Разработка методики применения беспилотных авиационных систем для мониторинга строительства объектов инфраструктуры железнодорожного транспорта тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Щеглов Михаил Александрович

• Щеглов Михаил Александрович
• кандидат наук
• 2026

Оглавление диссертации кандидат наук Щеглов Михаил Александрович

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

1.1. Проблемы строительного контроля

1.2. Методы мониторинга с применением дистанционного зондирования Земли

1.3. Анализ опыта развития и классификация беспилотных авиационных систем

1.4. Сферы применения БАС

1.5. Информационное моделирование объектов строительства

1.6. Выводы по 1 главе

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА МОНИТОРИНГА ХОДА СТРОИТЕЛЬСТВА С ПРИМЕНЕНИЕМ АЭРОСЪЕМКИ С БАС

2.1. Анализ опыта развития мониторинга железнодорожной инфраструктуры ОАО «РЖД» с применением данных дистанционного зондирования

2.2. Подготовительный этап строительного мониторинга

2.3. Геодезическое обоснование полигона аэросъемки

2.4. Аэросъемка для строительного мониторинга

2.5. Применяемые типы БАС

2.6. Анализ состояния объекта строительства

2.7. Выводы по 2 главе

ГЛАВА 3. ПРАКТИЧЕСКИЙ ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ МОНИТОРИНГА ХОДА СТРОИТЕЛЬСТВА С ПРИМЕНЕНИЕМ АЭРОСЪЕМКИ С БАС

3.1. Динамика применения строительного мониторинга

3.2. Оценка точности пространственной привязки результатов аэросъемки для строительного мониторинга

3.3. Практические эффекты применения строительного мониторинга

3.4. Выводы по 3 главе

ГЛАВА 4. ПРИМЕНЕНИЕ МОНИТОРИНГА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АЭРОСЪЕМКИ С БАС НА СТАДИИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГИ

4.1. Мониторинг в интересах Центральной дирекции по ремонту пути - филиала ОАО «РЖД»

4.2.Мониторинг в интересах Трансэнерго - филиала ОАО «РЖД»

4.3.Мониторинг в интересах Центральной дирекции по тепловодоснабжению -филиала ОАО «РЖД»

4.4.Мониторинг в интересах Департамента корпоративного имущества ОАО «РЖД»

4.5.Мониторинг в интересах Центральной дирекции инфраструктуры - филиала ОАО «РЖД»

4.6. Выводы по 4 главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

149

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка методики применения беспилотных авиационных систем для мониторинга строительства объектов инфраструктуры железнодорожного транспорта»

Актуальность

При строительстве и эксплуатации крупных инфраструктурных объектов, -особенно протяженных и пространственно распределённых, таких как трубопроводы, автодороги, железные дороги, линии электропередачи (ЛЭП) и др. возникают объективные сложности с обеспечением детального контроля их состояния традиционными методами.

На стадии строительства линейные объекты длиной в несколько десятков километров не позволяют инспектору строительного контроля досконально проконтролировать всю протяженность стройки. На крупных строительных объектах инспектору затруднительно проконтролировать правильность размещения всех зданий, сооружений, опор и др. в соответствии с проектом. Кроме того, оценка объемов выполненных земляных работ на больших площадных или протяженных объектах весьма затруднительна и требует больших трудозатрат [1]. В результате, после завершения работ, фактическое состояние объекта может отличаться от его состояния по проекту, что может повлечь за собой проблемы на стадии эксплуатации объекта.

Также при эксплуатации крупных протяженных и распределенных в пространстве инфраструктурных объектов, остро стоит вопрос мониторинга их состояния, так как зачастую такие объекты расположены в труднодоступной малонаселенной местности с отсутствующим покрытием наземных сетей передачи данных.

С конца XX века области использования дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) постоянно и уверенно расширяются [2]. Данные ДЗЗ интуитивно понятны и позволяют проводить оценку ситуации и ее динамики как в полосе отвода линейных инфраструктурных объектов, так и в её окрестностях, особенно в условиях ограниченного доступа (или ограниченного обзора) при осуществлении наземного контроля.

По мере развития технологий повышается информативность данных ДЗЗ. В том числе методы спутникового мониторинга всё шире применяются для мониторинга состоянием железнодорожной инфраструктуры [3]. Но спутниковый мониторинг имеет свои ограничения - зависимость от облачности, не всегда достаточное пространственное разрешение, сложность выполнения стереосъемки.

В начале XXI века развитие технического прогресса привело к революции в области беспилотной авиации [4, 5]. Развитие микроэлектроники, микромеханики, связи и двигателестроения сделало возможным появление малоразмерных и высокотехнологичных беспилотных авиационных систем (БАС).

Значение БАС в современном мире трудно переоценить. С одной стороны, стала очевидна эффективность применения беспилотной авиации в современных военных конфликтах. С другой стороны, БАС все больше проникают в гражданский сектор, их применение повышает эффективность технологических процессов при картографировании территории, мониторинговых работах и множестве других направлений.

Применение БАС открывает новые возможности решения задач хозяйственной деятельности железнодорожного транспорта с применением ДЗЗ. В частности, задачи строительного контроля железнодорожной инфраструктуры могут быть эффективно решены с помощью аэрофотосъемки с БАС. Использование БАС для мониторинга объектов строительства с формированием на основе аэрофотосъемки (АФС) трехмерных моделей и ортофотопланов способствует повышению эффективности и качества строительства за счет оперативности, точности, достоверности и объективности данных [6, 7].

При приемке этапов строительных работ и подписании акта о приемке выполненных работ инспектор строительного контроля должен удостовериться, что объемы выполненных земляных работ соответствуют заявленным, возведенные объекты не имеют отклонений от проектных значений. При возведении или реконструкции крупных площадных или протяженных объектов объективная оценка выполненных работ затруднительна из-за существенных трудозатрат.

Созданная технология мониторинга объектов строительства железнодорожной инфраструктуры с применением данных с беспилотных авиационных систем позволяет достоверно определять тип выполняемых строительных работ, оценивать их плановую точность, определять типы и выполнять подсчет строительной техники на объекте, осуществлять сравнение проектного и фактического поперечных профилей земляного полотна, подсчет объемов земляных работ.

Применение данных ДЗЗ с БАС существенно упрощает задачи инспектора по контролю выполненных работ на объекте строительства. Это повышает объективность и достоверность получаемых результатов, исключает влияние человеческого фактора на объективность оценки качества и объемов выполняемых работ. Кроме того, материалы дистанционного зондирования позволяют инспектору строительного контроля проводить контроль строительного объекта более адресно - посещать только те места объекта, где по данным дистанционного зондирования выявляются несоответствия выполненных работ проектной документации, или графику выполнения [8, 9].

В процессе эксплуатации, железнодорожная инфраструктура подвергается негативному воздействию как со стороны подвижного состава в процессе перевозок, так и со стороны окружающей среды - экстремальные погодные явления, региональное изменение климата, опасные экзогенные процессы и др. Так, например, это сильно выраженно на так называемом Восточном полигоне железных дорог - сети железных дорог расположенной в сложнейших геолого-климатических условиях Сибири и Дальнего Востока протяжённостью свыше 14 000 км, объединившей Транссибирскую (Транссиб) и Байкало-Амурскую (БАМ) железнодорожные магистрали. Мониторинг с применением БАС объектов железнодорожной инфраструктуры и прилегающей зоны позволяет эффективно выявлять как негативные изменения инфраструктуры (деформации земляного полотна, разрушение конструкций и пр.), так и потенциально опасные изменения в зонах, оказывающих влияние на железную дорогу (деградацию многолетнемерзлых

пород, активизацию русловых процессов, осадконакопление в очагах селеобразования, снегонакопление на лавиноопасных склонах и пр.) [10].

Актуальность данной диссертационной работы обусловлена необходимостью кардинального улучшения качества контроля работ по строительству и реконструкции инфраструктуры на Восточном полигоне железных дорог и организации оперативного мониторинга рисков опасных природно-техногенных воздействий на железную дорогу в связи с переориентацией основных грузопотоков в направлении Азиатско-Тихоокеанского региона вследствие сложившихся в настоящее время экономических и социально-политических обстоятельств, определивших в качестве целевого вектора развития экономики Российской Федерации резкое повышение требований к возможностям экспортоориентированной железнодорожной инфраструктуры обеспечить в сложных условиях усиливающегося санкционного давления со стороны недружественных стран Запада изменение направлений внешней торговли.

Геополитическая ситуация принципиально изменила географию грузопотоков с их ориентацией на перевозку экспортных грузов, что вызвало концентрацию грузовых перевозок на наиболее напряженном направлении сети - Восточном полигоне. Особенно остро встал вопрос о пропускных способностях магистралей Восточного полигона (Транссиба и БАМа), которые стали «узким» местом, сдерживающим прорывное развитие отечественной экономики и международной торговли в этом направлении, а также экономическое развитие прилегающих территорий и повышение уровня жизни населения Восточной Сибири, Забайкалья и Дальнего Востока.

Возможности роста показателей пропускной способности на существующей инфраструктуре практически исчерпаны. Постоянно возрастающие темпы загрузки инфраструктуры в условиях всевозрастающего объема перевозки грузов требовали, в свою очередь, значительного увеличения объёмов реконструкции и работ по строительству дополнительных главных путей перегонов и развития станций.

Таким образом, для решения задач реализации в относительно короткие сроки директивно заданных показателей по пропускной и провозной способности на

инфраструктуре Восточного полигона потребовалось привлечение новых наукоёмких технико-технологических решений, в том числе повышающих эффективность контроля строительных работ, а также оперативного, объективного и достоверного мониторинга на стадии эксплуатации железнодорожной инфраструктуры.

Актуальность неотложного развития работ по указанным направлениям в сложившейся ситуации было обусловлено:

1. Колоссальным объемом выполняемых работ по строительству и реконструкции железнодорожной инфраструктуры Восточного полигона выполняемом в сложнейших природно-климатических условиях;

2. Дефицитом кадров, обеспечивающих работы по строительному контролю мониторингу состояния природно-техногенных систем на территориях, прилегающих к железной дороге;

3. Отсутствием инструментов оперативного сбора объективных и оперативных данных контроля для протяженных объектов.

Крайнюю актуальность при этом имели вопросы обеспечения технологической устойчивости транспортного комплекса и безопасности движения транспортных средств в условиях постоянного воздействия чрезвычайных ситуаций техногенного, природного, и биолого-социального характера.

Особое значение использование методики и технологии её реализации имеет для мониторинга опасных природно-техногенных воздействий, формирующихся в труднодоступных местах (сели, паводки, оползни, лавины).

Указанные обстоятельства поставили в повестку дня необходимость создания и внедрения эффективных инструментов для реализации поставленных задач с последующей их интеграцией в цифровую экосистему ОАО «РЖД».

Исходя из указанных положений в настоящей диссертационной работе разработаны методика и комплекс технико-технологических решений для сбора и анализа геоинформации с помощью БАС для решения задач строительного контроля объектов инфраструктуры железных дорог и мониторинга природно-техногенных процессов на территориях, прилегающих к железнодорожным магистралям.

Объект исследования - методы и технологии применения данных ДЗЗ для мониторинга железнодорожной инфраструктуры.

Предмет исследования - совокупность аэрокосмических методов и геоинформационного анализа для мониторинга объектов железнодорожной инфраструктуры и прилегающей территории на стадии строительства и эксплуатации железных дорог.

Цель работы: разработка научно обоснованной методики применения БАС для комплексного мониторинга строительства объектов инфраструктуры железнодорожного транспорта, обеспечивающей повышение эффективности контроля строительных процессов и качества выполнения работ. В соответствии с поставленной целью в диссертационной работе решались следующие задачи:

1. Анализ существующих проблем строительного контроля на крупных объектах строительства инфраструктуры железнодорожного транспорта;

2. Сравнительный анализ материалов ДЗЗ получаемых с космических аппаратов (КА) и с БАС для мониторинга строительства на инфраструктуре железнодорожного транспорта;

3. Определение типов БАС для выполнения аэросъемки и типов полезной нагрузки для формирования продуктов аэросъемки для решения задач строительного контроля;

4. Разработка комплекса типовых сценариев аэросъемки для решения задач строительного контроля с применением БАС, позволяющих достигать регламентной точности привязки материалов аэросъемки;

5. Разработка набора показателей для количественной оценки технического состояния исследуемых объектов;

6. Апробация разработанной методики применения БАС для мониторинга строительства объектов инфраструктуры железнодорожного транспорта на Восточном полигоне железных дорог;

7. Формулировка и апробация подходов использования мониторинга с применением БАС в процессе эксплуатации железных дорог.

Научная новизна исследования:

1. Впервые создана методика применения беспилотных авиационных систем для мониторинга строительства объектов инфраструктуры железнодорожного транспорта;

2. Впервые разработан и утвержден нормативный документ ОАО «РЖД» «Концепция применения БАС для решения задач железнодорожного транспорта» описывающий научные и технологические подходы к решению задач железнодорожного транспорта послуживший основой для создания методики применения беспилотных авиационных систем для мониторинга строительства объектов инфраструктуры железнодорожного транспорта;

3. Впервые обоснована необходимость дистанционного мониторинга с БАС территории, прилегающей к железной дороге в связи с необходимостью контроля экзогенных процессов, особенно важного в условиях горных территорий и территорий распространения многолетнемерзлых пород;

4. Впервые с применением БАС на участке железной дороги Тында -Кувыкта обнаружены тепловые аномалии под земляным полотном с положительным градиентом температуры около 4,5°С относительно окружающего температурного поля представляющие собой опасность для железнодорожного пути из-за просадок грунта;

5. Показано, что применение БАС для мониторинга лавиноопасных участков в большинстве случаев не является эффективным, поскольку требуются обязательные инструментальные измерения характеристик снежной толщи.

Основные положения, выносимые на защиту:

• Разработан комплекс типовых сценариев аэросъемки с применением БАС, позволяющий осуществлять систематизированный подход к выполнению задач строительного мониторинга объектов железнодорожной инфраструктуры;

• Создана методика применения БАС для мониторинга строительства объектов инфраструктуры железнодорожного транспорта обеспечивающая значительное сокращение трудозатрат строительного контроля;

• Сформирована технология применения БАС для мониторинга

железнодорожной инфраструктуры в процессе её эксплуатации обеспечивающая сбор, анализ и интерпретацию аэросъёмочных данных, необходимых для оценки технического состояния объектов и выявления отклонений на ранних стадиях.

Тема диссертации соответствует пунктам паспорта научной специальности 1.6.19. Аэрокосмические исследования Земли, фотограмметрия (технические науки): п. 3. Выявление и идентификация по данным ДЗЗ предвестников опасных природных процессов и явлений (землетрясения, оползни, извержения вулканов, цунами, тайфуны, наводнения, сели, лавины и др.) и п. 8. Методы и технологии применения данных ДЗЗ для мониторинга горнопромышленных территорий, областей разработки полезных ископаемых, подземных хранилищ газа и др. промышленных объектов.

Теоретическая и практическая значимость работы

Теоретическая значимость работы по разработке методик применения БАС для мониторинга объектов инфраструктуры железных дорог на стадии строительства и эксплуатации заключается в развитии научных представлений о возможностях и ограничениях применения аэросъёмки с использованием БАС для решения задач железнодорожного транспорта.

В исследовании уточнены и развиты положения теории аэрокосмических методов мониторинга в части структуры и параметров типовых сценариев аэросъёмки, обеспечивающих возможность достоверно и объективно сопоставлять разновременные результаты мониторинга протяжённых линейных объектов, а также научных принципов построения технологических схем мониторинга транспортной инфраструктуры, основанных на системном использовании БАС как регулярного инструмента контроля как железнодорожной инфраструктуры. Так и прилегающей территории.

Полученные научные результаты формируют основу для дальнейшего развития теории аэрокосмического мониторинга транспортной инфраструктуры.

Отработка методики строительного контроля с помощью БАС выполнялась в 2022 году на 12 объектах строительства Восточного полигона железных дорог общей протяженностью 87 км. В 2023 году началась промышленная эксплуатация

методики на 16 объектах строительства Восточного полигона общей протяженностью более 200 км. В 2024 году общая протяженность объектов строительства Восточного полигона, строящихся с использованием методики строительного контроля с применением аэросъемки с БАС увеличилась до 366 км.

Применение разработанной методики позволило оперативно выявлять отклонения от проекта, несоответствия графику выполнения работ и объемов перемещенного грунта, что значительно сократило трудозатраты инспекторского состава при приеме работ, а также позволило избежать дополнительных финансовых и временных затрат при исправлении отклонений от проектного состояния благодаря их своевременному обнаружению.

Кроме того, в 2024 году были выполнены отработки мониторинга с применением БАС железнодорожной инфраструктуры в процессе эксплуатации.

При обследовании селевого лога и селезащитной инфраструктуры в устье лога по данным аэросъемки с БАС было выполнено построение цифровой модели рельефа, на основании которой был оконтурен общий селевой конус выноса. Обследование выявило недостаточность селезащитных сооружений в устье селевого лога.

При мониторинге земляного полотна железной дороги, расположенного в зоне многолетнемерзлых пород, были выявлены места растепления земляного полотна, приуроченные, вероятно, к местам дренирования воды сквозь насыпь железной дороги.

Таким образом, была показана эффективность применения БАС для выявления потенциально опасных экзогенных процессов в сравнении с традиционными обследованиями, выполняемыми специалистами железной дороги с земли.

Методы исследования. При выполнении исследований использованы базовые методы АФС с БАС в видимом и тепловом диапазоне длин волн, воздушного лазерного сканирования (ВЛС), фотограмметрической обработки полученных данных, системного анализа и экспериментальные подходы.

Эмпирическую базу составили данные АФС и ВЛС с БАС, а также данные

наземного геодезического обоснования полигонов аэросъемки.

Программная обработка данных АФС осуществлялась в Agisoft Metashape Pro. Фотограмметрическая обработка реализована поэтапно: построение разреженного облака точек, измерение опорных и контрольных точек (процесс фототриангуляции), генерация плотного облака, цифровой модели местности и ортофотоплана. Обработка данных ВЛС (классификация и фильтрация облаков точек лазерных отражений) проводилась в КРЕДО 3D СКАН и применялась для построения цифровой модели рельефа по выделенным рельефным точкам с применением алгоритма TIM.

Достоверность научных результатов обеспечивается: (1) использованием поверенных как средство измерения спутниковых геодезических приемников, применяемых для выполнения геодезического обоснования полигонов аэросъемки; (2) использованием БАС с бортовым двухчастотным приемником глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС) в режимах RTK / PPK; (3) использованием современного сертифицированного фотограмметрического программного обеспечения для обработки аэросъемки; (4) сравнением результатов аэросъемки с наземными определениями.

Личный вклад автора:

Автор принимал участие во всех этапах работы от разработки и апробации технологий аэрокосмического мониторинга объектов строительства до промышленной эксплуатации технологии строительного мониторинга с применением БАС на объектах Восточного полигона железных дорог с 2021 года по 2024 год. Автор лично осуществлял постановку задач, разработку структуры отчета, апробацию технологии на объектах строительства, фотограмметрическую обработку аэросъемки, интерпретацию результатов обработки аэросъемки, формирование отчетов.

Кроме того, автор принимал участие в проведении работ на участке СевероКавказской железной дороги Туапсе-Адлер в 2012-2015 годах по выделению на основе данных спутниковой съемки и наземных обследований участков, характеризующихся различными комплексами экзогенных воздействий.

Также автор подготавливал полученные результаты к публикации в ведущих российских научных журналах, представлении их на международных конференциях.

Апробация диссертационной работы. Результаты настоящей работы докладывались на XV международной научно-практическая конференции «Геодезия. Маркшейдерия. Аэросъёмка. Навигация» в Москве в 2024 г., на проектно-образовательном интенсиве «Архипелаг» на Сахалине в 2024 г., на всероссийской научно-практическая конференции «Образцовый маршрут» (МИИТ) в Москве в 2024 г., на Ученом Совете Физического направления Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН в 2025 г, на научной конференции, посвященной 100-летию кафедры фотограмметрии МИИГАиК «Век российской фотограмметрии» в 2025 г., а также на внутренних научно-технических советах в АО «НИИАС» в Москве в 2022-2024 гг.

Методика применения БАС для мониторинга строительства объектов инфраструктуры железнодорожного транспорта была апробирована в 2022 году на Восточном полигоне и введена в промышленную эксплуатацию ОАО «РЖД» с 2023 года, о чем в АО «НИИАС» составлен Акт о внедрении.

Публикации по теме диссертации. По теме диссертации опубликовано 9 работ, в том числе 8 статей в рецензируемых журналах из списка ВАК, 1 тезисы доклада на конференции.

Статьи, опубликованные в изданиях перечня ВАК:

1. Щеглов М.А., Карелов А.И Новые подходы к применению геоанализа данных ДЗЗ с целью выявления потенциально опасных природных явлений, оказывающих влияние на штатную эксплуатацию железных дорог // Известия высших учебных заведений. Геодезия и аэрофотосъемка. 2023. Т. 67, № 3. С. 71-78. DOI 10.30533/GiA-2023-026. EDN EANBYT.

2. Щеглов М.А., Карелов А.И., Майоров А.А., Павловский А.А. Мониторинг объектов строительства железнодорожной инфраструктуры с применением данных с беспилотных авиационных систем // Известия высших

учебных заведений. Геодезия и аэрофотосъемка. 2023. Т. 67, № 5. С. 153-164. DOI 10.30533/GiA-2023-069. EDN JZMDAD.

3. Павловский А.А., Карелов А.И., Щеглов М.А. Проверка возможности применения беспилотных авиационных систем при решении задач железнодорожного транспорта // Вестник Института проблем естественных монополий: Техника железных дорог. 2023. № 4(64). С. 14-28. EDN BVEKNT.

4. Павловский А.А., Карелов А.И., Щеглов М.А., Нуйкин А.В. Применение беспилотных авиационных систем для топографо-геодезических изысканий // Автоматика, связь, информатика. 2021. № 3. С. 21-24. DOI 10.34649/AT.2021.3.3.003. EDN ZRKQUI.

5. Kostianaia E.A., Kostianoy A.G., Scheglov M.A. [et al.] Impact of Regional Climate Change on the Infrastructure and Operability of Railway Transport // Transport and Telecommunication. 2021. Vol. 22, No. 2. P. 183-195. DOI 10.2478/ttj-2021-0014. EDN QCIIOE.

6. Щеглов М.А., Карелов А.И. Выявление несанкционированных переходов железнодорожных путей по данным спутниковых снимков высокого разрешения // Мир измерений. 2014. № 4. С. 49-51. EDN SDFMCT.

7. Щеглов М.А., Карелов А.И, Павловский А.А. Методика сбора и анализа разнородной геоинформации для решения задач строительного контроля на объектах строительства железных дорог // Известия высших учебных заведений. Геодезия и аэрофотосъемка. 2025. Т.69. №2 С.23-34. DOI:10.30533/GiA-2025-011.

8. Щеглов М.А., Карелов А.И, Павловский А.А., Мильштейн С.И. Выявление ряда опасных процессов, угрожающих железнодорожной инфраструктуре на Байкало-Амурской магистрали, на основании данных с беспилотных авиационных систем // Известия высших учебных заведений. Геодезия и аэрофотосъемка. - 2025. Т.69. №4 С.59-69. DOI:10.30533/GiA-2025-042.

Тезисы докладов на конференциях:

9. Карелов А.И., Щеглов М.А., Василейский А.С. Спутниковый мониторинг железнодорожной инфраструктуры с применением анализа «зон возможного влияния» на примере участка Туапсе - Адлер // Сборник тезисов

докладов Четырнадцатой Всероссийской открытой конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса» : Электронный сборник тезисов докладов, Москва, 14-29 ноября 2016 года. - Москва: Институт космических исследований Российской академии наук, 2016. С. 82. EDN XSOQCL.

Другие работы:

10. Костяной А.Г., Серых И.В., Щеглов М.А., Карелов А.И., Василейский А.С. Влияние регионального изменения климата на инфраструктуру и работоспособность железнодорожного транспорта. - Труды Шестой научно-технической конференции «Интеллектуальные системы управления на железнодорожном транспорте. Компьютерное и математическое моделирование» (ИСУЖТ-2017), 16 ноября 2017 г., Москва, АО «НИИАС», 2017, С. 147-151.

Благодарности. Автор выражает глубокую благодарность своему научному руководителю, д.ф-м.н. А.Г. Костяному. Автор благодарит коллектив Центра внедрения космических технологий АО «НИИАС» в особенности его руководителя А.И. Карелова за ценные научные консультации и плодотворное сотрудничество. Автор благодарит к.ф-м.н А.С. Василейского за передачу опыта и внимание к деталям в научных работах. Автор сердечно благодарит свою супругу А. В. Щеглову за огромную поддержку в ходе написания диссертации.

Объем и структура работы. Работа изложена на 154 страницах, содержит 53 рисунка, 10 таблиц. Список литературы насчитывает 74 наименования.

Во Введении представлена общая характеристика работы, краткий обзор состояния проблемы; обоснована актуальность темы диссертации; определены объект и предмет исследования, сформулирована основная цель работы, изложены поставленные задачи. Представлены научная новизна исследования и основные положения, выносимые на защиту, теоретическая и практическая значимость работы, методы исследования и достоверность научных результатов, обозначен личный вклад автора.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Щеглов Михаил Александрович, 2026 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Шабуров С.С., Черняго А.Б. Методика обработки геодезических данных и построение информационной модели, используемой для контроля над строительством автомобильной дороги // Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость. 2020. Т. 10, № 1(32). С. 116-123. DOI 10.21285/2227-2917-2020-1-116-123. EDN NUSBAA.

2. Кулик Е.Н. Оперативный космический мониторинг: вчера, сегодня, завтра // Интерэкспо Гео-Сибирь. 2012. Т. 2, № 3. С. 136-141. EDN PDLZMX

3. Елисеев В.А. Направления развития спутникового мониторинга железнодорожного транспорта // Интерактивная наука. 2016. № 8. С. 62-68. DOI 10.21661/r-113467. EDN WWWLWZ.

4. Куатов Б.Ж., Макаев Т.З. История развития беспилотных летательных аппаратов // Труды международного симпозиума «Надежность и качество». 2017. Т. 1. С. 137-139. EDN ZDGQTP.

5. Казакова Д.А. Становление и развитие беспилотных летательных аппаратов // Вопросы российской юстиции. 2024. № 33. С. 606-614. EDN FDWNTT.

6. Ломов М.Ю., Павленко И.П. Оценка эффективности использования беспилотных летательных аппаратов для мониторинга строительных объектов // Актуальные проблемы авиации и космонавтики: Сборник материалов VII Международной научно-практической конференции, посвященной Дню космонавтики: в 3 томах, Красноярск, 12-16 апреля 2021 года / Под общей редакцией Ю. Ю. Логинова. Том 2. - Красноярск: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева», 2021. С. 975-977. EDN XIYBKG.

7. Сарычев Д.С., Скворцов А.В. Автоматизированная технология изысканий в строительном контроле // САПР и ГИС автомобильных дорог.

2016. № 1(6). С. 20-23. DOI 10.17273/CADGIS.2016.1.3. EDN XAMXER.

8. Носков И.В., Носков К.И., Тиненская С.В., Ананьев С.А. Дрон-технологии в строительстве -современные решения и возможности // Вестник евразийской науки. 2020. Т. 12, № 5. С. 27. EDN YSEXRI.

9. Суконников О.Г., Неретин А.А., Гурьев В.А. Анализ применимости БПЛА при геодезическом контроле строящихся и эксплуатируемых автомобильных дорог // САПР и ГИС автомобильных дорог.

2017. № 2(9). С. 44-48. DOI 10.17273/CADGIS.2017.2.5. EDN XOSZNR.

10. Губарьков А.А., Алешин Г.А., Идрисов И.Р., Кириллов А.В. Мониторинг экзогенных геологических процессов на магистральном газопроводе «Заполярное - Новый-Уренгой» // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. 2011. № 3(87). С. 7-13. EDN NWBLHF.

11. Зайченко К.В., Львова М.В. Повышение эффективности при

организации строительного контроля // Academy. 2016. № 12(15). С. 35-37. EDN XCPUJZ.

12. Гришина А.И., Рамазанов Р.Р., Глухов А.В., Левченко E.H. Комбинирование методов наземного лазерного сканирования и аэрофотосъемки с беспилотного летательного аппарата для повышения эффективности контроля промышленного строительства. // Вектор ГеоНаук, 2020. №3(3). 55-б7.

13. Десятков А.С. Совершенствование методов проведения строительного контроля // Вестник магистратуры. 2021. №1-2 (112).

14. Снытко В.А., Собисевич А.В. Вклад академика И.П. Герасимова в проблему мониторинга природной среды // Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем. 2017. Т. 28. № 1. С. 9-17.

15. Карелов А.И., Щеглов MA., Василейский А.С., Спутниковый мониторинг железнодорожной инфраструктуры с применением анализа «зон возможного влияния» на примере участка Туапсе - Адлер. // Сборник тезисов докладов четырнадцатой всероссийской открытой конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса» Электронный сборник тезисов докладов. 2016. С. 82

16. Копенков В.Н. Совместный анализ оптических и радиолокационных данных дистанционного зондирования Земли в задачах анализа и мониторинга территории // Mатериалы 17-й Всероссийской открытой конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса», Mосква, 11-15 ноября 2019 года / Институт космических исследований Российской академии наук. Mосква: Институт космических исследований Российской академии наук, 2019. С. 39. EDN DIHFEW.

17. Mихеева А.А., Ялтыхов В.В., Парадня П.Ф. Анализ разрешающей способности снимков, полученных с беспилотного летательного аппарата // Вестник Полоцкого государственного университета. Серия F. Строительство. Прикладные науки. 2018. №8. С. 184-192.

1S. Хабарова И.А., Хабарова Д.А., Яворская И.Д., Иванов И.Н. Обзор современных достижений в фотограмметрии и аэрофотосъемке. // Mеждународный журнал прикладных наук и технологий «Integral». 2019. Т. 4. № 2. С. 15-33.

19. Ванин В.Н., Симонов В.Е., Белоусов И.А. История развития беспилотных летательных аппаратов и применение их в локальных войнах // Научный Альманах ассоциации France-Kazakhstan. 2023. № 5. С. 204-210. EDN SCOVYR.

20. Буянов M.C, Фискевич А.С., Федорченко А.А., Гаранин С.А. История создания и развития беспилотных летательных аппаратов // Специальная техника и технологии транспорта. 2022. № 14. С. 13-25.

21. Stewart M.P., Martin S.T., Unmanned Aerial Vehicles, Nova Science Publishers, 2021, 70 p.

22. Лашков А.Ю. Программа «Оружие возмездия», или Почему не

проросла «Вишнёвая косточка». Защита стратегических центров СССР от возможного применения самолётов-снарядов ФАУ-1 // Военно-исторический журнал. 2010. № 5. С. 43-47. EDN MLHXIN.

23. Куатов Б.Ж., Макаев Т.З. История развития беспилотных летательных аппаратов // Труды международного симпозиума «Надежность и качество». 2017. Т. 1. С. 137-139. EDN ZDGQTP.

24. Гонта С.Н. «Гражданские» квадрокоптеры (дроны) и их роль в современных военных конфликтах // Национальная безопасность / nota bene. 2023. №6. С. 78-90.

25. Ерофеев В.Т., Пиксайкина А.А., Булгаков А.Г., Ермолаев В.В. Цифровизация в строительстве, как эффективный инструмент современного развития отрасли // Эксперт: теория и практика. 2021. № 3(12). С. 9-14. DOI 10.51608/26867818_2021_3_9. EDN LJDPKJ.

26. Бреус Н.Л., Токарев А.Е., Токарев А.А. Технологии беспилотного пилотирования при контроле строительства и эксплуатации линейных объектов капитального строительства // Вестник евразийской науки. 2022. Т. 14. № 3. EDN YCKHWN.

27. Гусев В.Н., Блищенко А.А., Санникова А.П. Исследование комплекса факторов, оказывающих влияние на погрешность реализации маркшейдерской съемки горных объектов с применением геодезического квадрокоптера // Записки Горного института. 2022. Т. 254. С. 173-179.

28. Кулешов А.М., Богачук А.Г., Колесников К.А. [и др.] Применение беспилотных летательных аппаратов в горнодобывающей промышленности // Горная промышленность. 2024. № S5. С. 33-37. DOI 10.30686/1609-9192-2024-5S-33-37. EDN DCFAHA.

29. Иванов Н.О., Куляс Д.И., Шаховцев Я.В. Компоненты робототехники в энергетике // Международный журнал гуманитарных и естественных наук. 2023. №9-1 (84). 230-235.

30. Мясоедова Л.А., Козырева А.Е. Оценка эффективности использования беспилотных авиационных систем при мониторинге линий электропередачи // Вестник Амурского государственного университета. Серия: Естественные и экономические науки. 2022. № 99. С. 46-50. DOI 10.22250/20730268_2022_99_46. EDN LWZHRD.

31. Иванов Н.О., Куляс Д.И., Шаховцев Я.В. Мониторинг и диагностика воздушных линий электропередачи с применением беспилотных летательных аппаратов // Международный журнал гуманитарных и естественных наук. 2023. № 9-1 (84). С. 223-229.

32. Зубарев Ю.Н., Фомин Д.С., Чащин А.Н., Заболотнова М.В. Использование беспилотных летательных аппаратов в сельском хозяйстве // Вестник Пермского федерального исследовательского центра. 2019. №2. С. 47-51.

33. Яборов Н.Д., Никифоров К.К. Автоматизация сельскохозяйственного направления с помощью беспилотников // Вестник науки. 2023. Т. 5. №1 (58). С. 170-173.

34. Фирсов А.П., Злыгостев И.Н., Дядьков П.Г. (и др.) Применение высокочастотного магнитометра для лёгких БПЛА при геолого-геофизическом изучении трубок взрыва // Интерэкспо Гео-Сибирь. 2015. Т. 2, № 2. С. 299-304.

35. Павловский А.А., Карелов А.И., Щеглов М.А., Нуйкин А.В., Применение беспилотных авиационных систем для топографо-геодезических изысканий. // Автоматика, связь, информатика. 2021. № 3. С. 21-24.

36. Майоров А.А., Цветков В.Я., Андреева О.А. Трехмерное геоинформационной моделирование при массовом сборе информации // Изв. вузов «Геодезия и аэрофотосъемка». 2020. Т.64. №2. С.229-236.

37. Gulshan Taj, Prema R., Anand S., Haneefi A., Kanishka R. P., Mythra, Monitoring and Management of Construction Sites Using Drone. // Proceedings of International Conference on Innovative Technologies for Clean and Sustainable Developmen, 2021, С. 705-720.

38. Шевченко О.Ю., Боричевский А.Б. Использование беспилотных летательных аппаратов для ведения мониторинга использования территорий. // Экономика и экология территориальных образований, 2015. №3. С. 150-152.

39. Быков А.А., Челядинова К.В. Автоматическое построение поперечного профиля по результатам съемки БПЛА. // Интерэкспо ГеоСибирь, 2019. №1. С. 106-110.

40. Павловский А.А., Карелов А.И., Щеглов М.А. Применение беспилотных авиационных систем при решении задач железнодорожного транспорта // Труды АО «НИИАС»: Сборник статей. Том 1. Выпуск 11. Москва : Типография АО «Т 8 Издательские Технологии», 2021. С. 125-149. EDN JUBTLD.

41. Павловский А.А., Карелов А.И., Щеглов М.А. Проверка возможности применения беспилотных авиационных систем при решении задач железнодорожного транспорта // Вестник Института проблем естественных монополий: Техника железных дорог. 2023. № 4(64). С. 14-28. EDN BVEKNT.

42. Кадничанский С.А. Комплексы аэрофототопографические ПАК Геоскан201, ПАК Геоскан701, ПАК ГеосканGemini - средства измерений // «Геопрофи», научно-технический журнал по геодезии, картографии и навигации : электрон. журн. 2024. №1 (127). С. 9-13. URL: https://geoprofi.ru/technology/kompleksyh-aehrofototopograficheskie-pak-geoskan201 -pak-geoskan701 -pak-geoskan-gemini-sredstva-izmerenij Дата публикации: 13.09.2024.

43. Хлебникова Т.А., Опритова О.А., Аубакирова С.М. Экспериментальные исследования точности построения фотограмметрической модели по материалам БПЛА. // Интерэкспо ГеоСибирь, 2018. №2. С. 32-37.

44. Рыбин Е.Н., Амбарян С.К., Аносов В.В., Гальцев Д.В., Фахротов Н.А. BIM-технологии. Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость. 2019, 9(1), С. 98 - 105.

45. Горохова Т.В. BIM-технологии в проектировании // Вестник магистратуры. 2022, №2-2 (125), С. 35 - 37.

46. Ильинова В.В., Мицевич В.Д. Международный опыт использования BIM-технологий в строительстве // Российский внешнеэкономический вестник. 2021. № 6. С. 79 - 93.

47. Шарманов В.В., Симанкина Т.Л., Горбачев И.А. Идентификация местоположения работника на объекте строительства с помощью цифрового двойника // Вестник научного центра по безопасности работ в угольной промышленности. 2022. № 3. С. 70 - 80. EDN TJRITJ.

48. Ham Y., Han K.K., Lin J.J., Golparvar-Fard M., Visual monitoring of civil infrastructure systems via camera-equipped Unmanned Aerial Vehicles (UAVs): a review of related works. // Visualization in Engineering, 2016, P. 1-8.

49. Куприяновский В.П., Покусаев О.Н., Климов А.А. [и др.] BIM на железных дорогах мира - развитие, примеры, стандарты // International Journal of Open Information Technologies. 2020. Т. 8, № 5. С. 57-80. EDN XXOLBZ.

50. Синягов С.А., Куприяновский В.П., Куренков П.В. [и др.] Строительство и инженерия на основе стандартов BIM как основа трансформаций инфраструктур в цифровой экономике // International Journal of Open Information Technologies. 2017. Т. 5, № 5. С. 46 - 79. EDN YPOTWF.

51. Хабаров Д.А., Адиев Т.С., Попова О.О. [и др.] Анализ современных технологий дистанционного зондирования Земли // Московский экономический журнал. 2019. № 1. С. 68. DOI 10.24411/2413-046X-2019-11068. EDN SSENGX.

52. Розенберг И.Н., Лупян Е.А., Железнов М.М.,. Василейский А.С. Возможности использования спутниковых технологий для мониторинга железнодорожной инфраструктуры // Ренессанс железных дорог: фундаментальные научные исследования и прорывные инновации / Объединенный ученый совет ОАО «РЖД». Ногинск : Аналитика Родис, 2015. С. 97-112. EDN WGCWJD.

53. Василейский А.С., Карелов А.И. Верификация результатов радиолокационного мониторинга геодинамических процессов на участке Туапсе-Адлер // Интеллектуальные системы управления на железнодорожном транспорте. Компьютерное и математическое моделирование (ИСУЖТ-2014): Труды третьей научно-технической конференции с международным участием, Москва, 18 ноября 2014 года. Москва: АО «Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте», 2014. С. 142-151. EDN UTPVQH.

54. Ашпиз Е.С., Савин А.Н., Явна В.А. Защита железнодорожного пути линии Туапсе - Адлер от опасных склоновых процессов // Железнодорожный транспорт. 2017. № 7. С. 52-57. EDN YZHMXN.

55. Пархоменко Н.А., Ноак С.К. Использование беспилотных летательных аппаратов при проектировании линейных сооружений в труднодоступных районах. // Электронный научно-методический журнал Омского ГАУ, 2022. №2(29). EDN SKKBUV.

56. Погорелов В.А. Перспективы применения беспилотных летательных аппаратов в строительстве. // Инженерный вестник Дона, 2016. № 1(40). С. 58. EDN WCNTDF..

57. Айроян З.А., Коркишко О.А., Сухарев Г.В. Мониторинг магистральных нефтепроводов с помощью беспилотных летательных аппаратов. // Инженерный вестник Дона, 2016. №4 (43). С. 179. EDN YJKTPR.

58. Авакян В. В. // Прикладная геодезия: технологии инженерно-геодезических работ. Учебник. 2019. 616 с.

59. Пащенко И.В., Козлов В.В., Соколов А.И. Внедрение методов высокоточного местоопределения на внутренних водных путях Российской Федерации // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Морская техника и технология. 2018. №2 3. С. 28-35. DOI 10.24143/2073-1574-2018-3-28-35. EDN XVFJGH.

60. Шабарова В.А., Вьюшкова Ю.Б. Определение точностных характеристик навигационных приёмников в режиме RTK // E-Scio. 2020. № 7(46). С. 71-82. EDN GQTCJB.

61. Захлебин А.С. Методика построения ортофотопланов местности с помощью беспилотного квадрокоптера оснащенного навигационным геодезическим приемником. // Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники. 2021. Т. 24, № 3. С. 4449. DOI 10.21293/1818-0442-2021-24-3-44-49. EDN LKAVHA.

62. Зазулин В.А., Чернов А.В., Ершов А.В., Особенности использования беспилотных летательных аппаратов при выполнении кадастровых работ на территории Новосибирской области // Интерэкспо ГеоСибирь. 2022. Т. 7, № 1. С. 45-52. EDN IGCPVA.

63. Липанов И.Д., Хомоненко А.Д., Молодкин И.А. Сравнительный анализ методов точного позиционирования беспилотных летательных аппаратов // Интеллектуальные технологии на транспорте. 2025. № 1(41). С. 27-36. DOI 10.20295/2413-2527-2025-141-27-36. EDN PGSMCJ.

64. Колчин В.Н. Специфика применения технологии трёхмерного сканирования в строительстве и проектировании // Инновации и инвестиции. 2017. № 12. С. 252-257. EDN FXTIWX.

65. Яковлев А.П., Иванов Д.В. Использование робототехники в строительной отрасли в наши дни // Международный журнал гуманитарных и естественных наук. 2024. № 11-3(98). С. 272-275. DOI 10.24412/2500-10002024-11-3-272-275. EDN FGCOAU.

66. Черноморец С.С., Петраков Д.А., Алейников А.А. [и др.] Прорыв озера Башкара (Центральный Кавказ, Россия) 1 сентября 2017 года // Криосфера Земли. 2018. Т. 22, № 2. С. 70-80. DOI 10.21782/KZ1560-7496-2018-2(70-80). EDN YWTCFF.

67. Aldabergen U., Blagoveshchensky V., Ranova S., Kamalbekova A. Application of unmanned aerial vehicles to obtain morphometric characteristics of landslides. Reliability: Theory & Applications. 2023. № SI5(75). P. 656—662. DOI: 10.24412/1932-2321 -2023-575-656-662.

68. Руководство пользователя Agisoft Metashape: Professional Edition, версия 2.1 // Agisoft LLC, 2024. С. 25—133.

69. Хмельнов А. Е., Гатченко А. С. Разработка цифровых моделей рельефа для мелководных зон и прибрежных территорий озера Байкал, Иркутского водохранилища и нижнего бьефа Иркутской ГЭС // География и природные ресурсы. 2022. № 5S. С. 187—195. DOI: 10.15372/GIPR20220520.

70. Filkin Т., Sliusar N., Huber-Humer M., Ritzkowski M., Korotaev V. Estimation of dump and landfill waste volumes using unmanned aerial systems // Waste Management. 2022. Vol. 139. P. 301—308. DOI: 10.1016/j.wasman.2021.12.029.

71. Zong J., Zhu B., Hou Zh., Yang X., Zhai J. Evaluation and Comparison of Hybrid Wing VTOL UAV with Four Different Electric Propulsion Systems // Aerospace. 2021. Vol. 8, P. 256. DOI: 10.3390/aerospace8090256.

72. Богданов А. И., Квашук С. В. Динамика изменения геокриологических условий восточного подхода Северомуйского тоннеля // Известия Транссиба. 2024. № 2(58). С. 89 — 100.

73. Смирнов В. В., Земенков Ю. Д. Проблемы обеспечения надежности эксплуатации сооружений в криолитозоне // Инновации в науке. 2013. № 25. С. 57 — 65.