CC BY
267
Локомотивная тяга в ОАО «РЖД»: задачи и перспективы
О. С. Валинский,
заместитель генерального директора ОАО «РЖД»
В Дирекции тяги реализуется программа технико-технологического развития, предусматривающая обновление парка локомотивами с улучшенными эксплуатационными характеристиками, внедрение интеллектуальных систем управления, развитие информационных технологий.
Э
ксплуатируемые в ОАО «РЖД» локомотивы по техническим характеристикам не уступают зарубежным аналогам. Значения показателей использования отечественного локомотивного парка и тягового подвижного состава зарубежных стран соизмеримы, различия по отдельным параметрам находятся в пределах ± 15 %. Исключение составляет средняя масса поезда в грузовом движении, которая в ОАО «РЖД» (4000 т) вдвое превышает величину аналогичного показателя в Европе (2000 т), но значительно ниже значений, отмечающихся в США и Канаде (7250 т).
Инвентарный парк локомотивов ОАО «РЖД» насчитывает порядка 20 000 единиц (10 000 электровозов и 10 000 тепловозов), при этом новых локомотивов более 5000 единиц. Максимальные объемы закупки локомотивов приходились на 1970-1980-е годы и достигали 1000
и более локомотивов в год. С 1991 г. объемы поставок сократились практически до нуля, система обновления парка оказалась нарушенной. В период 1991-2001 гг. недопоставки железным дорогам локомотивов составили 7000 единиц (рис. 1).
После образования ОАО «РЖД» в 2003 г. положение с обновлением локомотивного парка кардинально улучшилось. Так, за период с 2003 по 2016 г. закуплено 5567 новых локомотивов, план на 2017 г. — приобретение 459 новых машин. При этом пиковые годовые объемы закупок доходили до 804 локомотивов (2013 г.). Такие темпы обновления позволили снизить износ локомотивного парка с 85 % в 2003 г. до 66,5 % на 1 января 2017 г.
Сформированная нами программа обновления локомотивного парка на 2018—2025 гг. предусматривает поставку более 5500 новых локомотивов при сокращении инвентарного парка более
1400
1200
1000
800
600
400
200
1154
1110 л 982 . 958 948 /ж Э
1 783 Я ^^ ^^ к 759 804
/V 660
)1б^^ 622 Ь¿¿. Я \ 493 455 ф V ,459
^ 365 275 У 182 ^ 355 по шп
37 39 75«^ 10 / „ 1 ^ >>Г
отнг^го^^ю^соспотнг^гэ^тюг^сослогнг^гп-^ьпиэг^соа^
СП СП О^ СП СП СП СПСПСПСПО^СПСПСПСП^О^СПСПСПСПСП СП СП СП СП СП (Т^ СП сп
ООООООООООт-ЧгН.НтНтЧт-Чт-41-1
Рис. 1. Динамика закупок локомотивов МПС и ОАО «РЖД» в 1970-2017 гг.
чем на 1100 локомотивов в результате улучшения качественных показателей их работы. Принятая в 2017 г. программа повышения значений целевых показателей с учетом роста производительности рабочего парка грузовых локомотивов позволит оптимизировать закупки нового тягово-подвижного состава (ТПС), однако для этого необходим детальный подход к определению надежности, технических характеристик и стоимости закупаемых новых локомотивов.
Согласно расчетам балансов парков локомотивов, при безусловном выполнении разработанной программы закупки нового ТПС обеспечивается снижение износа локомотивного парка к 2020 г. до 63,8 %, а к 2025 г. - до 56,0 %.
Из анализа возрастной структуры локомотивного парка следует, что электровозный и тепловозный парки России за последние 10 лет стали моложе, но по темпам обновления в части тепловозов уступает паркам США и Германии, а в части электровозов — парку Китая. Так, в США парк тепловозов возрастом до 20 лет составляет 62 %, в Германии — 72, а в России — только 25 %. В Китае возраст 75 % электровозов не превышает 20 лет, в том числе 55 % — 10 лет, а в России доля электровозов со сроком службы менее 20 лет — только 32 %. Наряду с этим в Европе старые локомотивы проходят модернизацию с установкой современных компонентов, таким образом сокращаются расходы на обновление локомотивного парка и локомотивы старше 50 лет сохраняются в рабочем состоянии.
Отдельно отмечу, что до окончания срока действия переходных положений Технического регламента Таможенного союза «О безопасности железнодорожного подвижного состава» ТР ТС 001/2011 [1], утвержденных решением комиссии Таможенного союза № 710 от 15.07.2011 г. и продленных решением ЕЭК от 14.06.2016 г. № 75 [2], была возможность продлевать назначенный срок службы в соответствии с Положением П.15.01-2009 «Локомотивы. Порядок продления назначенного срока службы», утвержденным Советом по железнодорожному транспорту государств — участников Содружества, при наличии у локомотива остаточного ресурса. Однако после окончания действия переходных положений (02.08.2017 г.) срок службы подвижного состава можно продлить только путем
модернизации с последующей обязательной сертификацией. Процедура сертификации локомотивов после модернизации с продлением срока службы аналогична процедуре для вновь построенных локомотивов и включает весь цикл разработки и постановки подвижного состава на производство. В таких условиях целесообразность модернизации определяется по результатам оценки экономических показателей, поскольку стоимость модернизации локомотива при условии выполнения всех требований сопоставима со стоимостью нового локомотива.
Вместе с тем сегодня ОАО «РЖД» прорабатывает возможность продления срока службы локомотивов через процедуру разработки новой эксплуатационной документации на локомотивы, прошедшие капитальный ремонт, что не противоречит требованиям действующих стандартов.
Проводимые в локомотивном комплексе поэтапные преобразования: разделение на ремонт и эксплуатацию, переход на частичное, а затем и на полное сервисное обслуживание локомотивов — имели своей целью организацию системы, при которой холдинг, куда входит завод-изготовитель и сервисная компания, сопровождал бы локомотив на протяжении всего жизненного цикла. Это оправдано в условиях, когда локомотивы становятся все более и более сложными с технических позиций, насыщаются электронными системами.
В целевом состоянии у ОАО «РЖД» как у эксплуатирующей организации не должно быть забот о разработке ремонтной документации, подготовке производства и персонала, доработке конструкции локомотивов. Для большей доли локомотивного парка сервисная компания осуществляет лишь техническое обслуживание и ремонт в условиях депо.
Главный недостаток нынешней системы — отсутствие полной ответственности сервисной компании за локомотив. Нам постоянно приходится решать вопросы и устранять разногласия, возникающие между сервисными компаниями, заводами-изготовителями и ло-комотиворемонтными заводами, хотя эти организации входят в состав одного холдинга и могли бы объединить свои усилия с тем, чтобы ОАО «РЖД» как заказчик за свои деньги получало исправные локомотивы.
С 2018 г. при закупках локомотивов дирекция тяги будет использовать новый инструмент, а именно поставку новых локомотивов на условиях контракта жизненного цикла, включающего в себя первоначальную поставку и проведение технического обслуживания и ремонта. Кроме того, с целью получения наиболее выгодных условий контракта для ОАО «РЖД» выбор конкретного поставщика локомотивов будет проводиться на конкурсной основе.
Пилотный этап этой работы намечено реализовать в 2017 г. при закупке 10 грузовых электровозов постоянного тока. Безусловный плюс такого подхода — централизация непрерывной ответственности за локомотив в одном договоре, в то время как сейчас ответственность фрагментируется по нескольким контрактам (договору поставки, договору на проведение заводских ремонтов и договору на сервисное обслуживание) с разными контрагентами и разными сроками действия. К базовым преимуществам контракта жизненного цикла относится и гарантированное устранение всех выявляемых конструктивных недостатков производителем локомотива за свой счет независимо от срока эксплуатации локомотива.
Кроме того, в контракт жизненного цикла можно внести гарантию достижения заявленных энергетических эффектов. Так, при расчетах за текущее сервисное обслуживание можно учитывать не только коэффициент технической готовности, но и фактические показатели энергоэффективности ТПС. Вместе с тем на этапе формирования пилотного договора на поставку 10 электровозов постоянного тока мы столкнулись с тем, что не существует методики для объективной оценки и сравнения энергоэффективности различных моделей локомотивов, а также для подтверждения заявленных производителем значений показателей энергоэффективности в эксплуатации без привлечения специализированных организаций, использования специального оборудования и проведения испытаний, неизбежно выводящих локомотивы из эксплуатации. Разработка такой методики входит в число задач, поставленных нами перед отраслевой наукой.
Основные требования, которые мы предъявляем к современным
Инфраструктура проекта
ЭТСО-1231 ед. МЭК-более 75 ООО
клнг
Калининград 11/12 окт
Нижний
Новгород ГОРЬК
Екатеринбург
6+150/323
География проекта Лг 1*
Западный полигон Дирекции тяги, включая Красноярскую дирекцию тяги
11 «Безбумажная» технология
В 2017 году в полном объеме осуществлен переход на работу локомотивных бригад без выдачи бумажного бланка маршрута машиниста
КРАСН
65+40/81
Новосибирск / Иркутск 0/176
0+150/2?5 2+60/173
0/225
рис. 2. внедрение проекта «Электронный маршрут машиниста»
и перспективным локомотивам, — это высокая надежность, эффективность и автоматизация, в частности, применение малолюдных и безлюдных технологий. На первый взгляд, российская промышленность имеет в своей производственной гамме всю линейку необходимых типов локомотивов: пассажирские и грузовые электровозы переменного, постоянного тока и двухсистемные, грузовые тепловозы с коллекторным и асинхронным тяговым приводом, пассажирский, маневровый и маневрово-вывозной тепловозы. Но при детальном рассмотрении модельного ряда выпускаемых локомотивов можно заметить, что технико-экономические характеристики ряда новых машин (например, двух-системного грузового электровоза 2ЭВ120, некоторых грузовых электровозов с асинхронным тяговым приводом, массовых тепловозов 2ТЭ25КМ) не в полной мере соответствуют требованиям ОАО «РЖД». При этом на рынке имеются незаполненные ниши. Так, нет эффективных и достаточно надежных локомотивов для вождения составов массой 7100 т на полигонах БАМа и Транссиба, электровозов для скоростных контейнерных перевозок, серьезно хромает надежность единственного пассажирского тепловоза серии ТЭП70БС и практически безальтернативных грузовых электровозов постоянного тока 2ЭС6 и 3ЭС4К.
Для сокращения издержек и повышения рентабельности перевозок нужен новый подход. На смену универсальному локомотиву должен прийти такой, характеристики которого будут оптимизированы для определенного полигона движения. Создание таких локомотивов возможно с использованием унифицированной платформы.
В декабре 2016 г. на секции «Локомотивное хозяйство» Научно-технического совета ОАО «РЖД» была рассмотрена концептуальная платформа линеек новых локомотивов в перспективе до 2025 г. Она была сформирована на основании матрицы эксплуатационных требований к локомотивам на период до 2030 г., которая рекомендована предприятиям транспортного машиностроения как основа при разработке нового подвижного состава.
В основу матрицы легли следующие перспективные направления развития локомотивного комплекса: длина полигона безотцепочного следования грузовых локомотивов до 6000 км для электровозов, до 3000 км — для тепловозов; унифицированные нормы массы — от 7100 до 9000 т; нагрузка на ось — до 27 т; наличие современных систем управления, безопасности и диагностики.
В настоящее время группой специалистов ОАО «РЖД» и отраслевых научно-исследовательских институтов раз-
рабатываются уточненные технические требования к локомотивам (тепловозу и электровозу) для восточного полигона сети, к электровозу для скоростных контейнерных перевозок и к пассажирскому электровозу.
Одновременно нами рассматриваются перспективы замены на отдельных полигонах тепловозной тяги на газотур-бовозную [3]. Конечно, опыт эксплуатации имеющихся машин пока не позволяет говорить, что это полноценная замена тепловозам. Вместе с тем из расчетов следует, что при выходе на заданные значения показателей надежности газотурбовозы могут быть эффективнее тепловозов на участках с грузооборотом 15-35 млн т в год.
Значительную роль в повышении эффективности перевозочного процесса играют внедряемые в локомотивном комплексе единые интеллектуальные системы управления и диагностики в рамках развития проекта Цифровой железной дороги [4]. Предпосылки такой работы — расширение полигонов эксплуатации, увеличение массы поезда и скорости движения при существующих ограничениях инфраструктуры, увеличение межремонтных пробегов, переход к системе ремонта по фактическому состоянию, развитие инфраструктуры сортировочных станций.
Под единой интеллектуальной системой управления локомотивом и безопасностью движения понима-
ется система, предназначенная для реализации всех функций управления локомотивом, диагностики локомотивного оборудования в движении и на стоянке, обеспечения безопасности движения, информирования машиниста, автоматического учета работы, выполненной локомотивной бригадой, коммерческого учета расхода топливно-энергетических ресурсов. Кроме того, имеется в виду обмен криптографически защищенной информацией по беспроводным каналам связи с информационными системами ОАО «РЖД», регистрация параметров движения и диагностической информации, запись и хранение видео- и аудиоинформации о путевой обстановке и действиях локомотивной бригады, сигнализация о задымлении, возгораниях и автоматическом пожаротушении, управление системами жизнеобеспечения локомотивной бригады [5].
Интеллектуальные системы управления получают свое развитие в инновационном проекте по управлению маневровыми тепловозами ТЭМ7А без участия человека на станции Лужская Октябрьской железной дороги с помощью систем САУ-ГЛ, МАЛС и MSR-32. Доля времени работы тепловозов в автоматическом режиме составляет 99,5 %. Экономический эффект для локомотивного комплекса от внедрения инноваций на станции Лужская только вследствие сокращения затрат на оплату труда локомотивных бригад составил 7,9 млн руб. в год.
В рамках развития технологии принято решение управлять локомотивом в этом парке станции дистанционно, по радиоканалу. Один сменный машинист (оператор) будет контролировать работу трех локомотивов, а при необходимости (в случае сбоя автоматики или необходимости выезда локомотива за границы зоны автоматического управления) дистанционно управлять локомотивом по радиоканалу.
Сегодня активно развивается концепция «Умный локомотив» [6] с функцией оценки технического состояния оборудования, прогноза отказов и мониторинга процесса эксплуатации. Особенности концепции — возможность адаптации к работе с разнородными данными и архитектура, позволяющая формировать, структурировать и анализировать массивы информации. Проект реализуется на платформе интеллекту-
ального анализа режимов эксплуатации локомотива, предиктивного анализа данных с применением технологии обучения нейронных сетей.
Рассматривая развитие информационных и управляющих систем, хотел бы остановиться на двух примерах. Первый из них — проект «Электронный маршрут машиниста». Он направлен на сокращение непроизводительных потерь путем повышения качества планирования работы локомотивных бригад, контроля выполнения обязательных производственных операций ими при подготовке в рейс, объективного учета поездных операций во время поездки, соблюдения режима труда и отдыха локомотивных бригад (рис. 2).
Второй пример — внедрение Системы информирования машиниста, которая позволяет в оперативном режиме доставлять на борт локомотива расписание движения поезда и параметры поездо-участка: профиль пути, действующие ограничения скорости, расположение станций, опасные объекты в инфраструктуре [7].
Для обеспечения безопасности движения все имеющиеся информационные ресурсы необходимо направлять на решение масштабной задачи выявления в эксплуатируемом парке потенциально опасных локомотивов и оперативного приведения их технического состояния к требуемому при минимальных затратах. Ключевое место при решении данной задачи отводится организации ремонта локомотивов на основе диагностической информации о зарождении дефектов на ранних стадиях.
Указанные подходы представляют собой компромиссные варианты между планово-предупредительной системой ремонта и системой ремонта по фактическому состоянию узлов. При такой системе сохраняется периодичность обслуживания тех узлов, для которых не выполняется диагностирование, а для остальных узлов ремонтные работы назначаются только в случае необходимости.
Отдельно следует отметить задачу по снижению до 2025 г. энергоемкости перевозочного процесса, а именно сокращение удельных расходов электроэнергии на тягу поездов на 6,9 % к уровню 2017 г., дизельного топлива — на 1,6 %. Нет сомнения, что вопрос повышения энергоэффективности современных локомотивов входит в число
самых актуальных. Предлагаемые сегодня решения по снижению потребления электроэнергии — индивидуальный привод колесных пар, адаптивное отключение тяговых электродвигателей в зависимости от нагрузки локомотива, автоведение и расширение технической возможности рекуперации и приема электроэнергии — необходимые, но недостаточные.
В завершение отмечу, что обозначенные направления технико-технологического развития Дирекции тяги требуют решения множества локальных наукоемких задач и соответствующего кадрового потенциала. Пользуясь случаем, приглашаю к научно-техническому диалогу и решению обозначенных задач специалистов в области транспортного машиностроения, в частности ученых отраслевых вузов. □
Литература
1. Технический регламент «О безопасности железнодорожного подвижного состава» (ТР ТС 001/2011) (с изм. на 09.12.2011 г.). URL: http://docs.cntd.ru/ document/902293438 (дата обращения 25.10.2017).
2. Решение Коллегии Евразийской экономической комиссии от 14.06.2016 г. № 75 «Изменения в решение о принятии техрегламентов ТС о безопасности ж/д транспорта и его инфраструктуры». URL: https://www.alta.ru/ tamdoc/16kr0075 (дата обращения 23.10.2017).
3. Филин В. Газотурбовоз: мифы и реальность // Гудок. 22.08.2016. С. 3. URL: http://www.gudok.ru/ newspaper/?ID=1347638 (дата обращения 21.10.2017).
4. Гапанович В. А. Цифровая железная дорога: настоящее и будущее // Гудок. 01.09.2016. С. 4. URL: http://www. gudok.ru/newspaper/?ID = 134865 2 (дата обращения 21.10.2017).
5. Единая комплексная система управления и обеспечения безопасности движения тягового подвижного состава. URL: http://poleznayamodel.ru/ model/7/72926.html (дата обращения 20.10.2017).
6. Умный локомотив. URL: http://www. tadviser.ru/index.php (дата обращения 21.10.2017).
7. Малков Ю. Система информирования машиниста в действии. URL: http://odz. gov.ua/lean_pro/materials/20161130-154026--info_mashinista.pdf (дата обращения 21.10.2017).
