Цифровые двойники: новый взгляд на управление и оптимизацию 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
Наша 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 расчёт 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.