"Мы улучшили имеющиеся методы по обнаружению внешних и внутренних повреждений, разработали модели для выявления поврежденных участков и алгоритм, который может прогнозировать развитие поломок с помощью инерциальных датчиков. В перспективе разработанный комплекс может способствовать повышению безопасности, энергоэффективности железнодорожных перевозок и, как следствие, снижению их стоимости", - рассказал Роман Шалымов.
Обычно на российских железных дорогах для выявления регулярно образующихся трещин, изломов и смятий на рельсах используются диагностические вагоны с камерами видеофиксации с высоким разрешением. Если на записи камер обнаруживается характерное темное пятно, то для проверки на место отправляется обходчик путей, который подтверждает наличие повреждений и измеряет их глубину путеизмерительным инструментом. Этот способ надежен, но требует больших затрат времени и средств. Кроме того, в зимний период, когда на железнодорожное полотно выпадает снег, использование видеофиксации затруднено.
Разработчики ЛЭТИ взяли за основу своего диагностического комплекса акселерометры - устройства, измеряющие степень ускорения. Проблема в том, что они считывают все колебания, поэтому ученые должны были найти способ отсеять лишнее. Для этого они создали программу, которая позволяет выделять вибрации, характерные именно для поврежденных участков. Комплекс установили на вагоне МДК (мобильный диагностический комплекс), результаты вибрационных измерений глубины дефектов рельсов сравнили с данными обычного ручного измерения, высокая точность предлагаемого метода подтвердилась, отметил доцент кафедры информационных систем ЛЭТИ Дмитрий Клионский.
Развитие этой технологии позволило разработчикам ЛЭТИ создать алгоритм, который позволяет прогнозировать развитие дефектов на рельсах. В его основе лежит статистический регрессионный анализ данных, которые поступают в систему с датчиков диагностических вагонов. Данные собирались по одним и тем же участкам рельсов в разное время с учетом развития на них дефектов, это позволило выявить закономерности разрушений и зафиксировать характерные признаки этих процессов.
Разработка комплекса диагностики системы колесо-рельс на основе показаний датчиков выполнена по гранту Российского научного фонда. Этот проект является большой научно-исследовательской работой коллектива разработчиков СПбГЭТУ "ЛЭТИ". В коллектив проекта вошли декан факультета информационно-измерительных и биотехнических систем Александр Боронахин, доценты кафедры лазерных измерительных и навигационных систем (ЛИНС) Роман Шалымов, Людмила Подгорная и Даниил Ларионов, доцент кафедры информационных систем Дмитрий Клионский и старший преподаватель кафедры ЛИНС Александра Большакова.
