aktuell 137
aktuell 137
В интересах экономической эффективности текущее содержание путей все больше и больше делает ставку на целостное рассмотрение темы, охватывающее все релевантные факторы и параметры. Основой для такого рассмотрения являются данные об отдельных компонентах пути, предоставляемые с высоким разрешением . При этом технология георадара или радара подповерхностного зондирования (GPR) вносит существенный вклад.
дипломированного инженера ДЖУЗЕППЕ СТАККОНЕ управляющего директора фирмы Ground Control GmbH, г. Мюнхен
Тем временем данная технология стала стандартным способом разведки верхнего и нижнего строения железнодорожного пути и обеспечения его качества. Благодаря усовершенствованию систем измерения и оценки удается постоянно улучшать достоверность измеренных значений. Новейшее продвижение в технологических разработках - использование искусственного интеллекта (ИИ).
Непременным условием для эффективной и экономной реализации мероприятий по текущему содержанию является точная, без пробелов, регистрация состояния щебеночного основания и нижнего строения. В течение десятилетий в области разведки грунта имелись только способы разведочного бурения. Это, конечно, не позволяло регистрировать все данные без пробелов. В 1990-ых годах научные исследования впервые изучали пригодность георадара для разведки грунта в области железных дорог.
Данный бесконтактный метод заключается в том, что электромагнитные волны проникают в земляное полотно до глубины 2,5 м и отражаются в зависимости от свойств грунта. Измеренные данные отраженных волн записываются на так называемых радарограммах. Это позволяет регистрировать самые различные параметры, в том числе влажность, степень загрязнения и кривые границ между отдельными слоями.
С введением метода георадара в области путевых работ впервые была обеспечена возможность обширной и полной разведки земляного полотна. Этот метод вскоре стал стандартной технологией, так как он превосходит прежние методы разведки во многих отношениях. Например, отпадает необходимость закрытия линии, и целые линии, даже сети, могут быть исследованы за короткое время и без пробелов. Новейшие устройства можно также установить на любом транспорте-носителе, равно как их независимая работа с питанием из аккумуляторной батареи тоже обеспечена. Таким образом устройства могут использоваться на рабочей технике и даже на маршрутных поездах, что обеспечивает повышение достоверности, так как измерение осуществляется в реальных условиях.
Благодаря постоянному усовершенствованию технологии измерения становятся все быстрее и быстрее и их качество растет. Мощное электронное оборудование тем временем обеспечивает достижение скоростей измерения до 300 км/ч. Различные антенные частоты при этом гарантируют оптимальное разрешение по различным уровням глубины. С помощью специальных триггерных систем измерение осуществляется только между шпалами, что еще больше повышает качество полученных данных. И комбинация систем глобального позиционирования дифференциального режима (dGPS) и радара с использованием эффекта Допплера позволяет определять позиции с точностью ниже 0,3 м.
Большие перемены имели место за последние годы особенно в области оценки измеренных данных, прежде всего благодаря наличию более мощных компьютеров и программ для анализа. Большим прогрессом стала разработка цифровых фильтров, что значительно повысило качество данных. Таким образом сегодня можно регистрировать и оценивать такие структуры в пределах земляного полотна, которые до сих пор оставались скрытыми. Но все-таки качество интерпретации данных еще недавно зависело от профессиональной компетенции аналитика.
Следующим существенным развитием технологии последнего времени является использование искусственного интеллекта при оценке данных. При этом программа с помощью алгоритмов машинного обучения обучается правильной интерпретации рисунков отражения и радарограмм. С каждым исследуемым километром повышается точность. Тем временем программа для оценки достигла таких мощностей, что даже опытные специалисты отстают от нее по качеству и воспроизведению результатов. Автоматизированная оценка радарных данных также расширяет возможности изображения и сочетания с другими данными. Результаты измерения можно изображать в форме наглядных диаграмм и на цифровых картах, их можно без больших затрат времени интегрировать в базы данных.
Тем временем ИИ по качеству и воспроизводимости оценки измеренных данных побеждает даже опытных специалистов.
Эксплуатационники железных дорог в области управления с учетом жизненных циклов в растущей мере делают ставку на Big Data. При этом георадарные измерения, которые оцениваются машинами, представляют собой важный источник. Хорошим примером для объединения и анализа самых различных данных о пути служит система анализа положения пути «NATAS» австрийских федеральных железных дорог ÖBB. Она облегчает, среди прочего, раннее распознавание тенденций и составление и оптимизацию прогнозов необходимости текущего содержания, и это не в последнюю очередь благодаря данным, полученным георадарным измерением. Установленные на путеизмерительных вагонах системы георадарного измерения за одну измерительную поездку регистрируют не только внешнюю геометрию пути, но и состояние щебеночного основания и нижнего строения. Это еще один шаг в направлении всеобъемлющего предоставления данных о пути из одних рук.
Следует ожидать, что значение георадара будет еще расти в дальнейшем, причем не только для профилактических инспекций, но и с целью документации таких путевых работ, как укладка защитного слоя земляного полотна, или толщины несущего слоя. Австрийские федеральные железные дороги ÖBB уже допустили эту систему для подтверждения выполненных работ и путевые машины фирмы Свительски уже оснащаются системами георадара с целью документирования выполненных фирмой работ.
Метод также используется для оптимизации путевых работ. Особенно при использовании крупных очистительных машин и комплексов для реконструкции пути раннее обнаружение препятствий или опасностей, таких как бетонные фундаменты, кабельные каналы и военные средства, предотвращает простои и повреждения и сокращает износ.
Появляются перспективы дальнейших видов использования. Так, весьма вероятно, что лет через десять на многих путевых машинах будет предусмотрена система георадарного измерения. В этой связи фирма «Ground Control» недавно запустила с фирмой Плассер & Тойрер технологическое партнерство. На основании радарных данных, получаемых в реальном времени, можно будет, например, управлять наработкой машины в зависимости от свойств нижнего строения и автоматизировать рабочие операции. В таких видах применения заложен большой потенциал, который следует использовать для усиления экономической эффективности. Ввиду быстрого развития в области технологий измерения и оценки можно ожидать, что такие системы не заставят себя долго ждать. Это означает, что роль георадара в путевом хозяйстве без сомнений будет дальше возрастать.
