rostransportТранспорт Российской Федерации. Журнал о науке, практике, экономикеTransport of the Russian Federation1994-831Х2658-3674Российская академия транспортаrostransport-324Research ArticleИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИТехнологические основы разработки интеллектуальных систем управления движением поездов с тесно интегрированными безопасными комплексами мониторинга объектов железнодорожной инфраструктурыTechnological Foundations for Developing Intelligent Train Control Systems Integrated with Infrastructure Monitoring ComplexesЕфановД. В. EfanovD. V.

Дмитрий В. Ефанов, д-р техн. наук, профессор Высшей школы транспорта Института машиностроения, материалов и транспорта; профессор.

 

Dmitry V. Efanov, Doctor of Technical Sciences, Professor, Higher School of Transport, Institute of Mechanical Engineering, Materials and Transport; Professor.

tres_4b@yandex.ruМихайлютаЕ. М.MikhailyutaE. M.

Евгений М. Михайлюта, аспирант, инженер Высшей школы транспорта Института машиностроения, материалов и транспорта.

Evgeny M. Mikhailyuta, Postgraduate Student, Engineer, Higher School of Transport.

tres_4b@yandex.ruСанкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого (СПбПУ); Российский университет транспорта (МИИТ)РоссияPeter the Great St. Petersburg Polytechnic University (SPbPU); Russian University of Transport (MIIT)Russian FederationСанкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого (СПбПУ)РоссияPeter the Great St. Petersburg Polytechnic University (SPbPU)Russian Federation202512102025031825Copyright © Ефанов Д.В., Михайлюта Е.М., 20252025Ефанов Д.В., Михайлюта Е.М.Efanov D.V., Mikhailyuta E.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://rostransport.elpub.ru/jour/article/view/324

Предложена укрупненная архитектура системы управления движением поездов с тесной интеграцией с системами автоматизированного мониторинга объектов железнодорожной инфраструктуры. Разработана модель ее надежности. Предложены способы информационного сопряжения систем автоматизированного мониторинга и управления движением поездов. Описанные решения целесообразно учитывать при разработке принципиально новых безопасных систем управления движением поездов с интеллектуальным анализом условий возникновения внешних дестабилизирующих факторов и парированием их проявлений.

A macro-architecture of an intelligent train control system integrated with automated monitoring of railway infrastructure is proposed. A reliability model has been developed, and methods for information interfacing between monitoring and control systems are suggested. The described solutions are relevant for designing advanced train control systems capable of analyzing and counteracting destabilizing external factors.

безопасность перевозочного процесса на железных дорогахсистема автоматизированного мониторинга объектов инфраструктуры железных дорогинформационное сопряжение систем управления и мониторингаадаптивное управление с учетом данных мониторингаrailway transportation safetyautomated infrastructure monitoringsystem interfacingadaptive control based on monitoring dataReferencesAnghel S. R., Panoiu M., Abrudean C. Intelligent Application for Monitoring the Pantograph-Catenary Contact in Electric Railway Transportation // 3rd International Conference on Smart and Sustainable Technologies (SpliTech), 26–29 June 2018, Split, Croatia.Anghel S. R., Panoiu M., Abrudean C. Intelligent Application for Monitoring the Pantograph-Catenary Contact in Electric Railway Transportation // 3rd International Conference on Smart and Sustainable Technologies (SpliTech), 26–29 June 2018, Split, Croatia.Li S.,Xu C.,Chen L.,Liu Z. Speed Regulation of Overhead Catenary System Inspection Robot for High-Speed Railway through Reinforcement Learning // IEEE SmartWorld, Ubiquitous Intelligence & Computing, Advanced & Trusted Computing, Scalable Computing & Communications, Cloud & Big Data Computing,Internet of People and Smart City Innovation (SmartWorld/SCALCOM/UIC/ATC/CBDCom/IOP/SCI), 8–12 October 2018, Guangzhou, China. 2018. DOI: 10.1109/SmartWorld.2018.00239.Li S.,Xu C.,Chen L.,Liu Z. Speed Regulation of Overhead Catenary System Inspection Robot for High-Speed Railway through Reinforcement Learning // IEEE SmartWorld, Ubiquitous Intelligence & Computing, Advanced & Trusted Computing, Scalable Computing & Communications, Cloud & Big Data Computing,Internet of People and Smart City Innovation (SmartWorld/SCALCOM/UIC/ATC/CBDCom/IOP/SCI), 8–12 October 2018, Guangzhou, China. 2018. DOI: 10.1109/SmartWorld.2018.00239.Juan Moreno J., Jarillo J. M., GarcíaAlbertos S. Sensing the Health of the Catenary-Pantograph Contact on Railway Vehicles with Radio Receivers: Early Results // Communication Technologies for Vehicles. Springer, Cham, 2020. Vol. 12574. Pp. 148–156. DOI: 10.1007/978-3-030-66030-7_13.Juan Moreno J., Jarillo J. M., GarcíaAlbertos S. Sensing the Health of the Catenary-Pantograph Contact on Railway Vehicles with Radio Receivers: Early Results // Communication Technologies for Vehicles. Springer, Cham, 2020. Vol. 12574. Pp. 148–156. DOI: 10.1007/978-3-030-66030-7_13.Romadoni Achmad R., Wicaksono S., Ferryanto F. A Review on Automatic Visual Inspection for Railway Overhead Contact Line Systems // Jurnal Perkeretaapian Indonesia (Indonesian Railway Journal). 2024. Vol. 8. № 2. Pp. 50–61. DOI: 10.37367/jpi.v8i2.346.Romadoni Achmad R., Wicaksono S., Ferryanto F. A Review on Automatic Visual Inspection for Railway Overhead Contact Line Systems // Jurnal Perkeretaapian Indonesia (Indonesian Railway Journal). 2024. Vol. 8. № 2. Pp. 50–61. DOI: 10.37367/jpi.v8i2.346.Dhage M. R.,Vemuru S. Structural Health Monitoring of Railway Tracks Using WSN // 2017 International Conference on Computing, Communication, Control and Automation (ICCUBEA), 17–18 August 2017, Pune, India. 2017. Pp. 1–5. DOI: 10.1109/ICCUBEA.2017.8463976.Dhage M. R.,Vemuru S. Structural Health Monitoring of Railway Tracks Using WSN // 2017 International Conference on Computing, Communication, Control and Automation (ICCUBEA), 17–18 August 2017, Pune, India. 2017. Pp. 1–5. DOI: 10.1109/ICCUBEA.2017.8463976.Sun D. L., Shang Z., Xia Y. et al. Review of Bridge Structural Health Monitoring Aided by Big Data and Artificial Intelligence: From Condition Assessment to Damage Detection // Journal of Structural Engineering. 2020. № 146 (5). № 04020073. DOI: 10.1061/(ASCE)ST.1943-541X.0002535.Sun D. L., Shang Z., Xia Y. et al. Review of Bridge Structural Health Monitoring Aided by Big Data and Artificial Intelligence: From Condition Assessment to Damage Detection // Journal of Structural Engineering. 2020. № 146 (5). № 04020073. DOI: 10.1061/(ASCE)ST.1943-541X.0002535.Ефанов Д. В., Осадчий Г. В. Микропроцессорная система диспетчерского контроля устройств железнодорожной автоматики и телемеханики: изд. 3‑е., стер. СПб.: Изд-во «Лань», 2023. 180 с.Ефанов Д. В., Осадчий Г. В. Микропроцессорная система диспетчерского контроля устройств железнодорожной автоматики и телемеханики: изд. 3‑е., стер. СПб.: Изд-во «Лань», 2023. 180 с.Кокурин И. М. Теоретические и технологические основы построения адаптивной системы диспетчерской централизации // Автоматика на транспорте. 2017. Т. 3. № 3. С. 345–354.Кокурин И. М. Теоретические и технологические основы построения адаптивной системы диспетчерской централизации // Автоматика на транспорте. 2017. Т. 3. № 3. С. 345–354.Кокурин И. М. Интеллектуальная система управления движением поездов на основе автоматизации диспетчерского регулирования и центрального автоведения // Автоматика на транспорте. 2018. Т. 4. № 3. С. 305–314.Кокурин И. М. Интеллектуальная система управления движением поездов на основе автоматизации диспетчерского регулирования и центрального автоведения // Автоматика на транспорте. 2018. Т. 4. № 3. С. 305–314.Efanov D. V., Khóroshev V. V., Osadchy G. V. Principles of Safety Signalling and Traffic Control Systems Synthesis on Railways // Proceedings of 9th International Conference on Industrial Engineering,Applications and Manufacturing (ICIE), May 15–19, 2023, Sochi, Russia. 2023. Pp. 634–638. DOI: 10.1109/ICIEAM57311.2023.10139292.Efanov D. V., Khóroshev V. V., Osadchy G. V. Principles of Safety Signalling and Traffic Control Systems Synthesis on Railways // Proceedings of 9th International Conference on Industrial Engineering,Applications and Manufacturing (ICIE), May 15–19, 2023, Sochi, Russia. 2023. Pp. 634–638. DOI: 10.1109/ICIEAM57311.2023.10139292.Ефанов Д. В., Хорошев В. В., Осадчий Г. В. Концептуальные основы синтеза безопасных систем управления движением поездов // Мир транспорта. 2022. Т. 20. № 3 (100). С. 50–57. DOI: 10.30932/1992-3252-2022-20-3-6.Ефанов Д. В., Хорошев В. В., Осадчий Г. В. Концептуальные основы синтеза безопасных систем управления движением поездов // Мир транспорта. 2022. Т. 20. № 3 (100). С. 50–57. DOI: 10.30932/1992-3252-2022-20-3-6.Smith D. J., Simpson K. G. L. Functional safety: A Straightforward Guide to IEC 61508 and Related Standards: 2nd edition. Butterworth-Heinemann, 2004. 263 p.Smith D. J., Simpson K. G. L. Functional safety: A Straightforward Guide to IEC 61508 and Related Standards: 2nd edition. Butterworth-Heinemann, 2004. 263 p.Шубинский И. Б., Розенберг Е. Н. Функциональная безопасность систем управления на железнодорожном транспорте. М.: Инфра-Инженерия, 2023. 360 с.Шубинский И. Б., Розенберг Е. Н. Функциональная безопасность систем управления на железнодорожном транспорте. М.: Инфра-Инженерия, 2023. 360 с.Ефанов Д. В. Функциональный контроль и мониторинг устройств железнодорожной автоматики и телемеханики. СПб.: ФГБОУ ВО ПГУПС, 2016. 171 с.Ефанов Д. В. Функциональный контроль и мониторинг устройств железнодорожной автоматики и телемеханики. СПб.: ФГБОУ ВО ПГУПС, 2016. 171 с.Yan Y., Li T., Liu J. et al. Monitoring and Early Warning Method for a Rockfall Along Railways Based on Vibration Signal Characteristics // Scientific Reports. 2019. Vol. 9. № 6606. DOI: 10.1038/s41598-019-43146-1.Yan Y., Li T., Liu J. et al. Monitoring and Early Warning Method for a Rockfall Along Railways Based on Vibration Signal Characteristics // Scientific Reports. 2019. Vol. 9. № 6606. DOI: 10.1038/s41598-019-43146-1.Theeg G., Vlasenko S. Railway Signalling & Interlocking: 3ed Edition. Germany, Leverkusen PMC Media House GmbH, 2020. 552 p.Theeg G., Vlasenko S. Railway Signalling & Interlocking: 3ed Edition. Germany, Leverkusen PMC Media House GmbH, 2020. 552 p.Huang L. The Past, Present and Future of Railway Interlocking System // IEEE 5th International Conference on Intelligent Transportation Engineering (ICITE), 11–13 September 2020. DOI: 10.1109/ICITE50838.2020.9231438.Huang L. The Past, Present and Future of Railway Interlocking System // IEEE 5th International Conference on Intelligent Transportation Engineering (ICITE), 11–13 September 2020. DOI: 10.1109/ICITE50838.2020.9231438.Bădău F. Railway Interlockings A Review of the Current State of Railway Safety Technology in Europe // Promet-Traffic & Transportation. 2022. Vol. 34. Iss. 3. Pp. 443–454. DOI: 10.7307/ptt.v34i3.3992.Bădău F. Railway Interlockings A Review of the Current State of Railway Safety Technology in Europe // Promet-Traffic & Transportation. 2022. Vol. 34. Iss. 3. Pp. 443–454. DOI: 10.7307/ptt.v34i3.3992.Arend L., Pott L.,Hoffmann N., Schanck R. ETCS Level 2 without GSM-R // Signal+Draht. 2018.№ 110. Pp. 18–28.Arend L., Pott L.,Hoffmann N., Schanck R. ETCS Level 2 without GSM-R // Signal+Draht. 2018.№ 110. Pp. 18–28.Ефанов Д. В., Осадчий Г. В. Радиоцентрализация с распределенными вычислительными ресурсами и развитыми функциями самодиагностирования // Транспорт Российской Федерации. 2021. № 1–2. С. 40–45.Ефанов Д. В., Осадчий Г. В. Радиоцентрализация с распределенными вычислительными ресурсами и развитыми функциями самодиагностирования // Транспорт Российской Федерации. 2021. № 1–2. С. 40–45.Krmac E., Djordjevic B. Digital Twins for Railway Sector: Current State and Future Directions // IEEE Access. 2024. Vol. 12. Pp. 108597–108615. DOI: 10.1109/ACCESS.2024.3439471.Krmac E., Djordjevic B. Digital Twins for Railway Sector: Current State and Future Directions // IEEE Access. 2024. Vol. 12. Pp. 108597–108615. DOI: 10.1109/ACCESS.2024.3439471.Плеханов П. А., Роенков Д. Н. БПЛА на службе железнодорожного транспорта // Автоматика, связь, информатика. 2023. № 9. С. 13–16. DOI: 10.34649/AT.2023.9.9.003.Плеханов П. А., Роенков Д. Н. БПЛА на службе железнодорожного транспорта // Автоматика, связь, информатика. 2023. № 9. С. 13–16. DOI: 10.34649/AT.2023.9.9.003.Башаркин М. В., Исайчева А. Г., Исайчева Н. А. Тепловизионный контроль рельсовой линии с помощью БПЛА // Автоматика, связь, информатика. 2024. № 9. С. 14–16. DOI: 10.62994/AT.2024.9.9.004.Башаркин М. В., Исайчева А. Г., Исайчева Н. А. Тепловизионный контроль рельсовой линии с помощью БПЛА // Автоматика, связь, информатика. 2024. № 9. С. 14–16. DOI: 10.62994/AT.2024.9.9.004.Ефанов Д. В., Погодина Т. С. Применение беспилотных летательных аппаратов для сбора диагностических данных о напольных устройствах СЦБ // Транспорт Российской Федерации. 2024. № 5. С. 16–24.Ефанов Д. В., Погодина Т. С. Применение беспилотных летательных аппаратов для сбора диагностических данных о напольных устройствах СЦБ // Транспорт Российской Федерации. 2024. № 5. С. 16–24.Khang A., Efanov D. V., Mammadov G. et al. Technological Features of a Safe Monitoring System Based on the Use of Unmanned Aerial Vehicles // Driving Green Transportation System Through Artificial Intelligence and Automation. Lecture Notes in Intelligent Transportation and Infrastructure. Springer, Cham, 2025. Pp. 443–462. DOI: 10.1007/978-3-031-72617-0_24.Khang A., Efanov D. V., Mammadov G. et al. Technological Features of a Safe Monitoring System Based on the Use of Unmanned Aerial Vehicles // Driving Green Transportation System Through Artificial Intelligence and Automation. Lecture Notes in Intelligent Transportation and Infrastructure. Springer, Cham, 2025. Pp. 443–462. DOI: 10.1007/978-3-031-72617-0_24.Efanov D. V.,Mikhailiuta E. M.,Khóroshev V. V. Reliability Models for a Safe Train Traffic Control Systems Accounting the Railway Infrastructure States // Proceedings of 6th International Russian Automation Conference (RusAutoCon), September 10–16, 2023, Sochi, Russia. 2023. Pp. 266–270. DOI: 10.1109/RusAutoCon58002.2023.10272854.Efanov D. V.,Mikhailiuta E. M.,Khóroshev V. V. Reliability Models for a Safe Train Traffic Control Systems Accounting the Railway Infrastructure States // Proceedings of 6th International Russian Automation Conference (RusAutoCon), September 10–16, 2023, Sochi, Russia. 2023. Pp. 266–270. DOI: 10.1109/RusAutoCon58002.2023.10272854.Ефанов Д. В., Михайлюта Е. М. Управление надежностью и безопасностью перевозочного процесса с применением систем непрерывного мониторинга объектов железнодорожной инфраструктуры // Мир транспорта. 2023. Т. 21. № 2 (105). С. 84–94. DOI: 10.30932/1992-3252-2023-21-2-10.Ефанов Д. В., Михайлюта Е. М. Управление надежностью и безопасностью перевозочного процесса с применением систем непрерывного мониторинга объектов железнодорожной инфраструктуры // Мир транспорта. 2023. Т. 21. № 2 (105). С. 84–94. DOI: 10.30932/1992-3252-2023-21-2-10.Кокурин И. М., Пушкин И. А. Тяговые расчеты с учетом дополнительных данных // Автоматика на транспорте. 2024. Т. 10.№ 1.С. 52–63. DOI: 10.20295/2412-9186-2024-10-01-52-63.Кокурин И. М., Пушкин И. А. Тяговые расчеты с учетом дополнительных данных // Автоматика на транспорте. 2024. Т. 10.№ 1.С. 52–63. DOI: 10.20295/2412-9186-2024-10-01-52-63.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.