Figear 15 Cruth-atharrachadh sgriobt mar thoradh air leasachadh
Mar phàirt de bhith a’ cur an gnìomh an dòigh-obrach seo, rinn eòlaichean JSC NIIAS mion-sgrùdadh air a h-uile suidheachadh a bha a’ tighinn am bàrr (suidheachadh) bho thòisich an obair ann an 2017. Tha cuid de na suidheachaidhean a tha duilich a choinneachadh ann an obrachadh fìor air an obrachadh a-mach a’ cleachdadh an simuladair PKB TsT.
Cùisean Riaghlaidh
Feumar dèiligeadh ri cùisean riaghlaidh cuideachd gus gluasad gu fìor smachd fèin-ghluasadach às aonais an draibhear a bhith ann an cab an locomotaibh.
Aig an àm seo, tha Russian Railways air clàr aontachadh airson a bhith a’ buileachadh obair air taic riaghlaidh airson buileachadh cheumannan gus siostaman smachd fèin-ghluasadach a thoirt a-steach airson stoc rèile. Is e aon de na cùisean as cudromaiche ùrachadh nan Riaghailtean air a’ mhodh-obrach airson sgrùdadh a-staigh agus cunntas a thoirt air tubaistean còmhdhail a rinn cron air beatha no slàinte shaoranaich nach eil co-cheangailte ri cinneasachadh ann an còmhdhail rèile. A rèir a’ phlana seo, ann an 2021 bu chòir pasgan de sgrìobhainnean a’ riaghladh gnìomhachd charbadan rèile gun luchd-obrach a leasachadh agus aontachadh.
Post-d gu caraid
Aig an àm seo, chan eil analogues de locomotaibhean shunting gun luchd-obrach san t-saoghal, a tha air an obrachadh aig stèisean Luzhskaya. Fhuair eòlaichean às an Fhraing (companaidh SNCF), a 'Ghearmailt, an Òlaind (companaidh Prorail), a' Bheilg (companaidh Lineas) eòlas air an t-siostam smachd leasaichte ann an 2018-2019 agus tha ùidh aca ann a bhith a 'buileachadh nan siostaman sin. Is e aon de phrìomh ghnìomhan JSC NIIAS comas-gnìomh a leudachadh agus an siostam riaghlaidh cruthaichte ath-riochdachadh an dà chuid air rathaidean-iarainn na Ruis agus airson companaidhean cèin.
Aig an àm seo, tha Russian Railways cuideachd a’ stiùireadh pròiseact gus trèanaichean dealain gun luchd-obrach Lastochka a leasachadh. Tha Figear 16 a’ sealltainn taisbeanadh de prototype den t-siostam smachd fèin-ghluasadach airson trèana dealain ES2G Lastochka san Lùnastal 2019 taobh a-staigh an fhrèam. Salon Fànais Rèile Eadar-nàiseanta 1520 "PRO//Dvizhenie.Expo".
Figear 16. Taisbeanadh air obrachadh trèana dealain gun luchd-obrach aig an MCC
Tha e tòrr nas duilghe trèana dealain gun luchd-obrach a chruthachadh air sgàth astaran àrda, astaran breiceadh mòr, agus dèanamh cinnteach gum bi luchd-siubhail a’ dol air bòrd / a’ tighinn air tìr gu sàbhailte aig àiteachan stad. Aig an àm seo, tha deuchainnean gan dèanamh gu gnìomhach aig an MCC. Thathas an dùil sgeulachd mun phròiseact seo fhoillseachadh a dh’ aithghearr.
Source: www.habr.com