21 января 2022 14:59

Техническое зрение

Учёные решили задачу автоматизированного визуального контроля движения скоростного поезда

Возрастание скоростей движения поездов требует разработки новых средств мониторинга и контроля объектов инфраструктуры железной дороги.

Сергей Соколов, главный научный сотрудник Института прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН, д.т.н.
В их основу должен быть положен принцип автоматизации зрительных операций, связанных с распознаванием потенциальной опасности. Такое техническое зрение снимает часть нагрузки с оператора, помогая ему решать задачи мониторинга.

Однако сложность и разнообразие задач обработки зрительных данных привели к тому, что существующие программно-аппаратные решения отличаются большим разнообразием и плохой совместимостью. Специалисты Института прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН создали прикладные программы, позволяющие успешно преодолевать эти проблемы.

При этом ведётся автоматический компьютерный анализ поступающих данных в реальном времени. Это позволяет не откладывать анализ заснятой видеоинформации, а получать готовые данные для принятия решения об отправке ремонтных бригад по указанным интеллектуальной системой адресам. Достичь подобных результатов позволяет специальное алгоритмическое обеспечение и привязка информации, получаемой от датчиков, ко времени измерений и траектории движения мобильного транспортного средства.

Новшество позволяет точно определять положения контактного провода по высоте и в плане
В сотрудничестве со специалистами ВНИИЖТа и ВНИКТИ мы разработали системы технического зрения, решающие такие задачи, как определение взаимного расположения частей пантографа движущегося скоростного поезда, определение положения контактного провода по высоте и в плане, контроль возникновения и продолжительности электрической дуги, определение силы взаимодействия пантографа и провода. Помимо этого необходимо вести мониторинг посторонних предметов на путях, измерять взаимное расположение колеса локомотива и рельса в движении и многое другое.

Нужны независимые средства контроля средних и длинных неровностей пути.

Существующие системы на основе инерциальных систем лишь собирают локальные данные и обобщают их. Для получения достоверных результатов к обработке привлекаются эксперты, которые оценивают результаты, вносят поправки и указывают границы выявленных неровностей.

А предлагаемый взгляд на железнодорожный путь в целом может заменить анализ изображения пути на участке в 150–200 м системой технического зрения. Как показали проведённые исследования, при этом в ближней зоне (5–15 м) удаётся выявлять отклонения в расположении рельсовых нитей с точностью до 1–2 мм в плане и 2–3 мм по высоте, а во всём поле зрения (от 5 до 200 м) также точно прослеживать непрерывность рельсовой колеи. В сочетании с технологиями построения 3D-моделей такой подход позволит сформировать дополнительный канал автоматического выявления неровностей пути.

Подобным образом можно контролировать расположение и размеры объектов контактной сети, инженерных сооружений, полосы отвода, других объектов.

Проведённые сотрудниками нашего института исследования позволяют сделать вывод о возможности существенного расширения средств оперативного мониторинга инфраструктуры железной дороги за счёт создания автономных интеллектуальных модулей технического зрения. Считаю, что предлагаемые разработки будут полезны для реализации отечественных технических регламентов в сфере обеспечения безопасности высокоскоростного железнодорожного транспорта.
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
            1
2 3 4 5 6 7 8
9 10 11 12 13 14 15
16 17 18 19 20 21 22
23 24 25 26 27 28 29
30