В России создали гибридную модель управления железнодорожным составом

Российские ученые разработали гибридную модель управления поездом, которая объединяет классические физические законы и алгоритмы машинного обучения. Эта модель демонстрирует на 10-15% большую точность в расчетах траектории движения поезда по сравнению с традиционными методами, что может значительно снизить расход энергии и износ подвижного состава на российских железных дорогах, сообщает пресс-служба Российского научного фонда (РНФ). Об этом рассказывает ТАСС.

По словам доцента Омского государственного университета путей сообщения Станислава Истомина, алгоритм позволит создавать оптимальные стратегии управления железнодорожными составами, учитывающие конкретные условия, такие как состояние путей, загрузка состава и рельеф местности. В будущем такие системы помогут экономить электроэнергию и продлить срок службы поездов, что особенно актуально для дальних грузовых перевозок.

Россия входит в число стран с самыми длинными железнодорожными путями, более трети из которых электрифицированы. Эти пути активно используются как для пассажирских, так и для грузовых перевозок, что приводит к высоким затратам электроэнергии на работу подвижного состава и всей инфраструктуры. Это побуждает инженеров и ученых искать пути оптимизации расходов.

Сократить потребление электричества можно с помощью алгоритмов, которые подбирают оптимальную скорость и режим движения поезда, учитывая рельеф, силу ветра, сопротивление на подъемах и другие факторы. Существующие алгоритмы, основанные на физических моделях, не учитывают износ путей, погодные условия и особенности конкретного состава, что снижает их эффективность.

Для решения этой проблемы российские исследователи впервые объединили физические уравнения и методы машинного обучения в одной модели управления движением поезда. В алгоритм были заложены данные более чем 1 500 реальных поездок грузовых составов с электровозами на различных участках Западно-Сибирской железной дороги.

Эти данные использовались для обучения алгоритма, который способен вычислять сопротивление, испытываемое поездом при разных вариантах движения, включая те аспекты, которые не могли предсказать теоретические модели. Это позволило точно математически описать движение поездов по заданным маршрутам: расхождение между расчетным и реальным временем движения не превышало одной минуты, что на 10-15% повысило качество расчетов. В ближайшее время алгоритм будет протестирован в реальных условиях на российских железных дорогах.