АО «Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте» (НИИАС) и ОАО «РЖД» приступили к опытной эксплуатации подвижного состава, оснащенного системой управления наивысшей степени автономности. Впервые в мировой практике поезд с уровнем автоматизации GoA4 движется не в изолированном контуре метрополитена, а в условиях открытой инфраструктуры общего пользования.
Речь идет об электропоезде «Ласточка» (серия ЭС2Г), на борт которого интегрирован программно-аппаратный комплекс, полностью исключающий присутствие машиниста в кабине. На данном этапе функции контроля и управления переданы диспетчеру удаленного центра, что знаменует переход к четвертому уровню автоматизации (Grade of Automation 4, GoA4) по международной классификации.
От «цифрового помощника» к полной автономии
Чтобы понять масштаб события, необходимо разграничить уровни автоматизации, принятые в рельсовом транспорте. В отличие от систем уровня GoA2 (полуавтоматическое управление с машинистом в кабине, отвечающим за контроль препятствий и закрытие дверей) и GoA3 (поезд следует без помощника, но в кабине находится страхующий сотрудник), решение GoA4 предусматривает полное исключение человека из контура управления на борту.
Испытания проходят на участке Московской магистрали, где инфраструктура интегрирует в себе пассажирские, грузовые перевозки и соседствует с автомобильными потоками. Это ключевой вызов, отличающий проект от многочисленных аналогов. В мировой истории беспилотные системы GoA4 успешно применяются десятилетиями, но исключительно в «закрытых» системах (метро Дубая, Ванкувера, Копенгагена), где пути физически изолированы от внешней среды платформенными воротами и отсутствием одноуровневых пересечений.
Технологический стек: техническое зрение вместо глаз машиниста
Безопасность движения на открытых путях, где возможно появление посторонних предметов, животных или людей, обеспечивается многосенсорной системой машинного зрения. Это сложный симбиоз сенсоров, включающий лидары (лазерное сканирование пространства), радары миллиметрового диапазона и камеры с высоким спектральным разрешением. Нейросетевые алгоритмы в режиме реального времени выполняют задачи классификации и трекинга объектов, детектирования препятствий на дальности, необходимой для экстренного торможения, а также анализа состояния напольного оборудования — показаний светофоров, положения стрелочных переводов и габаритов приближения строений.
Именно этот стек технологий позволяет выполнять функции, ранее возложенные на человеческое зрение и когнитивные способности. В НИИАС подчеркивают: комплекс универсален и может быть моноблочно имплементирован на любой модернизированный подвижной состав, изначально спроектированный для внедрения беспилотных технологий.
Экономика удаленного контроля
При уровне GoA4 управление поездом происходит в «тепличном» контуре — Центре дистанционного контроля и управления. Оператор-диспетчер, прошедший специальную подготовку по управлению роботизированными транспортными средствами, осуществляет супервайзинг в режиме полигонного мониторинга. Согласно расчетам специалистов НИИАС, один такой высококвалифицированный сотрудник способен одновременно контролировать трафик до четырех поездов. Дистанционное вмешательство требуется только в сценариях нештатных ситуаций: диспетчер может принудительно активировать тормозную магистраль, управлять климатическими установками или открытием/закрытием автоматических дверей в случае сбоя алгоритмов.
Такая схема позволяет не только кардинально решить проблему дефицита локомотивных бригад, но и выйти на принципиально иные показатели энергоэффективности: автопилот ведет состав по жестко просчитанным энергооптимальным кривым, избегая избыточных разгонов и запаздываний, свойственных «человеческому фактору».
Выход на рынок и нормативная база
Старт испытаний в реальной урбанизированной среде является завершающей фазой перед допуском технологии на коммерческий рынок перевозок. Разработчикам совместно с регуляторными органами предстоит финализировать нормативную базу, определяющую статус «цифрового машиниста» и ответственность диспетчера в рамках функционирования киберзащищенных каналов связи между подвижной единицей и центром управления.
Проект НИИАС создает технологический фундамент для тиражирования системы. В перспективе оборудованием уровня GoA4 могут быть оснащены не только пригородные «Ласточки», но и магистральные локомотивы, что станет стратегическим шагом к цифровой трансформации всего холдинга «РЖД».