Практика показывает, что диагностика геометрии очертания рельсовых нитей, проводимая сейчас с помощью путеизмерительных вагонов, не всегда помогает избежать аварии.

Проблема не в качестве подобных исследований. Напротив, сегодня на сети дорог используют самые современные компьютерные средства диагностики, позволяющие выявить любые неисправности. Но подчас даже на идеальном пути всё равно происходит сход вагонов. 

По мнению генерального директора научного центра «Квадро» Игоря Мельника, их причиной становится интенсивное раскачивание вагонов и локомотивов во время движения по магистралям. Проведённые учёными исследования подтвердили, что железнодорожный экипаж, имеющий рессоры, обладает целым комплексом собственных колебательных частот. Их величина зависит от технических характеристик подвижного состава, то есть от его типа и объёмов загрузки. При движении по неровностям пути, в спектре которых могут присутствовать гармонические составляющие, экипаж на определённой скорости движения попадает в резонанс с этими гармониками. Это приводит к таким неприятным явлениям, как килевое и бортовое раскачивание подвижного состава, его галопирование, саморасцеп, а в худшем случае и к самосходу с рельсов. 

Чтобы предотвратить самопроизвольный сход вагонов, сотрудники «Квадро» предложили новую технологию обработки данных вагона-путеизмерителя методом скользящего спектрального анализа на основе алгоритма Фурье. Они разработали математический аппарат масштабного исследования состояния железнодорожного пути для построения его спектральной карты, позволяющий проводить раннюю диагностику полотна, а также оценивать качество текущего содержания пути и своевременно назначать ремонтные работы. 

С помощью нового метода можно обследовать участки большой протяжённости (до 110 км) и построить их спектральные карты. В процессе работы учёным удалось выявить закономерность возникновения резонансных явлений во время движения составов. Выяснилось, что на многих участках пути существуют проблемные места, на которых при строго определённой скорости вагоны и локомотивы начинают буквально «спотыкаться», входя в опасные резонансные колебания. Но если движение поезда в этом месте затормозить или, наоборот, ускорить, схода можно избежать. Благодаря открытию этого механизма взаимодействия вагонов и пути учёные создали цветные объёмные спектральные карты, на которых отмечены опасные места и критические скорости, придерживаться которых на данном участке ни в коем случае нельзя. 

По словам Игоря Мельника, внедрение данного метода на сети позволит повысить безопасность движения. Путейцы, учитывая эти данные, при планировании работ будут уделять особое внимание участкам дорог, где наиболее вероятны ЧП. А движенцы, получив спектральные карты, смогут осуществлять скоростную маршрутизацию составов – оптимальную с точки зрения резонансной безопасности.