Proceedings of Petersburg Transport University

Известия Петербургского университета путей сообщения

1815-588X 2658-6851

109423

10.20295/1815-588X-2025-4-1106-1118

Современные технологии - транспорту

HIGH TECHNOLOGIES FOR TRANSPORT

Современные технологии - транспорту

Integrated Railway Safety System Using FPV Drones

Комплексная система безопасности на железной дороге с применением FPV-дронов

Попов

Алексей Тимофеевич

Popov

Aleksey Timofeevich

a.t.popov1955@gmail.com

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

Суслова

Ольга Анатольевна

Suslova

Ol'ga Anatol'evna

suslova_2003@mail.ru

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

Чехов

Матвей Александрович

Chehov

Matvey Aleksandrovich

matv.cheh@yandex.ru

Малахов

Алексей Иванович

Malahov

Aleksey Ivanovich

op.lipetsk@gmail.com

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

Липецкий государственный технический университет Россия Lipetsk State Technical University Russian Federation

05 12 2025

22 4 1106 1118 20 09 2025 23 10 2025

https://atjournal.ru/en/nauka/article/109423/view

Создание эффективной системы контроля инфраструктуры железнодорожного транспорта, обеспечивающей непрерывное патрулирование состояния путей на протяженных участках. Методы: Методология исследования базируется на использовании современных беспилотных технологий, включающих автоматизированные системы управления полетами и обработки данных. Предложенная концепция предусматривает разделение железнодорожной сети на участки протяженностью 100–200 км с организацией базовых пунктов управления на станциях. Видеопоток с FPV-дронов будет передаваться на удаленный сервер, оснащенный искусственным интеллектом (ИИ), который, в зависимости от степени опасности возникающей угрозы, будет либо самостоятельно принимать решения, либо формировать список рекомендаций для последующей их передачи работникам железной дороги. В работе рассмотрены этапы внедрения предлагаемой технологии. Разработан алгоритм функционирования системы безопасности с использованием FPV-дронов, а также проанализированы различные варианты патрулирования — для каждого из них построены графики движения дронов. Кроме того, исследованы: нормативно-правовая база, потенциальные риски, экономическая эффективность проекта, а также вопрос идентификации БПЛА со стороны сотрудников железной дороги и населения. Научная новизна: Заключается в интеграции современных беспилотных технологий в существующую инфраструктуру железнодорожного транспорта, что позволяет создать эффективную и экономически целесообразную систему безопасности. Разработанная система может служить основой для дальнейшего развития технологий контроля за состоянием железнодорожных путей с использованием БПЛА. Результаты: Внедрение данной системы позволит: существенно повысить уровень безопасности железнодорожных перевозок, сократить время реагирования на возникающие угрозы, повысить качество контроля железных дорог и минимизировать влияние человеческого фактора на процесс мониторинга. Практическая значимость: Система безопасности на железнодорожном транспорте с применением FPV-дронов имеет большую практическую значимость и может быть использована на участках с повышенной террористической угрозой, в труднодоступных местах, в условиях чрезвычайных ситуаций для поиска розыскных работ и оценки последствий случившейся аварии или катастрофы, для оперативного контроля ремонтных работ на перегонах.

To create a robust security management system for railway transport infrastructure, facilitating continuous surveillance over extensive railway stretches. Methods: The use of innovative unmanned technologies, such as automated flight control and data processing systems. The proposed concept involves segmenting the railway network into sections measuring 100–200 kilometers, with the establishment of central control points at various stations. The video feed from FPV drones will be sent to a distant artificial intelligence server, which will assess the threat level of any incidents that are detected. Based upon this assessment, the AI will either make autonomous decisions or generate a list of recommendations to be transmitted to railway personnel. This paper outlines the phases for implementing the proposed technology, outlines an operational algorithm for the security system using FPV drones, and explores various patrol strategies, each specifying the drones’ movement patterns. The regulatory framework, potential risks, economic feasibility and methods for identifying UAVs by both the public and railway personnel have been comprehensively addressed. The scientific novelty: The integration of contemporary unmanned technologies into existing railway transport infrastructure, enabling the establishment of an effective and economically viable security system is of key importance.The proposed system can serve as a foundation for further development of UAV-based technologies for monitoring the condition of railway tracks. Results: Implementation of this system is expected to substantially enhance railway safety, reduce response times to emerging threats, improve the quality of operational oversight, and minimize the impact of the human factors on monitoring processes. Practical significance: The implementation of a security system using FPV drones in railway transport holds significant practical importance. It is particularly relevant in areas with heightened terrorist threats, in inaccessible locations, during emergencies for search and rescue operations and for evaluating the aftermath of accidents or disasters. Furthermore, it is beneficial for the real-time monitoring of track repair activities.

Безопасность на железнодорожном транспорте приграничные регионы чрезвычайные ситуации на железнодорожном транспорте терроризм FPV-дрон искусственный интеллект автоматическое принятие решений система автономной работы дрона рабочий цикл дрона многокомплектность варианты патрулирования

Safety in railway transport border regions emergencies in railway transport terrorism FPV drone artificial intelligence automatic decision-making drone autonomous operation system drone duty cycle multicomplexity patrol strategies

Зинин М. С. Безопасность пассажиров на железнодорожном транспорте / М. С. Зинин // Наука и практика в медицине: сборник материалов VI Всероссийского образовательного форума (Благовещенск, 24–26 апреля 2024 года). — Благовещенск: Амурская государственная медицинская академия, 2024. — С. 166–169.

Zinin M. S. Bezopasnost' passazhirov na zheleznodorozhnom transporte / M. S. Zinin // Nauka i praktika v medicine: sbornik materialov VI Vserossiyskogo obrazovatel'nogo foruma (Blagoveschensk, 24–26 aprelya 2024 goda). — Blagoveschensk: Amurskaya gosudarstvennaya medicinskaya akademiya, 2024. — S. 166–169.

Галицкий В. П. Криминальная проницаемость государственной границы и территории в механизме гибридной войны Запада и России. Проблемы противодействия / В. П. Галицкий, М. П. Киреев, Н. Д. Литвинов, Д. А. Родионов // Юридическая наука: история и современность. — 2023. — № 1. — С. 52–87. —

Galickiy V. P. Kriminal'naya pronicaemost' gosudarstvennoy granicy i territorii v mehanizme gibridnoy voyny Zapada i Rossii. Problemy protivodeystviya / V. P. Galickiy, M. P. Kireev, N. D. Litvinov, D. A. Rodionov // Yuridicheskaya nauka: istoriya i sovremennost'. — 2023. — № 1. — S. 52–87. —

Железнодорожный транспорт: энциклопедия / гл. ред. Н. С. Конарев. — М.: Большая российская энциклопедия, 1994. — 559 с.

Zheleznodorozhnyy transport: enciklopediya / gl. red. N. S. Konarev. — M.: Bol'shaya rossiyskaya enciklopediya, 1994. — 559 s.

Иванов А. Л. FPV-дроны / А. Л. Иванов, В. Ю. Морозов, А. А. Соловьев, Р. Ю. Сухарев // Флагман науки. — 2024. — № 10(21). — С. 256–258. — DOI: 10.37539/2949- 1991.2024.21.10.003.

Ivanov A. L. FPV-drony / A. L. Ivanov, V. Yu. Morozov, A. A. Solov'ev, R. Yu. Suharev // Flagman nauki. — 2024. — № 10(21). — S. 256–258. — DOI: 10.37539/2949- 1991.2024.21.10.003.

Несмиянова И. О. Возможности применения FPV-дронов в деятельности органов внутренних дел Российской Федерации / И. О. Несмиянова, Д. С. Гольцев // Судебная экспертиза и исследования. — 2024. — № 1. — С. 40–43.

Nesmiyanova I. O. Vozmozhnosti primeneniya FPV-dronov v deyatel'nosti organov vnutrennih del Rossiyskoy Federacii / I. O. Nesmiyanova, D. S. Gol'cev // Sudebnaya ekspertiza i issledovaniya. — 2024. — № 1. — S. 40–43.

Ивашевский М. Р. Системы видеонаблюдения на железнодорожном транспорте / М. Р. Ивашевский // Мир транспорта. — 2019. — Т. 17. — № 5(84). — С. 298– 314. — DOI 10.30932/1992-3252-2019-17-5-298-314. — EDN NSTKCT.

Ivashevskiy M. R. Sistemy videonablyudeniya na zheleznodorozhnom transporte / M. R. Ivashevskiy // Mir transporta. — 2019. — T. 17. — № 5(84). — S. 298– 314. — DOI 10.30932/1992-3252-2019-17-5-298-314. — EDN NSTKCT.

Офицеров А. И. Использование искусственного интеллекта в системах обеспечения комплексной безопасности охраняемого объекта / А. И. Офицеров, Д. А. Сафонов // Экономика. Информатика. — 2023. — Т. 50. —№ 1. — С. 203–210. — DOI: 10.52575/2687-0932-2023- 50-1-203-210.

Oficerov A. I. Ispol'zovanie iskusstvennogo intellekta v sistemah obespecheniya kompleksnoy bezopasnosti ohranyaemogo ob'ekta / A. I. Oficerov, D. A. Safonov // Ekonomika. Informatika. — 2023. — T. 50. —№ 1. — S. 203–210. — DOI: 10.52575/2687-0932-2023- 50-1-203-210.

Медведев Д. А. Особенности применения видеокамер с искусственным интеллектом / Д. А. Медведев, К. В. Трифонова // Молодежь и наука: шаг к успеху: сборник научных статей 8-й Всероссийской научной конференции перспективных разработок молодых ученых: в 4 т. (Курск, 20–21 марта 2025 года). — Курск: ЗАО Университетская книга», 2025. — С. 185–187.

Medvedev D. A. Osobennosti primeneniya videokamer s iskusstvennym intellektom / D. A. Medvedev, K. V. Trifonova // Molodezh' i nauka: shag k uspehu: sbornik nauchnyh statey 8-y Vserossiyskoy nauchnoy konferencii perspektivnyh razrabotok molodyh uchenyh: v 4 t. (Kursk, 20–21 marta 2025 goda). — Kursk: ZAO Universitetskaya kniga», 2025. — S. 185–187.

Калинкин В. С. Искусственный интеллект и стратегическое принятие решений / В. С. Калинкин, В. Б. Литовченко // Молодежь и XXI век — 2025: сборник научных статей 14-й Международной молодежной научной конференции: в 5 т. (Курск, 20–21 февраля 2025 года). — Курск: ЗАО «Университетская книга», 2025. — С. 190– 194.

Kalinkin V. S. Iskusstvennyy intellekt i strategicheskoe prinyatie resheniy / V. S. Kalinkin, V. B. Litovchenko // Molodezh' i XXI vek — 2025: sbornik nauchnyh statey 14-y Mezhdunarodnoy molodezhnoy nauchnoy konferencii: v 5 t. (Kursk, 20–21 fevralya 2025 goda). — Kursk: ZAO «Universitetskaya kniga», 2025. — S. 190– 194.

10.

Самосватов В. Д. Контроль текущего состояния железнодорожных путей и перспективы развития методов выявления дефектов / В. Д. Самосватов, Р. Х. Альмухаметов // Молодежная наука в XXI веке: традиции, инновации, векторы развития: материалы международной научно-исследовательской конференции молодых ученых, аспирантов и студентов (Оренбург, 21–22 апреля 2022 года) / Самарский государственный университет путей сообщения, Оренбургский институт путей сообщения. — Оренбург: Оренбургский институт путей сообщения — филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Самарский государственный университет путей сообщения», 2022. — С. 143–145.

Samosvatov V. D. Kontrol' tekuschego sostoyaniya zheleznodorozhnyh putey i perspektivy razvitiya metodov vyyavleniya defektov / V. D. Samosvatov, R. H. Al'muhametov // Molodezhnaya nauka v XXI veke: tradicii, innovacii, vektory razvitiya: materialy mezhdunarodnoy nauchno-issledovatel'skoy konferencii molodyh uchenyh, aspirantov i studentov (Orenburg, 21–22 aprelya 2022 goda) / Samarskiy gosudarstvennyy universitet putey soobscheniya, Orenburgskiy institut putey soobscheniya. — Orenburg: Orenburgskiy institut putey soobscheniya — filial federal'nogo gosudarstvennogo byudzhetnogo obrazovatel'nogo uchrezhdeniya vysshego obrazovaniya «Samarskiy gosudarstvennyy universitet putey soobscheniya», 2022. — S. 143–145.