Российские ученые, представляющие Томский политехнический университет (ТПУ) и Новосибирский государственный технический университет (НГТУ), представили уникальную систему, способную в реальном времени определять массу и другие характеристики движущихся по дороге автомобилей. Такая технология открывает новые горизонты для повышения безопасности дорожной инфраструктуры и грамотного контроля за состоянием транспортных потоков.
Современный подход к контролю грузового транспорта
Основная задача инновационной разработки — оперативно выявлять транспортные средства, которые перевозят избыточный груз. Такой контроль необходим для сохранения долговечности автодорог и снижения риска аварий, вызванных перегрузкой. Система даёт возможность немедленно реагировать на превышение допустимых показателей, предотвращая разрушение покрытия и увеличивая общую безопасность дорожного движения.
В отличие от привычных методов, новая технология не требует установки сложных стационарных комплексов и не мешает движению транспорта. Система может быть оперативно развернута практически на любом участке автомагистрали без серьезных затрат времени или ресурсов на изменение инфраструктуры.
Работа сейсмических датчиков: взгляд изнутри
Коллектив под руководством доцента Никиты Мартюшева ввел в эксплуатацию пассивные сейсмические датчики, вмонтированные в специальные искусственные полосы, наносимые на дорожное полотно. Когда автомобиль наезжает колесами на такую полосу, в почве возникают сейсмические импульсы. Улавливая и анализируя эти волны, программный комплекс способен вычислить массу, скорость и число осей любой проезжающей машины, включая крупногабаритные грузовики.
Эффективность метода подтверждена полевыми испытаниями. В ходе исследований специалисты зафиксировали проход семи различных грузовых автомобилей. Детальный анализ временных, амплитудных и спектральных сигналов позволил создать очень точную математическую модель для дальнейшей идентификации характеристик транспортных средств.
Достоинства разработки: стабильность, автономность и высокая точность
Важнейшим преимуществом пассивной сейсмической системы стал ее полный иммунитет к неблагоприятным погодным условиям и времени суток. В отличие от видеокамер, работающих корректно лишь при хорошем освещении, или лидаров, уязвимых к туману и осадкам, сейсмические датчики улавливают движения в любой ситуации. Даже при сильном снегопаде или обильном дожде показатели системы остаются стабильными, ведь сейсмические волны не зависят от прозрачности или видимости окружающей среды.
Современный алгоритм эффективно фильтрует помехи, отделяя сигналы от автомобилей от фона, например, земных вибраций или вибраций, вызванных другими источниками. Искусственные неровности генерируют мощные импульсы, что помогает надежно идентифицировать транспорт. Программные средства учитывают снижение амплитуд зимой, и настраиваются на компенсацию эффекта снега и льда, что обеспечивает круглогодичную работоспособность комплекса.
Минимальное вмешательство в инфраструктуру и простота эксплуатации
Еще одной сильной стороной инновации является отсутствие необходимости глобальных изменений дорожной инфраструктуры. Монтаж и настройка системы производятся быстро и с минимальными затратами. Это делает технологию максимально доступной для региональных и федеральных дорог, в том числе в труднодоступных условиях Сибири и Дальнего Востока. Для корректной работы не требуется перекрытие трассы или дорогостоящий ремонт покрытия, что положительно сказывается на интеграции решения в реальный транспортный процесс.
В практической реализации принимали участие сотрудники нескольких подразделений ТПУ, в том числе Инженерной школы информационных технологий и робототехники, а также партнеры из Новосибирского государственного технического университета. Такой многоуровневый подход позволил объединить теоретические знания с реальными инженерно-техническими наработками.
Вклад Никиты Мартюшева и новые перспективы
Никита Мартюшев, руководивший проектом, подчеркивает, что внедрение данной технологии позволит не только отслеживать и предотвращать нарушения весового режима, но и предсказывать развитие транспортных потоков для оптимальной загрузки инфраструктуры. Комбинируя физическое моделирование, полевые испытания и современные математические методы анализа, команда добилась высокого уровня достоверности и точности определения массы автомобилей в реальных дорожных условиях.
По мнению ученых, внедрение подобных систем будет способствовать более эффективному сохранению дорог, снижению затрат на их ремонт и поддержанию высокого уровня безопасности движения. Новая российская разработка имеет все шансы стать востребованной не только в нашей стране, но и на международном рынке, где вопросы безопасности и надежности автоинфраструктуры приобретают особую актуальность.
