АудиоПредикт. Система предиктивной диагностики колесных пар подвижного состава с помощью звука
Проект является интеллектуальным программно-аппаратным комплексом для массовой автоматизированной диагностики и учёта дефектов колесных пар железнодорожного подвижного состава. Основная цель заключается в создании системы, которая позволяет раннее обнаружение дефектов, снижение числа внеплановых отцепок и аварий, а также системный анализ причин их возникновения.
Продукт включает три компонента:
-
Нейро‑акустическая система (НАС) — для регистрации и первичной детекции дефектов в эксплуатации на перегонах. Система анализирует звуковые сигналы, возникающие при прохождении колес по рельсам, и с помощью методов машинного обучения автоматически выявляет дефекты: выщербина, ползун, навар. Акустический подход позволяет обнаруживать повреждения без остановки состава, снижая затраты и повышая оперативность диагностики.
-
Стационарный измеритель профиля колеса (СИПК) — сканер или лазерный/оптический модуль для оперативного измерения геометрии колеса. Запуск измерения происходит автоматически по данным из НАС, что уточняет данные о дефекте и уменьшает число ложных срабатываний.
-
Централизованная диагностика состояния колесных пар (ЦДСК) — облачная платформа для приёма данных с систем, визуализации, хранения и аналитики. Платформа обеспечивает оперативное оповещение операторов, интеграцию с ТЧЭ/депо, анализ причин образования дефектов и формирование прогнозов для планирования профилактических мероприятий.
Проблема
Позднее обнаружение и неэффективное устранение дефектов колесных пар приводит к частой замене колесных пар, простою составов и риску аварий. В 2024 году:
-
количество внепланового ремонта по причине неисправностей колесных пар составило ≈610 тыс. вагонов;
-
общий объём планового ремонта — 894 тыс. вагонов;
-
доля ремонтов, связанных с колесными парами — 67%.
При стоимости ТР‑2 31 400 рублей годовой расход на внеплановые отцепки по причине ползунов, наваров и выщербин составил ≈5,0 млрд рублей.
Решение
Комплексная система решает проблему через:
-
Автоматическую регистрацию акустических признаков дефекта в движении (НАС), обеспечивая раннее предупреждение;
-
Запуск профильного измерения колеса стационарным профиломером (СИПК) по тревоге, замеряющий размеры дефекты, уточняющий его тип и уменьшающий число ложных срабатываний;
-
Оперативное оповещение операторов и передача данных на облачную платформу (ЦДСК), ускоряющее принятие решений: ремонт, перевозка, замена;
-
Анализ причин образования дефектов, позволяющий внедрить профилактические мероприятия и снизить количество новых дефектов.
Техническая идея
Система сочетает акустический метод, машинное обучение и профилометрию для комплексной диагностики. Нейросеть, обученная на размеченных звуковых данных, различает характерные шумы дефектов (навар, ползун, выщербина) и фоновые сигналы (стыки, стрелки, вибрации). Одновременный сбор и сопоставление данных из нескольких источников — акустика, телеметрия локомотива (скорость, режим торможения, давление в тормозных цилиндрах, координаты) и профиль колеса — позволяет не только фиксировать факт наличия дефекта, но и определять место его образования, первопричины и условия эксплуатации.
Экономический эффект
Применение комплекса обеспечивает:
-
снижение аварийности и количества внеплановых ремонтов;
-
уменьшение затрат на ремонт колесных пар;
-
формирование единой базы данных и аналитики для предиктивного обслуживания;
-
системное понимание закономерностей возникновения дефектов в зависимости от условий эксплуатации и состояния тормозных систем.
Вконтакте