Виртуальная реальность: ближе, чем кажется

Виртуальная реальность становится частью обыденной жизни. В ближайшем будущем метавселенная позволит людям мгновенно перемещаться из одной точки в другую, путешествуя по городам и странам, тестировать понравившуюся марку автомобиля или примерять одежду в цифровом бутике, не выходя из дома.

Преподаватели и студенты Иркутского государственного университета путей сообщения активно осваивают и внедряют в учебную программу технологии виртуальной и дополненной реальности. Также ВУЗ занимается инновационным развитием, оснащая предприятия ОАО «РЖД» современными разработками и технологиями.

«Мы учим студентов разрабатывать приложения для мобильных устройств и компьютеров с применением дополненной и виртуальной реальности. Например, в ИрГУПСе  уже функционирует искусственный тренажер – кабина электровоза. Одев специальный шлем, студент погружается в виртуальную кабину, оказываясь внутри него целиком. Здесь ученик может познакомиться с устройством работы и приборами электровоза, а также совершить виртуальную поездку или смоделировать внештатную ситуацию: пожар, наводнение, взрыв — ситуацию, при которой необходимо покинуть кабину, и посмотреть весь состав на наличие неисправностей в пути следования.

На таких тренажёрах студенты приобретают навыки обеспечения безопасности движения. С точки зрения рабочего пространства, виртуальный тренажёр занимает одно рабочее место. Посадив человека за парту, мы можем погрузить его не только в кабину электровоза, но и в целое депо. Ограничителем здесь выступает только наша фантазия. Реальный тренажёр занимает половину учебного класса, а заниматься одновременно в нём могут два, три человека, в то время как в виртуальную реальность можно погрузить неограниченное количество студентов. Это повышает производительность и массовость образовательного процесса», — рассказывает профсоюзный активист и доцент кафедры «Вагоны и вагонное хозяйство» Евгений Дульский.

Дополненная реальность позволила создать ещё одно приложение, которое переводит классические инженерные схемы подвижного состава в объёмные 3D-фигуры и отображает их на экране телефона.

«Наводим камеру телефона на плоский чертёж тележки в учебнике, а на экране смартфона высвечивается объёмная тележка электровоза ВЛ85. И наоборот, если показать камере объёмный реальный предмет приложение распознаёт, что это такое, и показывает из каких деталей состоит объект. Также в приложение можно загрузить звуковое и видео сопровождение, вращать и рассматривать детали с разных сторон. Студенты в восторге от того, как оживают учебники восьмидесятых годов выпуска. Разобраться в конструкции вагона или электровоза стало намного проще», — делится член профсоюза, доцент кафедры «Электроподвижной состав»  ИрГУПС Павел Иванов.

Реализовать, казалось бы, фантастические кадры из фильмов и внедрить их в учебный процесс удалось, благодаря структурному подразделению университета «ЦИФРА». 

«ЦИФРА — Центр инновационного фундаментального развития и акселерации был создан для продвижения научной деятельности. Привлечение студентов, аспирантов, молодых учёных и профессоров к совместной работе над научно – техническими программами позволяет работать быстрее и качественней», — рассказывает Евгений Дульский.

Разговор дополняет его коллега Павел Иванов.

«Фундаментальная задача центра – сопровождение и помощь авторам проектов от идеи до реализации в конкретный продукт и внедрение его на производство. К примеру, мы помогаем разработчикам оформить документы на участие в гранте, юридически грамотно запатентовать изобретение, а также подобрать команду. Например, студент предлагает рационализаторское решение и ему нужны специалисты, разбирающиеся в компьютерной графике или другой дисциплине. Бывает, что автор выдвигает отличную идею, а профессионально презентовать не может, тогда мы ищем грамотного человека, который сможет представить проект публично. Научные сотрудники центра уже помогли ребятам выиграть три гранта по 500 тысяч, два проекта приняты на резиденство в Сколково, еще три гранта были защищены через РОСЖЕЛДОР», — рассказывает Павел Юрьевич.

На этом функционал инновационного центра не заканчивается. Когда проект готов, остаётся самое главное – помочь разработчику внедрить установку на производство. Сегодня научные сотрудники «ЦИФРЫ» коллаборируют с ОАО «РЖД», ЛОКОТЕХ-Сервисом, Улан-Удэнским и Красноярским локомотивовагоноремонтными заводами, Центром исследований и разработок и другими крупными компаниями.

Недавно в «Новом звене» победил проект – «Цифровой двойник тормозной сети грузовых поездов».

«На сегодняшний день автоматизировать управление пассажирских поездов удается. Электропневматический тормоз имеет хороший отклик на управляющее воздействие, а у грузового поезда тормоза работают по–разному. Предложенная нами система направленна на то, чтобы создать цифровой двойник, математическую модель, которая в режиме реального времени рассчитывает весь поезд и позволяет корректировать управляющие воздействия, как это делает машинист.  Цифровой двойник позволит определять основные виды отказов тормозов на ходу, а это повысит производительность труда при осуществлении пробы тормозов, снизит количество отказов, увеличит участковую скорость, провозную и пропускную способность, что особенно актуально для модернизации Байкало-Амурской магистрали и Транссиба», — поясняет IT инженер ИрГУПС Андрей Ковшин.

Вторая тема, над которой работают в центре — модернизация тормозной системы с применением дополнительной питающей трубы. Двухтрубные системы уже применяются в Индии, Китае и других странах за рубежом. В России же существует проблема истощаемости тормозной системы поезда, так как подача воздуха к запасным резервуарам идет по одной трубе, по ней же идёт управление, совершается режим отпуска и зарядки тормозов. Соответственно машинисты не могут применять частые торможения, каждое последующее идет со сниженным эффектом. Решить данную проблему ученые предлагают за счёт внедрения двухтрубной тормозной системы. В университете ведутся испытания на специальном цифровом оборудовании и разрабатываются средства усиливающие работу воздухораспределителя №483. Аспиранты ИрГУПС Алёна Хамнаева и Дмитрий Осипов запатентовали технологию по двухтрубному питанию тормозной сети применительно к грузовым поездам, если получится внедрить данный проект, то разрешённая скорость грузовых поездов увеличится на 5 км в час.

Ещё один крупный проект, достойный внимания ведётся с ЛОКОТЕХ-Сервисом — обратные комплексы ускоренной сушки изоляции.

«Пять установок уже успешно функционируют на Улан-Удэнском локомотивовагоноремонтном заводе. После производственных испытаний с привлечением всех представительств ОАО «РЖД»  и  проектно – конструкторского бюро локомотивного хозяйства будут изменены инструкции по ремонту локомотивов с внесением инфракрасной сушки, которую предложили представители ИрГУПС. Тогда станет возможным тиражировать новую технологию на почти сотню эксплуатационных и сервисных локомотивных депо», — говорит Евгений Дульский.

Автор: Ольга Грекова