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:

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.