Известно, что НИИП имени В.В. Тихомирова (акционеры – Концерн ВКО «Алмаз – Антей» и КРЭТ) – головной разработчик ЗРК в нише средней дальности для ПВО Сухопутных войск. О новейших разработках НИИП, о комплексах «Бук-М2» и «Бук-М3» было много публикаций в СМИ, в том числе и в журнале «Национальная оборона».
Известно также, что вся истребительная авиация, серийно выпускаемая в России в XXI веке, а это Су-30СМ, Су-35, Су-57, оборудована бортовыми радарами, разработанными в НИИП.
О продукции гражданского назначения, которой занимается НИИП, публикаций относительно немного. Именно этой теме посвящено интервью с генеральным директором НИИП имени В.В. Тихомирова, лауреатом Государственной премии РФ в области науки и техники Николаем Медунициным.
Интервью: Игорь Коротченко
— Николай Борисович, какие направления диверсификации развивает руководимый Вами институт?
— Уже в конце прошлого века мы в инициативном порядке начали поиски направлений в гражданском секторе деятельности, где мы могли бы быть конкурентоспособны, учитывая специфику нашего научно-технического потенциала. Было немало проб и ошибок, но в итоге, во многом благодаря генеральному директору Юрию Ивановичу Белому, руководившему институтом в течение 22 лет, мы определились с тремя направлениями. Это автоматизированные системы управления (АСУ) поездами метро и рельсовыми автобусами РЖД, АСУ электропоездов РЖД и гидролокационные системы.
С самого начала деятельности нашего предприятия наряду с разработкой радиолокационной аппаратуры мы занимались и системами управления вооружением (СУВ), которые оказались сродни с АСУ гражданского профиля, в частности, с АСУ рельсового транспорта. Также и обработка радиолокационных сигналов во многом аналогична с обработкой сигналов в гидроакустике. Такая, если можно так сказать, «родственность» сфер деятельности при наличии научного и производственного потенциала и позволила нам добиться определенных успехов.
— Как давно у Вас появились заказы от метрополитенов?
— По роду своей деятельности, начиная с разработки ЗРК «Куб», мы очень плотно сотрудничаем с Мытищинским машиностроительным заводом. Это сотрудничество органически стало сотрудничеством и с «Метровагонмашем». В 1989 г. мытищинским специалистам поручили создать совершенно новый метровагон, и в давно сложившейся кооперации мы получили заказ на систему управления этим метровагоном. Отечественных конкурентов в то время у нас практически не было. Вспоминается, что первый блок управления поездом был величиной с половину письменного стола, сейчас, даже с учетом дублированной системы безопасности, на порядок меньше.
— Какие функции возложены на АСУ метропоездов?
— Это управление всеми видами вагонного оборудования: тормоза, тяговые двигатели, открывание и закрывание дверей, электрическое освещение, кондиционер. В старых вагонах, которые на ряде линий еще эксплуатируются, около ста поездных проводов. Когда мы поставили нашу «цифровую» систему управления, количество проводов уменьшилось на порядок. Остались практически только резервные – на всякий случай. Сейчас в каждом вагоне существует своя сеть.
Кстати, НИИП стал первым в России, кто применил для управления поездом микропроцессорные системы.
В настоящее время осуществляется комплексная система управления метрополитеном. Это управление с «верхнего» диспетчерского уровня каждым составом в отдельности и всеми поездами на линии. Мы отработали автоматическое ведение поезда по Кольцевой и Калининско-Солнцевской, Некрасовской линиям. Причем на Некрасовской линии в соответствии с требованиями ТЗ реализовали полностью автоматический режим движения по расписанию, полученному от диспетчерского центра, включая все режимы движения и управления поездом без участия машиниста.
Вторым главным направлением развития систем управления является диагностика и постоянный мониторинг состояния подвижного состава, сбор данной информации в режиме реального времени с последующей офлайн обработкой. Обеспечить безопасность в метрополитене – значит обеспечить движение поездов в заданных режимах движения по линии и не допустить аварии при любом отказе техники. В частности, при отказе должны включиться тормоза и не должны открыться двери вагонов. Поэтому у нас не только дублирование аппаратуры, но и троирование.
На вагонах последних моделей установлено свыше 80 датчиков различного типа, формируется до 300 признаков о состоянии вагонного оборудования. Работаем над созданием так называемого «умного поезда». Указанные работы проводятся на платформе Интернета вещей.
В 2019 г. на базе АСУ для составов метрополитена мы разработали и начали успешные поставки системы управления и диагностики рельсовыми автобусами, предназначенными для работы на неэлектрифицированных путях РЖД.
— А как обстоят дела с комплектующими и программным обеспечением?
— Программное обеспечение только собственной разработки, не пользуемся мы и готовыми модульными импортными процессорами. Однако используем импортные микросхемы, поскольку отечественные пока не обеспечивают всех необходимых функциональных возможностей, а зачастую и в несколько раз дороже, что существенно, когда этих микросхем тысячи. Надо сказать и сроки исполнения заказов существенно разнятся – пока не в пользу российских производителей.
— Какова география поставок ваших разработок?
— В общей сложности нашими системами управления оборудовано свыше 5500 метровагонов, в т.ч. в Москве, Санкт-Петербурге, Казани, Нижнем Новгороде, Самаре, Екатеринбурге, а также за рубежом – в Баку, Ташкенте, Будапеште и Софии эксплуатируются наши системы обеспечения безопасности движения. Везде планируется продолжение поставок и улучшение потребительских качеств систем и поезда, в том числе внедрение элементов автоведения и расширенной диагностики.
Что касается рельсовых автобусов, то к настоящему времени РЖД уже выпустило 90 составов с нашими АСУ, которые успешно эксплуатируются от Сахалина до Калининграда и от Мурманска до Крыма.
— Как Вы думаете, будет ли в Москве метро с автопилотом?
— Надеюсь, что на отдельных линиях да. Мы готовы реализовать этот проект. Современные составы, оборудованные нашей системой, готовы к этому, но есть ряд комплексных проблем. Везде, где поезда водят автоматы, существуют станционные двери, которые открываются первыми, а затем поездные, как в Санкт-Петербурге, во избежание, чтобы никто на пути не упал. При отсутствии станционных дверей нужен машинист. Поезд трогается и останавливается сам, но под контролем машиниста.
Во-вторых, минимальный интервал движения поездов в столичной подземке в основном не более 1-2-х минут, в метро с автоматическим управлением за рубежом – четыре-пять минут. На всех линиях автоматического метро длина перегонов – до километра, у нас есть перегоны и по пять километров. В этих случаях гарантировать полную безопасность проблематично, лучше подстраховаться. Даже там, где мы апробировали автоведение поезда, машинист оставался, в его функции входило только открытие и закрытие дверей. Внедрение автоведения в основном зависит от технической политики Департамента транспорта столицы.
— Как возникло сотрудничество НИИП и РЖД?
— В начале 2000-х гг. в инициативном порядке совместно с АО «ЭЛАРА» (г. Чебоксары), с которым у нас давнее сотрудничество по АСУ для авиации, мы разработали унифицированный пульт управления (УПУ) машиниста для электропоездов постоянного и переменного тока производства АО «Демиховский машиностроительный завод». Это новая для нас работа, конечно же, не могла обойтись без тесного взаимодействия с такими организациями, как ФГУП ВНИИЖГ Роспотребнадзора (Всероссийский научно-исследовательский институт железнодорожной гигиены) и АО «НИИАС» (Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте).
В конструкции УПУ первого этапа разработки были применены электронные блоки управления тяговым оборудованием со встроенной самодиагностикой и полноцветным дисплеем машиниста. Столешница и тумбы пульта были выполнены в оптимальном, с точки зрения эргономики, конструктиве с обеспечением простоты доступа для обслуживающего персонала к узлам и агрегатам пульта. Это выгодно отличало УПУ от предшествующей ему устаревшей конструкции из деревянных и металлических тумб и элементов столешниц, без электроники, с громоздкими и морально устаревшими органами управления.
Дальнейшим развитием стала разработка УПУ второго этапа, главным преимуществом которой является встроенная система автоматического ведения поезда в энергооптимальном режиме. На третьем этапе разработки комплекса УПУ эргономика и конструкция пульта позволили обеспечивать управление электропоездом «в одно лицо» без помощника машиниста. Два полноцветных дисплея и переход на более совершенный безопасный локомотивный комплекс безопасности разработки НИИАС обеспечивали полноценный диалог «человек-машина» между машинистом и микропроцессорной аппаратурой электропоезда.
В результате функции помощника машиниста сильно сократились. Однако ввиду отсутствия нормативно-правовых актов, разрешающих управление «в одно лицо», сохранился состав поездных бригад из машиниста и помощника.
— Каковы результаты эксплуатации ваших разработок?
— За время с 2005 по 2019 гг. комплексы УПУ обеспечили бесперебойный пробег электропоездов свыше 177 млн километров, это, для сравнения, в 1,2 раза больше, чем расстояние от Земли до Солнца. При этом время непрерывной работы оборудования составило порядка 3 млн часов.
Кроме того, в АО «Трансмашхолдинг» был разработан новый современный электропоезд с асинхронным тяговым приводом «Иволга», для разработки системы управления которого были привлечены сотрудники НИИП при активном содействии и формулировании требований со стороны ОАО «Тверской вагоностроительный завод» (ТВЗ). В 2014 г. совместно со специалистами и разработчиками головного интегратора и исполнителя проекта – ТВЗ – разработка была завершена, и новые электропоезда запущены в эксплуатацию.
— Какие Вы видите перспективы для развития и модернизации разработок на базе УПУ?
— Мы не только видим перспективы, но мы их уже реализуем на практике. В рамках Международного салона железнодорожной техники и технологий «PRO/Движение 1520» представили на рассмотрение руководству ОАО «РЖД», АО «Центральная ППК», Департамента транспорта г. Москвы, АО «Трансмашхолдинг» новейшую разработку – комплексную систему управления и диагностики электропоезда на базе пульта машиниста УПУ четвертого этапа разработки.
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. Модульная конструкция разработанного пульта четвертого поколения позволяет организовать управление МВПС как одним машинистом с размещением пульта по центру кабины, так и локомотивной бригадой при установке дополнительного модуля (рабочего места помощника машиниста).
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.
Уже сегодня на базе АО «Центральная ППК» реализован интерактивный онлайн 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.
Таким образом, представляемый вновь разработанный комплекс отвечает всем современным задачам и требованиям, стоящим перед железнодорожной промышленностью и отраслью в целом, не только на ближайшие годы, но и на ближайшее десятилетие. Такие возможности комплекса, безусловно, соответствуют 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».
— Николай Борисович, давайте перейдем к третьему направлению деятельности НИИП в сфере ПГН. С чего началась гидролокация в институте?
— К разработке гидроакустических систем (ГАС) мы приступили в самом начале 2000 г. В то время практически весь внутренний рынок был занят зарубежной гидроакустической техникой. В этих условиях, чтобы создать конкурентоспособную продукцию, необходимо было установить тесное сотрудничество с академическими организациями, такими как Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН, Институт океанологии им. П.П. Ширшова, Кафедра ЭГА и МТ Института нанотехнологий, электроники и приборостроения Южного федерального университета (г. Таганрог). Именно такая кооперация специалистов высокой квалификации института и академической научной школы, а также собственные производственная база и испытательный комплекс позволили в короткие сроки обеспечить полный цикл создания ГАС, от разработки и до испытаний.
Символично отметить, что по предложению основателя нашего института Виктора Васильевича Тихомирова, в период его работы в системе Академии наук, в Институте океанологии в 1978 г. была создана лаборатория для разработки аппарата гидроакустического зондирования океана и рельефа дна.
— Где применяются гидролокаторы вашей разработки?
— За последние годы наши гидролокаторы участвовали в крупнейших морских инжиниринговых инфраструктурных проектах по строительству и прокладке нефтяных и газовых трубопроводов в акваториях Черного, Каспийского, Балтийского морей. Заказчиками проектов были такие компании, как «Лукойл» и «Газпром».
С помощью гидролокаторов велось обнаружение взрывоопасных объектов в Кронштадте и в Баренцевом море. Активно гидролокаторы использовались в РАО «ЕЭС России» по обследованию гидроэлектростанций. Были выполнены работы для нужд речного и морского флота. Также гидролокаторы использовались в Генпрокуратуре, МВД, МЧС для поиска затонувших тел.
Начиная с 2005 г. наши гидролокаторы ежегодно используются в рамках поисковой экспедиции «Поклон кораблям Великой Победы», в ходе которой было найдено более десятка затонувших в ходе Великой Отечественной войны кораблей и подводных лодок. Благодаря этой экспедиции из списков пропавших без вести исключено более 900 моряков, погибших при защите Отечества.
Нельзя не упомянуть и уникальнейшую находку, обнаруженную нашими гидроакустиками в 2013 г.: на удалении более 300 метров от поискового судна на экране гидролокатора «Неман» они увидели силуэт затонувшего корабля длиной порядка 60 метров. При погружении дайверы определили, что это парусный линейный корабль Балтийского флота Российской империи «Лефорт». Линкор был спущен на воду в 1835 г., участвовал в обороне Кронштадта во время Крымской войны, затонул во время следования из Ревеля в Кронштадт на зимовку в 1857 г.
— Как Вы оцениваете свои гидролокаторы по сравнению с зарубежными?
— На протяжении многих лет регулярно проводились сравнительные испытания разработанных в институте гидролокаторов с зарубежными, которые присутствуют на нашем рынке. К ним относятся, в частности, гидролокаторы таких фирм, как SeaScan, EdgeTech. Испытания проводились в акваториях Черного, Баренцева и Балтийских морей.
В результате проведенных испытания по ряду характеристик наши гидролокаторы показали результаты не хуже зарубежных, а по некоторым – и лучше.
— Какие перспективы этого направления работ?
— В настоящее время, кроме гидролокаторов серии «Неман», в институте разработаны гидролокаторы семейства «Свирь», которые предназначены для проведения инженерных исследований: это и гидролокаторы бокового обзора (ГБО), интерферометрические (ИГБО), параметрические профилографы (ППФ). Кроме этого, разработан гидролокатор системы обнаружения препятствий (СОП), решающий задачу обеспечения безаварийного плавания, а также доплеровский лаг для измерения скорости движения судна и измеритель профиля скорости звука в воде.
В НИИП с самого начала работ в области гидролокации уделяется большое внимание развитию научной составляющей гидролокационного направления, результаты которых могут быть использованы при решении задач как военного, так и гражданского характера. В рамках внутренних работ ежегодно из бюджета института выделяются средства на проведение НИР и ОКР по созданию гидролокаторов нового поколения по следующим направлениям: подводная гидроакустическая связь, охранные системы по обеспечению безопасности объектов со стороны водных акваторий, гидролокаторы для АНПА, буксируемые гидролокаторы, гидролокаторы секторного обзора.
Наиболее перспективным направлением совершенствования активных гидролокаторов является применение разработанной нами технологии, в основе которой лежит использование в различных направлениях гидроакустики сверхширокополосных (СШП) зондирующих сигналов.
— Николай Борисович, спасибо Вам за интервью. Желаем руководимому Вами институту дальнейших творческих успехов.
