С 2019 года в ОАО «РЖД» началось активное внедрение беспилотных авиационных систем с целью создания на железной дороге инфраструктуры нового поколения и повышения эффективности ж/д перевозок. Так, для улучшения ситуационной осведомленности при ликвидации транспортных происшествий было приобретено 156 дронов Mavic 2 Enterprise, в 2022 году — еще 33 комплекта Phantom 4 RTK с базовыми станциями. Поставку оборудования осуществила компания Skymec — крупнейший официальный дилер и интегратор DJI в России и странах СНГ. Планируется, что в 2023 году парк коптеров ОАО «РЖД» пополнят еще 53 дрона Phantom 4 RTK. О том, как беспилотные летательные аппараты (БПЛА) помогают осуществлять мониторинг путей и повышать безопасность движения составов, рассказал директор по развитию промышленных решений компании Skymec Сергей Заверткин.

 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 Сергей Заверткин, директор по развитию промышленных решений компании Skymec. — 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 ЧС

 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.

 «В 2019 году компания Skymec поставила ОАО «РЖД» 156 дронов Mavic 2 Enterprise для обеспечения немедленного реагирования в чрезвычайных ситуациях, например, при сходе поезда с рельсов или обвале моста, — говорит Сергей Заверткин. — 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».

 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.

 Обучение и сервис

 Использование промышленных дронов требует наличия у персонала компании специфических навыков управления такой техникой. Поэтому эксперты Skymec на базе собственного учебного центра организуют практические курсы для подготовки операторов заказчика. Это позволяет максимально эффективно использовать возможности беспилотников в ходе работы.

 Гарантийный ремонт и техобслуживание коптеров осуществляют специалисты сервисного центра Skymec, которые прошли обучение на площадке производителя в Китае. Они обеспечивают оперативный технический консалтинг сотрудников ОАО «РЖД» на всех этапах реализации проектов.