«Цифровая станция» — интеллектуальная система поддержки диспетчерских решений для железнодорожной станции.
Система помогает быстрее реагировать на изменения обстановки, находить конфликты в работе станции, оценивать последствия решений и предлагать несколько вариантов перепланирования.
Железнодорожная станция — это узел, в котором одновременно выполняется большое количество взаимосвязанных процессов:
- прибытие и отправление поездов;
- маневровая работа;
- распределение путей и платформ;
- формирование и расформирование составов;
- работа локомотивов;
- работа составительских и других бригад;
- техническое обслуживание инфраструктуры;
- обработка нештатных ситуаций.
Диспетчер должен учитывать большое количество ограничений и принимать решения в условиях дефицита времени.
Основная проблема — высокая сложность оперативного планирования и перепланирования работы станции.
При изменении обстановки диспетчеру необходимо быстро понять:
- какие процессы затронуты;
- какие пути или ресурсы становятся недоступными;
- какие поезда и операции необходимо перенести;
- какие конфликты могут возникнуть;
- какое решение нанесёт минимальный ущерб общему плану станции.
Ручной анализ занимает время и сильно зависит от опыта конкретного специалиста.
Это может приводить к:
- задержкам поездов;
- простоям подвижного состава;
- неэффективному использованию путей;
- конфликтам маршрутов;
- простоям локомотивов и бригад;
- снижению пропускной способности станции.
Создать систему, которая помогает диспетчеру принимать решения при штатной и нештатной работе станции.
Система должна:
- показывать текущее состояние станции;
- выявлять проблемы и потенциальные конфликты;
- оценивать влияние события на дальнейшую работу;
- предлагать несколько вариантов решения;
- показывать последствия каждого варианта;
- помогать контролировать выполнение выбранного плана;
- формировать историю событий и выполненных работ.
Основной пользователь системы.
Его задачи:
- контролировать состояние станции;
- видеть текущие и потенциальные конфликты;
- получать варианты перепланирования;
- сравнивать последствия разных решений;
- выбирать оптимальный вариант;
- контролировать выполнение плана.
Например:
- путейцы;
- электрики;
- связисты;
- другие технические специалисты.
Их задачи:
- получать назначенные работы;
- видеть место и описание проблемы;
- выполнять чек-лист работ;
- фиксировать результат;
- передавать информацию о восстановлении объекта.
Получает информацию об изменениях, которые непосредственно влияют на движение:
- изменение маршрута;
- изменение пути;
- задержка;
- новое распоряжение.
Проблема может быть зафиксирована:
- диспетчером;
- сотрудником инфраструктурной службы;
- автоматически системой;
- через симуляцию датчика или IoT-устройства.
Примеры:
- закрытие пути;
- неисправность стрелки;
- опоздание поезда;
- отказ оборудования;
- отсутствие необходимого ресурса.
Для события формируется карточка инцидента:
- тип проблемы;
- место;
- время;
- описание;
- затронутые объекты;
- уровень критичности;
- возможное влияние на работу станции.
Система определяет:
- какие поезда затронуты;
- какие маршруты становятся недоступными;
- какие операции придётся перенести;
- какие ресурсы окажутся заблокированы;
- как изменится эффективность работы станции.
Диспетчер получает несколько готовых вариантов перепланирования.
Для каждого варианта показываются последствия, например:
- ожидаемая задержка;
- количество затронутых поездов;
- число конфликтов;
- загрузка путей;
- простой ресурсов;
- изменение общего индекса эффективности станции.
Решение остаётся за диспетчером.
Если требуется вмешательство инфраструктурной службы:
- создаётся задача;
- назначается ответственная служба;
- сотрудник получает описание проблемы;
- выполняет чек-лист;
- фиксирует результат;
- система получает подтверждение о восстановлении объекта.
После устранения проблемы система повторно оценивает ситуацию и предлагает:
- вернуться к исходному плану;
- сохранить текущий план;
- выполнить дополнительное перепланирование.
После выбора нового плана заинтересованные участники получают соответствующие уведомления.
Например, машинист может получить:
- изменение маршрута;
- новый путь;
- изменение времени отправления;
- указание ожидать дальнейших распоряжений.
Для упрощённой оценки состояния станции используется единый показатель эффективности.
На него могут влиять:
- пропускная способность;
- среднее отклонение от графика;
- загрузка путей;
- количество конфликтов;
- простой локомотивов;
- простой бригад.
Состояние станции может отображаться в категориях:
- Норма
- Внимание
- Критично
Главная задача индекса — дать диспетчеру быстрое понимание общего состояния станции и показать, какие факторы сильнее всего ухудшают ситуацию.
- сокращение времени на анализ ситуации;
- уменьшение количества ручных расчётов;
- несколько готовых вариантов решения вместо поиска решения с нуля;
- наглядное понимание последствий каждого решения;
- снижение когнитивной нагрузки.
- снижение простоев;
- более эффективное использование путей;
- повышение пропускной способности;
- снижение количества конфликтов;
- более быстрое восстановление после нештатных ситуаций.
- прозрачная история событий и решений;
- возможность анализировать причины задержек;
- контроль времени устранения проблем;
- накопление статистики по работе станции;
- возможность сравнивать эффективность разных смен и сценариев.
Система должна сохранять историю работы станции.
Для каждого инцидента фиксируются:
- время обнаружения;
- описание проблемы;
- затронутые объекты;
- предложенные варианты;
- решение диспетчера;
- назначенные работы;
- время устранения;
- итоговое влияние на движение.
Также система может формировать краткий отчёт за выбранный период, например за последние 15 минут.
Отчёт может включать:
- произошедшие события;
- изменения плана;
- принятые решения;
- выполненные работы;
- задержки;
- изменение эффективности станции.
IoT в рамках прототипа можно использовать как источник событий.
Например, симулировать:
- неисправность стрелочного перевода;
- занятость пути;
- отказ оборудования;
- изменение состояния светофора;
- техническую неисправность участка.
Главная бизнес-ценность IoT-сценария — показать, что система может автоматически получать информацию о проблеме и запускать процесс реагирования без необходимости ручного создания события.
Возникновение проблемы → регистрация инцидента → оценка влияния → варианты перепланирования → решение диспетчера → задача инфраструктурной службе → выполнение работ → обновление плана → уведомление участников → отчёт.
«Цифровая станция» не заменяет диспетчера, а выступает системой поддержки принятия решений.
Она позволяет перейти от модели:
«Проблема возникла → диспетчер вручную анализирует ситуацию → вручную строит новый план»
к модели:
«Проблема возникла → система автоматически оценивает последствия → предлагает несколько вариантов → диспетчер выбирает решение → система контролирует выполнение и обновляет план».
В рамках прототипа важно продемонстрировать следующие бизнес-результаты:
- сокращение времени реакции на нештатную ситуацию;
- уменьшение количества конфликтов после перепланирования;
- снижение суммарной задержки поездов;
- уменьшение времени простоя ресурсов;
- повышение эффективности использования инфраструктуры;
- прозрачность принятых решений и выполненных работ.