Команда исследователей Сибирского государственного университета путей сообщения разработала цифрового двойника для железнодорожного моста, сданного в эксплуатацию в 2020 году. Конкретное название моста не уточняется, но известно, что он заменил собой конструкцию, которую построили в 1930-х годах.
Этот современный мост оборудован системой мониторинга, способной фиксировать параметры, такие как частота колебаний опор, угол их наклона, деформация элементов, температурные показатели и нагрузка на ось подвижного состава. Тем не менее, все эти показания разрознены.
Разработчиками были учтены все особенности конструкции моста. Для отслеживания её работоспособности не нужна объёмная модель, ключевым моментом является оптимизация детализации и наполненность анализируемых показателей необходимыми сведениями. Поскольку цифровая модель разрабатывалась не для всего моста целиком, а для его определенных параметров, это позволило уменьшить вычислительную нагрузку и время, затрачиваемое на подготовку.
Кроме того, в наличии у проектировщиков имелся список параметров с установленными предельными значениями, определяющими возможность безопасной эксплуатации моста.
Специалисты разработали алгоритм автоматизированного анализа для этих параметров и задали допустимые колебания данных. На основе этих составляющих была сформирована цифровая модель, которая легла в основу цифрового двойника. Исследователи полагают, что аналогичная методика применима и при создании цифровых моделей других инфраструктурных объектов железнодорожного транспорта.
Разработка цифровых моделей инфраструктурных объектов – это дальнейшее продвижение в направлении цифровой трансформации всей железнодорожной системы. Исследования показали, что появляющиеся виртуальные двойники формируют цифровую основу для систем мониторинга, которыми уже в настоящее время оборудуются инженерные конструкции.
«Для полной реализации потенциала цифрового двойника любого мостового сооружения требуется тесная кооперация системы мониторинга с цифровой моделью, внедрение алгоритмов машинного обучения и нейросетей для анализа долгосрочных тенденций и прогнозирования оценки технического состояния. Также необходимо расширение нормативной базы, регулирующей использование цифровых двойников в транспортной отрасли», — приводит слова авторов исследования портал РЖД Цифровой.
Виртуальные двойники способны аккумулировать информацию о текущем состоянии объектов, регистрируя динамику параметров, поступающих как от датчиков, так и в процессе обследований. Располагая полным объемом этих данных, можно не только предотвращать аварийные ситуации, но и, опираясь на собранную информацию, разрабатывать план ремонтных работ, сосредотачивая внимание на системах и устройствах, подверженных наибольшему риску.