Цифровые двойники: новые технологии для управления на железной дороге

Современная железнодорожная инфраструктура требует эффективного управления и оптимизации процессов для повышения производительности, и снижения затрат. Объем цифровизации железных дорог непрерывно увеличивается, обеспечивая рост эффективности перевозок.

Одним из инновационных решений, которые активно внедряются в этой сфере, является технология цифровых двойников. В этой статье мы разберем, что такое цифровые двойники, рассмотрим их применение на железнодорожных сортировочных станциях и преимущества, которые они предоставляют.

Что такое цифровой двойник

Цифровой двойник — это виртуальная модель физического объекта, процесса или системы, которая позволяет в реальном времени отслеживать, анализировать, а также управлять их состоянием с использованием различных датчиков и технологий сбора данных. В контексте железнодорожных сортировочных станций цифровой двойник может представлять собой виртуальную модель всего комплекса, включая:

• Подвижной состав
• Системы управления движением
• Инфраструктуру станции
• Ремонтно-обслуживающее оборудование

Применение цифровых двойников на сортировочных станциях

1. Моделирование процессов 

Цифровые двойники позволяют моделировать процессы сортировки вагонов на станции, что дает возможность:

• Анализировать схемы и стратегии сортировки и их оптимизацию на основе экспериментов с моделями, вместо экспериментов с реальным подвижным составом
• Прогнозировать возможные задержки
• Оптимизировать график сортировки
• Выявлять узкие места в процессе

2. Мониторинг состояния оборудования

Использование цифровых двойников дает возможность в режиме реального времени отслеживать состояние:

• Автоматизированного и ремонтно-обслуживающего оборудования
• Локомотивов и вагонов
• Сигнальных и блокировочных устройств
• Рельсов и других инфраструктурных элементов

3. Моделирование и анализ данных

Главная задача цифровых двойников — моделирование, на основе которого с привлечением собираемых данных, можно визуализировать рабочие процессы. Это облегчает аналитику, а также позволяет проводить эксперименты и тем самым оптимизировать рабочие процессы (без необходимости экспериментировать на настоящих поездах и оборудовании). Цифровые двойники анализируют данные, что помогает сотрудникам принимать обоснованные решения на основе реальной информации в сфере:

• Оптимизации маршрутов и расписаний
• Превентивного обслуживания для повышения надежности
• Улучшения планирования технического обслуживания

Преимущества использования цифровых двойников

1. Оптимизация

С помощью данного цифрового инструмента можно решать задачи оптимизации, для которых нет очевидных аналитических решений, а нужны эксперименты. Виртуальные модели позволяют сократить время обработки и сортировки грузов, оптимизировать процессы (например, назначать наиболее подходящих работников на производимые работы) и т.д.

2. Снижение эксплуатационных расходов

Системы мониторинга, интегрированные в цифровые двойники, помогают выявлять и устранять проблемы на ранних стадиях, что способствует снижению затрат на ремонт и обслуживание. На основе информации о протекании технологических процессов можно, в том числе, просчитывать экономическую эффективность их модернизации.

3. Улучшение безопасности

С помощью цифровых двойников можно проводить моделирование аварийных ситуаций и проводить тренинги для персонала, что в свою очередь значительно повышает уровень безопасности на станции.

Примеры

Компания создала информационную систему «цифровой двойник» сортировочной железнодорожной станции с возможностью моделирования и прогнозирования, которая в данный момент активно используется на федеральном уровне.

За счет внедрения системы компания-заказчик более гибко реагирует на любые изменения в работе, существенно улучшила качество обслуживания и быстрее справляется с возрастающими требованиями логистического рынка.

Система реализует:

• Сбор телеметрии с датчиков прохождения и измерения параметров железнодорожных составов.
• Возможность задания расписания прибытия и отправлений.
• Табло диспетчера.
• Возможность ручного назначения отправления составов, их подвязку к ниткам расписания.
• Моделирование и расчет дальнейшего оптимального расписания сортировки и отправления составов. Система предлагает рассчитанные данные диспетчеру, но не навязывает выбор, рассчитанный автоматически.
• Контроль в периметре сортировочной станции:
• Отслеживание перемещений сотрудников и выполняемой ими работы с помощью мобильного автоматизированного рабочего места.
• Экспертные рекомендации с элементами искусственного интеллекта для предложения назначения более подходящих работников на производимые работы.

Технология создания цифровых двойников на железнодорожных сортировочных станциях представляет собой мощный инструмент для повышения эффективности и безопасности работы. Интеграция этих технологий открывает новые горизонты для управления процессами, анализа данных и оптимизации операций, что в конечном итоге приносит значительные выгоды как операторам, так и пользователям транспортных услуг.