Цифровые двойники и шкала Харрингтона в управлении надежностью железнодорожной автоматики и телемеханики
Аннотация
Обоснование. Современные системы железнодорожной автоматики и телемеханики представляют собой сложные технические комплексы, требующие внедрения современных методов мониторинга и управления. Интеграция технологий цифровых двойников с системой оценки коэффициента готовности через шкалу Харрингтона обусловлена необходимостью перехода от реактивного обслуживания к предиктивному управлению надежностью, что является актуальной научно-технической задачей.
Цель – разработка комплексного подхода к оценке и управлению надежностью технического обеспечения железнодорожной автоматики на основе интеграции технологий цифровых двойников и шкалы Харрингтона для коэффициента готовности.
Материалы и методы. В работе используется комплексный подход, сочетающий: математическое моделирование цифровых двойников устройств ЖАТ; статистический анализ показателей надёжности (коэффициента готовности, времени восстановления); применение шкалы Харрингтона для унифицированной оценки технического состояния; анализ практических данных эксплуатации стрелочных переводов, рельсовых цепей и светофоров.
Результаты. Разработана интегрированная система оценки надёжности, позволяющая: повысить коэффициент готовности оборудования на 0,17-0,25%; снизить эксплуатационные расходы на 25-30%; сократить количество отказов на 40-60%; визуализировать техническое состояние через унифицированную оценочную шкалу. Доказана экономическая эффективность внедрения системы с годовым экономическим эффектом до 566 тысяч рублей на один стрелочный перевод. Результаты исследования могут быть применены для создания систем предиктивного обслуживания устройств железнодорожной автоматики и телемеханики.
EDN: TLAFNQ
Скачивания
Литература
Лященко, А. М., Швалов, Д. В., & Глазунов, Д. В. (2021). Повышение надёжности систем автоматики и телемеханики на железнодорожном транспорте. Известия Тульского государственного университета. Технические науки, 5, 504–509. https://doi.org/10.24412/2071-6168-2021-5-504-509. EDN: https://elibrary.ru/EHOZAW
Соколов, М. М. (2024). Основы железнодорожной автоматики и телемеханики на станциях. Омск: Омский государственный университет путей сообщения. 77 с. ISBN: 978 5 94941 340 1. EDN: https://elibrary.ru/BLAFZK
Сапожников, В. В., Сапожников, В. В., Ефанов, Д. В., & Шаманов, В. И. (2017). Надёжность систем железнодорожной автоматики, телемеханики и связи [учебное пособие для специалистов]. Москва: Учебно методический центр по образованию на железнодорожном транспорте. 318 с. ISBN: 978 5 906938 01 5. EDN: https://elibrary.ru/YOYVNZ
Александрович, С. К. (2022). Цифровые технологии на железнодорожном транспорте. Научно исследовательский центр «Вектор развития», 9, 199–201. EDN: https://elibrary.ru/AYTQWW
Соколов, М. М. (2020). Основы железнодорожной автоматики и телемеханики (Т. 1). Омск: Омский государственный университет путей сообщения. 79 с. ISBN: 978 5 94941 258 9. EDN: https://elibrary.ru/FZWRAA
Горелик, А. В., Кузьмина, Е. В., & Истомин, А. В. (2021). Техническая эффективность сервисного обслуживания объектов инфраструктуры железнодорожного транспорта с учётом методов оценки основных производственных процессов хозяйства автоматики и телемеханики. Наукосфера, 10 1, 100–103. EDN: https://elibrary.ru/SFVPGZ
Наумова, Д. В. (2020). Комплексный подход к развитию ЖАТ. Автоматика, связь, информатика, 10, 28–30. EDN: https://elibrary.ru/ZFVVAH
Никонова, Я. И. (2024). Цифровые двойники на железнодорожном транспорте: преимущества и проблемы внедрения. Муниципальная академия, 1, 124–133. https://doi.org/10.52176/2304831X_2024_01_124. EDN: https://elibrary.ru/NOTLCM
Римская, О. Н., & Анохов, И. В. (2021). Цифровые двойники и их применение в экономике транспорта. Стратегические решения и риск менеджмент, 12(2), 127–137. https://doi.org/10.17747/2618-947X-2021-2-127-137. EDN: https://elibrary.ru/ZOLLNY
Герасимов, Р. Е., & Флягина, Т. А. (2025). Применение цифровых двойников и систем моделирования для оптимизации экономических решений в транспортной отрасли России. Вестник транспорта, 8, 39–40. EDN: https://elibrary.ru/TWHGMO
Качилов, Д. Б. (2023). Экономическая целесообразность применения технологии «цифровой двойник». Вестник науки, 3(2), 195–201. EDN: https://elibrary.ru/KHKLIG
Журавлёв, И. А., Гусев, И. А., Скрипниченко, И. Г., & Курашева, Г. Г. (2022). Алгоритм расчёта коэффициента готовности систем железнодорожной автоматики и телемеханики для вновь проектируемых станций. Наука и бизнес: пути развития, 4(130), 136–138. EDN: https://elibrary.ru/CYHCGG
Горелик, А. В., Малых, А. Н., & Орлов, А. В. (2021). Оценка влияния готовности объектов транспортной инфраструктуры ОАО «РЖД» на риски потерь для перевозочного процесса. Надёжность, 21(4), 53–56. https://doi.org/10.21683/1729-2646-2021-21-4-53-56. EDN: https://elibrary.ru/AQFDPW
Журавлёв, И. А. (2012). Принципы имитационного моделирования среднего времени до восстановления устройств железнодорожной автоматики. Наука и техника транспорта, 3, 86–89. EDN: https://elibrary.ru/PBUCGF
Истомина, Л. А. (2023). Статистика. Общая теория статистики [учебно методическое пособие для студентов, обучающихся по укрупнённым группам специальностей 38.00.00 «Экономика»]. Ижевск: Удмуртский государственный аграрный университет. 192 с. EDN: https://elibrary.ru/CHXORL
Карманова, А. В., & Казакевич, А. В. (2024). Математика с элементами статистики: теория вероятностей и математическая статистика. Краснодар: Кубанский государственный аграрный университет имени И. Т. Трубилина. 108 с. EDN: https://elibrary.ru/BPOQRO
Воробьёв, Н. Н., Желудкова, Т. В., Кривокора, Ю. Н., & Ионова, А. Ч. (2023). Статистика: теория статистики. Ставрополь: ООО фирма «Ставрополь сервис школа». 138 с. ISBN: 978 5 6049289 7 4. EDN: https://elibrary.ru/JDGLDM
Донскова, О. А., & Смотрова, Е. Е. (2021). Статистика [учебно методическое пособие по выполнению курсовой работы]. Волгоград: Волгоградский государственный аграрный университет. 84 с. EDN: https://elibrary.ru/QHWWFT
Шишкина, И. В. (2021). Стрелочные переводы шестого поколения. История и перспективы развития транспорта на севере России, 1, 47–50. EDN: https://elibrary.ru/LKOWJQ
Шатров, С. Л., Липатова, О. В., Кравченко, А. В., & Кейзер, И. А. (2021). Теория и методология оценки экономической эффективности использования основных средств железнодорожного транспорта. Гомель: Учреждение образования «Белорусский государственный университет транспорта». 198 с. ISBN: 978 985 891 007 5. EDN: https://elibrary.ru/HFUCER
Терешина, Н. П., Подсорин, В. А., Кожевников, Ю. Н., и др. (2020). Экономика железнодорожного транспорта [учебник для СПО]. Саратов: Профобразование. 342 с. ISBN: 978 5 4488 0886 9. EDN: https://elibrary.ru/SPVVLK
Левин, Д. Ю. (2021). Экономика эксплуатации железнодорожного транспорта. Москва: ФГБУ ДПО «Учебно методический центр по образованию на железнодорожном транспорте». 440 с. ISBN: 978 5 907206 52 6. EDN: https://elibrary.ru/XXNSVJ
References
Lyashchenko, A. M., Shvalov, D. V., & Glazunov, D. V. (2021). Improving the reliability of automation and remote control systems in railway transport. Proceedings of Tula State University. Technical Sciences, 5, 504–509. https://doi.org/10.24412/2071-6168-2021-5-504-509. EDN: https://elibrary.ru/EHOZAW
Sokolov, M. M. (2024). Fundamentals of railway automation and remote control at stations. Omsk: Omsk State Transport University. 77 pp. ISBN: 978 5 94941 340 1. EDN: https://elibrary.ru/BLAFZK
Sapozhnikov, V. V., Sapozhnikov, V. V., Efanov, D. V., & Shamanov, V. I. (2017). Reliability of railway automation, remote control and communication systems [Textbook for specialists]. Moscow: Educational and Methodological Center for Education in Railway Transport. 318 pp. ISBN: 978 5 906938 01 5. EDN: https://elibrary.ru/YOYVNZ
Aleksandrovich, S. K. (2022). Digital technologies in railway transport. Research Center “Vector of Development”, 9, 199–201. EDN: https://elibrary.ru/AYTQWW
Sokolov, M. M. (2020). Fundamentals of railway automation and remote control (Vol. 1). Omsk: Omsk State Transport University. 79 pp. ISBN: 978 5 94941 258 9. EDN: https://elibrary.ru/FZWRAA
Gorelik, A. V., Kuzmina, E. V., & Istomin, A. V. (2021). Technical efficiency of service maintenance for railway infrastructure facilities, considering methods for assessing key production processes in automation and remote control. Naukosfera, 10 1, 100–103. EDN: https://elibrary.ru/SFVPGZ
Naumova, D. V. (2020). Integrated approach to the development of railway automation and telemechanics (RAT). Automation, Communication, Informatics, 10, 28–30. EDN: https://elibrary.ru/ZFVVAH
Nikonova, Ya. I. (2024). Digital twins in railway transport: Benefits and implementation challenges. Municipal Academy, 1, 124–133. https://doi.org/10.52176/2304831X_2024_01_124. EDN: https://elibrary.ru/NOTLCM
Rimskaya, O. N., & Anokhov, I. V. (2021). Digital twins and their application in transport economics. Strategic Decisions and Risk Management, 12(2), 127–137. https://doi.org/10.17747/2618-947X-2021-2-127-137. EDN: https://elibrary.ru/ZOLLNY
Gerasimov, R. E., & Flyagina, T. A. (2025). Application of digital twins and simulation systems for optimizing economic decisions in Russia’s transport sector. Bulletin of Transport, 8, 39–40. EDN: https://elibrary.ru/TWHGMO
Kachilov, D. B. (2023). Economic feasibility of applying the “digital twin” technology. Bulletin of Science, 3(2), 195–201. EDN: https://elibrary.ru/KHKLIG
Zhuravlev, I. A., Gusev, I. A., Skripnichenko, I. G., & Kurasheva, G. G. (2022). Algorithm for calculating the availability coefficient of railway automation and remote control systems for newly designed stations. Science and Business: Ways of Development, 4(130), 136–138. EDN: https://elibrary.ru/CYHCGG
Gorelik, A. V., Malykh, A. N., & Orlov, A. V. (2021). Assessing the impact of the readiness of Russian Railways’ infrastructure facilities on risks of losses in transportation processes. Reliability, 21(4), 53–56. https://doi.org/10.21683/1729-2646-2021-21-4-53-56. EDN: https://elibrary.ru/AQFDPW
Zhuravlev, I. A. (2012). Principles of simulation modeling of the average time to restore railway automation devices. Science and Technology in Transport, 3, 86–89. EDN: https://elibrary.ru/PBUCGF
Istomina, L. A. (2023). Statistics. General theory of statistics [Educational and methodological manual for students in the field of Economics (38.00.00)]. Izhevsk: Udmurt State Agricultural University. 192 pp. EDN: https://elibrary.ru/CHXORL
Karmanova, A. V., & Kazakevich, A. V. (2024). Mathematics with elements of statistics: Probability theory and mathematical statistics. Krasnodar: Kuban State Agrarian University named after I. T. Trubilin. 108 pp. EDN: https://elibrary.ru/BPOQRO
Vorobyov, N. N., Zheludkova, T. V., Krivokora, Yu. N., & Ionova, A. Ch. (2023). Statistics: Theory of statistics. Stavropol: LLC “Stavropol Service School”. 138 pp. ISBN: 978 5 6049289 7 4. EDN: https://elibrary.ru/JDGLDM
Donskova, O. A., & Smotrova, E. E. (2021). Statistics [Educational and methodological manual for course work]. Volgograd: Volgograd State Agrarian University. 84 pp. EDN: https://elibrary.ru/QHWWFT
Shishkina, I. V. (2021). Sixth generation turnout switches. History and Prospects of Transport Development in Northern Russia, 1, 47–50. EDN: https://elibrary.ru/LKOWJQ
Shatrov, S. L., Lipatova, O. V., Kravchenko, A. V., & Keizer, I. A. (2021). Theory and methodology for assessing the economic efficiency of using fixed assets in railway transport. Gomel: Educational Institution “Belarusian State Transport University”. 198 pp. ISBN: 978 985 891 007 5. EDN: https://elibrary.ru/HFUCER
Tereshina, N. P., Podsorin, V. A., Kozhevnikov, Yu. N., et al. (2020). Economics of railway transport [Textbook for secondary vocational education]. Saratov: Profobrazovanie. 342 pp. ISBN: 978 5 4488 0886 9. EDN: https://elibrary.ru/SPVVLK
Levin, D. Yu. (2021). Economics of railway transport operation. Moscow: FSBI DPO “Educational and Methodological Center for Education in Railway Transport”. 440 pp. ISBN: 978 5 907206 52 6. EDN: https://elibrary.ru/XXNSVJ
Copyright (c) 2025 Aleksandr V. Gorelik, Aleksandr V. Istomin, Elena V. Kuzmina
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
