mirtrМир транспортаWorld of Transport and Transportation1992-3252Russian University of Transport (RUT)10.30932/1992-3252-2020-18-146-157mirtr-1831Research ArticleПРОБЛЕМЫ УПРАВЛЕНИЯADMINISTRATION, MANAGEMENT AND CONTROLИнтеграция систем управления и мониторингаIntegration of Control and Monitoring SystemsЕфановД. В.EfanovD. V.

Ефанов Дмитрий Викторович – доктор технических наук, доцент, руководитель направления систем мониторинга и диагностики; профессор кафедры автоматики, телемеханики и связи на железнодорожном транспорте

Москва

Efanov, Dmitry V. – D.Sc. (Eng), Associate Professor, Head of the Direction of Systems of Monitoring and Diagnostics; Professor at the Department of Railway Automation, Remote Control and Communication 

Moscow

TrES-4b@yandex.ruООО «ЛокоТех- Сигнал», Российский университет транспортаРоссияLLC LocoTech- Signal, Russian University of TransportRussian Federation202028022020181146157Copyright © Ефанов Д.В., 20202020Ефанов Д.В.Efanov D.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://mirtr.elpub.ru/jour/article/view/1831

Стационарные системы мониторинга устройств обеспечения движения поездов в настоящее время реализуются как внешние средства технического диагностирования и располагаются преимущественно централизованно. Набор диагностических параметров является скудным, а большинство измерений – косвенными. Это, в конечном счёте, приводит к низкой эффективности функционирования систем мониторинга, а доля полезной информации от общего объёма данных, по сообщениям специалистов, не превышает 5 %. Развитие технологий мониторинга должно идти по пути интеграции измерительных и управляющих функций. Целью работы является обращение внимания научного сообщества на принципы реализации систем мониторинга и управления и переход от их разделения к интеграции. Используя методы технической диагностики и мониторинга, предлагается перейти к более прогрессивным системам управления со встраиваемыми средствами технического диагностирования и мониторинга. Автором предложена концепция интегрированных средств технического диагностирования с объектными контроллерами управления в виде съёмных модулей мониторинга, передающих данные по выделенным диаг ностическим трактам передачи. В зависимости от географического положения контроллера (централизованное, на посту управления или децентрализованное возле объекта управления) определяется набор диагностических параметров и осуществляется выбор способов обработки диагностической информации. Вдиагностические модули при децентрализованном расположении контроллеров возможна передача диагностической информации от внешних и распределённых датчиков на объектах железнодорожной инфраструктуры. Реализация представленной концепции позволит получать гораздо большее количество исходных данных для работы систем мониторинга, в том числе, перейти к получению цифровых копий объектов железнодорожной инфраструктуры. В более широком смысле, при организации систем мониторинга необходимо фокусироваться не только на средствах железнодорожной автоматики, но и уделять внимание иным объектам инфраструктуры, обслуживаемым персоналом смежных хозяйств. Так как все объекты функционируют совместно, такой подход в организации мониторинга повысит качество диагноза ипрогноза, атакже даст возможность оценки остаточного ресурса технических объектов.

Stationary systems for monitoring devices of train traffic control are currently being implemented as external means of technical diagnostics and are located mainly centrally. The set of diagnostic parameters is scarce, and most measurements are indirect. This, ultimately, leads to low efficiency of monitoring systems, and the share of useful information from the total amount of data according to experts does not exceed 5 %. The development of monitoring technologies should follow the path of integration of measurement and control functions. The objective of the work is to draw the attention of the scientific community to the principles of monitoring and control systems implementation and the transition from their disunity to integration. Using methods of technical diagnostics and monitoring, it is proposed to switch to more advanced control systems with built-in means of troubleshooting and monitoring. The author has proposed the concept of integrated technical diagnostic tools with object controllers in the form of removable monitoring modules that transmit data along dedicated diagnostic transmission paths. Depending on the geographical location of the controller (centralized at the control station or decentralized near the controlled object), a set of diagnostic parameters is determined and a choice of diagnostic information processing methods is carried out. With decentralized location of controllers, the diagnostic modules can transmit diagnostic information from external and distributed sensors at railway infrastructure facilities. Implementation of the presented concept will allow receiving a much larger amount of initial data for operation of monitoring systems, including transition to obtaining digital twins of railway infrastructure facilities. In a broader sense, when organizing monitoring systems, it is necessary to focus not only on railway automation, but also pay attention to other infrastructure facilities serviced by personnel of adjacent sectors. Since all objects function together, such an approach to organization of monitoring will improve quality of diagnosis and prognosis, as well as provide an opportunity to assess the residual resource of technical objects.

транспорттехническая диагностикамониторингинтеграция измерительных и управляющих функцийдиагностические данныеобъекты железнодорожной инфраструктурыцифровые копииtransporttechnical diagnosticstroubleshootingmonitoringintegration of measuring and control functionsdiagnostic datarailway infrastructure facilitiesdigital twinsReferencesМозгалевский А. В., Гаскаров Д. В. Техническая диагностика (непрерывные объекты). – М.: Высшая школа, 1975. – 207 с.Mozgalevsky, A. V., Gaskarov, D. V. Technical diagnostics (continuous objects) [Tekhnicheskaya diagnostika (nepreryvnie ob’ekty)]. Moscow, Vysshaya shkola publ., 1975, 207 p.Биргер И. А. Техническая диагностика. – М.: Машиностроение, 1978. – 240 с.Birger, I. A. Technicl diagnostics [Tekhnicheskaya diagnostika]. Moscow, Mashinostroenie publ., 1978, 240 p.Пархоменко П. П., Согомонян Е. С. Основы технической диагностики (оптимизация алгоритмов диагностирования, аппаратурные средства). – М.: Энергоатомиздат, 1981. – 320 с.Parkhomenko, P. P., Sogomonyan, E. S. Fundamentals of technical diagnostics (optimization of diagnostic algorithms, hardware) [Osnovy tekhnicheskoi diagnostiki (optimizatsiya algoritmov diagnostirovaniya, apparaturnie sredstva)]. Moscow, Energoatomizdat publ., 1981, 320 p.Мозгалевский А. В., Койда А. Н. Вопросы проектирования систем диагностирования. – Ленинград: Энергоатомиздат, 1985. – 112 с.Mozgalevsky, A. V., Koida, A. N. Issues of design of diagnostic systems [Voprosy proektirovaniya system diagnostirovaniya]. Leningrad, Energoatomizdat publ., 1985, 112 p.Надёжность и эффективность в технике: Справочник в десяти томах. Т. 9: Техническая диагностика / Под. ред. В. В. Клюева и П. П. Пархоменко. – М.: Машиностроение, 1987. – 352 с.Reliability and efficiency in technology. A handbook in 10 volumes. Vol. 9. Technical diagnostics [Nadezhnost’ i effektivnost’ v tekhnike. Spravochnik v 10 tomakh. T. 9: Tekhnicheskaya diagnostika]. Ed. by V. V. Klyuev and P. P. Parkhomenko. Moscow, Mashinostroenie publ., 1987, 352 p.Hahanov, V. Cyber Physical Computing for IoT-driven Services. New York: Springer International Publishing AG, 2018, 279 p. DOI: 10.1007/978-3-319-54825-8.Hahanov, V. Cyber Physical Computing for IoT-driven Services. New York: Springer International Publishing AG, 2018, 279 p. DOI: 10.1007/978-3-319-54825-8.Гавзов Д. В., Сапожников В. В., Сапожников Вл. В. Методы обеспечения безопасности дискретных систем // Автоматика и телемеханика. – 1994. – № 8. – С. 3–50.Gavzov, D. V., Sapozhnikov, V. V., Sapozhnikov, Vl. V. Methods to ensure security of discrete systems [Metody obespecheniya bezopasnosti diskretnykh system]. Avtomatika i telemekhanika, 1994, Iss. 8, pp. 3–50.Ефанов Д. В. Функциональный контроль и мониторинг устройств железнодорожной автоматики и телемеханики: монография. – СПб.: ПГУПС, 2016. – 171 с.Efanov, D. V. Functional control and monitoring of facilities of railway automation and telemechanics: monograph [Funktsionalniy kontrol’ i monitoring ustroistv zheleznodorozhnoi avtomatiki i telemekhaniki: monografiya]. St. Petersburg, PGUPS publ., 2016, 171 p.Балабанов И. В. Роль технической диагностики в цифровой трансформации // Автоматика, связь, информатика. – 2019. – № 5. – С. 24–26.Balabanov, I. V. The role of technical diagnostics in digital transformation [Rol’ tekhnicheskoi diagnostiki v tsifrovoi transformatsii]. Avtomatika, svyaz’, informatika, 2019, Iss. 5, pp. 24–26.Hall, C. Modern Signalling: 5th edition. – UK, Shepperton: Ian Allan Ltd, 2016, 144 p.Hall, C. Modern Signalling: 5th edition. UK, Shepperton: Ian Allan Ltd, 2016, 144 p.Theeg, G., Vlasenko, S. Railway Signalling & Interlocking: 2nd edition. – Germany, Hamburg: PMC Media House GmbH, 2018, 458 p.Theeg, G., Vlasenko, S. Railway Signalling & Interlocking: 2nd Edition. Germany, Hamburg: PMC Media House GmbH, 2018, 458 p.Ефанов Д. В., Осадчий Г. В. Микропроцессорная система диспетчерского контроля устройств железнодорожной автоматики и телемеханики. – СПб.: Издательство «Лань», 2018. – 180 с.Efanov, D. V., Osadchiy, G. V. Microprocessor system of dispatch control of railway automation and remote control [Mikroprotsessornaya sistema dispetcherskogo kontrolya ustroistv zheleznodorozhnoi avtomatiki i telemekhaniki]. St. Petersburg, Publishing house «Lan’», 2018, 180 p.Efanov, D. V. New Architecture of Monitoring Systems of Train Traffic Control Devices at Wayside Stations. Proceedings of 16th IEEE East- West Design & Test Symposium (EWDTS’2018), Kazan, Russia, September 14–17, 2018, pp. 276–280. DOI: 10.1109/EWDTS.2018.8524788.Efanov, D. V. New Architecture of Monitoring Systems of Train Traffic Control Devices at Wayside Stations. Proceedings of 16th IEEE East- West Design & Test Symposium (EWDTS’2018), Kazan, Russia, September 14–17, 2018, pp. 276–280. DOI: 10.1109/EWDTS.2018.8524788.Heidmann, L. Smart Point Machines: Paving the Way for Predictive Maintenance. Signal+Draht, 2018, Iss. 9, pp. 70–75.Heidmann, L. Smart Point Machines: Paving the Way for Predictive Maintenance. Signal+Draht, 2018, Iss. 9, pp. 70–75.Fritz, C. Intelligent Point Machines. Signal+Draht, 2018, Vol. 110, Iss. 2, pp. 12–16.Fritz, C. Intelligent Point Machines. Signal+Draht, 2018, Vol. 110, Iss. 2, pp. 12–16.Власенко С. В., Лунёв С. А., Соколов М. М. Централизованная и децентрализованная архитектура постов управления станциями // Автоматика, связь, информатика. – 2019. – № 3. – С. 22–25.Vlasenko, S. V., Lunev, S. A., Sokolov, M. M. Centralized and decentralized architecture of station control posts [Tsentralizovannaya i detsentralizovannaya arkhitektura postov upravleniya santsiyami]. Avtomatika, svyaz’, informatika, 2019, Iss. 3, pp. 22–25.Ефанов Д. В., Осадчий Г. В. Концепция современных систем управления на основе информационных технологий // Автоматика, связь, информатика. – 2018. – № 5. – С. 20–23.Efanov, D. V., Osadchiy, G. V. Concept of modern control systems based on information technologies [Kontseptsiya sovremennykh sistem upravleniya na osnove informatsionnykh tekhnologii]. Avtomatika, svyaz’, informatika, 2018, Iss. 5, pp. 20–23.Belyi, A., Osadchy, G., Dolinskiy, K. Practical Recommendations for Controlling of Angular Displacements of High- Rise and Large Span Elements of Civil Structures. Proceedings of 16th IEEE East-West Design & Test Symposium (EWDTS’2018), Kazan, Russia, September 2018, pp. 176–183. DOI: 10.1109/EWDTS.2018.8524743.Belyi, A., Osadchy, G., Dolinskiy, K. Practical Recommendations for Controlling of Angular Displacements of High- Rise and Large Span Elements of Civil Structures. Proceedings of 16th IEEE East-West Design & Test Symposium (EWDTS’2018), Kazan, Russia, September 2018, pp. 176–183. DOI: 10.1109/EWDTS.2018.8524743.Ефанов Д. В. Интеграция систем непрерывного мониторинга и управления движением на железнодорожном транспорте // Транспорт Российской Федерации. – 2017. – № 4. – С. 62–65.Efanov, D. V. Integration of continuous monitoring systems and traffic control on railway transport [Integratsiya sistem nepreryvnogo monitoringa i upravleniya dvizheniem na zheleznodorozhnom transporte]. Transport Rossiiskoi Federatsii, 2017, Iss. 4, pp. 62–65.Kassa, E., Skavhaug, A., Kaynia, A. M. Monitoring of Switches & Crossing (Tornouts) and Tracks. Decision Support Tool for Rail Infrastructure, EU Project No. 636285, 41 p.Kassa, E., Skavhaug, A., Kaynia, A. M. Monitoring of Switches & Crossing (Tornouts) and Tracks. Decision Support Tool for Rail Infrastructure, EU Project No. 636285, 41 p.

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