Цифровой двойник на рельсах
Учёные из Иркутска создали «умное» решение для грузовых поездов – цифровой двойник тормозной системы, способный в реальном времени предсказывать неполадки и помогать машинисту.
Как работает «умный тормоз»
В ИрГУПС разработали программно-аппаратное решение, которое превращает бортовой компьютер локомотива в центр предиктивной диагностики. Система включает три взаимосвязанных модуля. Первый из них – цифровой двойник – представляет собой виртуальную модель реальной тормозной системы. В неё через электронные датчики непрерывно поступают данные о текущем состоянии механизмов. Второй модуль, именуемый «советником машиниста», анализирует полученную информацию и строит сценарии движения, заранее прогнозируя, как поезд будет тормозить в тех или иных условиях. Третий компонент – модуль диагностики – отвечает за выявление отклонений: он фиксирует потерю эффективности тормозов, самопроизвольные срабатывания и иные неисправности.
Ключевое преимущество системы заключается в скорости моделирования. Виртуальная модель обрабатывает данные быстрее, чем происходят реальные процессы. Благодаря этому удаётся замечать тревожные сигналы до того, как они перерастут в аварийную ситуацию. Испытания на электровозах серии «Ермак» на Восточно-Сибирской железной дороге подтвердили работоспособность технологии.
Для транспортной отрасли это означает переход на принципиально новый уровень безопасности. Система не ограничивается фиксацией текущего состояния тормозов – она предсказывает их поведение, давая машинисту дополнительное время на реакцию. Проект демонстрирует, как цифровые двойники выходят за рамки промышленного проектирования и становятся неотъемлемой частью повседневной эксплуатации сложных технических объектов.
Куда двинется технология
В России разработка способна кардинально изменить подход к управлению грузовыми перевозками. Внедрение цифровых двойников позволит сократить тормозной путь, увеличить пропускную способность железнодорожных магистралей и уменьшить интервалы между поездами без ущерба для безопасности.
Технология органично вписывается в процесс общей цифровизации транспортной инфраструктуры. Она дополняет уже существующие системы предиктивной диагностики, моделирования и помощи машинистам. При поддержке федеральных программ масштабирование решения может стать реальностью в ближайшие годы.
У разработки есть и экспортный потенциал. Российская система может заинтересовать страны с развитой железнодорожной сетью – Европу, Китай, государства СНГ. Однако для успешного выхода на международный рынок необходимо решить несколько задач. Прежде всего, технологию предстоит довести до промышленного стандарта. Кроме того, потребуется пройти сертификацию по зарубежным нормам безопасности и адаптировать программное обеспечение под локальные требования.
От мостов до нефтяных скважин
За последние пять лет цифровые двойники превратились в универсальный инструмент оптимизации сложных систем. В Иркутске ещё в 2025 году тестировали аналогичный проект, нацеленный на повышение пропускной способности железных дорог. Позднее там же получили патент на цифровой двойник мостового перехода – это стало частью масштабной программы по цифровизации транспортной инфраструктуры.
В 2026 году учёные Сибирского федерального университета создали виртуальную модель для нефтяного производства. Этот пример показал, что технология применима далеко за пределами транспортной сферы. В мировом масштабе digital twin-решения давно и успешно используют для проектирования авиадвигателей, управления энергосетями и мониторинга промышленных линий.
Общая тенденция становится всё более очевидной: на смену разовым проверкам приходит непрерывный цифровой контроль, а вместо реакции на уже случившиеся поломки – их заблаговременное предсказание. Российские железные дороги, где объёмы грузоперевозок исчисляются миллионами тонн, представляют собой идеальную площадку для внедрения подобных систем.
Будущее на цифровых рельсах
Преимущества технологии не вызывают сомнений. Предиктивная диагностика способствует снижению простоев, а повышение эффективности перевозок достигается без дополнительных затрат на инфраструктуру.
Вместе с тем существуют и определённые вызовы. Для массового внедрения технологии необходимо создать соответствующую инфраструктуру поддержки – от сервисных центров до облачных платформ. Не менее важно интегрировать цифровые двойники с действующими системами сигнализации и управления, многие из которых эксплуатируются уже десятки лет. Также предстоит решить вопросы сертификации, особенно в контексте международных проектов.
Прогноз на ближайшие 3–5 лет выглядит оптимистично. Есть основания полагать, что цифровые двойники станут общепринятым стандартом для диагностики и управления подвижным составом на крупных железных дорогах.
Иркутск в этом процессе выступает в роли пионера. Именно здесь впервые удалось доказать, что виртуальный «двойник» тормоза – не просто теоретическая концепция, а работающее решение, способное эффективно функционировать в условиях сибирских магистралей. Это означает, что следующий этап развития технологии – не вопрос «если», а вопрос «когда».
