В Институте транспортной техники и систем управления Российского университета транспорта (ИТТСУ РУТ) проводится большая работа по разработке цифровых двойников. Наиболее перспективные направления для развития этой технологии связаны с применением искусственного интеллекта и с гибридным моделированием.
Цифровые двойники становятся одним из важнейших инструментов для современных исследований. Они применяются для разработки и проверки различных научных теорий. На сопоставлении результатов реальной эксплуатации и моделирования вырабатываются фундаментальные решения, обеспечивавшие качество и надёжность железнодорожных узлов и систем.«В ИТТСУ используются цифровые двойники различных компонентов и узлов системы тягового электроснабжения, электроподвижного состава, вагонов, систем автоматики и телемеханики, роботизированных комплексов для железнодорожного транспорта, организационных и управленческих структур транспортных компаний и многих других объектов», – перечисляет первый заместитель директора института – начальник учебного отдела ИТТСУ Виктор Гречишников.
Как отмечает коллектив института, их разработки применяются во всех сферах электрифицированного железнодорожного транспорта. К примеру, есть цифровые двойники линий Московского метрополитена, дистанций электроснабжения ОАО «РЖД», а также городских трамвайных линий.
Разработаны также и цифровые двойники каналов передачи информации, линий связи и других элементов систем автоматики и телемеханики. «Кроме того, созданы цифровые двойники рам тележек подвижного состава, электрических двигателей, вагонов и кабин машинистов локомотивов», – добавляет Виктор Гречишников.
На основе цифровых двойников проверяется поведение устройств, систем и их узлов во всём многообразии сценариев и реальных ситуаций. Это позволяет обнаружить проблему или уязвимость до того, как начнётся производство или эксплуатация. Своевременное отслеживание всех возможных сбоев в работе не только снижает финансовые риски, но и связанные с обеспечением безопасности жизни и здоровья людей. Более того, всё это открывает возможности для построения долгосрочных прогнозов и планов по развитию того или иного продукта.
Особое внимание сейчас уделяется вопросам развития технологии цифровых двойников. Так, одно из перспективных направлений связано с их применением на основе систем искусственного интеллекта. Речь идёт об автоматическом обучении цифрового двойника, которое позволит ему самостоятельно корректировать исходные данные, параметры и алгоритмы работы. В ИТТСУ в данном направлении развиваются проекты цифровых подстанций, микропроцессорных защит электротехнического оборудования, роботизированных комплексов, систем диагностики и безопасности эксплуатации оборудования подвижного состава.
Другое перспективное направление связано с методикой создания гибридных моделей, когда одновременно, в режиме реального времени, работает настоящий объект и цифровой двойник. «Такая технология называется Hardware-in-the-Loop. Это позволяет провести тестирование реально разработанного физического устройства в виртуальной среде цифрового двойника. Причём испытуемое устройство будет «думать», что находится в настоящих условиях эксплуатации, – рассказывает Виктор Гречишников. – Автоматизированные тесты, которые будут выполняться на цифровом двойнике, позволят смоделировать различные режимы работы оборудования. По окончании испытаний будут оцениваться правильность и своевременность реакций устройства».
Применение гибридных моделей станет полноценной проверкой устройств. Такое тестирование не потребует много времени и средств, а ошибки во внутренней логике устройства не смогут привести к аварии и повреждению реального дорогостоящего объекта или системы.
Ещё больше интересных новостей в нашем телеграм-канале.
Все наши публикации читайте на канале «Гудка» в «Яндекс Дзене».
