Беспилотники мирных задач
В ближайшее время автопарк отечественной дорожно-строительной техники может пополниться высокоавтоматизированными беспилотниками, способными выполнять работы в любое время дня и ночи практически без участия человека. Соответствующий вызов, озвученный руководителем Федерального дорожного агентства, приняли российские машиностроители и разработчики оборудования.
С 2024 года специалисты ведущих дорожно-строительных организаций помогают машиностроителям совершенствовать отечественные образцы спецтехники. Особая рабочая группа испытывает машины и формирует список рекомендаций по доработке экскаваторов, катков, асфальтоукладчиков и автогрейдеров. В общей сложности тестирования уже прошли шесть видов техники от девяти производителей. Одновременно с этим идет разработка первой отечественной дорожной фрезы. Ожидается, что опытный образец, способный снимать покрытие шириной 1,3 м и на глубину до 200 мм, увидит свет в первом квартале 2025 года. Также в планах — разработка отечественного самоходного перегружателя, что сейчас активно обсуждается с Минпромторгом России.
«Работа, которую мы делаем вместе с дорожниками и российскими предприятиями, дает результаты. Вы видите новые образцы техники, которые выходят на рынок, видите, как постепенно российские машиностроители учатся слушать и воплощать пожелания клиентов в металле. Мы видим прогресс в этом плане. Уверен, что это продолжится и дальше, принесет свои плоды в будущем», — указал заместитель начальника Управления сельскохозяйственного, пищевого и строительно-дорожного машиностроения Минпромторга России Станислав Черторыжский.
Новая задача
Обсуждая результаты проделанной работы, глава Росавтодора Роман Новиков предложил не останавливаться на достигнутом и двигаться дальше в повышении технологичности, чтобы прийти к беспилотному управлению транспортом и дорожными машинами при производстве работ.
«В качестве новогоднего поздравления я получил ролик о том, как в Китае реализовали задачи по управлению процессами при производстве дорог. Естественно, меня это не могло не задеть. Давайте поставим задачу, чтобы к концу текущего года мы вместе с отраслевым сообществом в этом направлении уже выдали результат», — указал руководитель Федерального дорожного агентства.
Ожидается, что работа по достижению новой цели будет выстроена так же, как при переходе на асфальтоукладчики и катки российского производства. Напомним, в августе 2023 года специалисты дорожного дела поставили задачу усовершенствовать отечественные образцы и с их помощью выполнить работы на одном из объектов. Задуманное было реализовано на тестовом отрезке в Республике Башкортостан, где подрядчики использовали исключительно отечественные асфальтоукладчики и катки вместе с самосвалами местного производства. «Весь комплекс дорожных работ был выполнен. Это положительный результат, и надо таким же способом запустить беспилотные машины», — подчеркнул Роман Новиков.
На отечественных технологиях
Предложение уже нашло отклик у машиностроителей. «Мы тоже ориентированы на то, чтобы создать беспилотные машины. На самом деле это веяние времени. Передовые беспилотные технологии сейчас используются в зоне СВО для разминирования и разведки, и их необходимо использовать в гражданской сфере. Это кратчайший путь для перехода технологий в беспилотную укладку асфальта и так далее», — заявил заместитель директора Ассоциации «РОССПЕЦМАШ» Вячеслав Пронин, добавляя, что значительная часть производителей дорожно-строительной техники участвует в гособоронзаказе и является держателями технологий, что и позволяет рассчитывать на специальные бонусы для машин с высокой степенью автоматизации.
Например, в Челябинске ученые ЮУрГУ вместе со специалистами тракторного завода «ДСТ УРАЛ» создали беспилотные бульдозер и погрузчик, управлять которыми можно со смартфона. При этом погрузчик способен работать с разным типом навесного оборудования, предназначенного не только для решения коммунальных нужд (сбора мусора и снега), но и обезвреживания противопехотных мин. Сейчас такие машины, оборудованные противопехотными минными тралами, работают на территории ДНР. Другая группа ученых университета работает над автоматизированной системой, которая позволит коммунальной технике без участия человека выбирать тот или иной режим уборки, опираясь на данные о дорожной обстановке.
Помимо этого, дорожная отрасль получит и наработки, уже созданные российскими учеными для автономного судовождения и создания автоматизированных цифровых фарватеров, которые могут быть сразу перенесены в область создания высокоинтеллектуальной дорожно-строительной техники. Кроме того, в числе важных тем — интеграция беспилотной спецтехники с технологией беспилотных авиационных средств. Ожидается, что взаимодействие двух беспилотных систем позволит более точно выстраивать логику движения машин. «Российская Федерация является лидером в мире, и в настоящее время в Международной морской организации мы наиболее активны в части внедрения стандартов автономного судовождения. Конечно, это не дорожное хозяйство, но технологии уже обкатаны в Российской Федерации с участием институтов Академии наук, ведущих университетов-партнеров и позволяют достаточно быстро совершить перенос тех достижений, которые есть в других областях транспорта, на сферу дорожно-строительной техники. Я считаю, что именно в этой области беспилотная техника может очень быстро появиться и стать практически значимой», — отметил ректор Российского университета транспорта (МИИТ) Александр Климов.
Испытания уже начались
В результате отрасль получит не только беспилотные отечественные катки (уже известно, что их будут испытывать на новом полигоне вблизи трассы М-1 «Беларусь»), а также усовершенствованные российские автогредеры и бульдозеры.
Руководитель технического комитета ТК 418 «Дорожное хозяйство» Николай Быстров отметил, что иностранная высокоавтоматизированная техника, работающая на основе трехмерной модели местности по лазерному лучу, уже давно опробована целым рядом крупнейших подрядных организаций. «Одна из них внедрила такую технику шесть-семь лет назад, и когда я задал вопрос главному инженеру о возврате средств, мне ответили, что все вложения вернули за полгода. Дело в том, что раньше ночью не могли работать, потому что водитель ничего не видит, а теперь машина движется по лазерному лучу. Это направление имеет колоссальное будущее», — пояснил эксперт.
Немаловажным является и тот факт, что подобные 3D системы нивелирования, с помощью которых возводились все знаковые объекты транспортной инфраструктуры последних лет, создавались на территории России, но под иностранным брендом. В 2022 году после ухода зарубежных партнеров специалистам с 20-летним опытом пришлось искать новую работу. В итоге основная часть команды инженеров-разработчиков (бывшие сотрудники Topcon Positioning Systems Inc.) вместе с профессионалами из компании-разработчика спутникового геодезического оборудования JAVAD GNSS Inc. продолжили разработки уже в составе отечественной компании FNGROUP (входит в «ФН Системы»). За два года полностью разработаны софт и «железо» с оригинальной схемотехникой, алгоритмами и программным обеспечением. Первые 20 рабочих образцов в ноябре 2024 года уже передали в распоряжение ведущих подрядных организаций «ВАД» и ДСК «Автобан» для апробации. Сейчас тесты продолжаются на объектах Северо-Западного, Центрального и Южного федеральных округов в Ленинградской и Нижегородской областях, а также Республике Татарстан.
«Этап бета-тестирования показал, что система способна выходить на отметку плюс-минус два сантиметра, не допускает критических отключений и сбоев, обладает высокой устойчивостью к подавлению спутниковых сигналов, отличается стабильной и плавностью работы, а также понятным интерфейсом», — рассказывает директор по развитию «ФН Системы» Михаил Алексеев, добавляя, что степень локализации соответствует критериям Постановления Правительства России от 17 июля 2015 года № 719 «О подтверждении производства промышленной продукции на территории РФ», а инвестиции в проект до 2027 составят один миллиард рублей.
Основной принцип работы заключается в следующем. В панель управления загружается цифровая модель проектной поверхности, и в результате система постоянно контролирует актуальное пространственное положение и смещение кромки рабочего органа машины, например ковша экскаватора или отвала бульдозера, относительно проектной поверхности. При этом позиционирование дорожно-строительной техники происходит в режиме реального времени, для чего используется геодезическое оборудование, принимающее сигналы глобальных навигационных спутниковых систем. Еще одним способом позиционирования является использование роботизированного тахеометра. Системы могут быть установлены на экскаваторы, асфальтоукладчики, бульдозеры, автогрейдеры и дорожные фрезы, что позволяет технике работать по схеме день-ночь в различных условиях освещенности.
ГК «АРАСАР» поделилась опытом проведения подводных демонтажных работ при реконструкции Верхне-Свирской ГЭС. Уникальный по сложности проект стал знаковым не только для компании, но и для всей демонтажной отрасли.
Промышленный демонтаж считается одним из самых сложных в своем сегменте. Для успешной реализации работ необходима их тщательная организация, специализированное оборудование и высокая квалификация специалистов. В особенности сложен такой демонтаж, когда работы проводятся под водой. ГК «АРАСАР» в 2023 году реализовала такой проект, приняв участие в своем этапе реконструкции Верхне-Свирской гидроэлектростанции в Подпорожском районе Ленинградской области.
Верхне-Свирская ГЭС начала возводиться в 1932 году. Гидроагрегаты запущены в работу в 1951–1952 годах. Промышленная постройка является объектом культурного наследия России регионального значения и в настоящее время продолжает работать. Решение о реконструкции Верхне-Свирской ГЭС было принято для улучшения безопасности ее эксплуатации и повышения работоспособности. Одним из ключевых этапов реконструкции стал демонтаж монолитного железобетонного массива, расположенного под водой.
Проведенные нами работы, рассказывает основатель ГК «АРАСАР» Александр Штарёв, стали настоящей проверкой на прочность. Особенность проекта заключалась в условиях его выполнения. Верхняя кромка железобетонного массива находилась на глубине около 10 метров, нижняя — на глубине 20 метров. Подводное пространство полностью лишено видимости, что значительно осложняло любые работы, особенно связанные с точным демонтажем. Специалистам пришлось учитывать не только технические аспекты, но и влияние погодных условий: суровая карельская зима внесла свои коррективы.
«Это абсолютно уникальные по своей сложности работы даже в мировой практике. Представьте себе: действующая гидроэлектростанция, подводные работы, зима с температурами до минус 35 градусов и необходимость демонтажа железобетонного массива объемом более 500 кубометров. Такой проект требует тщательной подготовки, профессионализма и инновационного подхода», — отмечает Александр Штарёв.
Для выполнения задачи компания задействовала собственное оборудование, включая канатную гидравлическую машину мощностью 45 кВт. Она была специально разработана для этого проекта и не имеет аналогов в России. Без такого оборудования компания бы не смогла справиться с задачей в срок. Техника позволила работать точно, безопасно и эффективно. Помимо гидравлической машины, были задействованы технологии, адаптированные к экстремальным зимним условиям. Важно было не только выполнить задачу, но и обеспечить безопасность рабочих и стабильность гидроэлектростанции в процессе реконструкции.
Работы проходили в течение нескольких месяцев. Каждая их стадия требовала высочайшей точности, ведь любая ошибка могла привести к непредсказуемым последствиям. Слаженная работа команды и использование современных технологий позволили завершить демонтаж в срок, несмотря на все сложности.
«Этот проект стал для нас знаковым. До него мы не сталкивались с задачами такой сложности, и я уверен, что подобные работы крайне редки даже в мире. Это действительно важный для нас опыт, которым мы гордимся», — резюмирует основатель ГК «АРАСАР».
Стоит добавить, что демонтаж подводных монолитных конструкций Верхне-Свирской ГЭС, проведенный ГК «АРАСАР», был удостоен премии Russian Demolition Awards-2023 в категории «Промышленный демонтаж». Профессиональные эксперты по достоинству оценили сложность и нестандартность проекта, а также принятые инновационные решения в его реализации.
Триста промышленных предприятий и тридцать тысяч специалистов в сфере строительства и проектирования будут задействованы в реализации одного из самых масштабных инфраструктурных проектов стоимостью 2,349 трлн рублей. Детали возведения высокоскоростной магистрали между Москвой и Санкт-Петербургом приоткрыли на полях Транспортной недели в рамках XVIII Международной выставки и форума «Транспорт России».
Максимальное ускорение
«Весной был дан старт строительству высокоскоростной магистрали Москва — Санкт-Петербург. Первые поезда нового поколения должны по планам выйти на линию уже через четыре года. А значит, от всех участников кооперации требуется высочайшая собранность и, конечно, строгое соблюдение графика», — указал премьер-министр России Михаил Мишустин.
В общей сложности при возведении высокоскоростной магистрали Москва — Санкт-Петербург будут задействованы примерно 30 тысяч специалистов из области строительства и проектирования. В настоящий момент часть из них работает над проектной документацией. Как стало известно на полях Транспортной недели, решение для участка от Москвы до Твери уже находится в высокой степени готовности, а работа над остальными отрезками переходит в активную фазу. При этом к работе подключена команда из 25 иностранных специалистов, представляющих пять стран мира. Ожидается, что с их помощью удастся локализовать технологии и в будущем использовать при строительстве новых высокоскоростных линий.
«ВСМ даст рывок в технологиях, промышленности, образовании и науке, — заявил Роман Старовойт, министр транспорта России. — Когда проект будет реализован, Россия войдет в элитарный клуб государств, где запущено высокоскоростное движение».
Полное импортозамещение
В отличие от иностранных коллег, российским специалистам предстоит сразу запустить отечественный высокоскоростной поезд, а проект строительства реализовать, опираясь исключительно на отечественные технологические решения. По сути, в стране должны быть созданы абсолютно новые технологическая, научно-образовательная платформы вместе с промышленными площадками. И эта амбициозная задача полного импортозамещения, по словам Романа Старовойта, кратно усиливает вызов.
Напомним, высокоскоростные магистрали существуют в Китае, Франции, Испании, Турции, Германии, Италии, Великобритании, Австрии, Бельгии, Швейцарии, Нидерландах, Саудовской Аравии, Республике Корея и Японии. При этом в мире есть всего несколько компаний, обладающих ключевыми компетенциями производства подвижного состава для скоростей свыше 250 км/ч, а большинству стран приходится импортировать технологии. Даже Китай с разветвленной сетью ВСМ смог запустить собственный поезд только через пять-семь лет после старта движения по магистрали.
Работа над российским подвижным составом уже идет полным ходом. Технологический заказчик работ в лице института развития АО «ГТЛК» уже сформировал базовый запрос на 41 серийный поезд, и еще два подобных тестовых состава машиностроители должны изготовить непосредственно по заказу РЖД.
«Сейчас мы переходим на совершенно новый технологический уровень — строим новый поезд, и даже представить нельзя, сколько трудностей и проблем необходимо преодолеть для того, чтобы он получился», — отметил Евгений Дитрих, глава «ГТЛК», добавляя, что работа идет совместно с компанией «Синара», которая этот поезд проектирует и разрабатывает.
Если вдаваться в детали, то российским инженерам предстоит создать поезд завтрашнего дня с обработкой поверхностей 7-го класса, какой в России пока еще никто не делал. Помимо экипажной части, необходима разработка тягового привода, токосъема, систем управления и кондиционирования при соблюдении жестких весовых ограничений — нагрузка на ось не должна превышать 17 тонн.
По словам Дмитрия Пумпянского, президента Свердловского областного союза промышленников и предпринимателей, предстоит создать более 30 тысяч узлов, деталей и комплектующих, из которых 1400 требуется разрабатывать вновь. В работу уже вовлечено около 300 предприятий. В результате с производства выйдет подвижной состав, на 80–85% состоящий из отечественных комплектующих.
Отличается от традиционного и само железнодорожное полотно высокоскоростной магистрали. Как отмечают аналитики Центра экономики инфраструктуры (ЦЭИ), подобные конструкции дороже в строительстве, но позволяют снизить расходы в период эксплуатации, требуют меньше технического обслуживания и дольше сохраняют проектное положение при интенсивном движении. Однако для достижения подобных эффектов строителям предстоит использовать инновационные технологии, чтобы трасса имела высокую точность. Если говорить в цифрах, то допустимая просадка на всем протяжении срока эксплуатации в 50 лет не должна превышать 15 мм.
«С таким технологически сложным проектом мы (и индустрия в целом) сталкиваемся впервые, — говорит Роман Пивовар, заместитель генерального директора по стратегии и развитию подрядной компании ”Нацпроектстрой”. — Вес одной балки, которую будем укладывать, чтобы обеспечить подобного рода устойчивость, составляет 740 тонн. Их станут отливать на 12 заводах, которые предстоит построить вдоль железнодорожного полотна. И каждая из этих площадок займет примерно 20 гектаров с идеально ровной поверхностью наподобие взлетно-посадочных полос».
Кроме того, «Нацпроектстрою» необходимо будет создать два завода по производству плит. Один из них расположится в районе Великого Новгорода, а второй — возле Твери.
С экономической эффективностью
Обычно концессии подобного рода финансируются государством. Однако при строительстве данной ВСМ все произойдет иначе: 75% используемых средств поступят из негосударственных источников, а все, что вложит бюджет, в будущем будет полностью возвращено государству.
Одним из главных выгодополучателей станет РЖД. Во-первых, компания выступит генеральным подрядчиком большой стройки. Во-вторых, получит подвижной состав нового поколения вместе со значительным приростом пассажиропотока. И, в-третьих, обращает внимание Юрий Бакерин, заместитель генерального директора компании «Российские железные дороги», все это делается с привлечением банковского сектора. Наконец, при реализации уникального проекта за счет строительства пассажирской инфраструктуры будут созданы возможности для дополнительной перевозки грузов в направлении портов Северо-Запада в размере порядка 30 млн тонн.
Согласно отчету ЦЭИ, выделенная линия для высокоскоростного движения позволит разгрузить существующую линию. Дело в том, что запуск «Сапсанов» между Москвой и Санкт-Петербургом привел к необходимости практически полностью ликвидировать грузовое движение на главном ходу Октябрьской железной дороги, а также кардинально сократить количество пригородных электропоездов. Грузовые поезда теперь следуют через Сонково в Тверской области или Ярославль, а это большие перебеги, финансовые и временные потери для грузоотправителей. Создание специализированной линии решит эту проблему, также перестанет возникать «конфликт ниток трафика», когда для пропуска одного скоростного поезда требуется снять несколько медленных грузовых или пригородных. В результате провозные мощности вырастут на 70%.
Кроме того, ожидается развитие территорий в зоне притяжения новой магистрали. По словам Владимира Косого, президента Центра экономики инфраструктуры, подобный эффект наблюдался в Московской области при пуске линии МЦД: уже на старте проекта был зафиксирован рост среднегодового ввода площадей в 2,5 раза. Например, инвесторы начали активно застраивать пустующие земли вблизи станции Перерва на МЦД-2.
В сухих цифрах расчеты эффективности проекта ВСМ, полученные по методике № 1512, показывают: каждый рубль, вложенный в строительство, даст 1,5 рубля прироста; суммарный прирост бюджетных доходов от всех видов эффектов составит 2,7 трлн рублей; прирост ВВП за период стройки и первых 20 лет эксплуатации в ценах соответствующих лет — 10,5 трлн рублей. Кроме того, на 5% увеличится производительность труда в агломерации при удвоении численности населения.
Планы на будущее
В общей сложности специалисты ЦЭИ оценили эффективность запуска шести перспективных высокоскоростных линий общей протяженностью 5597 км, проходящих через 11 городов-миллионников. Их работа может обеспечить прирост внутреннего валового продукта за время стройки и первых 20 лет эксплуатации на уровне 27,5 трлн рублей, а каждый вложенный рубль принести 2,3 рубля.
Так, вслед за флагманским проектом до Петербурга предлагается начать строительство линии, связывающей столицу с южными регионами через Воронеж и Ростов-на-Дону до Адлера, а далее двинуться от Москвы на восток. Первоочередным для ВСМ до Екатеринбурга может стать участок Москва — Нижний Новгород — Казань, запроектированный еще в 2010-х, затем будет построен отрезок между столицами Татарстана и Башкирии, а к 2040 году предлагается запустить линию Набережные Челны — Екатеринбург с вариантом продления до Челябинска. Завершающими в формировании опорного каркаса высокоскоростных магистралей призваны стать ВСМ Москва — Минск и Москва — Рязань. Представлен и футуристический план, согласно которому к 2074 году участки, проходящие по территории Российской Федерации, будут встроены в общую сеть, которая явит собой протяженный высокоскоростной маршрут от города Марракеш в Марокко до Сингапура в Юго-Восточной Азии.