Подведены итоги конкурса «УМНИК – 2021».
Одним из победителей, который получит грант в размере 500 тысяч рублей на реализацию проекта, стал аспирант ОмГУПС Ибрагим ГАДЖИЕВ. Он разрабатывает бортовую систему непрерывного диагностирования технического состояния грузового вагона на ходу поезда. За счет чего будет работать устройство и какую пользу может принести сфере железных дорог, автора проекта расспросила обозреватель «Коммерческих Вестей» Анастасия ИЛЬЧЕНКО.
– Ибрагим, наверняка у вашей разработки есть аналоги. Чем предложенная система отличается от них?
– Действительно, существуют как зарубежные аналоги, так и отечественные. Отличия моей системы заложены в самой конструкции. Во-первых, она состоит из меньшего количества элементов, что делает ее проще и дешевле. Во-вторых, я предлагаю использовать в качестве источника электроэнергии механические колебания кузова, т. е. вибрации. А аналоги обычно работают на энергии вращения колесной пары вагона. Для этого систему приходится устанавливать в так называемую буксу – устройство, в котором закреплена колесная пара вагона. И есть риск, что во время обслуживания вагонов на станциях слесари могут случайно повредить систему диагностирования.
Проанализировав существующие устройства, я пришел к выводу, что именно установка их на колесной паре мешает внедрению системы диагностирования на железных дорогах России. Поэтому мое устройство крепится на кузове вагона. Для него не требуется никаких проводов. Система проста в плане установки и внедрения в работу – это явные преимущества. Недостаток: она получает меньшее количество электроэнергии, поскольку она вырабатывается только за счет вибраций. Но для диагностирования и беспроводной передачи данных ее достаточно.
– Что конкретно будет диагностировать ваша бортовая система?
– Для пилотной версии устройства поставлена задача – выявлять часто возникающие неисправности. По статистике, это дефекты колесных пар грузового вагона. Данная поломка вносит самый большой вклад в снижение безопасности движения на железной дороге. Сход вагона, крушение поезда – вполне реальная картина, которая может случиться при изломе диска колеса всего одного вагона. На данный момент планируется выявлять неисправности, которые возникают на поверхности катания, т. е. на диске там, где он взаимодействует с рельсом. Это так называемые ползуны, навары. Ползун – плоское место на поверхности колеса, которым оно стучит об рельсы. При существующих методах выявления – осмотре на станциях, диагностике при помощи постового оборудования на перегонах – вагон может проехать с ползуном десятки километров. При этом каждые три метра происходят удары о рельсы, которые способны разрушить колесо. Моя система задумывается в виде модульной, т. е. возможно дальнейшее расширение спектра неисправностей за счет подключения дополнительных датчиков.
– А сейчас сколько у вас датчиков?
– Это тоже своеобразное ноу-хау. Генератор работает от вибрации кузова, и он же выполняет роль датчика. Получается устройство 2 в 1: меньше компонентов, соответственно, более дешевая себестоимость.
– Вы перенесли устройство с колеса на корпус вагона. А ведь диагностика направлена на выявление колесных проблем. Не получится ли, что чем дальше от колеса, тем менее информативен результат?
– Безусловно, это имеет место. Но у вагона большой вес, поэтому даже незначительная неисправность, тот же ползун или навар, при ударе колес о рельсы вызывает достаточно сильное динамическое возмущение. Здесь разницы между нахождением на колесе или кузове нет. А вот если говорить о диагностике подшипников в буксовом узле, то возможно, она будет малоинформативна. Но этот момент сейчас не изучается.
– На каком этапе находится разработка?
– Я аспирант Омского государственного университета путей сообщения, и данная тема является и моей диссертационной. Занимаюсь ей шесть лет. Уже имею значительный объем наработок. Недавно на модели вагона в лаборатории университета проводил экспериментальные исследования. В итоге получилось добиться сигнала. Конечно, все предстоит перепроверить на реальных составах. Но на модели вагона удалось выявить дефект в 1,5 мм на колесе диаметром 950 мм (в пересчете на реальные размеры). Сейчас рассматриваются две конструкции генератора. Возможно, они обе будут работать в зависимости от типа вибрации на вагоне. Дело в том, что есть мелкая вибрация, а есть существенные по амплитуде колебания порядка 2 Гц. Уже существует модель устройства, которое будет собирать данный сигнал. Есть лабораторный образец, но пока без источника питания. Дальше предстоит разработка полноценного прототипа.
– Вы просчитывали, сколько будет стоить ваше устройство?
– В данный момент сложно говорить о цене, поскольку элементная база, которая была ранее доступна, под вопросом. Два года назад стоимость одного комплекта оборудования составляла около 10 тыс. рублей. Сейчас, думаю, значительно дороже. Можно предположить, что 50-60 тыс. рублей.
– Кто будет основным потребителем данных систем?
– В России вагонным парком в основном владеют частные организации, а ремонт вагонов выполняет ОАО «РЖД», т. е. госпредприятие. В интересах РЖД – выявлять больше неисправностей, а частные организации хотят, чтобы все неисправности были реальными, они не готовы платить за несуществующий дефект. Моя система диагностики позволит РЖД избежать износа рельсового пути, который дает колесо с дефектами, а владельцам вагонов дополнительное подтверждение наличия проблемы.
Согласно стратегии транспортного машиностроения до 2030 года одна из задач государства – разработка системы «умный вагон». А в стратегии развития ОАО «РЖД» до 2030 года сказано, что стоит цель – создание цифровой железной дороги и цифровизация отрасли. Исходя из этого, можно сделать вывод, что данная разработка востребована. Возможно, не сегодня, но в ближайшем будущем.
– Почему вы после школы поступили в ОмГУПС?
– Это больше стечение обстоятельств, чем мечта работать на железной дороге. У меня была возможность получить целевое направление на обучение, и я ею воспользовался. После учебы вернулся в Барнаул и два года отработал в ОАО «РЖД», правда, не с грузовыми вагонами, а с электропоездами. Что касается выбора темы диссертации, у меня в детстве была увлеченность цифровыми технологиями, программированием, возможно, это послужило толчком, ведь моя работа находится на стыке механики и цифровых технологий. Было интересно применить свои знания.
– Кем вы работали в РЖД?
– В моторовагонном депо «Алтайское» в городе Новоалтайске сначала был слесарем по механической части, потом по электрике, затем исполнял обязанности инженера по метрологии, инженера по экологии и топливно-энергетическим ресурсам, инженера-технолога. Параллельно я учился заочно в аспирантуре ОмГУПС. Через два года перешел на очную и продолжил работать над темой.
– Какие у вас планы?
– В ближайшие два года я по договору обязан выполнять работы, связанные с реализацией гранта. В следующем году планирую выходить на защиту кандидатской диссертации. Возможно, подам заявку на конкурс «СТАРТ» и продолжу разработку.
– А как будете коммерциализировать идею?
– Вряд ли силами нескольких человек можно организовать масштабное производство, а между тем парк вагонов в РФ насчитывает 1 млн. Даже если представить, что мы хотим оснастить треть его, это все равно должно быть большое производство. Маловероятно, что я под него построю завод (улыбается). Думаю, лучшей коммерциализацией будет продажа лицензии, например, АО ВНИИЖТ (Всероссийский научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта) на производство моей системы.
– Лет 7 назад вы впервые приехали в Омск. Каким вы его увидели?
– Омск и Барнаул в целом похожи, но здесь город масштабнее. Дорога от центра до Нефтяников занимает много времени.
– Есть ли у вас увлечения,кроме науки?
– Немного занимаюсь физической культурой. Мне нравится давать организму нагрузки. И еще увлекаюсь музыкой. Мой датчик, по сути, представляет собой контактный микрофон, с которого я получаю вибрации, их можно преобразовать в аудиосигнал и прослушать. Навык звукозаписи помогает мне понять, как работает система.
– На каких музыкальных инструментах играете?
– На акустической и электрогитаре. Все остальные инструменты воссоздаю с помощью компьютера.
Биография
Ибрагим ГАДЖИЕВ, аспирант ОмГУПС
Ибрагим ГАДЖИЕВ родился 29 июня 1992 года в городе Дербенте (Республика Дагестан). В 11 лет с родителями переехал в Барнаул. В 2009 году окончил среднюю школу в Барнауле и поступил в ОмГУПС. Окончил вуз в 2014 году. С 2014 по 2016 год работал в ОАО «РЖД». В 2014-м поступил в аспирантуру ОмГУПС заочно. В 2016 году перевелся в очную аспирантуру вуза. Во время учебы работал программистом, оператором, монтажером.
Холост.