Академия скорости

В этом году планируется начать строительство центрального участка высокоскоростной железнодорожной магистрали (ВСМ) Москва – Санкт-Петербург. Этот проект является технологическим вызовом и одновременно открывает новые возможности для развития отечественных решений, в том числе в области цифровизации. Какие инновации и компетенции будут использованы в его реализации, рассказал директор Передовой инженерной школы «Академия ВСМ» Российского университета транспорта (МИИТ) Олег Покусаев.

Расскажите о роли ПИШ «Академия ВСМ» в реализации проекта высокоскоростной магистрали Москва – Санкт-Петербург.

В прошлом году, когда Президент России Владимир Путин дал старт реализации проекта по строительству высокоскоростной железнодорожной магистрали Москва – Санкт-Петербург, он подчеркнул, что понадобятся высококвалифицированные кадры: инженеры, обладающие новейшими знаниями, лидеры изменений. Их подготовкой, а также научным сопровождением развития будущей магистрали занимается Передовая инженерная школа «Академия ВСМ», открытая на базе Российского университета транспорта.
При академии существует центр компетенций ВСМ, который занимается научно-технической, экспертной и методической поддержкой проекта ВСМ-1. В июле 2024 года для его реализации было подписано концессионное соглашение о финансировании, создании и эксплуатации инфраструктуры ВСМ-1, в соответствии с условиями которого Российский университет транспорта был определен техническим экспертом проекта. Наша основная функция – проверка и согласование проектной документации до направления в Главгосэкспертизу.

Какие передовые решения и научные проекты в сфере развития ВСМ разрабатывает академия?

В Академии ВСМ реализуются научные проекты, способные преобразовать традиционные подходы в проектировании и эксплуатации высокоскоростных магистралей. Например, одно из важных направлений исследований – разработка комплексной системы сервисного обслуживания пассажиров. Проект направлен на формирование базы знаний о потенциальных пассажирах, их потребительских предпочтениях, платежеспособности, требованиях к наборам услуг, необходимых для реализации высококлассных транспортных продуктов. Он подразумевает и разработку новых технологических решений, связанных с обслуживанием пассажиров различных категорий на вокзальных комплексах, транспортно-пересадочных узлах ВСМ и в высокоскоростном подвижном составе. Будет создан информационно-аналитический комплекс, обеспечивающий бесшовность, скорость и высокий уровень качества цифровых сервисов на всех этапах клиентского пути.
Еще один блок научных проектов связан с разработкой цифровых двойников (виртуальных копий реальной инфраструктуры, которые позволяют наблюдать и анализировать состояние магистрали на всех этапах – от проектирования до эксплуатации). Такая виртуальная модель помогает своевременно выявлять отклонения при строительстве от заданных параметров и оперативно вносить необходимые коррективы.

Важным направлением исследований Академии ВСМ являются разработки в области цифровых технологий связи, в том числе создание инфокоммуникационной системы, состоящей из технологического и пассажирского сегментов. Специалисты работают над методикой математического и компьютерного моделирования точного позиционирования подвижного состава, используя наземные системы радиосвязи. Также ведется разработка технических требований и схемотехнических решений для систем интервального регулирования и управления движением поездов.
Еще одним инновационным направлением является создание ситуационного центра объективного мониторинга строительства ВСМ Москва – Санкт-Петербург. Он позволяет эффективно контролировать все строительные процессы, координировать работу различных служб и своевременно принимать управленческие решения. Система оперирует данными аэрофотосъемки, лазерного сканирования, дистанционного зондирования Земли и инструментальными измерениями для получения объективной информации о возводимом объекте.

В 2024 году Академия ВСМ запустила лабораторию цифровых двойников. Для чего она нужна?

Одним из ключевых технологических вызовов проекта высокоскоростных магистралей является цифровая трансформация технологий изысканий, проектирования, строительства и эксплуатации железнодорожной инфраструктуры. Решение такой задачи строится на управлении цифровыми двойниками инфраструктуры на всех этапах жизненного цикла с использованием систем и технологий информационного моделирования.
На стадии проектно-изыскательских работ создается цифровой двойник будущей магистрали. Он включает виртуальную модель проектируемого сооружения и комплексную модель технологических процессов строительства.

При строительстве ВСМ цифровой двойник реализуется с применением автоматизированных методов управления строительством для максимально точного соответствия возводимого сооружения проектным параметрам. Важным на этой стадии является применение высокоточных геопространственных технологий для максимально точной реализации проектных геометрических параметров инфраструктуры ВСМ.  
При эксплуатации ВСМ особенностью применения цифровых двойников является возможность проведения 4D-мониторинга инфраструктуры на основе геопространственных технологий. Они позволяют отслеживать развитие отклонения эксплуатируемой магистрали от заданных технологических параметров.

Какие специалисты нужны ВСМ?

Мы готовим инженерную элиту. Это будущие специалисты в области конструирования подвижного состава, инфраструктуры и систем связи на стыке компетенции в области транспортных систем, железнодорожного транспорта и цифровых технологий.
Есть три программы специалитета. Первая – «Радиотехнические системы на железнодорожном транспорте». Она направлена на подготовку специалистов, которые будут решать задачи обеспечения высокоскоростных поездов устойчивой связью. По сравнению с обычными поездами высокоскоростные требуют новых технологий обеспечения позиционирования и организации связи между собой, станциями и диспетчерским центром. Это напрямую влияет на безопасность движения и работу системы управления движением. Специалисты, которые будут разрабатывать новую устойчивую связь в поездах и на всем пути следования, а также вводить ее в эксплуатацию и обслуживать, должны обладать более глубокими знаниями и навыками в области радиотехнических систем.

Вторая программа – «Инжиниринг подвижного состава». Это единственная в России конструкторская специализация в области тягового подвижного состава ВСМ. Программа готовит специалистов, которые смогут разрабатывать и внедрять инновационные технические решения в области создания высокоскоростного электропоезда, отвечающего актуальным требованиям по комфорту, доступности, удобству использования и разнообразию информационно-развлекательных услуг на борту. Студенты изучают подходы к проектированию узлов механической части подвижного состава (рам тележек, рессорного подвешивания, тяговых передач, кузовов вагонов, а также систем пассивной безопасности), особенности тягового электрооборудования подвижного состава.

Третья программа – «Цифровое проектирование, строительство и эксплуатация высокоскоростных железнодорожных магистралей». Она дает знания и навыки по управлению техническим состоянием инфраструктуры высокоскоростной магистрали на основе технологий цифрового двойника. Студенты изучат инженерные дисциплины и цифровые технологии в области проектирования, строительства и эксплуатации инфраструктуры ВСМ, а также овладеют технологиями цифрового проектирования и создания цифровых двойников инфраструктуры будущих высокоскоростных магистралей.

Планируется ли открытие новых программ подготовки в этом году?

Да, в этом году мы открываем новую программу магистратуры – «ИT-инженер ВСМ». Высокоскоростное железнодорожное движение будущего невозможно без квалифицированных ИТ-специалистов, которые не только владеют цифровыми технологиями, но и глубоко разбираются в железнодорожном транспорте. Будущие скоростные магистрали будут управляться цифровыми решениями на основе ИИ, промышленного интернета вещей и технологии цифровых двойников. Это позволит получать информацию о состоянии подвижного состава и инфраструктуры в реальном времени, пользоваться всеми преимуществами анализа больших данных, повышать безопасность и, самое главное, предоставлять пассажирам персонализированные сервисы высокого качества. Уже сегодня системы ИИ внедрены в технологические процессы железнодорожного транспорта, а в будущем беспилотные поезда, умные железные дороги и цифровые станции станут реальностью. Для разработки и поддержки таких сложных систем требуются уникальные специалисты, способные интегрировать ИТ-решения в железнодорожную отрасль, обеспечивая высокую скорость, надежность и безопасность перевозок.

Над какими прикладными задачами работают студенты во время обучения по ВСМ-программам?

У нас практико-ориентированное образование: у студентов много выездных занятий на предприятиях; они работают над проектами, связанными с реальными разработками наших компаний-партнеров. Так, например, студенты радиотехнической программы разрабатывают модель аналитической обработки данных диагностики устройств ЖАТ Блока интеллектуальной обработки информации РСУДП, борются с проблемой автоматического контроля состояния изолирующих стыков на съезде между главными путями на станциях ВСЖМ-1 и рассматривают методы позиционирования подвижного состава на основе комплексирования наземных систем радиосвязи на железнодорожном транспорте.
Студенты программы «Инжиниринг подвижного состава» разрабатывают прототип цифровой модели элементов рессорного подвешивания, а также рассматривают возможность применения магниторельсового тормоза в проектируемом ВСПС (высокоскоростном подвижном составе).

Студенты образовательной программы «Цифровое проектирование, строительство и эксплуатация инфраструктуры высокоскоростных железнодорожных магистралей» создают цифровой двойник участка будущей высокоскоростной магистрали. Опираясь на инженерно-геодезические изыскания, студенты создали цифровую модель местности (ЦММ), а с помощью реальной документации по инженерно-геологическим изысканиям реализовали цифровую модель геологического строения (ЦМГС). Сейчас идет работа по созданию цифровой информационной модели железнодорожной инфраструктуры ВСМ-1.

Большинство наших преподавателей – это научно-инженерные сотрудники высокотехнологичных компаний. Они проводят занятия, выездные встречи, лекции. Так, например, в начале учебного года для студентов ПИШ провел прочитал лекцию  генеральный директор ООО «ВСМ Две столицы» Олег Тони, в рамках практических семинаров выступили представители Центральной дирекции инфраструктуры ОАО «РЖД», АО «ВНИИЖТ», компаний UTECHUtech, «НАВГЕОКОМНавгеоком» и других.

Есть ли планы по развитию ПИШ?

ВСМ-1 – это начало сети высокоскоростных магистралей, и по мере ее развития будет расти потребность в специалистах. Для этого важно заинтересовать молодое поколение этой сферой, помогая им заранее определиться с профессией и образованием. Поэтому в текущем году мы совместно с РЖД начнем большую совместную работу по профориентации школьников. Так, планируем развивать конкурс «Инженеры транспорта», финал которого прошел в этом году в Екатеринбурге. Школьники показали очень высокий уровень проектов, особенно интересной была идея создания робота-стюарта стюарда для работы в поездах ВСМ.
Будет набирать обороты направление целевого обучения от РЖД для последующего трудоустройства выпускников на ВСМ.

Сейчас идет активное обсуждение научной повестки работы ПИШ и технического блока компании в таких направлениях, как: подвижной состав, связь, доступ к интернету и другим цифровым сервисам для пассажиров. Это большая комплексная работа, которая в дальнейшем приведет к развитию новых технологий и систем, которых еще никогда не было в железнодорожной отрасли.