XVII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2025

В последние десятилетия цифровизация проникла в различные сферы экономики, и железнодорожный транспорт не стал исключением. Современные цифровые технологии играют ключевую роль в повышении эффективности управления железнодорожными перевозками, снижении эксплуатационных затрат и обеспечении безопасности движения. Внедрение цифровых технологий в управление железнодорожным транспортом позволяет оптимизировать логистические процессы, повысить точность прогнозирования и обеспечить более высокий уровень обслуживания пассажиров.

Цифровые технологии включают в себя совокупность инструментов и методов, позволяющих обрабатывать и передавать данные с использованием компьютерных систем и Интернета. Ключевыми элементами данной технологии являются, как облачные вычисления, искусственный интеллект (ИИ), интернет вещей (loT), блокчейн и большие данные.

Основные направление которые охватывает цифровизация в сферк железнодорожного транспорта:

1. Системы управления движением поездов (CTCS и ETCS).

Системы автоматического управления движением поездов, такие как Китайская система управления движением поездов (CTCS) и Европейская система управления движением поездов (ETCS), обеспечивают контроль за движением поездов в режиме реального времени. Эти системы позволяют регулировать скорость, расстояние между поездами, что способствует повышению пропускной способности железных дорог и снижению вероятности аварий. В Китае, например, использование CTCS позволило увеличить среднюю скорость движения поездов, обеспечив надежность и безопасность перевозок.

2. Интернет вещей (IoT).

Использование Интернета вещей позволяет собирать и анализировать данные с различных датчиков, установленных на подвижном составе и инфраструктуре. Такие данные, как износ колес, состояние тормозных систем и температурные показатели двигателей, помогают прогнозировать поломки и планировать ремонтные работы. В частности, компания Deutsche Bahn использует IoT для мониторинга состояния подвижного состава, что помогает снизить время простоя поездов и улучшить обслуживание пассажиров.

Пример использования- система мониторинга состояния рельсов с использованием датчиков вибраций. Они позволяют своевременно выявлять участи с повышенным износом и планировать замену до критической точки износа.

3. Системы анализа данных и прогнозирования на основе ИИ.

Искусственный интеллект и машинное обучение играют ключевую роль в управлении железнодорожными перевозками, особенно в области прогнозирования. Такие системы позволяют прогнозировать загрузку маршрутов, оптимизировать расписания и предсказывать поломки. Например, система предиктивного анализа от компании IBM, применяемая в железнодорожном транспорте, позволяет заранее выявлять потенциальные поломки, что значительно снижает операционные риски.

4. Цифровая связь и 5G.

Введение стандарта 5G открывает новые возможности для передачи данных в реальном времени. Например, высокоскоростная передача данных позволяет улучшить систему связи между операторами и машинистами, а также внедрить технологии автономного вождения. В Японии, на линиях Shinkansen, разрабатываются технологии беспилотного управления на основе 5G, что позволяет увеличить точность контроля за движением поездов и сократить время в пути.

5. Мобильные приложения и платформы для пассажиров.

Внедрение мобильных приложений предоставляет пассажирам информацию о расписаниях, изменениях маршрута и времени прибытия в реальном времени. Например, российская компания РЖД внедрила приложение, которое не только предоставляет расписание, но и позволяет покупать билеты, изменять маршрут и получать уведомления о задержках.

6. Большие данные и аналитика для управления инфраструктурой.

Сбор и обработка больших данных играют важную роль в прогнозировании и оптимизации работы железнодорожной инфраструктуры Аналитика больших данных позволяет прогнозировать потоки пассажиров и грузов, что помогает эффективно планировать график движения поездов и оптимизировать маршруты. Также с помощью аналитики можно предсказывать поломки оборудования и оптимизировать логистику и планирование поездок.

7. Блокчейн для улучшения логистики и безопасности.

Блокчейн- технологии предоставляют новый уровень прозрачности и доверия в логистике и управлении цепочками поставок. Для железнодорожной отрасли это означает возможность отслеживать движение грузов и пассажиров, обеспечивая возможность отслеживания перемещения груза , предотвращая кражи и манипуляции с данными, упрощение документооборота, обеспечение безопасности.

Цифровизация железнодорожного транспорта приносит следующие ключевые выгоды:

1. повышение эффективности логистики за счет оптимизации маршрутов и сокращения времени простоя подвижного состава;

2. снижение эксплуатационных затрат благодаря мониторингу и предсказанию поломок, что уменьшает необходимость в экстренном ремонте;

3. улучшение обслуживания пассажиров за счет предоставления точной информации о времени прибытия и возможности контроля за маршрутом;

4. Повышение безопасности за счет автоматического регулирования скорости и дистанции между поездами.

Несмотря на значительные преимущества, внедрение цифровых технологий сталкивается с рядом вызовов:

1. высокая стоимость внедрения и необходимость масштабных инвестиций в инфраструктуру;

2. проблемы с кибербезопасностью, так как цифровизация делает железнодорожный транспорт более уязвимым к кибератакам;

3. необходимость обучать персонал новым технологиям и адаптировать процессы под изменяющиеся условия.

Внедрение цифровых технологий в управление железнодорожным транспортом становится неотъемлемой частью модернизации инфраструктуры и повышения конкурентоспособности транспортных компаний. Использование систем автоматизации, IoT, ИИ и 5G позволяет оптимизировать процессы управления и улучшить качество обслуживания, что способствует развитию транспортной системы в целом. Однако для успешной реализации этих технологий необходимы значительные инвестиции, продуманная стратегия и тщательная проработка вопросов кибербезопасности.

Список литературы

1. Киселев В.В., Лапшин В.С. Влияние цифровизации на развитие железнодорожного транспорта // Транспортные системы и технологии. — 2021. — № 3. — С. 34-40.

2. Иванов Д.А., Смирнова Т.П. Использование Интернета вещей в железнодорожных системах мониторинга // Вестник транспорта. — 2020. — Т. 77, № 5. — С. 45-50.

3. Lee, K. Digital Transformation in Railways: Benefits and Challenges. // Journal of Railway Technology. — 2019. — Vol. 8, Issue 2. — P. 112-119.

4. Zhang, H., Liu, Y. Implementation of CTCS on China’s High-Speed Railways. // Proceedings of the International Railway Conference. — 2020. — P. 210-215.