ЦИФРОВАЯ ЖЕЛЕЗНАЯ ДОРОГА – ERTMS, BIM, GIS, PLM И ЦИФРОВЫЕ ДВОЙНИКИ

  • Василий Павлович Куприяновский Национальный центр компетенций в области цифровой экономики, Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
  • Вячеслав Владимирович Аленьков Госкорпорация «Росатом»; Акционерное общество Инжиниринговая компания «АСЭ»
  • Александр Алексеевич Климов Российский университет транспорта (МИИТ)
  • Игорь Анатольевич Соколов Федеральный исследовательский центр «Информатика и управление» РАН
  • Александр Владимирович Зажигалкин ОАО «Российские железные дороги»

Аннотация

Настоящая статья посвящена разработке цифровой железной дороги и различным технологиям, которые применяются в этом процессе. В последние годы железнодорожные перевозки во многих странах увеличились более в несколько раз, что привело к потребности в решении проблемы того, как железнодорожный транспорт будет справляться с растущим спросом. Понимание потребностей тех, кто перемещает товары, а также потребностей людей, использующих систему железных дорог, будет иметь ключевое значение для эффективной оптимизации пропускной способности железной дороги. Правительству и железнодорожной отрасли необходимо лучше понимать потребности будущих пользователей железнодорожного транспорта и отражать эти потребности в рамках политики отрасли, в рамках контрактов и системы ключевых показателей эффективности так, чтобы отрасль обеспечивала железнодорожную систему, совместимую с возникающим спросом и потребностями завтрашних железнодорожных пользователей. В работе рассматриваются следующие технологии: цифровой контроль и управление поездами (ERTMS), обеспечение запуска большего количества поездов, обновление сигнальной системы, общие вопросы автоматизации на железной дороге. Реализация и эксплуатация такого рода систем невозможна без информационного моделирования. Соответственно, рассмотрение вопросов, связанных с применением BIМ для цифровой железной дороги занимает большое место в статье. Мы рассматриваем преимущества интеграции BIM и PLM, развитие стандартов BIM, стандарты для инфраструктур и использование IFC, работу организации buildingSMART. Во второй части работы речь идет об управлении жизненным циклом продукта в производстве, цифровых двойниках и согласовании цифровых моделей.

Сведения об авторах

Василий Павлович Куприяновский, Национальный центр компетенций в области цифровой экономики, Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова

заместитель директора 

Вячеслав Владимирович Аленьков, Госкорпорация «Росатом»; Акционерное общество Инжиниринговая компания «АСЭ»

директор по системной инженерии и информационным технологиям

Александр Алексеевич Климов, Российский университет транспорта (МИИТ)

кандидат технических наук, первый проректор

Игорь Анатольевич Соколов, Федеральный исследовательский центр «Информатика и управление» РАН

академик РАН, доктор физико-математических наук, профессор, директор

Александр Владимирович Зажигалкин, ОАО «Российские железные дороги»

Начальник Центра инновационного развития

Литература

1. BIM THE DIGITAL TWIN. Garry Nodwell Chief Technologist (BIM) United Utilities INSTITUTE OF WATER MAGAZINE. SUMMER 2017 .ISSUE 194.
2. NATIONAL POLICY FRAMEWORK FOR LAND TRANSPORT TECHNOLOGY ACTION PLAN: 2016–2019 Transport and Infrastructure Council Commonwealth of Australia 2016 ISBN 978-1-925401-82-0 August 2016 / INFRA-2991
3. Land Transport Regulation 2040. Technology, trends and other factors of change. Foundation paper NTC Australia National Transport Commission. October, 2016.
4. Guideline. Building Information Modelling (BIM) for Transport and Main RoadsA guide to enabling BIM on Road Infrastructure Projects. May 2017. State of Queensland (Department of Transport and Main Roads), 2017.
5. Ukaz Prezidenta Rossijskoj Federacii «O Strategii nauchno-tehnologicheskogo razvitija Rossijskoj Federacii» ot 1 dekabrja 2016 goda № 642.
6. Ukaz Prezidenta Rossijskoj Federacii «O strategii razvitija informacionnogo obshhestva v Rossijskoj Federacii» ot 9 maja 2017 goda № 2013.
7. Ukaz Prezidenta Rossijskoj Federacii «O strategii jekonomicheskoj bezopasnosti Rossijskoj Federacii na period do 2030 goda» ot 13 maja 2017 goda № 208.
8. The Business Value of BIM for Infrastructure 2017 SmartMarket Report. Dodge Data & Analytics, 2017.
9. OTChET. Ocenka primenenija BIM-tehnologij v stroitel'stve. Rezul'taty issledovanija jeffektivnosti primenenija BIM-tehnologij v investicionno-stroitel'nyh proektah rossijskih kompanij. NIU MGSU sovmestno s OOO «KONKURATOR». Moskva, 2016.
10. Rail supply digitization. Roland Berger study. January, 2017.
11. Dobrynin A.P., Chernyh K.Ju., Kuprijanovskij V.P., Kuprijanovskij P.V., Sinjagov S.A. Cifrovaja jekonomika – razlichnye puti k jeffektivnomu primeneniju tehnologij (BIM, PLM, CAD, IOT, Smart City, BIG DATA i drugie) // International Journal of Open Information Technologies. – 2016. – Tom 4, № 1. – S. 4-11.
12. Кuprijanovskij V.P., Utkin N.A., Namiot D.E., Kuprijanovskij P.V. Cifrovaja jekonomika = modeli dannyh + bol'shie dannye + arhitektura + prilozhenija? // International Journal of Open Information Technologies. – 2016. – Tom 4, № 5. – S. 1-13.
13. Kuprijanovskij V.P., Sokolov I.A., Talashkin G.N., Dunaev O.N., Zazhigalkin A.V., Raspopov V.V., Namiot D.E., Pokusaev O.N. Cifrovaja sovmestnaja jekonomika: tehnologii, platformy i biblioteki v promyshlennosti, stroitel'stve, transporte i logistike // International Journal of Open Information Technologies. – 2017. – Tom 5, № 6. – S. 56-75.
14. Kuprijanovskij V.P., Sukonnikov G.V., Sinjagov S.A., Namiot D.E., Evtushenko S.N., Fedorova N.O. Internet cifrovoj zheleznoj dorogi // International Journal of Open Information Technologies. – 2016. – Tom 4, № 12. – S. 53-68.
15. Kuprijanovskij V.P. i dr. Standartizacija Umnyh gorodov, Interneta veshhej i Bol'shih dannyh. Soobrazhenija po prakticheskomu ispol'zovaniju v Rossii // International Journal of Open Information Technologies. – 2016. – Tom 4, № 2. – S. 34-40.
16. Кuprijanovskij V.P., Kurenkov P.V., Bubnova G.V., Dunaev O.P., Sinjagov S.A., Namiot D.E. Jekonomika innovacij cifrovoj zheleznoj dorogi. Opyt Velikobritanii // International Journal of Open Information Technologies. – 2017. – Tom 5, № 3. – S. 79-99.
17. Kuprijanovskij V.P., Sinjagov S.A., Sukonnikov G.V., Fedorova N.O., Dobrynin A.P., Namiot D.E. Novaja paradigma cifrovoj zheleznoj dorogi – standartizacija zhiznennogo cikla aktivov // International Journal of Open Information Technologies. – 2017. – Tom 5, № 2. – S. 64-84.
18. Kuprijanovskij V.P., Evtushenko S.N., Dunaev O.N., Bubnova G.V., Drozhzhinov V.I.,Namiot D.E., Sinjagov S.A. Ppravitel'stvo, promyshlennost', logistika, innovacii i intellektual'naja mobil'nost' v cifrovoj jekonomike // Sovremennye informacionnye tehnologii i IT-obrazovanie. – 2017. – Tom 13, № 1. – S. 58-80.
19. Zamolodchikov D.G., Kuprijanovskij V.P., Namiot D.E., Sukonnikov G.V., Fedorova N.O., Bubnov P.M. Komfortnaja sreda i resursosberezhenie na passazhirskih stancijah i vokzalah v zhiznennom cikle aktivov cifrovyh zheleznyh dorog // International Journal of Open Information Technologies. – 2017. – Tom 5, № 3. – S. 100-116.
20. Kuprijanovskij V.P., Sukonnikov G.V., Dunaev O.N., Fedorova N.O., Kuprijanovskij P.V., Namiot D.E. Propusknaja sposobnost' i jekonomika cifrovoj zheleznoj dorogi pri transformacii signalizacii i upravlenija poezdami // International Journal of Open Information Technologies. – 2017. – Tom 5, № 3. – S. 117-132.
21. Kuprijanovskij V.P., Sokolov I.A., Dunaev O.N., Zazhigalkin A.V., Evtushenko S.N., Stepanenko A.V., Pokusaev O.N., Kuprijanovskaja Ju.V. Soobrazhenija po problemam sozdanija cifrovoj zheleznoj dorogi dlja novogo shelkovogo puti transkontinental'nogo logisticheskogo partnerstva v celjah jekonomicheskogo razvitija stran vhodjashhih v EAJeS i Rossii // International Journal of Open Information Technologies. – 2017. – Tom 5, № 9. – S. 119-140.
22. Sokolov I.A., Kuprijanovskij V.P., Dunaev O.N., Sinjagov S.A., Kurenkov P.V., Namiot D.E., Dobrynin A.P., Kolesnikov A.N., Gonik M.M. Proryvnye innovacionnye tehnologii dlja infrastruktur. Evrazijskaja cifrovaja zheleznaja doroga kak osnova logisticheskogo koridora novogo Shelkovogo puti // International Journal of Open Information Technologies. – 2017. – Tom 5, № 9. – S. 102-118.
23. Kuprijanovskij V.P., Sinjagov S.A., Klimov A.A., Petrov A.V., Namiot D.E. Cifrovye cepi postavok i tehnologii na baze blokchejn v sovmestnoj jekonomike // International Journal of Open Information Technologies. – 2017. – Tom 5, № 8. – 80-95.
24. Kuprijanovskij V.P., Sokolov I.A., Evtushenko S.N., Dunaev O.N., Raspopov V.V., Namiot D.E., Utkin N.A., Kuprijanovskij P.V. Mobil'noe proizvodstvo na baze sovmestnoj jekonomiki, cifrovyh tehnologij i logistiki // International Journal of Open Information Technologies. – 2017. – Tom 5, № 8. – S. 47-69.
25. Kuprijanovskij V.P. i dr. Internet Veshhej na promyshlennyh predprijatijah // International Journal of Open Information Technologies. – 2016. – Tom 4, № 12. – S. 69-78.
26. Kuprijanovskij V.P.i dr. Transformacija promyshlennosti v cifrovoj jekonomike — proektirovanie i proizvodstvo // International Journal of Open Information Technologies. – 2017. – Tom 5, № 1. – S. 50-70.
27. Kuprijanovskij V.P. i dr. Transformacija promyshlennosti v cifrovoj jekonomike – jekosistema i zhiznennyj cikl // International Journal of Open Information Technologies. – 2017. – Tom 5, № 1. – S. 34-49.
28. Kuprijanovskij V.P., Sinjagov S.A., Namiot D.E., Shneps-Shneppe M.A., Ishmuratov A.R., Dobrynin A.P., Kolesnikov A.N. Gigabitnoe obshhestvo i innovacii v cifrovoj jekonomike // Sovremennye informacionnye tehnologii i IT-obrazovanie. – 2017. – Tom 13, № 1. – S. 89-115.
29. Kuprijanovskij V.P., Sinjagov S.A., Dobrynin A.P. BIM – Cifrovaja jekonomika. Kak dostigli uspeha? Prakticheskij podhod k teoreticheskoj koncepcii. Chast' 1. Podhody i osnovnye preimushhestva BIM // International Journal of Open Information Technologies. – 2016. – Tom 4, №3. – S. 1-8.
30. Kuprijanovskij V.P., Sinjagov S.A., Dobrynin A.P. BIM-Cifrovaja jekonomika. Kak dostigli uspeha? Prakticheskij podhod k teoreticheskoj koncepcii. Chast' 2. Cifrovaja jekonomika // International Journal of Open Information Technologies. – 2016. – Tom 4, №. 3. – S. 9-20.
31. Sokolov I.A., Kuprijanovskij V.P., Sinjagov S.A., Andreev A.I., Namiot D.E., Bubnov P.M., Dobrynin A.P., Kuprijanovskij P.V. Umnye goroda, infrastruktury i ih antiterroristicheskaja ustojchivost'. Opyt integracii antiterroristicheskih standartov SShA i sozdanija programmnogo obespechenija dlja cifrovoj bezopasnosti // International Journal of Open Information Technologies. – 2017. – Tom 5, № 7. – S. 45-65.
32. Industry 4.0 and the digital twin .Manufacturing meets its match. 2017 Deloitte Development LLC.
33. IMPACTS AND BENEFITS OF IMPLEMENTING BUILDING INFORMATION MODELING ON BRIDGE INFRASTRUCTURE PROJECTS. A University Transportation Center sponsored by the U.S. Department of Transportation serving the Mountain-Plains Region. 2014.
34. Bridge Information Model Standardization. VOLUME II: SCHEMA ANALYSIS. April 2016. U S Department of Transportation Federal Highway Administration FHWA-HIF-16-011.
35. Bridge Information Model Standardization VOLUME I: INFORMATION EXCHANGES April 2016. U S Department of Transportation Federal Highway Administration. FHWA-HIF-16-011.
36. Bridge Information Modeling Standardization INTRODUCTION. April 2016. . U S Department of Transportation Federal Highway Administration. FHWA-HIF-16-011.
37. Digital Documentation of Element Condition for Bridge Evaluation. Yelda Turkan, PhD Transportation Engineer Institute for Transportation Iowa State University Simon Laflamme, PhD Assistant Professor Civil, Construction, and Environmental Engineering Firas Al-Shalabi Research Assistant Institute for Transportation Iowa State University 2015. A Cooperative Research Project sponsored by U.S. Department of Transportation-Research and Innovative Technology Administration.
38. Jousting with Dragons: A Resilience Engineering approach to managing SMS in the transport sector Discussion Paper 2017-19. Prepared for the Roundtable on Safety Management Systems (23-24 March, 2017 – Paris) Eric Arne Lofquist BI Norwegian Business School, Bergen, Norway. August, 2017.
39. ENGINEERING DRAFTING GUIDELINES FOR HIGHWAY AND BRIDGE PROJECTS VERSION 2.1. Alberta Transportation. June, 2016.
40. A NEW METHODOLOGY FOR INTEROPERABILITY OF HETEROGENEOUS BRIDGE INFORMATION MODELS A Dissertation Presented to The Academic Faculty By Aaron Costin In Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree Doctor of Philosophy in the School of Civil and Environmental Engineering Georgia Institute of Technology. May, 2016.
41. Handbook for the Introduction of Building Information Modelling by the European Public Sector. Strategic action for construction sector performance: driving value, innovation and growth. EUBIM Task Group. Co-funded by European Union, 2017.
42. Information management for European Road Infrastructure using Linked Data. Investigation Requirements. March, 31. 2017. Document name INTERLINK D.2 D.3 – WPA & WPB Report.docx.
43. Rantala Ju. Novaja jepoha vzaimodejstvija v sozdanii promyshlennyh predprijatij i morskih sooruzhenij // Racional'noe Upravlenie Predprijatiem. – 2017. № 1. – S. 46-47.
44. Technical Report 2017/06 TG Asset Management final report CEDR, 2017.
45. BIM WITH BOOTS ON. FINALCAD. 2017.
46. Michael Filzmoser, Iva Kovacic, and Dragos-Cristian Vasilescu. Integrated Design Studios: Education to Overcome Silo-thinking and Enable Full BIM-exploitation in AEC. The Engineering Project Organization Journal (August 2017) 7, 1.
47. Technical Report 2017-05 Utilising BIM for NRA, CEDR, Aprill, 2017.
48. Ertms EUROPEAN RAIL TRAFFIC MANAGEMENT SYSTEM Deployment action plan THE TRANS-EUROPEAN TRANSPORT NETWORK. Mobility and Transport. EC, 2017.
49. We create the railway of the future. Bane NOR. 2017
50. Shneps-Shneppe M. A. i dr. Cifrovaja zheleznaja doroga i perehod ot seti GSM-R k LTE-R i 5G-R-sostoitsja li on? // International Journal of Open Information Technologies. – 2017. – T. 5. – №. 1.-S. 71-80.
51. Sinjagov S.A., Kuprijanovskij V.P., Kurenkov P.V., Namiot D.E., Stepanenko A.V., Bubnov P.M., Raspopov V.V., Seleznev S.P., Kuprijanovskaja Ju.V. Stroitel'stvo i inzhenerija na osnove standartov BIM kak osnova transformacij infrastruktur v cifrovoj jekonomike // International Journal of Open Information Technologies. – 2017. – Tom 5, № 5. – S. 46-79.
52. Kupriyanovsky V. et al. Digital Railroad-an integrated information model as the basis of the digital transformation // International Journal of Open Information Technologies. – 2016. – T. 4. – №. 10. – S. 32-42.
53. Sinyagov S. et al. Digital Railroad-create digital assets. Based on materials from Network Rail (UK) project asset management system modernization // International Journal of Open Information Technologies. – 2016. – T. 4. – №. 10. – S. 43-54.
54. Namiot D.E., Kuprijanovskij V.P., Nikolaev D., Zubareva E.V. Standarty v oblasti bol'shih dannyh // International Journal of Open Information Technologies. – 2016. – Tom 4, № 11. – S. 12-18.
55. Kuprijanovskij V.P. i dr. Cifrovaja jekonomika i internet veshhej. Preodolenie silosa dannyh // International Journal of Open Information Technologies – 2016. – Tom 4, № 8. – S. 36-42.
56. Bridges for Service Life Beyond 100 Years: Service Limit State Design Modjeski and Masters, Inc. with University of Nebraska, Lincoln University of Delaware NCS Consultants, LLC. 2015.
57. Thomas, Larry W. Legal Issues Surrounding the Use of Digital Intellectual Property on Design and Construction Projects. 2013.
58. Tamera L. McCuen and Dominique M. Pittenger Building Information Modeling for Airports. 2016.
59. The Future for Construction. Product Manufacturing Digitalisation, Industry 4.0 and the Circular Economy. October, 2016.
60. Steve Thompson PCSG Ltd on behalf of the BIM Task Group Product Data Definition. A technical specification for defining and sharing structured digital construction product information. 13, April, 2016.
61. Jim Plume, John Mitchell, David Marchant, Peter Newton Precinct Information Modelling. Position Paper. CRC for Low Carbon Living Ltd supported by the Cooperative Research Centres program, an Australian Government initiative. August, 2017.
62. ADVANCES IN CIVIL INTEGRATED MANAGEMENT SCAN TEAM REPORT. NCHRP Project 20-68A, Scan 13-02 Supported by the National Cooperative Highway Research Program. April, 2015.
63. Working with Open BIM Standards to Source Legal Spaces for a 3D Cadastre GIMA MSc. Thesis. 07, March 2016.
64. Akinade, O.O. (2017) BIM-based software for construction waste analytics using artificial intelligence hybrid models. PhD, University of the West of England. Available from: http://eprints.uwe.ac.uk/31762
65. Schaijk Stijn van, afstudeerverslag Building Information Model (BIM) based process mining Eindhoven University of Technology, 2016. URL: https://www.dropbox.com/s/ww1htr6kahuv7l7/Master%20Thesis%20Stijn%20van%20Schaijk%20 Digital%20Version.pdf?dl=0
66. Yu Manlin, afstudeerverslag A Linked Data approach for information integration between BIM and sensor values. 2016.
67. E. (Esper) Achkar A BIM-integrated approach to Construction Quality Management. Enabling information and knowledge management during the execution phase of a project lifecycle. 2016.
68. Sokolov I.A., Drozhzhinov V.I., Rajkov A.N., Kuprijanovskij V.P., Namiot D.E., Suhomlin V.A. Iskusstvennyj intellekt kak strategicheskij instrument jekonomicheskogo razvitija strany i sovershenstvovanija ee gosudarstvennogo upravlenija. Chast' 2. Perspektivy primenenija iskusstvennogo intellekta v Rossii dlja gosudarstvennogo upravlenija // International Journal of Open Information Technologies. – 2017. – Tom. 5, № 9. – S. 76-101.
69. Sokolov I.A., Drozhzhinov V.I., Rajkov A.N., Kuprijanovskij V.P., Namiot D.E., Suhomlin V.A. Iskusstvennyj intellekt kak strategicheskij instrument jekonomicheskogo razvitija strany i sovershenstvovanija ee gosudarstvennogo upravlenija. Chast' 1. Opyt Velikobritanii i SShA // International Journal of Open Information Technologies. – 2017. – Tom 5, № 9. – S. 57-75.
70. Kupriyanovsky V. et al. The new five-year plan for BIM-infrastructure and Smart Cities // International Journal of Open Information Technologies. – 2016. – T. 4. – №. 8. – S. 20-35.
71. BIM for Heritage. Developing a Historic Building Information. Published by Historic England July 2017
72. Kuprijanovskij V.P. i dr. Optimizacija resursov v cifrovoj jekonomike // International Journal of Open Information Technologies. – 2016. – Tom 4, № 12. – S. 86-96.
73. Kitaev A.E. i dr. Zheleznodorozhnaja stancija 2.0. Novaja koncepcija razvitija cifrovoj zheleznoj dorogi // International Journal of Open Information Technologies. – 2017. – Tom 5, № 2. – S. 85-96.
74. Zamolodchikov D.G. i dr. Komfortnaja sreda i resursosberezhenie na passazhirskih stancijah i vokzalah v zhiznennom cikle aktivov cifrovyh zheleznyh dorog. // International Journal of Open Information Technologies. – 2017. – Tom 5, № 3. – S. 100-116.
75. Kuprijanovskij V.P., Shneps-Shneppe M.A., Namiot D.E., Seleznev S.P., Sinjagov S.A., Kuprijanovskaja Ju.V. Veb Veshhej i Internet Veshhej v cifrovoj jekonomike // International Journal of Open Information Technologies. – 2017. – Tom 5, № 5. – S. 38-45.
Опубликована
2017-10-01
Как цитировать
КУПРИЯНОВСКИЙ, Василий Павлович et al. ЦИФРОВАЯ ЖЕЛЕЗНАЯ ДОРОГА – ERTMS, BIM, GIS, PLM И ЦИФРОВЫЕ ДВОЙНИКИ. Международный научный журнал «Современные информационные технологии и ИТ-образование», [S.l.], v. 13, n. 3, p. 129-166, oct. 2017. ISSN 2411-1473. Доступно на: <http://sitito.cs.msu.ru/index.php/SITITO/article/view/299>. Дата доступа: 23 sep. 2021 doi: https://doi.org/10.25559/SITITO.2017.3.546.
Раздел
Когнитивно-информационные технологии в цифровой экономике

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)