توسعه فناوری‌های راه‌آهن روسیه
پیشرفت‌های سریع در حوزه میکروپردازنده‌ها، هوش مصنوعی و کوچک‌سازی سیستم‌های لیزری و اپتیکی اسکن فضایی، امکان ورود وسایل نقلیه خودران را به جاده‌ها و خطوط ریلی فراهم کرده‌است.
در سیستم حمل‌ونقل آینده، هم ناوگان خودکار و هم زیرساخت‌های موردنیاز و نیروی انسانی مرتبط، در راه‌آهن روسیه در حال ادغام هستند. اولین سیستم از این نوع در سال 2015 توسط راه‌آهن روسیه و با همکاری شرکای خارجی ساخته شد تا عملیات ایستگاه لوزشکایا در استان لنینگراد را خودکار کند. این سیستم شامل لکوموتیوهای خودکار TEM-7A است که عملیات زیر را انجام می‌دهند:
- حرکت خودکار در مسیرهای مشخص
- نزدیک‌شدن خودکار به واگن‌ها
- اتصال خودکار واگن‌ها
- هدایت واگن‌ها به بخش تفکیک واگن‌ها
برای اجرای این فرآیندها، مدل دیجیتالی دقیقی از ایستگاه و سیستم ناوبری روی لوکوموتیوها توسعه یافت که توانست دقتی کمتر از 10 سانتی‌متر در تعیین مختصات لوکوموتیو به دست آورد. کار بر روی خودکارسازی لوکوموتیوهای جابه‌جایی بار همچنان ادامه دارد و ظرفیت بالایی برای توسعه آن وجود دارد.
بخوانید: آینده ارتباطات در صنعت راه‌آهن در سال ۲۰۲۵
یکی از مهم‌ترین بسترهای آزمایشی برای فناوری‌های بدون سرنشین، خط حلقه مرکزی مسکو است که از پرترددترین خطوط مسافربری در اروپا محسوب می‌شود. توسعه این خط در چندین مرحله انجام شد؛ در سال 2016، قطارهای برقی لاستوچکا با فاصله شش دقیقه در ساعات اوج راه‌اندازی شدند و در نوامبر 2019، این فاصله به چهار دقیقه کاهش یافت. در آینده، فاصله زمانی حرکت قطارها در ساعات اوج به سه دقیقه و در ساعات عادی به شش دقیقه خواهد رسید. هرگونه انحراف از برنامه زمانی در ساعات اوج نباید از 15 ثانیه فراتر رود که این موضوع نیازمند حداکثر خودکارسازی است.
سیستم کنترل خودکار چندمداره برای قطارهای برقی MCC مطابق با بالاترین سطح خودکارسازی GoA4 بر اساس استاندارد EN-62290 توسعه داده شده‌است. این سیستم شامل تجهیزات ناوگان ریلی، زیرساخت‌های لازم، سیستم‌های سوار و پیاده شدن مسافران، ارتباطات، مرکز کنترل ترافیک از راه دور و مرکز کنترل یکپارچه است.
اولین قطار برقی لاستوچکا با سیستم کنترل خودکار توسط شرکت Ural Locomotives LLC با همکاری چندین شرکت روسی ساخته می‌شود. برخی از راهکارهای منحصربه‌فرد فنی شامل سیستم ترمز از راه دور، تجهیزات پنوماتیکی، سیستم نظارت بر رفتار نادرست مسافران، ماژول درب‌های خودکار با کنترل ایمنی و بسیاری موارد دیگر در حال توسعه هستند.
سیستم بینایی ماشینی برای تشخیص موانع و شبکه عصبی داخلی، هسته اصلی سیستم کنترل خودکار قطار هستند. در آزمایش‌ها، این سیستم توانست افراد و موانع بزرگ را تا فاصله 800 متری در روز شناسایی کند. سرعت واکنش سیستم 0.3 ثانیه است، در حالی که سرعت واکنش انسان به‌طور میانگین 1.3 ثانیه است.
یکی از جنبه‌های کلیدی این فناوری، دقت بالا در موقعیت‌یابی مداوم ناوگان ریلی با خطای کمتر از 0.5 متر و استفاده از نقشه‌های سه‌بعدی الکترونیکی برای توقف دقیق در ایستگاه‌ها است.
فناوری‌های هوشمند برای کنترل قطارها
یکی دیگر از پروژه‌های کلیدی راه‌آهن روسیه، استفاده از فناوری‌های هوشمند در سیستم‌های جلوگیری از برخورد قطارها است. این فناوری مبتنی بر شبیه‌سازی ریاضی، سیستم موقعیت‌یابی دقیق، سیستم‌های هوشمند لوکوموتیو و قطار، تشخیص خطاها و ارتباطات رادیویی دیجیتال است.
هدف اصلی این پروژه، افزایش ظرفیت مسیرهای پرترافیک از طریق کوتاه‌کردن فواصل بین قطارها است. این امر با فناوری اتصال مجازی قطارها امکان‌پذیر شده‌است. این فناوری شامل کنترل قطارها از طریق سیستم‌های KLUB-U و BLOK، همراه با سیستم هدایت خودکار هوشمند ISAVP‑RT-M است که قابلیت کنترل ایمنی، هدایت خودکار و ارتباطات رادیویی دیجیتال را فراهم می‌کند.
در این فناوری، قطار هدایت‌شونده، اطلاعات موقعیت، طول، وزن، علائم راهنمایی و تنظیمات عملکردی را به‌صورت مداوم از قطار هدایت‌کننده دریافت می‌کند و براساس آن، بهینه‌ترین مسیر حرکتی را انتخاب می‌کند. فاصله ایمن بین قطارها بدون نیاز به ترمزگیری حفظ می‌شود و سرعت حرکت با کمک تجهیزات ایمنی تنظیم می‌گردد.
سیستم سه سطحی برای هدایت خودکار قطارها
این فناوری منجر به ایجاد یک سیستم هدایت خودکار سه‌سطحی شده‌است:
- سطح اول: سیستم جلوگیری از برخورد که شامل سیستم‌های ایمنی دیجیتال، لوکوموتیوهای هوشمند و ارتباطات رادیویی دیجیتال است.
- سطح دوم: تنظیم خودکار مسیرهای ایستگاه‌ها و سیستم‌های جلوگیری از برخورد، همراه با استفاده از ارتباطات رادیویی و کانال‌های القایی مدارهای ریلی.
- سطح سوم: سیستم هوشمند کنترل و تنظیم برنامه حرکت قطارها که اطلاعات لحظه‌ای مسیر را پردازش کرده و دستورات کنترلی را به ناوگان ارسال می‌کند.
آزمایش‌های انجام‌شده در خطوط راه‌آهن شرق دور و ترانس‌بایکال، موفقیت این فناوری را اثبات کرده‌اند. این سیستم باعث کاهش زمان اتصال و جداسازی قطارها، کاهش فاصله بین قطارها به شش تا هشت دقیقه و افزایش سرعت حرکت قطارها در سیگنال‌های زرد به بیش از 60 کیلومتر بر ساعت شده که در نتیجه ظرفیت حمل‌ونقل مسیرها تا 15 درصد افزایش یافته‌است.
فناوری اتصال مجازی با استفاده از ارتباطات رادیویی دیجیتال، امکان کنترل همزمان پنج قطار را فراهم می‌کند، در حالی که تمام مقررات ایمنی رعایت شده و پایداری ترافیکی مسیر حفظ می‌شود.
منبع:
