• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
17.07.2025, 10:36
ТПУ
897

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.
ТПУ
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
31 августа, 13:59
Мария Азарова

Мумии сохраняют следы не только болезней и травм, но и самих процедур, которым подвергали тела после смерти. Компьютерная томография головы мумии, много десятилетий пролежавшей в музее, раскрыла не совсем привычный способ извлечения мозга и другие детали бальзамирования.

31 августа, 16:00
Татьяна Зайцева

Археологи, проводящие раскопки древнего города Адрамиттейон в Западной Турции, обнаружили богатую римскую виллу II-III веков нашей эры. Украшающая виллу мозаика включает в себя неожиданно личный элемент жизни владельцев — изображения домашних питомцев с надписями, указывающими их имена.

31 августа, 17:59
Игорь Байдов

Американские арахнологи открыли в Скалистых горах на севере Айдахо новый вид паука из рода Hexura, представители которого прежде встречались лишь на северо-западе США и в Канаде. Обнаруженная группа живет примерно в 500 километрах восточнее известного науке ареала. Пауки Hexura тесно связаны с местом обитания и не расселяются на большие расстояния, поэтому ученым еще предстоит выяснить, как новый вид оказался так далеко от известных популяций.

28 августа, 15:43
Татьяна Зайцева

Сопротивление жителей Европы самой идее употребления насекомых в пищу может иметь эволюционные корни, уходящие вглубь тысячелетий, пришли к выводу авторы нового исследования. Оказалось, предки современных европейцев ели насекомых лишь эпизодически. Кроме того, из-за генетических мутаций они плохо переваривали их экзоскелеты.

26 августа, 17:59
МАИ

Ребенок легче взрослого, быстрее осваивается в новой обстановке и обладает пластичной нервной системой — значит, невесомость он перенесет проще. Это рассуждение звучит убедительно ровно до тех пор, пока ребенка считают уменьшенной копией взрослого. На самом деле его скелет еще набирает прочность, мышцы учатся работать вместе с нервной системой, вестибулярный аппарат настраивает ощущение положения тела, а органы и ткани проходят этапы, которые нельзя повторить после завершения роста. Если в этот период убрать постоянную нагрузку земного притяжения, организм будет не только приспосабливаться к новой среде: он станет формироваться внутри нее. Каким получится результат, медицина сегодня не знает: длительных орбитальных исследований с участием несовершеннолетних не проводилось.

29 августа, 16:51
Александр Березин

Госдолг США достиг 40 триллионов долларов и растет все быстрее и быстрее. На Западе переполох: при таких размерах его не выплатить. Следовательно, полагают многие, надо решить проблему как древние шумеры — долг обнулить и начать занимать заново. Рецепт кажется здравым, но есть нюансы. Причем поучительнее всего они даже не для Штатов, а, как ни странно, именно для России.

9 августа, 19:34
Марк Чернов

Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.

28 августа, 15:43
Татьяна Зайцева

Сопротивление жителей Европы самой идее употребления насекомых в пищу может иметь эволюционные корни, уходящие вглубь тысячелетий, пришли к выводу авторы нового исследования. Оказалось, предки современных европейцев ели насекомых лишь эпизодически. Кроме того, из-за генетических мутаций они плохо переваривали их экзоскелеты.

19 августа, 18:31
Александр Березин

После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий