<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">vestnikvniizht</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Вестник Научно-исследовательского института железнодорожного транспорта (ВЕСТНИК ВНИИЖТ)</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>RUSSIAN RAILWAY SCIENCE JOURNAL</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">2223-9731</issn><issn pub-type="epub">2713-2560</issn><publisher><publisher-name>Joint Stock Company "Railway Research Institute"</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.21780/2223-9731-2021-80-5-251-259</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">vestnikvniizht-531</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>Другое</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>Miscellaneous</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Перспективные подходы к прогнозному моделированию деградационных процессов элементов верхнего строения пути и их применение при создании цифровых двойников</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Prospective approaches to predictive modeling of degradation processes of track superstructure elements and its application in creating digital twins</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Суслов</surname><given-names>О. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Syslov</surname><given-names>O. A.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Суслов Олег Александрович, д-р техн. наук, технический эксперт</p><p>Санкт-Петербург, 196128</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Oleg A. Syslov, Dr. Sci. (Eng.), Technical Expert</p><p>St. Petersburg, 196128</p></bio><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Федорова</surname><given-names>В. И.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Fedorova</surname><given-names>V. I.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Федорова Вероника Игоревна, канд. техн. наук, начальник отдела</p><p>Санкт-Петербург, 196128</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Veronika I. Fedorova, Cand. Sci. (Eng.), Head of the Department</p><p>St. Petersburg, 196128</p></bio><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Научный информационно-аналитический центр акционерного общества «Научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта» (НИАЦ АО «ВНИИЖТ»)</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Scientific Information and Analytical Center of the Joint Stock Company Railway Research Institute (NIAC JSC “VNIIZHT”)</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2021</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>25</day><month>10</month><year>2021</year></pub-date><volume>80</volume><issue>5</issue><fpage>251</fpage><lpage>259</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Суслов О.А., Федорова В.И., 2021</copyright-statement><copyright-year>2021</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Суслов О.А., Федорова В.И.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Syslov O.A., Fedorova V.I.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://www.journal-vniizht.ru/jour/article/view/531">https://www.journal-vniizht.ru/jour/article/view/531</self-uri><abstract><p>Использование объема информации, поступающей с различных систем, предназначенных для управления перевозочным процессом и планирования его работы, с учетом современных экономических требований и ресурсных ограничений невозможно без применения цифровых технологий. Цифровые двойники в настоящее время являются наиболее перспективным инструментом для решения задач управления технически насыщенными многоуровневыми активами, к которым относится железнодорожный транспорт. Путевое хозяйство — один из наиболее дорогих активов, и вопросы организации управления техническим обслуживанием железнодорожного пути стоят очень остро, поскольку напрямую связаны с безопасностью движения поездов, поэтому разработка цифрового двойника железнодорожного пути является приоритетной задачей для путейской науки. Цифровой двойник железнодорожного пути должен содержать в себе элементы технологии BigData в виде массивов диагностических данных, поступающих в режиме онлайн с мобильных и стационарных средств диагностики, массив паспортных данных об устройстве пути, а также набор моделей, способных эти данные преобразовать в матрицы «состояние — действие», пригодные для принятия организационно-технических решений по управлению путевым комплексом, начиная от уровня линейных предприятий и заканчивая сетевыми задачами. В статье представлены модели, которые могут быть приняты в качестве фундамента для построения цифровых двойников железнодорожного пути. Также приведены результаты верификации и апробации предложенных моделей в программном комплексе «Нейроэксперт-Путь».</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>It’s impossible to use digital technologies without using the amount of information coming from various systems designed to manage the transportation process and plan its work, taking into account modern economic requirements and resource constraints. Digital twins are currently the most promising tool for solving the problems of managing technically rich multi-level assets, which include railway transport. The track facilities are one of the most expensive assets, and the issues of organizing the management of the maintenance of the railway track are very acute, since they are directly related to the safety of train traffic, therefore, the development of a digital twin of the railway track is a priority task for track science. A digital twin of a railway track should contain elements of BigData technology in the form of arrays of diagnostic data coming online from mobile and stationary diagnostic tools, an array of passport data about the track device, as well as a set of models that can convert this data into matrices “state — action”, suitable for making organizational and technical decisions on the management of the track complex, starting from the level of linear enterprises and ending with network tasks. The article presents models that can be taken as a foundation for building digital twins of a railway track. The results of verification and approbation of the proposed models in the “Neyroekspert-Put’” software package are also presented.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>цифровой двойник</kwd><kwd>железнодорожный путь</kwd><kwd>верхнее строение пути</kwd><kwd>прогнозирование деградации железнодорожного пути</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>digital twin</kwd><kwd>railway track</kwd><kwd>track superstructure</kwd><kwd>railway track degradation forecasting</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Гулый И. М. Подход к экономической оценке инвестиционных проектов развития железнодорожной инфраструктуры // Транспорт Российской Федерации. 2021. № 1 – 2 (92 – 93). С. 12 – 14.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Gulyy I. M. Podkhod k ekonomicheskoy otsenke investitsionnykh proektov razvitiya zheleznodorozhnoy infrastruktury [Approach to the economic assessment of investment projects for the development of railway infrastructure]. Transport of the Russian Federation, 2021, no. 1 – 2 (92 – 93), pp. 12 – 14.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Розенберг И. Н., Шабельников А. Н., Оль г ейз ер И. А. Разработка платформы цифровых двойников инфраструктурных объектов // Железнодорожный транспорт. 2019. № 9. С. 26 – 29.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Rozenberg I. N., Shabel'nikov A. N., Ol'geyzer I. A. Razrabotka platformy tsifrovykh dvoynikov infrastrukturnykh ob"ektov [Development of a platform for digital twins of infrastructure facilities]. Zheleznodorozhnyy transport, 2019, no. 9, pp. 26 – 29.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Цифровая железная дорога — ERTMS, BIM, GIS, PLM и цифровые двойники / В. П. Куприяновский [и др.] // Современные информационные технологии и ИТ-образование. 2017. Т. 13. № 3. С. 129 – 166.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kupriyanovskiy V. P., Alen'kov V. V., Klimov A. A., Sokolov I. A., Zazhigalkin A. V. Tsifrovaya zheleznaya doroga — ERTMS, BIM, GIS, PLM i tsifrovye dvoyniki [Digital railway — ERTMS, BIM, GIS, PLM and digital twins]. Modern Information Technologies and IT-education, 2017, Vol. 13, no. 3, pp. 129 – 166.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Шевченко Д. В. Методология построения цифровых двойников на железнодорожном транспорте // Вестник научно-исследовательского института железнодорожного транспорта (Вестник ВНИИЖТ). 2021. Т. 80. № 2. С. 91 – 99. DOI: https://dx.doi.org/10.21780/2223-9731-2021-80-2-91-99.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Shevchenko D. V. Metodologiya postroeniya tsifrovykh dvoynikov na zheleznodorozhnom transporte [Methodology for constructing digital twins in railway transport]. VNIIZHT Scientific Journal, 2021, Vol. 80, no. 2, pp. 91 – 99. DOI: https://dx.doi.org/10.21780/2223-9731-2021-80-2-91-99.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ког ан А. Я., Абдурашитов А. Ю. Прогнозирование отказов рельсов по дефектам контактно-усталостного происхождения // Вестник научно-исследовательского института железнодорожного транспорта (Вестник ВНИИЖТ). 2014. № 4. С. 3 – 7.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kogan A. Ya., Abdurashitov A.Yu. Prognozirovanie otkazov rel'sov po defektam kontaktno-ustalostnogo proiskhozhdeniya [Prediction of rail failures based on defects of contact-fatigue origin]. Vestnik VNIIZhT [Vestnik of the Railway Research Institute], 2014, no. 4, pp. 3 – 7.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Карпущенко Н. И. Надежность связей рельсов с основанием. М.: Транспорт, 1986. 150 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Karpushchenko N. I. Nadezhnost' svyazey rel'sov s osnovaniem [Reliability of connections between rails and base]. Moscow, Transport Publ., 1986, 150 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Повышение надежности и эффективности работы железнодорожного пути в условиях роста осевых нагрузок подвижного состава: межвуз. сб. науч. тр. / Новосибирский ин-т инженеров ж.-д. транспорта; под ред. Н. И. Карпущенко. Новосибирск: НИИЖТ, 1989. 80 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Karpushchenko N. I. Povyshenie nadezhnosti i effektivnosti raboty zheleznodorozhnogo puti v usloviyakh rosta osevykh nagruzok podvizhnogo sostava. Mezhvuz. sb. nauch. tr. [Improving the reliability and efficiency of the railway track in conditions of increasing axle loads of rolling stock. Interuniversity collection of scientific papers]. Novosibirsk, NIIZhT Publ., 1989, 80 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Лысюк В. С., Каменский В. Б., Башка това Л. В. Надежность железнодорожного пути / под ред. В. С. Лысюка. М.: Транспорт, 2001. 286 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Lysyuk V. S., Kamenskiy V. B., Bashkatova L. V. Nadezhnost' zheleznodorozhnogo puti [Reliability of the railway track]. Moscow, Transport Publ., 2001, 286 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Методика оценки воздействия подвижного состава на путь по условиям обеспечения надежности [Электронный ресурс]: утв. распоряжением ОАО «РЖД» от 22 декабря 2017 г. № 2706/р. URL: http://www.consultant.ru/cons/cgi/online.cgi?req=doc&amp;base=EXP&amp;n=713998#IO4D9lSTIWx6Fon4 (дата обращения: 15.08.2021 г.).</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Methodology for assessing the impact of rolling stock on the track under the conditions of ensuring reliability. Approved by order of JSC Russian Railways dated December 22, 2017 No. 2706/r. URL: http://www.consultant.ru/cons/cgi/online.cgi?req=doc&amp;base=EXP&amp;n=713998#IO4D9lSTIWx6Fon4 (retrieved on 15.08.2021) (in Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Вериго М. Ф., Ког ан А. Я. Взаимодействие пути и подвижного состава. М.: Транспорт, 1986. 560 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Verigo M. F., Kogan A. Ya. Vzaimodeystvie puti i podvizhnogo sostava [Interaction of track and rolling stock]. Moscow, Transport Publ., 1986. 560 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ромен Ю. С. Динамика железнодорожного экипажа в рельсовой колее. Методы расчета и испытаний. М.: ВМГ-Принт, 2014. 210 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Romen Yu. S. Dinamika zheleznodorozhnogo ekipazha v rel'sovoy kolee. Metody rascheta i ispytaniy [Dynamics of a railway carriage in a rail track. Calculation and test methods]. Moscow, VMG-Print Publ., 2014, 210 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ададуров А. С., Тюпин С. В., Лапин А. М. Техническая диагностика колесных пар: современные методы и средства выявления дефектов // Вестник Института проблем естественных монополий: Техника железных дорог. 2013. № 4 (24). С. 32 – 35.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Adadurov A. S., Tyupin S. V., Lapin A. M. Tekhnicheskaya diagnostika kolesnykh par: sovremennye metody i sredstva vyyavleniya defektov [Technical diagnostics of wheelsets: modern methods and means of detecting defects]. Vestnik Instituta problem estestvennykh monopoliy: Tekhnika zheleznykh dorog, 2013, no. 4 (24), pp. 32 – 35.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Сивицкий Д. А. Анализ опыта и перспектив применения искусственных нейронных сетей на железнодорожном транспорте // Вестник Сибирского государственного университета путей сообщения (Вестник СГУПС). 2021. № 2 (57). С. 33 – 41. DOI: 10.52170/1815-9265_2021_57_33.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Sivitskiy D. A. Analiz opyta i perspektiv primeneniya iskusstvennykh neyronnykh setey na zheleznodorozhnom transporte [Analysis of the experience and prospects of using artificial neural networks in railway transport]. The Siberian Transport University Bulletin, 2021, no. 2 (57), pp. 33 – 41. DOI: 10.52170/1815-9265_2021_57_33.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Программный комплекс «взаимодействие экипажа и пути 2.0»: св-во о гос. регистрации программы для ЭВМ 2020618358 Рос. Федерация / М. А. Хлудеев [и др.]; заявитель АО «ВНИИЖТ». № 2020617354; заявл. 15.07.2020; опубл. 24.07.2020.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Khludeev M. A., Vasil'yev S. L., Gonik M. M., Mikhaylov S. V., Khomyakov S. V., Yaroshchuk D. I., Kogan A. Ya. Programmnyy kompleks “vzaimodeystvie ekipazha i puti 2.0” [Software complex “Carriage and track interaction 2.0”]. Sv-vo o gos. registratsii programmy dlya EVM No. 2020618358 Ros. Federatsiya; opubl.24.07.2020 [Certificate of state registration of the computer program No. 2020618358 Russian Federation; publ. 24.07.2020] (in Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Языков В. Н. Численное моделирование динамики поезда в режиме реального времени // Вестник Брянского государственного технического университета (Вестник БГТУ). 2015. № 2 (46). С. 123.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Yazykov V. N. Chislennoe modelirovanie dinamiki poezda v rezhime real'nogo vremeni [Numerical simulation of train dynamics in real time]. Vestnik Bryanskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta, 2015, no. 2 (46), p. 123.</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
