Геоинформационная система для прогнозирования рисков воздействия космической погоды на технологические объекты железнодорожной инфраструктуры

Геоинформационные системы
УДК: 
004.95
DOI: 
10.22389/0016-7126-2026-1035-9-28-39
1 Воробьев А.В.
2 Соловьев А.А.
Год: 
2026
№: 
9
1035
Страницы: 
28-39

Российский университет транспорта

1, 

Геофизический центр РАН

2, 
Аннотация:
Разработана геоинформационная система проактивного прогнозирования рисков воздействия космической погоды на технологические объекты железнодорожной инфраструктуры. Локализация аврорального овала используется как прокси для выделения зон максимальной геомагнитной опасности и генерации геомагнитно-индуцированных токов. Архитектура геоинформационной системы реализует обработку потоковых данных о параметрах солнечного ветра и межпланетного магнитного поля. Время между моментами прохождения солнечным ветром первой точки Лагранжа и предоставления результата пространственного моделирования не превышает 15 мин. Пространственное разрешение составляет 0,25° × 0,25°. Верификация системы, по данным фоторегистраторов небосвода, показала общую точность прогноза 77 % при ошибке I рода 14 %. Установлено, что при экстремальной геомагнитной угрозе (Kp = 9) зона риска охватывает участки вплоть до Юго-Восточной и Южно-Уральской железных дорог, а экстраполяция полученных данных и модельные оценки указывают, что частота возникновения подобных событий может достигать трех-четырех за 11-летний солнечный цикл. Практическая значимость подтверждена действующим прототипом и возможностью масштабирования системы на иные протяженные объекты критической инфраструктуры
Работа выполнена в рамках темы ГЗ Российского университета транспорта № 103-00001-26-00 от 15 января 2026 г. Задействованы данные и сервисы центра коллективного пользования «Аналитический центр геомагнитных данных» ГЦ РАН (https://clck.ru/3WHsXV)

Список литературы: 
1.   Воробьев А. В., Соловьев А. А., Пилипенко В. А., Воробьева Г. Р. Интерактивная компьютерная модель для прогноза и анализа полярных сияний // Солнечно-земная физика. – 2022. – Т. 8. – № 2. – С. 93–100. DOI: 10.12737/szf-82202213.
2.   Гвишиани А. Д., Розенберг И. Н., Соловьёв А. А. Геофизические процессы в Арктике и системный анализ их воздействия на функционирование и развитие транспортной инфраструктуры // Мир транспорта. – 2023. – Т. 21. – № 3 (106). – С. 6–34. DOI: 10.30932/1992-3252-2023-21-3-1.
3.   Захаров В. И., Чернышов А. А., Милох В., Джин Я. Влияние ионосферы на параметры навигационных сигналов GPS во время геомагнитной суббури // Геомагнетизм и аэрономия. – 2020. – Т. 60. – № 6. – С. 769–782. DOI: 10.31857/s0016794020060152.
4.   Касинский В. В., Птицына Н. Г., Ляхов Н. Н., Тясто М. И., Виллорези Д., Юччи Н. Влияние геомагнитных возмущений на работу железнодорожной автоматики и телемеханики // Геомагнетизм и аэрономия. – 2007. – Т. 47. – № 5. – С. 714–718.
5.   Пилипенко В. А., Черников А. А., Соловьев А. А., Ягова Н. В., Сахаров Я. А., Кудин Д. В., Костарев Д. В., Козырева О. В., Воробьев А. В., Белов А. В. Влияние космической погоды на надежность функционирования транспортных систем на высоких широтах // Russian Journal of Earth Sciences. – 2023. – № 23 (2), ES2002. DOI: 10.2205/2023ES000824.
6.   Полозов Ю. А., Мандрикова О. В. Анализ вариаций геомагнитного поля по результатам интерактивной системы «АВРОРА» // Вестник КРАУНЦ. Физико-математические науки. – 2024. – Т. 49. – № 4. – С. 112–124.
7.   Розенберг И. Н., Гвишиани А. Д., Соловьев А. А., Воронин В. А., Пилипенко В. А. Влияние космической погоды на надежность функционирования железнодорожного транспорта в арктической зоне России // Железнодорожный транспорт. – 2021. – № 12. – С. 48–54.
8.   Сахаров Я. А., Кудряшова Н. В., Данилин А. Н., Кокин С. М., Шабалин А. Н., Пирьола Р. Влияние геомагнитных возмущений на работу железнодорожной автоматики // Вестник МИИТ. – 2009. – Т. 21. – С. 107–111.
9.   Afraimovich E. L., Astafyeva E. I., Demyanov V. V., Gamayunov I. F. (2009) Mid-latitude amplitude scintillation of GPS signals and GPS performance slips // Advances in Space Research. 43, pp. 964–972. DOI: 10.1016/j.asr.2008.09.015.
10.   Aiken P., Thebault ≈., Beggan C. D. et al. (2021) International Geomagnetic Reference Field: the thirteenth generation // Earth Planets Space . 73 (49), DOI: 10.1186/s40623-020-01288-x.
11.   Boteler D. H. (2021) Modeling geomagnetic interference on railway signaling track circuits // Space Weather. 19, 1, DOI: 10.1029/2020SW002609.
12.   Liu L., Ge X., Zong W., Zhou Y., Liu M. (2016) Analysis of the monitoring data of geomagnetic storm interference in the electrification system of a high-speed railway // Space Weather. 14, 10, pp. 754–763. DOI: 10.1002/2016SW001411.
13.   Liu Z., Yan T. (2021) Comparison of spatial interpolation methods based on ArcGIS // Journal of Physics: Conference Series. 1961 (1), 012050, DOI: 10.1088/1742-6596/1961/1/012050.
14.   Love J. J., Hayakawa H., Cliver E. W. (2019) Intensity and impact of the New York railroad superstorm of May 1921 // Space Weather. 17, 8, pp. 1281–1292. DOI: 10.1029/2019SW002250.
15.   Mandrikova O. V., Polozov Y. A. (2026) An Automated Method of Estimating the State of the Ionosphere Based on Ionosonde Data in the Aurora Interactive System // Atmos Ocean Opt. 39, pp. 371–377. DOI: 10.1134/S1024856026700168.
16.   Mavromichalaki H., Papailiou M.-C., Livada M. et al. (2024) Unusual Forbush Decreases and Geomagnetic Storms on 24 March, 2024 and 11 May // Atmosphere. 15 (9), 1033, DOI: 10.3390/atmos15091033.
17.   Newell P. T., Liou K., Zhang Y., Sotirelis T., Paxton L. J., Mitchell E. J. (2014) OVATION Prime-2013: Extension of auroral precipitation model to higher disturbance levels // Space Weather. 12, 6, pp. 368–379. DOI: 10.1002/2014SW001056.
18.   Newell P. T., Sotirelis T., Wing S. (2009) Diffuse, monoenergetic, and broadband aurora: The global precipitation budget // Journal of Geophysical Research: Space Physics. 114, A09207, DOI: 10.1029/2009JA014326.
19.   Niska S., Schunnesson H., Kumar U. (2011) Measurements and analysis of electromagnetic interference in a railway signal box – a case study // International Journal of Reliability, Quality and Safety Engineering. 18, 3, pp. 285–303. DOI: 10.1142/S0218539311004147.
20.   Podladchikova T., Petrukovich A., Yermolaev Y. (2018) Geomagnetic storm forecasting service StormFocus: 5 years online // Journal of Space Weather and Space Climate. 8, A22, DOI: 10.1051/swsc/2018017.
21.   Ptitsyna N. G., Kasinskii V. V., Villoresi G., Lyahov N. N., Dorman L. I., Iucci N. (2008) Geomagnetic effects on mid-latitude railways: A statistical study of anomalies in the operation of signaling and train control equipment on the East-Siberian Railway // Advances in Space Research. 42, 9, pp. 1510–1514. DOI: 10.1016/j.asr.2007.10.015.
22.   Ptitsyna N. G., Tyasto M. I., Kassinskii V. V., Lyakhov N. N., Villoresi G. (2007) Do natural magnetic fields disturb railway telemetry? 7th International Symposium on Electromagnetic Compatibility and Electromagnetic Ecology. IEEE Xplore pp. 288–290. DOI: 10.1109/EMCECO.2007.4371713.
23.   Sakharov Y. A., Kudryashova N. V., Danilin A. N., Ostafiychuk R. M., Saranskiy S. N. (2009) Geomagnetic disturbances and railway automatic failures. Proc. 8th International Symposium on Electromagnetic Compatibility and Electromagnetic Ecology. IEEE pp. 235–236.
24.   Vorobev A. V., Pilipenko V. A., Krasnoperov R. I., Vorobeva G. R., Lorentzen D. A. (2020) Short-term forecast of the auroral oval position on the basis of the virtual globe technology // Russian journal of Earth sciences. 20, ES6001, DOI: 10.2205/2020ES000721.
25.   Vorobev A. V., Soloviev A. A., Pilipenko V. A., Vorobeva G. R. (2023) Internet Application for Interactive Visualization of Geophysical and Space Data: Approach, Architecture, Technologies // Journal of the Earth and Space Physics. 48 (4), pp. 151–160. DOI: 10.22059/jesphys.2023.350281.1007467.
26.   Vorobev A. V., Soloviev A. A., Pilipenko V. A., Vorobeva G. R., Sakharov Ya. A. (2022) An approach to diagnostics of geomagnetically induced currents based on ground magnetometers data // Applied Sciences. 12 (3):1–9, DOI: 10.3390/app12031522.
27.   Wik M., Pirjola R., Lundstedt H., Viljanen A., Wintoft P., Pulkkinen A. (2009) Space weather events in July 1982 and October 2003 and the effects of geomagnetically induced currents on Swedish technical systems // Annales Geophysicae. 27, 4, pp. 1775–1787. DOI: 10.5194/angeo-27-1775-2009.
Образец цитирования:
Воробьев А.В., 
Соловьев А.А., 
Геоинформационная система для прогнозирования рисков воздействия космической погоды на технологические объекты железнодорожной инфраструктуры // Геодезия и картография. – 2026. – № 9. – С. 28-39. DOI: 10.22389/0016-7126-2026-1035-9-28-39
СТАТЬЯ
Поступила в редакцию: 03.06.2026
Принята к публикации: 30.09.2026
Опубликована: 25.10.2026

Содержание номера

2026 сентябрь DOI:
10.22389/0016-7126-2026-1035-9