Железнодорожная сеть Великобритании насчитывает около 200 000 километров путей, большая часть которых датируется викторианскими временами.
Но железные дороги столкнулись с очень современной проблемой: борьба с последствиями изменения климата и увеличением числа экстремальных погодных условий.
Сильные дожди, особенно если они происходят в течение короткого периода времени, представляют особую опасность для железнодорожных выемок и насыпей. В худшем случае повреждение земляных работ может привести к засорению пути и сходу с рельсов высокоскоростного поезда.
Как организация, отвечающая за железнодорожную инфраструктуру, Network Rail считает безопасность своим приоритетом. Проще говоря, аварии на железной дороге – это риск для жизни.
Но компания также должна поддерживать работу сети, избегая задержек и сбоев. Если существует риск повреждения земляных сооружений, стандартным ответом является введение ограничений скорости: более низкие скорости сокращают тормозной путь и минимизируют вероятность схода с рельсов.
А задержки на железной дороге несут свои риски для безопасности. Чтобы повысить безопасность и уменьшить количество сбоев, Network Rail и Совет по безопасности и стандартам железнодорожных перевозок обращаются к анализу данных. Проект был представлен в качестве тематического исследования на недавней конференции Big Data and AI World в Лондоне в начале марта 2024 года.
«Часть того, что мы делаем в Network Rail, отражает тот факт, что экстремальные погодные условия, в частности осадки, становятся все более частыми и все более экстремальными явлениями», — сказал Рассел Шенли, руководитель целевой группы по погодным рискам в Network Rail.
«Некоторые из потенциальных последствий этого действительно серьезны. Одна из проблем, с которой сталкиваются наши коллеги-инженеры и операторы, заключается в том, как нам обеспечить безопасность пассажиров и грузов, но в то же время обеспечить обслуживание… когда мы принимаем решения о том, запускать поезда или нет и с какой скоростью мы запустить их, нам придется рассмотреть целый комплекс мер. Это очень сильно зависит от структурированных инженерных и эксплуатационных суждений, а также от решений, основанных на рисках, которые наши сотрудники принимают в данный момент».
Вырубки и насыпи
На британских железных дорогах выполнено более 250 000 земляных работ, включая выемки грунта, через которые проходят пути, и насыпи, по которым они проходят. «Это два типа активов, которые больше всего подвержены риску выхода из строя во время сильных дождей», — сказал Майк Бриггс, директор по анализу данных Совета по безопасности и стандартам на железнодорожном транспорте.
Его команда намеревалась создать модель осадков и вероятности провала земляных работ. Каждый земляной вал контролируется по 100 различным параметрам, и команда Бриггса располагала более чем восемью терабайтами данных о дожде, предоставленных Метеорологическим бюро.
Для этого страна разделена на квадратные сетки площадью 1 км, где количество осадков измеряется каждые пять минут. Задача еще более усложняется тем, что не все земляные работы имеют одинаковые стандарты данных.
«Это действительно большая проблема с данными», — сказал Бриггс. «Одна из других проблем, с которыми мы столкнулись, была в период анализа: сбоев было не так уж и много. Нам нужно было убедиться, что модели, которые мы разработали для понимания риска сбоя во время дождя, были статистически значимыми. Мы должны помнить, что принимаем решения о скорости пассажирских поездов на основе результатов этих моделей».
По словам Бриггса, это означало тесное сотрудничество с собственными экспертами Network Rail.
«Анализ, который мы провели, состоял из двух частей», — продолжил Бриггс. «Первой из этих земляных работ была модель уязвимости. Учитывая количество выпадающих на него осадков, каков риск того, что он выйдет из строя?
«А второй был моделью эскалации. Что-то не удалось. Каков риск того, что это действительно станет угрозой схода с рельсов? Подход, который мы выбрали, был статистическим. Мы рассмотрели, сколько раз земляное сооружение определенного размера и формы подвергалось дождю определенной интенсивности? И сколько раз мы видели неудачи?»
Эта статистическая модель затем легла в основу нового инструмента PRIMA – Пропорциональное реагирование на риски для реализации мер по снижению скорости активов.
Задержки и сбои
PRIMA помогает оперативным группам Network Rail определять участки пути, которые подвергаются риску из-за сильного дождя. Но он также направлен на то, чтобы дать операторам более подробную картину рисков и уменьшить необходимость в общих ограничениях скорости.
Это важно, поскольку ограничения скорости не просто неудобны – они сами по себе несут риски.
«Когда вы смотрите на этот основной риск, а именно на дождь, вызывающий разрушение земляных работ, смягчение этого риска относительно просто. Мы можем замедлять или останавливать поезда», — сказал Шэнли. «Но нам все чаще приходится думать об ударах и связанных с ними рисках, которые мы создаем, останавливая или замедляя движение поездов».
Некоторые из этих рисков значительны, например, проезд поезда на красный сигнал. Но железнодорожные операторы видят другие проблемы, особенно если задержки приводят к переполненности станций. Они варьируются от повышенного риска падения кого-либо на трассу до увеличения агрессивного поведения.
«Может произойти много разных вещей, основной риск которых — крушение в этом месте, но также и решения, которые вы принимаете с точки зрения скорости и того, что еще может произойти в сети», — сказал Бриггс. . Задержки также имеют экономические последствия.
На основе данных
PRIMA работает как инструмент поддержки принятия решений, который оценивает риск схода с рельсов, риск ограничения скорости и экономический риск. Это позволяет оперативным группам принимать решения на основе данных и более точно использовать ограничения скорости с учетом риска на конкретном участке пути. Это обеспечивает безопасность, но при этом обеспечивает максимально эффективную работу сети.
В будущем Network Rail может добавить к своим инструментам удаленные датчики и удаленный мониторинг состояния; он уже использует спутниковые снимки, а в будущем это можно будет проверить с помощью искусственного интеллекта (ИИ). «В настоящий момент мы очень зависим от инженеров, которые размещают и просматривают изображения», — сказал Бриггс.
Network Rail также ищет другие способы, с помощью которых аналитика может повысить безопасность и производительность, если они могут получать данные. Осадки и земляные работы – это лишь одна из опасностей.
«Это очень узкая часть рисков, связанных с погодой, которые влияют на железную дорогу», — сказал Шэнли. Он признает, что его часто спрашивают о «листьях на кону».
«Я дам вам новый: батуты на линии», — продолжил он. «Каждый год из-за сильного ветра в какой-то момент где-то на сети у нас случаются сбои, потому что как минимум три батута падают на железную дорогу. С чего вообще начать с данных об этом риске?»
![Что такое раскрытие данных [+5 Tools]](https://alltechreviews.ru/wp-content/uploads/2023/03/1678482625_Что-такое-раскрытие-данных-5-Tools-150x150.png)
