Smart Railways

Мультиагентная система Smart Railways предназначена для автоматизации планирования железнодорожных перевозок на стратегическом и оперативном уровне.
Система используется в компаниях, осуществляющих деятельность, связанную с железнодорожными перевозками и обслуживанием железнодорожной инфраструктуры.
Smart Railways предназначена для разработки графиков движения поездов на разных уровнях, в том числе на оперативном в реальном времени, с учетом непрерывно поступающих событий и различных ограничений и требований: требования безопасности движения, приоритеты поездов, диспетчерские правила и пр.
Система состоит из двух модулей: модуль оперативного управления железнодорожным движением в реальном времени и модуль стратегического планирования, осуществляющий адаптивное построение нормативного графика движения поездов.
Модуль оперативного управления позволяет оперативно, в реальном времени корректировать расписания поездов, опаздывающих в силу непредвиденных, для возврата их в нормативный график движения, прокладывать поезда, следующие диспетчерским расписанием, с учетом ограничений, обрабатывать поступающие события (поломки поездов, путей, занятости, ремонтные работы и пр.) и предлагать диспетчеру меры по разрешения возникающих конфликтных ситуаций.
Данный модуль при планировании учитывает более 50 критериев и ограничений, в том числе габариты поезда, его вес, условную длину в вагонах, тип перевозимого груза (сыпучий или нет), нормативные времена хода, разгона, торможения, длины свободных стоянок и т.д. Особенно важен учет всего многообразия ограничений и требований при прокладке поезда диспетчерским расписанием. Такой поезд желательно проложить через полигон максимально быстро с минимумом стоянок, но в то же время так, чтобы не помешать остальным поездам.
При всей сложности решаемой задачи и объеме факторов, которые необходимо учесть, система справляется с ней за секунды и выдает готовое решение диспетчеру.
Данный модуль в 2014 году внедрен в штатную эксплуатацию в Управление октябрьской железной дороги ОАО «РЖД» на направление Москва – Санкт-Петербург и Санкт-Петербург – Бусловская. В 2015 году планируется внедрение на Невельском направлении ОЖД (Белоруссия) и на Восточно-Сибирской железной дороге.
Основные возможности модуля:
-
Помощь диспетчеру в оперативном управлении движением поездов на участке в условиях постоянного изменения текущей ситуации
-
Построение оперативного плана движения поездов на заданный временной горизонт
-
Работа с набором входных данных для оперативного управления поездами на участке:
- загрузка инфраструктуры участка планирования;- загрузка нормативных графиков движения поездов;- загрузка плановых окон ремонтных работ.
-
Обработка нештатных ситуаций/конфликтов (добавление через интерфейс пользователя): внеплановые окна, предупреждения, поломка поезда, поломка пути, отставание/опережение поезда.
-
Обработка обновления текущей ситуации на участке:
- прокладка поездов диспетчерским расписанием (в частности грузовых без жесткого расписания);- обработка текущего положения поездов на участке;- обработка занятостей путей.
-
Учет набора критериев и ограничений планирования (может быть скорректирован): учет длин поездов, весовых норм, нормативных времен хода/разгона/торможения, путевого развития, прочих нормативов.
-
Расчет показателей движения и вывод их на экран пользователя.

Автоматизированное рабочее место диспетчера по направлению. Сформированное расписание поезда по направлению Санкт-Петербург – Бусловская.

Панель «Выполнение графика движения поездов»

Оценка эффективности решения конфликта
Результаты внедрения:
-
Сокращение времени реакции, увеличение гибкости и оперативности в принятии решений в ответ на непредвиденные события;
-
Повышение эффективность управления ресурсами железнодорожного транспорта в реальном времени и обеспечение управления движением поездов по расписанию;
-
Сокращение затрат ручного труда по перепланированию движения поездов;
-
Увеличение безопасности движения за счет автоматического учета всех нормативов и предупреждения конфликтных ситуаций.
Модуль стратегического планирования автоматизирует процессы разработки нормативного и вариантных графиков движения поездов. Модуль позволяет выбирать различных режимы прокладки «ниток» поездов, от полностью ручной прокладки с автоматизированным решением конфликтов до полностью автоматической прокладки с указанием количества поездов различных групп и категорий. Модуль позволяет быстро и качественно разработать график движения поездов даже для традиционно сложных однопутных участков железных дорог. При этом предъявляются невысокие технические требования к пользовательским вычислительным машинам за счёт применения "тонкого" клиента и сохраняется одинаково высокая эффективность работы системы, которая не зависит от удалённости доступа к ресурсу.
Основные возможности модуля:
- Автоматическая прокладка поездов:
- может использоваться в случаях построения нормативного графика и вариантного графика движения, реконструкции инфраструктуры;
- предлагаются несколько вариантов решения;
- достаточно указать требуемое количество ниток поездов, и система построит их с учетом всех ограничений и временных интервалов;
- не требует для своей работы никаких графиков предыдущих периодов – прокладывает нитки поездов с нуля, только по данным инфраструктуры и временным нормативам;
- решения можно доработать вручную.
-
Автоматизированная прокладка поездов:
- различные варианты выбора начального перегона для прокладки поезда;
- решение находится в диалоге с пользователем;
- инженер-графист может управлять процессом, корректируя график на каждом перегоне, в любой момент после ручных корректировок график может быть улучшен автоматической функцией «Поджать поезда»;
- обеспечение совместной работы графистов смежных участков, в том числе, когда на одном участке строятся полностью автоматически, а на другом – вручную.
-
Интерактивная корректировка графика поездов:
- возможность работать с существующим графиком: добавить, удалить, изменить расписание поезда (пользователь перетаскивает мышкой часть поезда, система автоматически перестраивает расписание всего поезда и смежных с ним составов).
Настройка работы модуля стратегического планирования
Ручные операции с графиком
Вызов автопланирования
Ожидаемые результаты:
-
Сокращение времени на разработку нормативного графика движения: работает на однопутных участках даже в условиях предельного использования пропускной способности, когда даже минимальное изменение приводит к необходимости полностью перестроить график. Это перестроение происходит быстро (около 1 минуты);
-
Повышение эффективности использования пропускной способности;
-
Повышение средней скорости движения поездов;
-
Снижение загрузки рабочих машин пользователей, так как ресурсоемкие вычисления проводятся на выделенных серверах.
Модуль стратегического планирования для построения нормативных графиков движения на данный момент внедряется на Восточно-Сибирской железной дороге.