Наш паровоз вперед летит! Как Россия модернизирует свои железные дороги

Современная Россия унаследовала от СССР одну из самых протяженных железнодорожных сетей в мире, и сегодня эта отрасль активно развивается, внедряя новые технологии, улучшая инфраструктуру и повышая качество услуг.

Основным владельцем и оператором железнодорожной сети в РФ является ОАО «Российские железные дороги» (РЖД). Холдинг был создан в 2003 году. РЖД играет ключевую роль в экономике страны, обеспечивая грузовые и пассажирские перевозки по всей территории России.

В последние годы РЖД активно инвестирует в модернизацию инфраструктуры, закупку нового подвижного состава и внедрение современных технологий управления движением. Особое внимание уделяется развитию высокоскоростного железнодорожного сообщения, а также улучшению качества обслуживания пассажиров.

После 2022 года в железнодорожной отрасли проводится системная работа по импортозамещению как в производственной, так и в управленческой сферах. Предприятия выпускают отечественные комплектующие для локомотивов и вагонов, разрабатываются новые отечественные модели поездов. В рамках политики цифровизации активно внедряются отечественные ИТ-решения.

Цифровые инновации

«Российские железные дороги» активно внедряют цифровые технологии в свою инфраструктуру, которая включает более 85 тыс. км железнодорожных путей, 1,3 тыс. станций, 20 тыс. мостов и путепроводов, 1,5 тыс. тоннелей и множество других объектов.

В РЖД действует система «Экспресс» нового поколения, которая представляет собой автоматизированную систему управления железнодорожными билетами и пассажирским комплексом. Она позволяет обрабатывать более 1 млрд поездок в год в дальнем и пригородном сообщении, поддерживать более 15 тыс. каналов обслуживания пассажиров и выполнять другие функции.

В настоящее время завершена интеграция различных ИИ-систем в структуру РЖД. Одна из таких систем – «Прогнозирование пассажиропотоков», разработанная совместно с Центром экономики инфраструктуры. Система позволяет анализировать, как социально-экономические показатели территории и другие виды пассажирского транспорта влияют на пассажиропоток. ИИ используется для проверки исходных данных и анализа статистических аномалий. В планах РЖД – создание системы прогнозирования грузопотоков.

РЖД внедряет элементы роботизации и автоматического управления инфраструктурой. Экспериментальный проект – «Цифровая железнодорожная станция» (ЦЖС), который реализуется на станции Челябинск-Главный. В ходе реализации проекта создаются независимые системы обслуживания подвижного состава на железнодорожных станциях. Они включают в себя диагностику, расформирование поездов, прибывающих на станцию, а также соединение тормозных рукавов грузовых вагонов и другие функции.

РЖД также увеличивает количество умных вокзалов, которые были оборудованы автоматизированной системой удаленного управления. К началу 2025 года насчитывается 450 умных вокзалов на всей отечественной сети. Умные станции оснащаются различными системами ИИ, которые позволяют им автоматически управлять своей работой, анализировать потребности пассажиров и предоставлять им различные сервисы. На умных станциях действуют системы биометрической идентификации пассажиров по лицу или голосу, которые позволяют им быстро проходить на станцию и в поезд без бумажных документов. Также используются системы видеоаналитики для контроля за порядком и безопасностью на станциях.

В рамках эксперимента РЖД запустила беспилотный маневровый локомотив, оснащенный структурой Cognitive Rail Pilot, которая представляет собой систему помощи машинисту, разработанную Cognitive Pilot, совместным дочерним предприятием «Сбера», и Cognitive Technologies. Cognitive Rail Pilot использует камеры, лидары [устройство дистанционного зондирования, которое использует лазерное излучение для получения информации об объекте – прим. ред.] и радары для обнаружения препятствий на пути. Также в системе применяются нейронные сети для распознавания светофоров, знаков и других объектов. Благодаря этому локомотив может самостоятельно определять скорость, торможение, ускорение и остановку.

По состоянию на 13 февраля 2024 года в реестре российского ПО зарегистрировано 237 ИТ-систем ОАО «РЖД».

Квантовые технологии

ОАО «РЖД» – один из лидеров в разработке и применении квантовых технологий в России. Согласно стратегии компании, внедрение квантовых технологий поможет минимизировать риски и повысить эффективность работы железнодорожной сети.

С 1 февраля 2024 года начали действовать два стандарта, созданные РЖД. Они устанавливают принципы построения и предъявляют требования к интерфейсам подключения стандартного программно-аппаратного комплекса в сфере квантового распределения ключей.

В 2024 году РЖД разработали устройство для высокоскоростной передачи данных с применением квантовых технологий. Опытный образец способен передавать данные по каналам связи со скоростью более 180 Гбит/с. В нем используются как традиционные, так и квантовые методы шифрования. РЖД создает квантовые сети связи на основе своих оптоволоконных линий, которые соединяют различные части страны. Эти сети используют квантовые свойства фотонов для кодирования и передачи данных, которые невозможно перехватить без изменения их характеристик. Таким образом, квантовые коммуникации обеспечивают абсолютную защиту информации от атак и подмены.

В 2021 году была запущена первая линия квантовой связи длиной 700 км между Москвой и Санкт-Петербургом. Это стало важным шагом в демонстрации возможностей технологии и ее превосходства над традиционными методами связи. На данный момент длина магистральной квантовой сети РЖД составляет 7012 км. Она охватывает Москву, Санкт-Петербург, Нижний Новгород, Воронеж, Ростов-на-Дону, Казань, Сочи, Саратов, Самару, Челябинск, Екатеринбург и другие крупные населенные пункты. К 2030 году планируется расширить квантовую сеть до 15 тыс. км.

Современные поезда

Одним из главных достижений современного российского железнодорожного транспорта является развитие высокоскоростного движения. Лидером в этой области стал поезд «Сапсан», который курсирует между Москвой, Санкт-Петербургом и Нижним Новгородом.

Поезд разработан на базе немецкого Siemens Velaro и способен развивать скорость до 250 км/ч. Благодаря этому время в пути между Москвой и Санкт-Петербургом сократилось до четырех часов. «Сапсан» оснащен современными системами безопасности, Wi-Fi и мультимедийными сервисами. В 2014 году «Сапсан» был занесен в Книгу рекордов Гиннесса как самый длинный высокоскоростной поезд в мире. Его длина составляет 500 м 78 см.

После введения санкций немецкая компания Siemens Velaro прекратила поставку комплектующих и техническое обслуживание вагонов. Однако в России смогли самостоятельно наладить необходимый сервис. В настоящее время в РФ работает более 300 предприятий, которые могут обеспечивать поставку деталей для «Сапсанов».

Еще одним представителем высокоскоростного движения является поезд «Ласточка», который используется как для пригородных, так и для междугородних перевозок. «Ласточка» может развивать скорость до 160 км/ч. Как и «Сапсан», «Ласточка» разрабатывалась и обслуживалась совместно с немецкой компанией Siemens, которая ушла из России после введения санкций в 2022 году. Ее уход продемонстрировал необходимость создания импортозамещенной версии «Ласточки», которая получила название «Финист». Новая модель мало чем отличается от старой: в модификации «Финист» было увеличено число посадочных мест. «Финист» был собран полностью из российских комплектующих.

28 июля 2024 года РЖД продемонстрировала умную версию «Ласточки», которая стала первым в мире беспилотным электропоездом. В базовой версии беспилотной «Ласточки» будет присутствовать машинист, который в любой момент может взять на себя управление поездом. Это обеспечивает двойной уровень безопасности, что соответствует третьему уровню автоматизации по международным стандартам. В перспективе РЖД намерены завершить тестирование четвертого уровня автоматизации, который позволит «Ласточке» передвигаться без участия машиниста в кабине. Как отмечают в РЖД, беспилотная версия «Ласточки» полностью собрана из российских компонентов.

В 2020 году на железные дороги России вышел новый поезд «Иволга», разработанный и сконструированный полностью в России (что отличает его от «Сапсана» и «Ласточки», которые имели немецкие прототипы). Этот электропоезд предназначен для пригородных перевозок и способен развивать скорость до 160 км/ч. У поезда было три модификации, последняя из которых совершила первую поездку в мае 2024 года. Последняя модификация «Иволга 4.0», в отличие от предыдущих, собрана в основном из российских комплектующих и является первым российских трехдверным электропоездом. В 2025 году «Иволга 4.0» вышла на маршруты Московских центральных диаметров (МЦД).

Еще одним инновационным проектом стал поезд «Стриж», который курсировал между Москвой и Нижним Новгородом. Поезд создан на основе испанского Talgo Intercity и составлял конкуренцию «Сапсану». «Стриж» развивал скорость до 200 км/ч и был оснащен современными системами безопасности и удобства для пассажиров. В марте 2022 года поезд «Стриж» был законсервирован из-за невозможности его дальнейшего техобслуживания по причине наложенных санкций.

Будущие проекты

Один из самых амбициозных проектов РЖД – развитие высокоскоростного железнодорожного сообщения. Планируется строительство магистралей, которые позволят поездам развивать скорость до 250–400 км/ч. Основной проект – высокоскоростная магистраль Москва – Санкт-Петербург, которая называется «ВСМ Две столицы». Протяженность магистрали составит 679 км, запуск запланирован на 2028 год. Для ВСМ потребуются специальные поезда, сборка которых анонсирована на 2026 год. В 2027 году планируется завершить разработку поезда, а в 2028 году ожидается получение сертификата соответствия. До 2030 года «Синара» поставит 43 таких поезда для высокоскоростной магистрали Москва – Санкт-Петербург, включая два первых для РЖД.

В составе электропоездов будет восемь вагонов. Они предназначены для движения на скорости до 360 км/ч, но способны развивать скорость до 400 км/ч. В поездах будут представлены различные уровни комфорта: первый класс, бизнес-класс, комфорт-класс и стандарт-класс. Число мест в таком поезде будет составлять 454 сиденья.

Другой проект ВСМ – маршрут Москва – Казань, который в перспективе может быть продлен до Екатеринбурга. Возможный запуск этой магистрали может сократить время в пути между Москвой и Казанью до 3,5 часов.

РЖД также активно готовят внедрение составов, которые работают на газе и водороде. «Реализация проектов по внедрению подвижного состава с использованием газа и водородного топлива планируется в период с 2027 по 2028 год», – сообщается в отчете компании за 2023 год.

В РЖД уже анонсировали разработку первого маневрового локомотива, работающего на водороде. Планируется, что испытания этого инновационного состава пройдут на полигоне в Сахалинской области в 2026 году. Гендиректор «Трансмашхолдинга» (ТМХ, специализируется на производстве подвижного состава) Кирилл Липа отметил, что в России создание поездов на водородном топливе находится на раннем этапе развития.