Система периодического мониторинга объектов железнодорожной автоматики и телемеханики на основе беспилотных летательных аппаратов

Современные системы сбора диагностической информации не позволяют получать полное множество диагностических данных о напольном технологическом оборудовании железнодорожной автоматики и телемеханики. Это связано с техническими особенностями самих объектов железнодорожной автоматики и телемеханики, условиями их эксплуатации и технологиями безопасного получения данных. В исследовании внимание сосредоточено на совершенствовании принципов получения первичной диагностической информации об объектах железнодорожной автоматики и телемеханики с использованием беспилотных летательных аппаратов. Используя методы дискретной математики, теории графов, булевой алгебры и технической диагностики, разработаны и научно обоснованы принципы получения диагностической информации о напольном технологическом оборудовании железнодорожной автоматики и телемеханики с использованием беспилотных летательных аппаратов.
Беспилотный летательный аппарат снабжается полезной нагрузкой для получения диагностической информации об объектах железнодорожной автоматики и телемеханики, расположенных в непосредственной близости к железнодорожному полотну. В системе решается сразу же несколько диагностических задач применительно ккомплексу железнодорожной автоматики и телемеханики: собираются объективные данные о технических состояниях напольного технологического оборудования (в том числе, дефектах), автоматизируется некоторая доля операций по регламентному техническому обслуживанию, осуществляется проверка фактов выполнения работ по обслуживанию силами специализированного персонала дистанций сигнализации, централизации и блокировки.
Решение этих задач способствует повышению надежности и безопасности устройств железнодорожной автоматики и телемеханики за счет своевременного определения зарождающихся постепенных отказов и оперативной фиксации уже возникших отказов, не проявившихся в штатной эксплуатации железнодорожного комплекса. Предложено данные от всех действующих систем мониторинга интегрировать в едином корпоративном облачном хранилище для дальнейшей обработки с применением безопасной интеллектуальной платформы аналитики данных, а также автоматически передавать результаты технического диагностирования участникам перевозочного процесса для оперативного их учета в регулировании движения поездов.

1. Гавзов Д. В., Сапожников В. В., Сапожников Вл. В. Методы обеспечения безопасности дискретных систем // Автоматика и телемеханика. – 1994. – № 8. – С. 3–50. EDN: YZNRGT [Ограниченный доступ].

2. Сапожников В. В., Сапожников Вл. В., Христов Х. А., Гавзов Д. В. Методы построения безопасных микроэлектронных систем железнодорожной автоматики. – Под ред. Вл. В. Сапожникова. – М.: Транспорт, 1995. – 272 с. ISBN 5-277-01690-2.

3. Theeg, G., Vlasenko, S. Railway Signalling & Interlocking: 3rd Edition. Germany, Leverkusen PMC Media House GmbH, 2020, 552 p. ISBN 978-3-96245-169-1.

4. Сапожников Вл. В. Синтез систем управления движением поездов на железнодорожных станциях с исключением опасных отказов. – М.: Наука, 2021. – 229 с. ISBN 978-5-02-040877-7.

5. Шубинский И. Б., Розенберг Е. Н. Функциональная безопасность систем управления на железнодорожном транспорте. – М.: Инфра-Инженерия, 2023. – 360 с. ISBN 978-5-9729-1553-8.

6. Сапожников В. В., Сапожников Вл. В., Ефанов Д. В. Основы теории надежности и технической диагностики. – СПб.: Изд-во «Лань», 2019. – 588 с. ISBN 978-5-8114-3453-4.

7. Ефанов Д. В. Функциональный контроль и мониторинг устройств железнодорожной автоматики и телемеханики. – СПб.: ПГУПС, 2016. – 171 с. ISBN 978-57641-0933-6.

8. Ефанов Д. В., Осадчий Г. В. Микропроцессорная система диспетчерского контроля устройств железнодорожной автоматики и телемеханики: изд. 3‑е., стер. – СПб.: Изд-во «Лань», 2023. – 180 с. ISBN 978-5-50746132-5.

9. Ефанов Д. В., Богданов Н. А. Автоматизация контроля на стрелках // Мир транспорта. – 2011. – Т. 9. – № 2 (35). – С. 54–59. EDN: NXBUST.

10. Иванов А. А., Легоньков А. К., Молодцов В. П. Передача данных с устройств оборудования переезда аппаратурой АПК-ДК при отсутствии физической линии и круглосуточного дежурства // Автоматика на транспорте. – 2016. – Т. 2. – № 1. – С. 65–80. [Электронный ресурс]: https://izvestiapgups.editorum.ru/ru/storage/viewWindow/151945. Доступ 17.05.2024.

11. Ефанов Д. В., Седых Д. В., Гордон М. А. Особенности автоматизации проектирования аппаратных средств для непрерывного мониторинга аналоговых сигналов в устройствах железнодорожной автоматики и телемеханики // Транспорт Урала. – 2017. – № 3. – С. 14–23. DOI: 10.20291/1815-9400-2017-3-14-23.

12. Fritz, C. Intelligent Point Machines. Signal+Draht, 2018, Iss. 12 (110), рp. 12–16. [Электронный ресурс]: https://disk.yandex.ru/i/RcTitnLn_04hhA. – [полный текст выпуска]. Доступ 17.05.2024.

13. Kassa, E., Skavhaug, A., Kaynia, A. M. Monitoring of Switches & Crossing (Tornouts) and Tracks. Decision Support Tool for Rail Infrastructure, EU Project, No. 636285, 41 p.

14. Sheikh, M., Örtengren, A. UAVs for Railway Infrastructure Operations and Maintenance Activities. Degree Project Design and Product Realisation, Second Cycle, 30 Credits. Stockholm, Sweden, 2018, 47 p. [Электронный ресурс]: https://www.essays.se/essay/dddc24967e/. Доступ 17.05.2024.

15. Алтынцев М. А., Щербаков И. В., Третьяков С. А. Применение беспилотных летательных аппаратов для исполнительной съемки железных дорог // Интерэкспо ГЕО-Сибирь. XV Международный научный конгресс, 24–26 апреля 2019 г., Новосибирск: сб. материалов в 9 т., Т. 1: Международная научная конференция «Геодезия, геоинформатика, картография, маркшейдерия». – Новосибирск: СГУГиТ, 2019. – № 1. – С. 111–118. DOI: 10.33764/2618981Х‑2019-1-1-111-118.

16. Kochan, A., Rutkowska, P., Wójcik, M. Inspection of the railway infrastructure with the use of unmanned aerial vehicles. Transport Systems Telematics Conference, Kraków, Polska, 2018, pp. 1–14. [Электронный ресурс]: https://www.academia.edu/101013479/Inspection_of_the_railway_infrastructure_with_the_use_of_unmanned_aerial_vehicles. Доступ 17.05.2024.

17. Lesiak, P. Inspection and Maintenance of Railway Infrastructure with the Use of Unmanned Aerial Vehicles. Problemy Kolejnictwa Railway Report, 2020, Iss. 188, рp. 115–127. DOI: 10.36137/1883E.

18. Ефанов Д. В. Информационные платформы комплексной интеллектуальной аналитики данных для управления безопасностью перевозочного процесса и прогнозирования природно-техногенных аварий и катастроф // Проблемы безопасности на транспорте: материалы XII международной научно-практ. конференции, посвященной 160‑летию Белорусской железной дороги (24–25 ноября 2022 г.): в 2 ч. Ч. I / Министерство транспорта и коммуникаций Республики Беларусь, Белорусская ж. д., Белорусский государственный университет транспорта; под общей редакцией Ю.И. Кулаженко. – Гомель: БелГУТ, 2022. – С. 331–333.

19. Лебедев П. Д., Казаков А. Л. Построение оптимальных покрытий выпуклых плоских фигур кругами различного радиуса // Труды института математики и механики УрО РАН. – 2019. – Т. 25. – № 2. – С. 137–148. DOI: 10.21538/0134-4889-2019-25-2-137-148.

20. Костроминов А. М., Тюляндин О. Н. Динамическая диагностика средств радиочастотной идентификации системы бесконтактной привязки пути метрополитена // Автоматика на транспорте. – 2019. – Т. 5. – № 4. – С. 467–477. DOI: 10.20295/2412-9186-2019-5-4-467-477.

21. Абрамян В. Л., Вишневский В. М., Ларионов А. А. Применение радиочастотной идентификации на транспорте // Проблемы управления. – 2024. – № 1. – С. 3–16. DOI: 10.25728/pu.2024.1.1.

22. Wang, J., Schluntz, E., Otis, B. A New Vision for Smart Ob-jects and the Internet of Things: Mobile Robots and Long-Range UHF RFID Sensor Tags. arXiv:1507.02373, 2015. DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.1507.02373.

23. Efanov, D. V., Khóroshev, V. V., Osadchy, G. V. Principles of Safety Signalling and Traffic Control Systems Synthesis on Railways. Proceedings of 9th International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIE), Sochi, Russia, May 15–19, 2022, pp. 634–638. DOI: 10.1109/ICIEAM57311.2023.10139292.

24. Ефанов Д. В., Хорошев В. В., Осадчий Г. В. Концептуальные основы синтеза безопасных систем управления движением поездов // Мир транспорта. – 2022. – Т. 20. – №3 (100). – С. 50–57. DOI: 10.30932/1992-3252-2022-20-3-6.

25. Ефанов Д. В., Михайлюта Е. М. Управление надежностью и безопасностью перевозочного процесса с применением систем непрерывного мониторинга объектов железнодорожной инфраструктуры // Мир транспорта. – 2023. – Т. 21. – № 2 (105). – С. 84–94. DOI: 10.30932/1992-3252-2023-21-2-10.