Компания Skymec поставила ОАО «РЖД» 156 комплектов дронов DJI Mavic 2 Enterprise для ремонтно-восстановительных поездов. Это не первый опыт работы железной дороги с беспилотниками. Специалисты уверены, что в перспективе число задач, в решении которых железнодорожники могут задействовать дроны, будет расти.
Решение об использовании беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) на железной дороге было принято в начале октября 2018 года. Исследованиями в области применения беспилотников на железных дорогах занялся Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте (ОАО «НИИАС», дочерняя компания ОАО «РЖД»).
Как стратегическая отрасль с высокими стандартами безопасности РЖД сформировали довольно жесткий список требований, которым должны отвечать беспилотники. В частности, это вес не более десяти кг, продолжительность полета на одном комплекте батарей более 30 минут и протяженность не менее десяти км. Время подготовки к взлету не должно превышать десять минут. Аппарат должен летать при скорости ветра до 15 м/с, работать при температуре от минус 20 до плюс 40 градусов Цельсия, иметь защиту от электромагнитных помех.
У дронов DJI практически не было конкурентов из-за оптимальных характеристик и стоимости оборудования
В 2018 году стартовал проект НИИАС по применению дронов для мониторинга железнодорожной инфраструктуры. Систему, позволяющую выявлять дефекты, измерять их размер, строить 3D-модель искусственных сооружений при помощи фотограмметрии и технологии машинного зрения для анализа информации, полученной при помощи дронов, разработало научно-производственное объединение «Марс».
В 2019–2020 годах теория была подтверждена практикой. Самые масштабные испытания прошли в сентябре — октябре на двух пролетах железнодорожного моста через Волгу на перегоне Правая Волга — Обшаровка. В обследовании применялись несколько типов квадрокоптеров. В облете прилегающей территории и съемке общего вида моста для построения его 3D-модели были задействован DJI Mavic2, способный летать при ветре до 10 м/с. Изучением труднодоступных мест занимался Flyability Elios 2, который может работать при слабом ветре в замкнутом или ограниченном пространстве.
«Беспилотники обнаружили ржавчину на продольной балке, лестнице и других элементах моста, отслоения краски, неокрашенные области, множество сколов краски на заклепках. Собранные квадрокоптерами данные были переданы на автоматизированное рабочее место комплекса для выявления дефектов и повреждений и проанализированы при помощи программного обеспечения, — рассказал главный конструктор НПО «Марс» Анатолий Подлобошников. — Кроме того, на основе полученных фотоснимков сформирована трехмерная модель моста и прилегающей территории, а также доказана возможность выполнения измерений размеров возможных трещин по построенной трехмерной модели».
Сотрудники РЖД видят в применении дронов возможность снизить расходы и повысить качество получаемой информации.
«Запустив, к примеру, дрон в Онохое, можно провести визуальный осмотр состояния инфраструктуры вплоть до восточной границы ВСЖД», — поясняет Юрий Спиридонов, начальник технического отдела эксплуатационного локомотивного депо Улан-Удэ.
Южно-Уральской дирекции по ремонту пути квадрокоптеры модели Inspire DJI-2 были приобретены для видеоконтроля за проведением ремонтно-путевых работ и оценки состояния пути после ремонта в Курганском и Оренбургском регионах.
«В силу того, что ремонтируемый участок железнодорожного пути имеет достаточно большую протяженность, качество проведения ремонтных работ на нем сложно оценить простым осмотром, — отмечает Сергей Истомин, главный инженер Южно-Уральской дирекции по ремонту пути. — Гораздо проще провести анализ проведенной работы, имея перед собой картину ремонта, снятую с высоты 50–60 м. При этом оценивать выполненную работу можно как в записи, так и в режиме реального времени».
Список задач, которые могут выполнять дроны для РЖД, постоянно расширяется. Принято и реализуется решение по оснащению дронами ремонтно-восстановительных поездов. Железнодорожные происшествия могут возникать в таких местах, где отсутствуют автодороги и какие-либо комфортные подходы и подъезды. Нередко аварийно-восстановительные работы необходимы на территории протяженностью в несколько километров. Традиционный способ осмотра места событий — это группа специалистов с фотоаппаратурой и мобильными телефонами. Очевидно, что беспилотник дает ряд неоспоримых преимуществ для обзора мест транспортных происшествий. Это и скорость охвата, и получение общих планов расположения поврежденной инфраструктуры, и возможность без лишнего риска для оператора осмотреть наиболее труднодоступные места и завалы техники.
Положение вагонов со специальным оборудованием в ремонтно-восстановительных составах определяется заранее, в зависимости от характера и масштабов ремонтных работ. В случае неверной предварительной оценки аварийной ситуации на месте вагоны в составе поменять местами будет уже невозможно. Разведывательные дроны еще до отправления состава могут с высокой точностью определить масштаб аварии и дать информацию, какая техника и в каком порядке требуется для ремонта.
Для выполнения этих работ РЖД выбрала DJI Mavic 2 Enterprise. 156 комплектов дронов уже поставлены железнодорожникам команией Skymec.
Все пилоты (наземные операторы) дронов, которые дежурят с восстановительными поездами, прошли дополнительное обучение по сорокачасовой очной программе «Оператор наземных средств управления беспилотным летательным аппаратом». В том числе специалисты отработали навыки практического пилотирования, обработки данных, а также изучили порядок взаимодействия с контролирующими органами: получения необходимых разрешений и согласования полетных планов.
Сотрудники НИИАС тоже прошли обучение. Вместе со специалистами Skymec они прошли курс по подготовке данных и обработке материалов аэрофотосъемки методом фотограмметрии с использование систем точного позиционирования D-RTK, получили навыки пилотирования и оценки качества и точности съемки.
В компании Skymec уверены, что потенциал использования дронов на железной дороге далеко не исчерпан. Вместе с научным центром НИИАС рассматривается возможность задействовать БПЛА в других работах, где требуется получение точной информации и ее анализ.
В ОАО «РЖД» разработан и реализуется ряд пилотных проектов по применению дронов различными подразделениями и разработана концепция дальнейшего внедрения беспилотников в следующих областях деятельности:
- мониторинг выполнения ремонта железнодорожного пути;
- оценка состояния объектов электроэнергетической инфраструктуры, контроль охранных зон линий электропередачи (ЛЭП);
- поиск утечек в тепловодоснабжении и несанкционированных подключений к инфраструктуре;
- учет недвижимости и земельных участков, выявление незаконно возведенных, снесенных или используемых не по назначению строений, а также сличение кадастровых границ земельных участков с фактическими границами;
- мониторинг опасных экзогенных геологических и гидрологических процессов (оползни, подмывы берегов рек), геологических проявлений в районе распространения многолетнемерзлых пород, прогноз лавиноопасности, оценка динамики климатических изменений;
- топографо-геодезическое картографирование железнодорожной инфраструктуры.
Инженеры из Skymec консультируют специалистов дороги по вопросам конкретного применения летательных аппаратов: какие работы и в каких сферах могут выполнять те или иные модели дронов, выезжают на экспериментальные площадки, занимаются обучением и сервисным обслуживанием техники.
В свою очередь железнодорожники выражают надежду, что со временем в инвестиционной программе дороги появится строчка по снабжению летательными аппаратами всех региональных подразделений РЖД.