кандидат технических наук;
candidate of technical sciences;
кандидат технических наук;
candidate of technical sciences;
Представлен углубленный системный анализ архитектурных подходов к построению и внедрению цифровых двойников на железнодорожном транспорте, что является ключевым этапом цифровой трансформации отрасли. Цель: систематизация архитектурных подходов к созданию цифровых двойников, анализ ключевых технологических решений и выработка рекомендаций по их интеграции в единую цифровую экосистему управления инфраструктурой и подвижным составом. Методы: проведено сравнительное исследование ведущих мировых платформ (Siemens Railigent X, Bentley iTwin, Dassault 3DEXPERIENCE) и отечественных разработок, в ходе которого выявлены ограничения существующих решений в части адаптации к специфике железнодорожной автоматики и телемеханики. Результаты: в отличие от традиционных фрагментарных информационных систем предложена концепция «единого источника правды», базирующаяся на бесшовной интеграции технологий BIM, PLM и SCADA, что позволяет обеспечить сквозное управление жизненным циклом транспортных активов. Научная новизна исследования заключается в разработке и детализации пятиуровневой иерархической модели цифрового двойника, которая объединяет уровень физических объектов и датчиков, каналы передачи данных, платформу хранения и цифровых моделей, аналитический слой и интерфейсы визуализации. Практическая значимость: обусловлена описанием механизмов перехода от планово-предупредительного ремонта к предиктивному и риск-ориентированному управлению. Показано, что внедрение предложенной архитектуры позволяет прогнозировать критические неисправности (например, дефекты буксовых узлов) за несколько месяцев до их возникновения и проводить имитационное моделирование различных эксплуатационных сценариев. Результаты исследования могут быть использованы при проектировании интеллектуальных систем управления инфраструктурой и подвижным составом для повышения безопасности и экономической эффективности перевозочного процесса.
An in-depth system analysis of architectural approaches to the construction and implementation of digital twins in railway transport is presented, which is a key stage in the digital transformation of the industry. Purpose: to systematize architectural approaches to the creation of digital twins, analyze key technological solutions and develop recommendations for their integration into a single digital ecosystem of infrastructure and rolling stock management. Methods: a comparative study of the world’s leading platforms (Siemens Railigent X, Bentley iTwin, Dassault 3DEXPERIENCE) and domestic developments was conducted, which revealed the limitations of existing solutions in terms of adaptation to the specifics of railway automation and telemechanics. Results: unlike traditional fragmented information systems, the concept of a “single source of truth” is proposed, based on the seamless integration of BIM, PLM and SCADA technologies, which allows for end-to-end lifecycle management of transport assets. The scientific novelty of the research lies in the development and detailing of a five-level hierarchical model of the digital twin, which combines the level of physical objects and sensors, data transmission channels, a storage platform and digital models, an analytical layer and visualization interfaces. Practical significance: due to the description of the mechanisms of transition from planned preventive maintenance to predictive and risk-oriented management. It is shown that the implementation of the proposed architecture makes it possible to predict critical malfunctions (for example, defects in axle boxes) several months before their occurrence and to conduct simulation of various operational scenarios. The research results can be used in the design of intelligent infrastructure and rolling stock management systems to improve the safety and economic efficiency of the transportation process.