Проект «Инноваторы» выходит при поддержке ООО «Омсктехуглерод», высокотехнологичного предприятия, имеющего свой научно-технический центр и понимающего важность продвижения молодых ученых, исследователей и разработчиков.
В конце ноября в Сочи прошел V Конгресс молодых ученых, в котором приняли участие омичи. В делегацию ОмГУПС входил кандидат технических наук, доцент кафедры «Подвижной состав электрических железных дорог» Станислав ИСТОМИН. Весной 2025 года он с командой получил грант РНФ на поддержку фундаментальных исследований. Какие задачи ставят перед собой ученые и как использование искусственного интеллекта повысит эффективность работы локомотивов, у Станислава ИСТОМИНА узнала обозреватель «Коммерческих вестей» Анастасия ИЛЬЧЕНКО.
– Станислав Геннадьевич, как звучит тема, на которую вам выделили грант РНФ?
– Мы получили средства на разработку методов и алгоритмов математического и компьютерного моделирования режимов работы систем управления и диагностики беспилотного электроподвижного состава с использованием передовых цифровых технологий для повышения энергоэффективности, надежности и безопасности движения поездов. Сейчас во всем мире говорят о развитии беспилотных технологий – в небе, на воде, в автомобильном и железнодорожном транспорте. А в нашем исследовании совмещаются два мировых тренда – и беспилотие, и искусственный интеллект, алгоритмы которого мы применяем для решения задач беспилотного движения. «Ласточку» на Московском центральном кольце уже пытаются научить беспилотно передвигаться по маршруту. Мы же ориентируемся на грузовые поезда, электровозы, где пока нет активного внедрения таких технологий. Реализовывать их на пассажирских поездах в какой-то степени проще. Перед нами стоит фундаментальная задача – разработка методов и алгоритмов, т.е. речь не о создании самой системы, ведь у нее достаточно высокая стоимость.
– Получается, прикладные задачи перед вами не стоят?
– Знаете, существует ли вообще деление на фундаментальную и прикладную науки – это вопрос дискуссионный. Есть мнение, что вся наука – прикладная. Все дело в том, какова длина пути. Андре-Мари Ампер не предполагал, что его закон может лечь в основу работы двигателя постоянного тока. Только с течением времени люди пришли к этому. Наш университет испокон веков занимался прикладными исследованиями, поэтому мы изучаем фундаментальную науку с прицелом на то, как она будет применяться на железной дороге.
– В мире уже многое придумано в направлении беспилотия. Чем ваши методы отличаются от существующих?
– Неоднократно на международных форумах, конференциях слышал от самых передовых математиков интересную мысль: все, что можно создать в области математического аппарата, было создано в ХХ веке. Сейчас в ХХI веке исследователям важно переложить имеющиеся основы на современные рельсы, т.е. с использованием новейших программных продуктов. Большая теория, написанная в ХХ веке, была сложна в использовании, поскольку тогда не существовало нужных программных продуктов, с помощью которых можно было обрабатывать данные. Мы в рамках гранта, кстати, собираемся обрабатывать большие объемы данных, заниматься построением моделей. Отличие наших методов от других в том, как мы используем математический аппарат, какие данные берем, какие отбрасываем, какие модели строим и т.д.
– Какие вы ставите задачи?
– Грант рассчитан на три года, и на каждый есть отдельная задача. В первый год мы хотим разработать методы, алгоритмы системы автоведения электроподвижного состава. Это когда электровоз может двигаться без машиниста. Система искусственного интеллекта (ИИ) может в единицу времени перебирать множество вариантов исхода событий: какой должен быть ток в определенной точке пути, какая позиция. В итоге ИИ способен повысить вариативность выбора позиций для большей энергоэффективности. И речь не о том, чтобы система ИИ стала замещающей – пока она совершенствует существующие методы, корректирует системы ведения поезда в сторону улучшения. Первые интерпретации мы уже получили и видим хороший результат. У железных дорог львиная доля расходов идет на оплату электроэнергии, потому что у поездов электрическая тяга. Даже если мы сэкономим всего 1% электроэнергии, это будут миллиарды рублей и значимое сокращение потребления в целом для страны.
– Насколько знаю, одной из проблем внедрения беспилотных транспортных средств является незаточенность под них существующей инфраструктуры. Понадобятся однотипные переезды и т.д.?
– На второй год мы планируем отработать методы и алгоритмы обработки видеообразов, сигналов впереди идущих объектов, т.е. все инфраструктурные вещи. Будем разрабатывать системы технического зрения для подвижного состава, чтобы поезд видел сигналы светофора, стрелки, переезды.
– Третий год чему будет посвящен?
– Вопросу, связанному с предиктивной аналитикой отказов в электроподвижном составе. Мы в любом случае работаем с данными и решили, что их можно применять для идентификации предотказного состояния электроподвижного состава. Вопрос перехода от планово-принудительного ремонта к ремонту по состоянию актуален во всем мире. Это когда мы в режиме реального времени можем видеть состояние оборудования. Его износ серьезно влияет на энергоэффективность работы. Поэтому у нас в теме гранта заявлены и надежность, и безопасность.
– Ваши методы подойдут для любых локомотивов или только для современных?
– Мы создаем их для самого распространенного грузового электровоза Западно-Сибирской железной дороги – 2ЭС6. Его завод «Уральские локомотивы» выпускает с 2006 года. Фактически это новый современный электровоз. Понятно, что через несколько лет появятся новые, модифицированные. Но сейчас мы работаем с тем, что есть. На моделях уже тестируем наши алгоритмы.
– Какова сумма гранта?
– 7 млн рублей ежегодно: 3,5 млн рублей выделяет РНФ и столько же – Миннауки Омской области. Наш коллектив состоит из шести человек. Четверо – молодые ученые до 39 лет – представители кафедры «Подвижной состав электрических железных дорог». Также я привлек специалистов кафедр высшей математики и автоматизированной системы управления. Сегодня время, когда по-другому никак, требуются мультидисциплинарные команды. Я считаю, что таких эрудированных людей, как в России, больше нет нигде. Очень хочу, чтобы наше исследование дошло до своего логического завершения, было внедрено и принесло пользу нашим железным дорогам.
– На что потратили средства гранта, кроме зарплат?
– Их получение заняло довольно много времени – около 8 месяцев. Только в сентябре мы приобрели оборудование – две рабочие станции. Одна стоит около 300 тысяч рублей. Это, по сути, минисуперкомпьютер, позволяющий производить большие вычисления. Изначально делали вычисления на обычном ПК, и иногда на тестирование модели уходили одна – две недели.
– За сколько с такой задачей справляется рабочая станция?
– За полчаса.
– Вы недавно вернулись из КНР. Поездка была связана с научной работой?
– Нет, я посещал Китай в рамках академического обмена между ОмГУПС и институтом города Сюйчжоу. Давал китайским студентам, которые учатся по специальности «Робототехника и мехатроника», материал по дисциплине «Технология управления движением». Им тоже важно понимать, как работают различные приводы, двигатели, ведь все они есть в составе робототехнических систем.
– Есть отличия в том, как воспринимают данную тему наши студенты и китайские?
– У меня сложилось впечатление, что наши народы очень похожи. Возможно, у нас довольно серьезные культурные отличия, но в целом понимание жизни, устройство образования схожи. Например, в их вузе такие же, как в ОмГУПС, звонки (смеется), система, подходы к преподаванию и студенты: на галерке сидят те, кто хочет отсидеться, впереди – те, кому все надо, они вопросы задают, а между ними – золотая середина. И шутки мои им также понятны, как и нашим.
– Станислав Геннадьевич, как вы отдыхаете?
– Люблю игровые виды спорта – футбол, волейбол, хоккей, настольный теннис. Чаще всего удается поиграть в волейбол. Через приложение «Кто куда» записываюсь в спортзал и играю с разными незнакомыми людьми. Когда, как у меня, много командировок, это удобно. У нас с женой трое детей, поэтому много времени уделяю им. В последнее время считаю, что мое хобби – это семья. В отпуске стараемся путешествовать. Недавно поймал себя на мысли, что люблю именно автопутешествия, когда сам себе хозяин.
– Как далеко ездили?
– Пока самой дальней была поездка на Алтай до границы с Монголией через все перевалы. Считаю это достижением с учетом того, что младший ребенок у нас годовалый. Ездили в Казахстан – в Боровое. Надо прорабатывать новые маршруты. Хочу, чтобы из года в год наши поездки становились более сложными и интересными.
Биография
Станислав Геннадьевич ИСТОМИН
Кандидат технических наук, доцент кафедры «Подвижной состав электрических железных дорог» ОмГУПС
Станислав Геннадьевич ИСТОМИН родился 17 апреля 1990nbsp;года в поселке Боевой Исилькульского района Омской области. Вnbsp;2007nbsp;году окончил Боевую среднюю школу и поступил в ОмГУПС на электромеханический факультет. Вnbsp;2012nbsp;году сnbsp;отличием окончил вуз по специальности «Электрический транспорт железных дорог» и поступил вnbsp;аспирантуру ОмГУПС. Вnbsp;2012–2015 годах работал в научно-производственной лаборатории «Энергосберегающие технологии и электромагнитная совместимость» ОмГУПС. Вnbsp;2017nbsp;году защитил кандидатскую диссертацию. Вnbsp;2020nbsp;году получил звание доцента. Вnbsp;2015–2018 годах работал преподавателем, затем старшим преподавателем кафедры «Подвижной состав электрических железных дорог». Сnbsp;2018 по 2022 годы – доцент кафедры. Вnbsp;2021–2023 годах – директор центра бизнес-проектов. Вnbsp;2021–2024 годах – директор специализированного фонда управления целевым капиталом для развития ОмГУПС. Сnbsp;сентября 2023nbsp;года по настоящее время работает доцентом на кафедре «Подвижной состав электрических железных дорог» ОмГУПС.
Женат, воспитывает троих детей.
© Фото предоставлено Пресс-службой Минобрнауки РФ
