Совершенствование архитектуры системы учета электроэнергии на железнодорожном транспорте

Введение. В условиях глобальной цифровой трансформации железнодорожного транспорта и перехода от дискретной фиксации параметров к созданию цифровых двойников энергосистем повышается актуальность системной модернизации автоматизированной информационно-измерительной системы коммерческого учета электроэнергии ОАО «РЖД» для преодоления технологического разрыва и  обеспечения предиктивного управления энергопотреблением, а также техническим состоянием оборудования. Цель работы — разработка и теоретическое обоснование целевой архитектуры унифицированной модели цифровой платформы, интегрирующей функции юридически значимого коммерческого учета, предиктивной аналитики (прогнозирование электропотребления и отказов оборудования), взаимодействия с корпоративными системами и внешними интеллектуальными энергосистемами.

Материалы и методы. В основе исследования лежит системный анализ архитектурно-функциональной структуры существующей информационно-измерительной системы. Использованы методы структурного моделирования, компаративного анализа подсистем учета и парка приборов учета, проведены анализ нормативно-правовой базы и критический обзор научных публикаций.

Результаты. В ходе исследования выявлены ключевые недостатки существующей информационно-измерительной системы: технологическая фрагментарность, разнотипность парка оборудования, недостаточный уровень автоматизации отчетности. Отмечены слабая интеграция с общекорпоративным программным контуром и низкие темпы адаптации к  концепции интеллектуальных энергосистем. Действующая инфраструктура не  обеспечивает мониторинга распределения энергии от источника до потребителя и не обладает функционалом предиктивной аналитики. Полученные результаты послужили основой для формирования целевой модели унифицированной цифровой платформы. Предложена четырехуровневая архитектура системы.

Обсуждение и заключение. Обоснована необходимость перехода к унифицированной цифровой платформе, интегрирующей функции предиктивной аналитики и бесшовного взаимодействия с различными системами. Предложенное решение создает основу для разработки цифровых двойников энергообъектов, снижения операционных издержек и коммерческих потерь.

1. Чернышова Л. И. Факторный анализ расхода электроэнергии на тягу поездов // Вестник Алтайской академии экономики и права. 2021. №11 2. С. 326–330. https://doi.org/10.17513/vaael.1954. EDN: https://elibrary.ru/wptqpj

2. Черемисин В.Т., Ушаков С.Ю., Истомин С.Г. Контроль нерационального использования электрической энергии на тягу поездов с применением бортовых информационно-измерительных комплексов учета электроэнергии // Известия Транссиба. 2015. №1 (21). С. 69–74. EDN: https://elibrary.ru/tuxvfl.

3. Истомин С.Г., Пестренко А.Е. Оценка составляющих потерь электроэнергии электроподвижным составом и устройствами электроснабжения // Известия Петербургского университета путей сообщения. 2020. Т. 17, №3. С. 387–396. https://doi.org/10.20295/1815-588Х-2020-3-387-396. EDN: https://elibrary.ru/qeewut.

4. Воротницкий В.Э. Снижение потерь электроэнергии в электрических сетях — часть комплексной задачи обеспечения их эффективного функционирования и развития // Электроэнергия. Передача и распределение. 2025. №6 (93). С. 12–20. EDN: https://elibrary.ru/dzppib.

5. Франтасов Д.Н., Кудряшова Ю.В., Воронина Е.В. Применение искусственного интеллекта в системе учета потерь электроэнергии // Модели, системы, сети в экономике, технике, природе и обществе. 2024. №3 (51). С. 116–125. https://doi.org/10.21685/2227-8486-2024-3-10. EDN: https://elibrary.ru/pbfevf.

6. Молочков А.А., Тюгашев А.А., Франтасов Д.Н., Кудряшова Ю.В. Модернизация информационно-измерительной системы с использованием нейросетевых технологий для анализа небаланса электроэнергии на Куйбышевской железной дороге // Вестник Самарского государственного технического университета. Серия «Технические науки». 2019. №1 (61). С. 57–67. EDN: https://elibrary.ru/mkuaow.

7. Каштанов А.Л., Комякова О.О. Оценка перетоков мощности в тяговой сети постоянного тока по данным автоматизированной системы АСМУЭ ФКС // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2015. Т. 11, №3. С. 130–133. EDN: https://elibrary.ru/tyibhp

8. Каштанов А.Л., Ушаков С.Ю., Черемисин В.Т. Разработка единой автоматизированной системы учета электроэнергии тягового электроснабжения ОАО «РЖД» // Бюллетень результатов научных исследований. 2015. №1 (14). С. 70–75. EDN: https://elibrary.ru/tqilcd.

9. Король Ю.Н., Чернов Ю.А. Внедрение единой автоматизированной системы мониторинга и учета электроэнергии на фидерах контактной сети и ЭПС — первый шаг к созданию «интеллектуальной» сети тягового электроснабжения // Известия Транссиба. 2012. №4 (12). С. 102–110. EDN: https://elibrary.ru/plshkn.

10. Ховалова Т.В., Жолнерчик С.С. Эффекты внедрения интеллектуальных электроэнергетических сетей // Стратегические решения и риск-менеджмент. 2018. №2 (105). С. 92–101. EDN: https://elibrary.ru/utcgam.

11. Хоботова Л.В., Непринцева Е.В., Шубин С.А. Стратегия цифровой трансформации: оценка цифровой зрелости электроэнергетической отрасли России // Стратегические решения и риск-менеджмент. 2022. Т. 13, №3. С. 234–244. https://doi.org/10.17747/2618-947X-2022-3-234-244. EDN: https://elibrary.ru/erbhcy.

12. Баринов И.А., Нуретдинова Н.А., Смолин П.И., Горшков М.С., Крылов А.А. Исследование перспективности применения накопителей энергии на железнодорожном транспорте // Альтернативная энергетика. Специальный выпуск. 2025. №2 (17). С. 52–59.

13. Актуализация энергетической стратегии ОАО «Российские железные дороги» на перспективу до 2030 года // Инновации транспорта. 2020. Т. 39, №1. С. 6–10.