Российские ученые продолжают усиленно работать над передовыми технологиями и материалами, которые могут обеспечить ровные, качественные и безопасные дороги в стране. Остается лишь применить эти разработки на практике, реализовав их в реальных строительных проектах.
СЕКРЕТ – В ГРУНТЕ
Ученые обучили нейросеть с высокой точностью прогнозировать поведение дорожных конструкций, усиленных геосинтетическими материалами, на слабых грунтах. Разработка уникальна – подобных систем для расчета конструкций дорожного полотна такого типа в мировой практике пока не существует.
На первом этапе была создана подробная база данных после проведения сотни виртуальных экспериментов с дорожными конструкциями. Для этого использовался метод компьютерного моделирования, который позволяет мысленно разделить дорожную конструкцию на множество мелких частей и точно просчитать ее поведение под колесами тяжелой техники.
Было протестировано множество различных комбинаций параметров – менялись свойства грунта, характеристики дорожных слоев, тип синтетического укрепляющего материала и величина транспортной нагрузки. После каждого виртуального испытания программа фиксировала два ключевых показателя: величину просадки дорожного покрытия и уровень напряжения в укрепляющем материале.
На втором этапе ученые обучили нейронную сеть, используя накопленные данные виртуальных экспериментов. Она принимает на вход
13 параметров дорожной конструкции и выдает два ключевых показателя: величину просадки полотна и напряжение в геосинтетическом материале.
Также нейросеть показывает, какие именно параметры больше всего влияют на прочность дороги. Оказалось, что ключевым фактором является прочность грунта – именно от него в первую очередь зависит, насколько быстро образуется колея и какая нагрузка ляжет на геосинтетическую сетку.
МОСТЫ НА ДЕСЯТИЛЕТИЯ
Специалисты «Газпромнефть – Битумные материалы» разработали и предложили технологию для гидроизоляции конструкций мостовых сооружений. Разработанные рулонные битумно-полимерные материалы позволяют значительно продлевать сроки службы сложных инженерных объектов транспортной инфраструктуры.
Материалы формируют прочный водонепроницаемый барьер, который предохраняет конструкции от влаги, химических реагентов и последствий их воздействия. Комплексно это повышает надежность сооружения, сокращает эксплуатационные расходы и сохраняет его целостность на десятилетия вперед.
НА БОЛЬШОЙ ГЛУБИНЕ
Ученые из Пермского политеха, МАДИ и РосдорНИИ создали программу, которая распознает скрытые очаги влаги в бетоне с помощью георадара.
Программа обрабатывает данные георадиолокации, которые собираются на глубинах от 6 до 21 см и обычно используются для поиска пустот и деформаций в конструкциях. В отличие от других решений она анализирует не только силу отраженного сигнала, но и его частотный спектр, создает карту, на которой сухие и влажные участки отмечены разными цветами, и выдает готовое техническое заключение с точными координатами, где начинать ремонт. Также прогнозирует развитие рисков с учетом температуры, вибраций и усталости материалов, что позволяет предотвращать аварии и продлевать срок службы мостов и дорог.
ДИАГНОСТИКА БЕЗ РАСКОПОК
В Санкт-Петербурге роботизированные комплексы с ИИ за неделю инспекции помогли найти 12 участков дорог, требующих ремонта. С начала года ИИ-системы выявили свыше 100 таких проблемных зон.
Специалисты коммунальных служб с помощью роботов обследовали более 18 км теплосетей и вычислили участки с коррозией, предотвратив 54 потенциальные аварии в разных районах.
Роботизированные технологии позволили провести диагностику без масштабных раскопок, снизив риски и повысив оперативность ремонта. Использование роботов и нейросетей дают возможность своевременно выявлять и устранять проблемы, улучшать качество городской среды.
ИНСПЕКТОР ДОРОГ
Компания «Научно-исследовательский институт строительных материалов» в Челябинске разработала лабораторию с ИИ для контроля качества и состояния дорожного покрытия.
Система оснащена компьютерным зрением и голосовым интерфейсом и помогает лаборантам проводить испытания дорожного покрытия, подсказывает следующие шаги процедур и контролирует правильность их выполнения.
Кроме того, снижает количество ошибок лабораторных испытаний на 95%, ускоряет формирование протоколов в 10 раз, сокращает длительность этой процедуры с 20–30 минут до одной-двух, обучает сотрудников новым процессам и ГОСТам, ускоряет рутинные процессы, позволяет сосредоточиться на главном – качестве и надежности дорожных материалов.
НЕЙРОСЕТЬ АНАЛИЗИРУЕТ
Компания NtechLab разрабатывает решение на основе ИИ для обслуживания городских автодорог.
Нейросеть будет анализировать видео с камер, установленных в общественном наземном транспорте, и сможет выявлять ямы, выбоины, отсутствие люков, сломанные барьерные ограждения на трассах, неработающие уличные фонари, испорченные дорожные знаки, скопление мусора возле дорог, переполненные урны на остановках, поврежденные здания, например, сколы облицовки домов.
Система будет оповещать соответствующие инстанции для устранения дефектов и поможет снизить количество ДТП и повреждений автомобилей.
ПРОЧНЫЕ ОПОРЫ
В Пермском политехе разработана модель мостовых опор, которая в пять раз точнее существующих методов прогнозирует их поведение под нагрузкой. Традиционные методы дают погрешность до 70% и могут переоценивать прочность конструкции. Новая цифровая модель позволяет снизить вероятность погрешности до 13–20%, что особенно важно для сейсмических регионов.
Как показало исследование, оптимальным является сцепление полимерной прокладки со стальными плитами на шероховатой поверхности при толщине 4–8 мм, в то время как более толстый слой быстрее деформируется и сокращает срок службы опоры.
БАЛКИ ИЗ ПЛАСТИКА
Опорные сооружения для мостов из переработанных полимеров разработали ученые Томского государственного архитектурно-строительного университета (ТГАСУ). Конструкции не уступают деревянным, которые сейчас активно используются в мостостроении, при этом в сотни раз легче и прослужат не десятки, а сотни лет.
Сегодня с помощью этой технологии можно создавать также пешеходные мосты. В Европе, например, из таких сооружений делают арочные пешеходные мосты.
РОБОТ ДЛЯ ПУТЕВЫХ РАБОТ
Многофункционального робота А650 для путевых работ создала компания «Профи Групп».
Робот предназначен для выправки, подбивки и рихтовки железнодорожного пути, может опираться на балласт гусеничными траками и самостоятельно регулировать необходимую частоту вибрации. Управление, настройка и диагностика осуществляются оператором дистанционно. Производительность робота составляет 600–700 шпал в час при времени автономной работы в 8 часов. Он способен перемещаться по рельсам со скоростью 10 км/ч или за счет гусеничного хода со скоростью 3 км/ч. Гусеничные траки позволяют при необходимости самостоятельно освободить путь, что занимает не более 180 секунд.
УМНЫЕ МОСТЫ
«Росатом» внедрил интеллектуальную систему безопасности на четырех мостах через Оку в Нижнем Новгороде.
На мостах и прилегающих территориях установлено более 500 камер, интегрированных с системами интеллектуального видеонаблюдения и модулями аналитики. Построены посты транспортной безопасности и единый пункт управления, куда стекается вся информация с камер и обрабатывается при помощи ИИ. Автоматизированное рабочее место в пункте управления позволяет оператору в режиме реального времени контролировать параметры безопасности объекта, предупреждать нештатные ситуации, оперативно реагировать на случаи незаконного вмешательства в работу транспортной инфраструктуры, своевременно получать уведомления о нетипичных ситуациях на объекте.
Светлана РОМАНОВА