БПЛА помогут создавать цифровые модели железных дорог

Источник:
«Вестник Сибирского государственного университета путей сообщения», №1 (68) 2024 

Тимофеев Е. Н., Севостьянов А. А., Сокольников А. В. «Создание цифровой модели железнодорожного пути с использованием беспилотных летательных аппаратов»

Ученые из Сибирского государственного университета путей сообщения и специалисты из Новосибирского центра диагностики и мониторинга устройств инфраструктуры в пилотном режиме провели съемку километрового участка железной дороги с помощью беспилотника. Дрон работал на высоте 50 м, погрешность в определении координат объектов не превысила 8 см, что является допустимым показателем.

Перед самой съемкой авторы проекта провели большую работу по определению опорных точек – это объекты инфраструктуры, координаты которых установлены с максимальной точностью. При использовании беспилотника авторы исследования установили, что опорные точки должны быть достаточно заметными с высоты, чтобы видеокамера на дроне четко их зафиксировала.

В исследовании подчеркивается, что такими точками могут стать оси пути, которые в процессе движения измеряются аппаратно-программным комплексом «Профиль-М». Также для ориентирования на местности предлагается применять точки напротив светофоров, пикетных и километровых столбов, изостыков рельсов, опорных сооружений.

На самом дроне, с которого ведется съемка, должно быть установлено специальное ПО, которое позволяет определять координаты объекта.

Авторы исследования обращают внимание на то, что беспилотники уже используются для создания цифровых моделей трубопроводов в нефтяной и газовой промышленности и имеют широкие перспективы для использования на сети железных дорог.

Сейчас цифровые модели объектов железнодорожной инфраструктуры создаются с помощью данных аэрофотосъемки и лазерного сканирования. Однако эти технологии часто высокозатратные, при недостаточном освещении качество изображения оказывается низким.

Беспилотники благодаря своей большой распространенности оказываются дешевле, к тому же стремительно развивающиеся программные комплексы и активное внедрение в софт элементов искусственного интеллекта в перспективе должно значительно упростить процесс как самой съемки, так и обработки полученных данных.

В то же время тестирование дронов на объектах железнодорожной инфраструктуры показало, что проблематично проводить съемки на участках с высокой интенсивностью движения. Высота, на которой возможна съемка, ограничена 50 м, подняться выше беспилотник не может, ведь тогда качество изображения ухудшится. При тестовой съемке аккумулятора хватало на 20–30 минут работы. Авторы исследования обращают внимание, что из-за необходимости регулярно прерывать съемку для замены батареи продолжительность обследования территории значительно возрастает.

«С использованием полученной цифровой модели возможно осуществлять более оперативный анализ участка железнодорожного пути, что позволит выполнять оценку состояния характерных узких мест и производить более детальный анализ изменения ситуации на участке во время периодического обновления базы данных», – отмечается в исследовании.

Авторы исследования считают, что использование дронов для создания цифровой модели железнодорожной инфраструктуры довольно перспективно и необходимо тестировать разные модели БПЛА и программного обеспечения, чтобы определить оптимальные алгоритмы применения беспилотников в этом направлении.