• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
17 июля, 10:36
ТПУ
888

Ученые «взвесили» движущиеся автомобили

❋ 4.7

Исследователи Томского политеха совместно с российскими коллегами разработали систему, которая позволяет с помощью сейсмических датчиков взвешивать транспортные средства, движущиеся со скоростью до 70 километров в час. При этом система способна различать колебания от измеряемого объекта и отделять их от помех, создаваемых работающей дорожной техникой или другими автомобилями, движущимися по соседней или встречной полосе. Эффективность предложенного подхода доказана результатами полевых испытаний.

В ТПУ «взвесили» движущиеся автомобили / © Maksym Tymchyk 🇺🇦, unsplash.com

Результаты работы ученых опубликованы в журнале Mathematics. Проект призван выявить преднамеренно или непреднамеренно перегруженные транспортные средства для их остановки, прекращения движения и принуждения водителей переместить часть груза в другое транспортное средство. Это необходимо для обеспечения целостности и безопасности автомобильных дорог, в соответствии с многочисленными стандартами, а также для достижения безопасности дорожного движения.

Для решения задачи ученые ТПУ предложили использовать сейсмические датчики. Политехники провели полевые испытания, во время которых на одну из полос автомобильного шоссе были нанесены искусственные полосы со встроенными в них сейсмодатчиками. Они фиксировали реальные сигналы с семи грузовых автомобилей. На основе анализа их спектральных, временных и амплитудных характеристик ученые получили оценки скоростей, массы и числа осей.

«Разработанная нами система сочетает в себе физическое моделирование, экспериментальную проверку и строгую математическую обработку, включающую спектральный анализ, методы оптимизации, обработку сигналов и решение обратных задач», — рассказывает руководитель проекта, доцент Инженерной школы информационных технологий и робототехники Никита Мартюшев.

Одним из важных преимуществ пассивной сейсмической системы является ее независимость от видимости и погодных условий. В отличие от видеокамер или лидаров, точность которых ухудшается при недостатке света, тумане, дожде или загораживаниях обзора крупными транспортными средствами, сейсмические датчики обнаруживают колебания грунта, не зависящие от освещенности или прозрачности атмосферы. Кроме того, радиолокационные системы, хотя и могут работать в любых погодных условиях, также подвержены помехам из-за осадков и посторонних предметов и требуют излучения сигнала.

«Высокая чувствительность сейсмических датчиков означает, что они улавливают не только сигналы от автомобилей, но и посторонние колебания грунта. В нашей системе эта проблема решается за счет использования искусственных неровностей (полос): при проезде по ним колес они генерируют высокоамплитудные сейсмические импульсы, которые существенно выделяются на фоне шума», — отмечает Никита Мартюшев.

В зимний период система сохраняет работоспособность благодаря продуманному сочетанию технических и программных инструментов, которые помогают справиться с негативным воздействием снега и льда. Для адаптации расчетов учитывается снижение амплитуды сигнала из-за снега на искусственных неровностях, усиливаются алгоритмы обработки сигналов для компенсации дополнительных шумов, вызванных снегом.

«Еще одно преимущество нашей системы в том, что для ее установки, обслуживания и донастройки не требуется вмешательства в дорожную инфраструктуру», — отмечает Никита Мартюшев.

В исследованиях приняли участие сотрудники Инженерной школы информационных технологий и робототехники, Инженерной школы новых производственных технологий, Юргинского технологического института (филиал ТПУ) и Новосибирского государственного технического университета.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Томский политехнический университет — старейший технический вуз в азиатской части России и один из лучших инженерных университетов страны. Входит в топ-10 национальных, топ-100 международных предметных рейтингов и участвует в программе «Приоритет 2030». ТПУ — признанный научный и образовательный центр мирового уровня в области атомной и водородной энергетики, добычи и транспорта нефти и газа, IT, неразрушающего контроля, энергетики и электротехники, электроники, нанотехнологий, биотехнологий. В нашей колонке рассказываем о последних результатах работы ученых Томского политеха. О самом главном — просто и интересно.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
25 августа, 15:11
Денис Яковлев

Врачи очень часто говорят о том, что необходимо как можно скорее похудеть, отказаться от алкоголя или изменить рацион, чтобы снизить уровень холестерина. Но рекомендации, которые действительно помогают сохранить здоровье, могут навредить уже больному человеку, показывают некоторые исследования.

25 августа, 22:21
Мария Азарова

Основатель компании SpaceX Илон Маск подтвердил, что Starship готов к десятому испытательному запуску. Он должен состояться 26 августа, в 02:30 по московскому времени.

25 августа, 13:36
Юлия Трепалина

Группа ученых из Индии с помощью дронов впервые задокументировала полный цикл брачного поведения горбатых дельфинов вида Sousa plumbea. Исследователи полагают, что наблюдения помогут в сохранении этих животных, обитающих в прибрежных водах Индийского океана и страдающих от деятельности человека.

22 августа, 10:48
ПНИПУ

К 2025 году около 30 стран приняли программы по развитию водородной энергетики, а совокупный объем инвестиций в эту область превысил 150 миллиардов долларов. Эксперты полагают, что замена дизельных авто на водородные снизит выбросы на 80-90%, а водородные самолеты способны уменьшить углеродный след на 50-75%. Но при использовании водорода в двигателях внутреннего или внешнего сгорания, происходит взаимодействие с металлом, что наиболее опасно при высоких температурах. Это может вызвать их разрушение, в результате чего возникает риск пожара или взрыва с тяжелыми последствиями для пассажиров. Ученые Пермского Политеха впервые выяснили, как водород влияет на металлы в условиях экстремальных температур (800 градусов и выше), в которых работают двигатели самолетов и машин. Это продвинет авиационную, машиностроительную и нефтегазовую отрасли в безопасном использовании водорода в качестве источника энергии.

22 августа, 14:45
Игорь Байдов

Ученые обнаружили косвенные доказательства существования мира размером с Землю за орбитой Нептуна. Эта гипотетическая планета отличается от предполагаемой Девятой планеты не только размером, но и гравитационным влиянием на другие объекты.

25 августа, 13:36
Юлия Трепалина

Группа ученых из Индии с помощью дронов впервые задокументировала полный цикл брачного поведения горбатых дельфинов вида Sousa plumbea. Исследователи полагают, что наблюдения помогут в сохранении этих животных, обитающих в прибрежных водах Индийского океана и страдающих от деятельности человека.

6 августа, 20:59
Татьяна Пичугина

Примерно 12 800 лет назад в Северном полушарии началось резкое изменение климата, которое сопровождалось вымиранием мегафауны и угасанием культуры Кловис. Такое могло произойти, например, из-за прорыва пресных вод в Атлантику или мощного вулканического извержения. Несколько лет назад ученые обнаружили места на суше с повышенным содержанием элементов платиновой группы, прослоями угля, микрочастицами расплава. По их мнению, это может быть признаком пребывания Земли в потоке обломков кометы или астероида. В новой работе впервые представлены доказательства кометного события в позднем дриасе из морских осадочных толщ.

30 июля, 08:08
Редакция Naked Science

Возраст находок — около 5500 лет, они лежат во множестве круглых ям, чьи стены укреплены кирпичом. Среди обнаруженных орудий из кремня есть и сотни неиспользованных, которые могут быть ритуальным подношением богам.

31 июля, 08:28
Полина Меньшова

Гостингом (от английского «призрак») называют ситуацию, когда человек прекращает общение или отношения, «пропадая с радаров» без объяснения причин. Исследователи из США сымитировали такое поведение, а затем проанализировали реакцию людей на него.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Закрыть
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно