Перспективный комплекс УПУ-4

Акционерное общество «Научно-производственный комплекс «ЭЛАРА» имени Г.А. Ильенко» (АО «ЭЛАРА»), основанное в 1970 году как Чебоксарский приборостроительный завод, является одним из ведущих и стабильно развивающихся российских приборостроительных предприятий, сочетающих в себе прогрессивные технологии, конкурентоспособные разработки, современное оборудование, большой научный и производственный опыт. На протяжении многих лет предприятие выпускает пилотажно-навигационные комплексы и системы автоматического и дистанционного управления для военной и гражданской авиации.
Параллельно, на протяжении более 20 лет предприятие изготавливает автоматизированные системы управления гражданского назначения для различных отраслей промышленности: производит промышленную и автомобильную электронику, железнодорожную автоматику, развивает направление контрактного производства электроники.

На протяжении более 15 лет ключевым партнером и потребителем продукции железнодорожного назначения АО «ЭЛАРА» является ОАО «РЖД». О создании и производстве инновационной разработки для российских железных дорог в материалах статьи генерального директора АО «ЭЛАРА» Андрея Александровича УГЛОВА.
Изделия, выпускаемые АО «ЭЛАРА», широко представлены на российском рынке. Сложнейшие устройства электроники и автоматики востребованы железнодорожной отраслью страны. Работы ведутся в тесном сотрудничестве с дирекциями ОАО «РЖД», ведущими институтами отрасли, машиностроительными предприятиями, входящими в группу компаний АО «Трансмашхолдинг», разработчиками и поставщиками железнодорожной техники, в частности с АО «НИИП имени В.В. Тихомирова».
В настоящее время на предприятии выпускаются: комплексная система управления электропоездом на базе унифицированного пульта машиниста, системы управления  и диагностики вагонами метро, аппаратура микропроцессорной системы управления, регулирования и диагностики магистральных и маневровых тепловозов,  микропроцессорная аппаратура автоблокировки, контроллеры локомотивные и блоки индикации для маневровых тепловозов. Все перечисленные изделия для железнодорожного машиностроения по праву можно считать инновационными, не уступающими современным российским и мировым аналогам.
Ярким примером успешного многолетнего сотрудничества АО «ЭЛАРА» с АО «НИИП имени В.В. Тихомирова» (г. Жуковский) является разработка и серийное производство комплексной системы управления и диагностики электропоездов. Проект создания пульта машиниста был начат в инициативном порядке ещё в конце 90-х годов АО «НИИП имени В.В. Тихомирова», входящим в концерн ПВО «Алмаз-Антей». В начале 2000-х годов к реализации проекта присоединилось АО «ЭЛАРА», как партнер по оборонно-промышленному комплексу, в качестве со-разработчика и серийного производителя аппаратной части пульта машиниста УПУ первого этапа разработки.
Основными вехами в развитии пульта машиниста и комплексной системы управления и диагностики электропоезда стали:
• Разработка и успешное прохождение опытной эксплуатации пульта УПУ первого этапа разработки в составе опытного электропоезда ЭД4Э в 2005 году;
• Освоение серийного производства и тиражирование поставок пульта УПУ-1 на электропоездах ЭД4М, ЭД9М, ЭД4Э, ЭД9Э с 2006 года;
• Разработка пульта машиниста  УПУ-2 с расширенным функционалом и новым дизайном стеклопластиковой столешницы в 2008 году;
• Внедрение поездной шины и существенное расширение функций пульта УПУ-2 с 2011 года;
• Разработка и внедрение полного функционала комплекса на базе пульта УПУ-3 третьего этапа разработки в 2012 году;
• Успешное прохождение необходимых испытаний комплекса на базе УПУ-3 и его применение в составе новейших электропоездов ЭП2Д, ЭП3Д в 2013 году;
• Разработка (с 2012 года) и успешное прохождение испытаний в составе нового отечественного 5-ти вагонного электропоезда «Иволга» типа ЭГ2Тв с асинхронным тяговым приводом новейшей комплексной системы управления и диагностики электропоезда КСУиД в 2015 году;
• Ввод в эксплуатацию и сопровождение электропоездов ЭГ2Тв на участке Москва-Новопередлкино в 2016 году;
• Расширение функционала и серийное тиражирование комплекса КСУиД на электропоезда ЭГ2Тв 6-ти и 7-ми вагонной составности для Московских Центральных Диаметров (МЦД-1, МЦД-2) по требованиям Департамента транспорта г. Москва и ОАО «ТВЗ» в 2018-2019 гг.;
• Начало тестовой эксплуатации электропоездов в 6-ти вагонном исполнении на южном участке МЦД-2 по маршруту Подольск-Царицино с мая 2019 года.
На сегодняшний день, учитывая наличие разрешения на электропоездах типа «Сапсан» управление электропоездом «в одно лицо» с сохранением места помощника машиниста за спиной машиниста в боковой части кабины, остаётся актуальным вопрос обеспечения эргономики и конструктива пульта машиниста для управления «в одно лицо». Тем самым дальнейшее направление развития разработки комплексной системы управления КСУиД состоит в обеспечении современного дизайна конструктива пульта УПУ, отвечающего тенденциям ближайшего десятилетия. А именно, размещение всех органов управления на столешнице и панелях пульта и интеграция всех систем управления, диагностики и взаимодействия машиниста и аппаратуры электропоезда в одном пульте с едиными решениями управления и обратной связи к машинисту от систем электропоезда. Органы управления и средства отображения информации объединены в группы с учетом их функциональной и оперативной значимости.
Современный уровень функциональных возможностей КСУиД, реализованных на электропоезде «Иволга», а также применение современных цифровых каналов передачи данных и интерфейса взаимодействия пульта и систем электропоезда по цифровым стандартам CAN и Ethernet, позволяют обеспечить эту задачу. АО «ЭЛАРА» и АО «НИИП» в инициативном порядке осуществили такую разработку.
В рамках международного салона железнодорожной техники и технологий «PRO/Движение1520-2019» (г. Щербинка) представлена на рассмотрение руководству ОАО «РЖД», АО «Центральная ППК»,  Департамента транспорта г. Москва, АО «Трансмашхолдинг», а также машинистам, обслуживающему и эксплуатирующему персоналу, новейшая разработка – комплексная система управления и диагностики электропоезда на базе пульта машиниста УПУ четвертого этапа разработки.
Такое название, по аналогии с поколениями летательной боевой техники не случайно, ведь АО «ЭЛАРА» является производителем цифровых пилотажно-навигационных и автоматизированных систем управления для самолётов «четвертого», «четыре плюс плюс» и «пятого» поколения российской авиационной промышленности. А АО «НИИП», как уже было сказано, является разработчиком и производителем современных антенно-радарных систем для этих же самолётов. Оба предприятия, являясь представителями оборонно-промышленного комплекса России, с успехом применяют свои знания, опыт и традиции высокой культуры производства в направлении диверсификации и развития гражданского производства. Это в то же время соответствует задачам по развитию российской промышленности, поставленной руководством страны и лично президентом России.
УПУ-4 обладает неоспоримыми преимуществами, как для самого машиниста, так и для обслуживающего персонала. Для машиниста, в свою очередь, можно отметить следующие преимущества:
• Модульная конструкция разработанного пульта позволяет организовать управление моторвагонного подвижного состава (МВПС), как одним машинистом с размещением пульта по центру кабины, так и локомотивной бригадой при установке дополнительного модуля (рабочего места помощника машиниста).
• В конструктиве пульта применены современные, подсвечиваемые изнутри сенсорные панели управления, взаимодействующие с центральным вычислителем пульта по быстродействующему цифровому каналу CAN. Органы управления, кроме управления тягой и торможением, размещены на панелях и оснащены функциональной  подсветкой клавиш и транспарантов. Каждая клавиша и транспарант имеют два режима подсветки: режим общей подсветки с регулировкой яркости и режим активации. Управление системами электропоезда также осуществляется по защищенному каналу CAN. Этот стандарт цифрового интерфейса отлично себя зарекомендовал в различных ответственных промышленных системах, в том числе энергетике, автомобилестроении, нефтяной и газовой отрасли, а также на железнодорожном транспорте
• Модуль панели управления машиниста оснащен графическими цветными дисплеями с функцией адаптации яркости к уровню освещенности, на которые выдается информация о скорости и траектории движения, о состоянии оборудования и систем электропоезда, об опасных неисправностях и предельных режимах работы оборудования. По запросу машиниста на дисплей выдается расширенная диагностическая информация о состоянии блоков и систем электропоезда. Также на дисплей может выводится информация от системы видеонаблюдения: по запросу машиниста, или в автоматическом режиме, при возникновении аварийных ситуаций.
Не менее важное значение имеют преимущества и достоинства УПУ-4 для обслуживающего персонала:
• Все основные блоки, необходимые для управления электропоездом, имеют крейтовое исполнение.
• Вся индикация и разъемы для подключения размещены на передних панелях модулей крейта, что обеспечивает удобство монтажа и ремонтопригодность. Тумба для размещения оборудования оснащена выдвижной панелью для монтажа дополнительных источников питания, блоков системы пожарной сигнализации, сетевого видеорегистратора, коммутаторов, блоков управления стеклоочистителем.
• Программно-аппаратный комплекс на базе УПУ-4 является унифицированным для всего подвижного состава, что позволяет обеспечить единство технических решений, однотипность программ обучения машинистов и, в последующем, управления локомотивом. Общие органы управления обеспечивают понятные действия машиниста при смене локомотива.
Всё это позволит обеспечить надежный и современный уровень управления электропоездом с обеспечением возможности перехода от планово-предупредительного ремонта к обслуживанию систем электропоезда по состоянию. Уже сегодня на базе АО «Центральная ППК» реализован интерактивный он-лайн мониторинг оборудования и состояния электропоездов. По защищенному каналу связи информация о местоположении поезда, состоянии его электрооборудования, текущей скорости, статуса дверей, количестве пассажиров, ошибок и неисправностей систем электропоезда передается на сервер эксплуатирующей организации, что позволяет максимально быстро обеспечить ремонт и управление парком с учетом текущего пассажиропотока и загрузки электропоездов.
Изначально в концепцию разработки пульта машиниста УПУ закладывался принцип открытой архитектуры и возможности за счёт программного обеспечения обеспечивать стыковку аппаратуры пульта с существующими и перспективными системами управления, диагностики и обеспечения безопасности электропоезда. Таким образом, и сегодня сохраняется возможность за счёт согласования алгоритмов   информационного взаимодействия, доработки программного обеспечения и согласования видеокадров интерфейса диалога «Машинист-Электропоезд» обеспечить интегрирование практически любых цифровых систем в состав комплекса. Такая возможность, безусловно, соответствует долгосрочной программе развития ОАО «РЖД» до 2025 г., утвержденной распоряжением Правительства РФ № 466-р от 19.03.2019 г. и «Белой книге» ОАО "РЖД", утвержденной указом Президента РФ № 642 от 01.12.2016 г. Что в свою очередь способствует реализации ФЦП «Цифровая экономика» и подпрограмме «Цифровая железная дорога».
В разработке реализован новый быстродействующий вычислитель на современной элементной базе, под архитектуру которого уже сегодня адаптировано программное обеспечение, надежно себя зарекомендовавшее в составе электропоездов ЭП2Д и ЭГ2Тв.
Новый перспективный комплекс УПУ-4 призван реализовать в себе все самые современные тенденции и тренды в обеспечении безопасности и высокоэффективного управления электропоездом, в том числе с обеспечением:
- гарантированной безопасности движения за счёт самой совершенной на сегодня системы железнодорожной автоматики и телемеханики,
- безопасности пассажиров за счет охранных систем видеонаблюдения и автоматизированной идентификации лиц, совершающих противоправные действия, интегрированной с системами автоматизированного подсчета пассажиров, лазерного скоростемера и независимой системы диагностики силового электрооборудования, двухканальной системы учета энергопотребления, с возможностью подсчета энергии отдаваемой в сеть в режиме рекуперативного торможения, цифровой системы оповещения пассажиров, в том числе мультимедийной и интерактивной видео- и аудио- информацией за счёт высокоскоростной двухканальной поездной шины, независимо разделенной между каналом управления, каналом диагностики и каналом информирования.
За время эксплуатации в период с 2005 по 2019 годы, аппаратура пульта УПУ и комплексной системы управления КСУиД обеспечили бесперебойный пробег электропоездов свыше 177 млн. километров, что в 1,2 раза больше, чем расстояние от Земли до Солнца.
Время непрерывной работы оборудования составило порядка 3 млн. часов.
Таким образом, представляемый вновь разработанный комплекс отвечает всем современным задачам и требованиям, стоящим перед железнодорожной промышленностью и отраслью в целом, не только на ближайшие год или два, но и на ближайшее десятилетие. Такая разработка «завтрашнего дня», безусловно, будет востребована на перспективных электропоездах и локомотивах, как на российском, так и на международном рынках железнодорожной техники.
Также на стенде АО «ЭЛАРА», в рамках международного салона железнодорожной техники и технологий «PRO/Движение1520-2019», представлена новая, совместная с АО «НИИАС», разработка. Это – координатная путеизмерительная система для автоматизации выправочных процессов и мониторинга пути (Отраслевая система автоматизации измерений пути - ОСА ИП-1). Основным назначение системы является: автоматизация постановки пути в проектное положение координатным методом с использованием выправочно-подбивочных машин циклического/непрерывного действия на участках оснащенных ВКС; координатный мониторинг пути на участках оснащенных высокоточной координатной системой; исполнительный контроль положения пути.
Инновационное решение достигается за счет комплексирования ряда измерительных модулей, основное решение – тесная интеграция БИНС и ГНСС:
• Двухчастотный дифференциальный спутниковый приемник ГЛОНАСС реального времени;  
• Высокоточный инерциальный модуль.
Основные преимущества от применения при этом следующие:
• Постановка пути точно в проектное положение при ремонтных работах, что обуславливает снижение эксплуатационных затрат по текущему содержанию пути, увеличение межремонтных сроков, снижение затрат на тягу поездов;
• Увеличение производительности выправочных работ до 100% в «окно» за счет исключения измерительных поездок выправочными машинами;
• Впервые становится возможным координатно-временной мониторинг пути в едином координатном пространстве на всем жизненном цикле железнодорожного пути.
По мнению специалистов АО «НИИАС», дирекции инфраструктуры, предприятий отрасли, такая система востребована при ремонтах и строительстве железнодорожных путей и дает возможность отказаться от закупки дорогостоящих импортных аналогов.
АО «ЭЛАРА» гарантирует высокое качество продукции, прочные деловые взаимоотношения и всегда открыто для новых идей и взаимовыгодного сотрудничества, как с российскими, так и с зарубежными партнерами.
Для осуществления новых подобных инновационных проектов АО «ЭЛАРА» готово инвестировать средства в расширение производственных мощностей и освоение новых технологий, которые призваны обеспечить высокий уровень качества выпускаемой продукции, а значит безопасность и надежность железнодорожного транспорта России.