Ученые ЛЭТИ разработали комплекс для высокоточной оценки состояния железнодорожных путей

Роман Пименов/«Петербургский дневник»

Учёные Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» создали комплекс для высокоточной оценки состояния железнодорожных путей.

Комплекс позволит выявлять повреждения у рельсов и прогнозировать развитие их поломок. Об этом сообщили в пресс-службе вуза.

По железнодорожным путям ежедневно проходят тяжёлые подвижные составы, на рельсы приходится огромная нагрузка. Со временем в них образуются небольшие трещины, изломы, а также смятия, которые могут становиться всё больше.

Поскольку эта проблема несёт угрозу для экономической деятельности, а также для жизни и здоровья участников железнодорожных перевозок, рельсовое полотно требует регулярной диагностики.

Уже существующие способы контроля за состоянием рельсов требуют значительных затрат времени и могут использоваться только в тёплое время года, поскольку в России рельсы значительную часть времени находятся под снегом. По этой причине требуется создавать новые подходы, которые позволят быстрее выявлять какие-либо поломки у железнодорожных путей вне зависимости от погодных условий.

«Наша работа направлена на поиск и создание таких способов, которые могут использоваться в любое время года для обнаружения различных дефектов у рельсовых путей. Таким образом, мы улучшили имеющиеся методы по обнаружению внешних и внутренних повреждений, разработали модели для выявления повреждённых 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»,

— объяснил доцент кафедры лазерных измерительных и навигационных систем СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Роман Шалымов.

Для создания модели, которая позволит диагностировать повреждения, коллектив разработчиков ЛЭТИ предложил использовать акселерометры. Но поскольку датчики измеряют все колебания и вибрации, а не только при прохождении по неровностям, нужно было выделить только ту составляющую их движения, которая определяется именно формой дефектов рельсов.

Для решения этой проблемы специалисты применили вибрационный анализ и вейвлет-обработку, с помощью которых смогли выделить нужные параметры в сложном сигнале. Проанализировав полученные характеристики, учёные апробировали разработанную модель на экспериментальных данных, полученных при прохождении вагоном МДК фирмы АО «Радиоавионика» по местам с повреждёнными рельсами.

«Предварительно мы измерили глубину этих повреждений с помощью путеизмерительного инструмента и затем сравнили полученные данные с теми, которые были получены с помощью предложенной модели. Результаты показали, что наша разработка позволит заменить ручной путеизмерительный инструмент»,

— подчеркнул доцент кафедры информационных систем СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Дмитрий Клионский.

Помимо всего прочего, разработчики ЛЭТИ создали алгоритм прогноза развития дефектов на основе регрессионного анализа показаний датчиков мобильной системы диагностики рельсового пути.

Отмечается, что проект по разработке комплекса диагностики системы колесо-рельс на основе показаний инерциальных датчиков выполнен по гранту Российского Научного Фонда. Проект является большой научно-исследовательской работой коллектива разработчиков СПбГЭТУ «ЛЭТИ».

Анализ
×
Пименов Роман
Шалымов Роман
Клионский Дмитрий
СПБГЭТУ "ЛЭТИ"
Сфера деятельности:Образование и наука
28
РНФ
Организации
81