Игорь Розенберг: «Решение важнейших задач развития транспортного комплекса страны невозможно без использования новейших достижений РАН»
18 сентября 2022 г.
О том, как развивается сотрудничество РАН и ОАО «РЖД» и о том, каких успехов благодаря ему удалось достичь, в интервью пресс-службе РАН рассказал научный руководитель АО «Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте» (НИИАС), член-корреспондент РАН Игорь Розенберг.
За последние пять лет Российская академия наук наладила тесное сотрудничество научных организаций, находящихся под ее научно-методическим руководством, с рядом крупных высокотехнологичных компаний (Росатом, Ростех, Газпром, Роскосмос, Камаз и др.), участвующих в реализации Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации. На сегодняшний день действует 25 соглашений о сотрудничестве, в рамках которых проводятся научно-исследовательские работы и реализуются конкретные мероприятия для обеспечения устойчивого, динамичного и сбалансированного развития страны. Одно из таких соглашений было заключено с ОАО «РЖД».
– В 2021 году президент РАН академик РАН Александр Сергеев и генеральный директор – председатель правления ОАО «РЖД» Олег Белозёров подписали соглашение о сотрудничестве. В каких направлениях развития железнодорожного транспорта понадобилась помощь академического научного сообщества?
– Соглашение стало логическим продолжением совместных работ, осуществляемых с 2006 года, и символично, что в Год науки и технологий президент РАН академик РАН А.М. Сергеев и генеральный директор – председатель правления ОАО «РЖД» О.В. Белозёров придали сотрудничеству новый импульс, активизировав мероприятия по интеграции фундаментальной и прикладной науки в интересах реального сектора экономики.
Сотрудничество направлено на использование результатов совместных научных исследований институтов РАН и отраслевого научного комплекса холдинга «РЖД» для развития скоростных, высокоскоростных и мультимодальных перевозок. Оно осуществляется на основе проводимой цифровой трансформации, создания высокоэффективных систем интеллектуального управления железнодорожным транспортом и обеспечения перехода к инновационным технологиям автоматического управления на принципах киберфизических систем, а также внедрения современных цифровых систем технологической связи и развития квантовых коммуникаций.
Как отметил президент РАН А.М. Сергеев: «Мы должны научиться как можно быстрее и эффективнее переводить знания в технологии. Наша общая цель – результаты, доведенные до технологий, до потребителя, до рынка». И такое целеполагание является крайне важным для устойчивого развития ОАО «РЖД», ведь именно железные дороги являются гарантом повышения уровня транспортной доступности и экономической связанности территорий страны.
– Какие результаты фундаментальных исследований институтов РАН планируется использовать?
– Решение важнейших задач развития транспортного комплекса страны невозможно без использования новейших достижений РАН в области математики (теоретической и вычислительной), математического моделирования, информатики, робототехники, автоматики, телемеханики и связи, а также многих других областей фундаментальных и прикладных научных исследований.
Примером конструктивного взаимодействия ученых и специалистов РАН и ОАО «РЖД» может служить работа над созданием комплексной интеллектуальной системы управления железнодорожным транспортом. На данном направлении коллективы ученых РАН и транспортной отрасли активно участвуют в реальном переводе знаний в области теории управления, интеллектуальных транспортных систем, математического, имитационного моделирования, современных цифровых инфокоммуникационных технологий в прикладные инновационные технические решения по созданию высокоавтоматизированного подвижного состава с интеллектуальными системами управления и современной «умной» железнодорожной инфраструктурой.
В основу создаваемых совместно с институтами РАН систем прикладных технологий закладываются:
- математическое обоснование и оценка производительности алгоритмов управления потоками данных в реальном времени;
- применение нейронных сетей в задачах, связанных с управлением и безопасностью движения поездов, методов сетецентрического и многокритериального предиктивного управления пространственно-распределенными системами на основе интеллектуальной обработки с использованием технологий BigData;
- разработка архитектуры среды управления потоками данных (middleware) для беспилотного подвижного состава;
- математические методы и цифровые технологии современной геоинформатики и спутниковой навигации, средства обеспечения транспортной и информационной безопасности и защиты от киберугроз.
– Какие инновационные технологические решения удалось уже получить в результате совместных научных исследований? Как происходит их внедрение на практике?
– В результате совместных исследований и разработок удалось получить уже целый ряд инновационных технико-технологических решений, активно внедряемых на сети железных дорог.
Примером может служить интеллектуальная система управления и обеспечения безопасности движения электропоездов на Московском центральном кольце (МЦК), за создание которой коллективу ученых в 2019 году была присуждена Премия правительства Российской Федерации в области науки и техники.
Впервые в России, да и в мировой практике, была создана и введена в эксплуатацию инновационная система интервального регулирования с подвижными блок-участками, обеспечивающая интервал движения между электропоездами «Ласточка» менее четырех минут и позволяющая перевозить по МЦК не менее 600 тыс. пассажиров ежедневно.
Удалось достичь уровня автоматизации GоA3, соответствующего требованиям международного стандарта IEC 62290, а также создать центр управления поездами (ЦУП МЦК), из которого один оператор-машинист может дистанционно контролировать до 10 поездов. За 5 лет эксплуатации этой системы было перевезено более 630 миллионов пассажиров, что подтвердило эффективность созданных наукоемких решений, защищенных 110 патентами на изобретения.
Также выполняются работы по созданию единого координатно-временного пространства сети российских железных дорог с использованием глобальных спутниковых систем ГЛОНАСС/ГНСС и цифровых геоинформационных технологий сбора, обработки и хранения пространственных данных.
Внедряются цифровые технологии высокоточного позиционирования подвижного состава и объектов инфраструктуры в целях создания электронных карт для локомотивных устройств безопасности и цифровых двойников объектов железнодорожной инфраструктуры для реализации перспективных технологий информационного (BIM/ТИМ) моделирования.
Одним из важных направлений совместных работ с профильными институтами РАН стала разработка под непосредственным руководством вице-президента РАН академика РАН В.Г. Бондура инновационных технологий мониторинга опасных природно-техногенных воздействий на объекты железнодорожной инфраструктуры с использованием данных спутникового дистанционного зондирования Земли. В этих работах активное участие приняли ученые Научно-исследовательского института аэрокосмического мониторинга «Аэрокосмос», Института физики Земли РАН, Института космических исследований РАН и Института географии РАН.
– Какие еще работы выполняют институты РАН в рамках создания цифровых платформ для ключевых сфер деятельности РЖД?
– Реализуемая в настоящее время Стратегия цифровой трансформации железнодорожного транспорта базируется на методологическом принципе построения цифровых платформ по ключевым направлениям деятельности холдинга «РЖД», включая мультимодальные пассажирские перевозки, управление перевозочным процессом, тяговый подвижной состав и др.
В основу платформенного подхода положено внедрение перспективных сквозных цифровых технологий, включая «большие данные», распределенный реестр (блокчейн), технологии на основе искусственного интеллекта и интернета-вещей, технологии виртуальной и дополненной реальности, новые технологии передачи данных и формирования цифровых сервисов как для пользователей внутри холдинга «РЖД», так и для внешних потребителей услуг железнодорожного транспорта. При этом результаты исследований институтов РАН в рамках соглашения с ОАО «РЖД» используются практически во всех прикладных разработках по созданию упомянутых цифровых платформ. В качестве примера можно привести совместную работу по созданию цифровой технологической платформы сбора и обработки пространственных данных для обеспечения производственной деятельности ОАО «РЖД».
Разветвленная структура сети железных дорог функционирует в пространстве и во времени на огромной территории страны в различных природно-климатических условиях. Сложность задач, решаемых при этом органами управления железных дорог, обусловливает насущную потребность в адекватном навигационно-информационном, геодезическом, картографическом и геоинформационном обеспечении, основанном на использовании постоянно актуализируемых и верифицируемых пространственных данных, в том числе получаемых методами дистанционного зондирования. Ключевым является решение задач ситуационной осведомленности, интероперабельности пространственных данных, визуального подхода к представлению знаний для формирования единого когнитивного пространства с целью принятия обоснованных управленческих решений.
Под научным руководством академиков РАН В.М. Котлякова и Н.С. Касимова на основе взаимодействия головного института ОАО «РЖД» в данной сфере деятельности (АО «НИИАС») с Институтом географии РАН, Географическим факультетом МГУ и Русским географическим обществом создана методология формирования цифровой картографической основы и построения цифровых атласов железных дорог средствами современных геоинформационных систем (ГИС).
Во взаимодействии с Институтом космических исследований РАН разработана и внедрена специальная цифровая платформа – хранилище пространственных данных и геопортал ОАО «РЖД», позволяющий реализовать технологии мониторинга опасных природно-техногенных воздействий с использованием данных спутниковой съемки и представления полученных данных средствами современных ГИС на цифровой картографической основе. Это позволяет обеспечивать контроль состояния участков железнодорожной инфраструктуры, находящихся в зонах риска.
Так, Геофизическим центром РАН под руководством академика РАН А.Д. Гвишиани и члена-корреспондента РАН А.А. Соловьева совместно с АО «НИИАС» проводятся исследования различных аспектов неблагоприятного влияния космической погоды (солнечных вспышек, магнитных бурь, вариабельности геомагнитного поля и возникновения геомагнитно-индуцированных токов) на работоспособность в арктической зоне систем железнодорожной автоматики и телемеханики, энергоснабжения и позиционирования объектов железнодорожной инфраструктуры и подвижного состава с использованием глобальных навигационных спутниковых систем. Осуществляется создание электронного атласа климатических изменений основных гидрометеорологических параметров западной части российской Арктики.
Совместно с Институтом физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН осуществляется разработка методов мониторинга геодинамических воздействий на железнодорожную инфраструктуру на вечномерзлых грунтах с использованием результатов обработки данных спутниковых радиолокационных систем.
– ОАО «РЖД» является одной из ведущих «зеленых» компаний. Какова роль институтов РАН в решении задач обеспечения экологической безопасности, ответственного природопользования, контроля за выбросом климатически активных веществ и декарбонизации производства?
В настоящее время в комплексе мероприятий, направленных на обеспечение устойчивого развития ОАО «РЖД», особое внимание уделяется ответственности в части обязательств в сфере экологической безопасности, ответственного природопользования, снижения негативного воздействия на окружающую среду и достижения углеродной нейтральности.
В обеспечение реализации экологической стратегии институтами отраслевого научного комплекса АО «НИИАС» и АО «ВНИИЖТ» во взаимодействии с ведущими академическими институтами, включая Институт физики атмосферы им. А.И. Обухова РАН, Институт космических исследований РАН и Институт географии РАН, в 2021 году при непосредственном участии члена-корреспондента РАН Н.Ф. Еланского, члена-корреспондента РАН О.Н. Соломиной были проведены работы в части анализа наилучших мировых практик в области создания цифровых платформ для экологического мониторинга. Это обеспечивает достижение ситуационной осведомленности в области охраны окружающей среды и ответственного природопользования. В результате была разработана заявка на реализацию комплексного научно-технического проекта полного инновационного цикла (КНТП) по созданию мобильной железнодорожной системы экологического мониторинга.
Подчеркну, что уровень взаимодействия Российской академии наук и научного отраслевого комплекса холдинга «РЖД», позволяет сделать вывод об эффективности совместной работы, что в конечном итоге приведет к социально-экономическому развитию и обеспечению технологического суверенитета транспортного комплекса России.
– Приближаются выборы руководства РАН, как Вы оцениваете представленные программы кандидатов на пост президента РАН?
На мой взгляд, все кандидаты представили достойные предвыборные программы, но для того, чтобы достичь результатов, намеченных в этих программах, необходимо проделать огромную работу как внутри самой Академии, так и вне ее, осуществляя эффективное взаимодействие с федеральными и региональными органами власти, а также развивать сотрудничество с организациями различных отраслей реального сектора экономики страны.
Большое преимущество перед остальными кандидатами у Александра Михайловича Сергеева – пятилетний опыт руководства Российской академией наук и успехи, достигнутые в разных направлениях деятельности. Многое из того, что изложено в предвыборных программах, Александр Михайлович со своей командой в предыдущий период уже начал реализовывать. И мне кажется очень важным дать ему возможность успешно закончить эти начинания, поэтому я буду поддерживать его на предстоящих выборах.
Источник: Пресс-служба РАН