Практика применения беспилотников в ОАО «РЖД»

3D-модели повышают безопасность перевозок

Применение промышленных дронов в ОАО «РЖД» позволяет с высокой точностью определять состояние дорожного полотна. Для этого создаются 3D-модели с привязкой к местности — цифровые «слепки» железнодорожных путей.

Они строятся на основе данных, полученных с помощью беспилотников Phantom 4 RTK, специально разработанных для мониторинга, геодезических изысканий и картографии. Например, дроны становятся незаменимыми помощниками, если нужно провести съемку поперечного профиля пути в труднодоступных местах: на высоких насыпях или в глубоких выемках. Делать это традиционным способом сложно технически и физически.

Получив цифровую модель местности, специалисты ОАО «РЖД» могут отслеживать изменение отдельных параметров геометрии верхнего строения пути, балластного слоя и основной площадки, высоты насыпи, осуществлять мониторинг дренажных сооружений и откосов на подъемах и спусках, выявлять эрозию почв и размывы, определять состояние земляного полотна. Все это позволяет точно прогнозировать его просадку и повреждение железной дороги, а также предотвращать возможное затопление на конкретном участке путей, предупреждая аварийные ситуации и сохраняя высокий уровень безопасности перевозок.

Осмотр искусственных сооружений и охранных зон

Дроны как нельзя лучше подходят для осмотра мостов и водопропускных сооружений (нагорных канав и водоотводов), проверка которых без использования беспилотников требует привлечения больших ресурсов. Система машинного зрения БПЛА в автоматизированном режиме обрабатывает видеопоток и выбирает только те кадры, на которых зафиксированы дефекты, а не следы грязи, царапины или сколы краски.

«Например, с помощью беспилотников можно находить трещины в элементах пролетных строений моста. Можно даже контролировать наличие и состояние болтов, — подчеркивает директор по развитию промышленных решений Skymec Сергей Заверткин (компании - официального дилера и интегратора DJI в России и странах СНГ). — В ходе съемки получаются детальные изображения тех частей конструкций, на которые необходимо обратить внимание, оценивая состояние объектов».

Кроме того, дроны успешно справляются с задачами по контролю полосы отвода и охранных зон. Беспилотник быстро выявит проблему, если вблизи дорожного полотна разрослись кустарники или имеются «аварийные» деревья, которые могут упасть на пути, легко отследит препятствия в виде камней и веток на потенциально опасных участках, выявит зарождение оползневых масс за пределами полосы отвода, где мониторинг традиционными методами не проводится.

Картографирование и составление плана путей

Еще одна задача, выполняемая с помощью коптеров, — картографирование железнодорожных путей и примыкающих к ним объектов инфраструктуры (сортировочных, грузовых и пассажирских станций, вокзалов, хозпостроек и т. п.). Дроны обеспечивают панорамный охват территории, что позволяет быстро составлять или корректировать планы путей, уточнять координаты инфраструктурных объектов, выполнять построение карт. Благодаря приемникам GNSS геодезического класса можно оперативно производить съемку и создавать топографические планы с сантиметровой точностью. Формирование 3D-карт является важным этапом цифровой трансформации, поскольку позволяет вывести качество управления и планирования развития железнодорожной сети на более высокий уровень. Быстрый доступ к точным данным и возможность работать с ними одновременно нескольким командам повышают эффективность строительства и модернизации объектов.

Быстрое реагирование в чрезвычайных ситуациях

В случае аварии на железнодорожных путях на место сразу выдвигается восстановительный поезд с нужным оборудованием и бригадой быстрого реагирования. Вместе с ним прибывают дроны. Они осуществляют фото- и видеосъемку территории для повышения ситуационной осведомленности работающих на месте бригад и специалистов удаленного дорожного штаба по ликвидации транспортных происшествий.

«С места ЧП ведется онлайн-трансляция, данные с беспилотников быстро поступают в ситуационный центр дорожного штаба и в центральный офис компании. Получая подробную информацию об аварии и ее последствиях, члены специально созданной чрезвычайной комиссии могут координировать работу служб РЖД на месте и выдавать актуальные отчеты смежным ведомствам», — рассказывает Сергей Заверткин.

Перед включением в IT-инфраструктуру железных дорог БПЛА прошли многоэтапное тестирование в Научно-исследовательском и проектно-конструкторском институте информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте (АО «НИИАС»). Специалисты института выясняли, какие коптеры будут наиболее эффективными в реальных условиях эксплуатации на объектах РЖД, а также создавали техзадания на подбор оборудования с определенными техническими характеристиками для решения конкретных задач.

«Для повышения эффективности работы железнодорожного транспорта Институт предложил концепцию применения БАС. Для этого мы изучили задачи, стоящие перед различными подразделениями ОАО «РЖД», и оценили возможности их решения с применением технологий БАС, реализовав целый комплекс пилотных проектов. Уже сегодня РЖД применяет сотни беспилотников для мониторинга восстановительных и ремонтных работ на объектах инфраструктуры, с помощью БПЛА формируются трехмерные модели складов материалов верхнего строения пути. С 2021 года дроны самолетного типа активно применяются для контроля хода строительства на ряде объектов Восточного полигона железных дорог. При этом в текущем году в тестовом режиме начинают применяться БАС с лидарами на борту: они формируют высокоточное облако точек, которое можно сравнить с проектными моделями, созданными с использованием технологий информационного моделирования в строительстве», — рассказал начальник Центра АО «НИИАС» Алексей Карелов.