Alstom开发铁路院子设计和预测舰队维护的铁路网络数字双床

Alstom开发铁路院子设计和预测舰队维护的铁路网络数字双床

概述

阿尔斯通是交通部门的全球领导者。该公司提供火车,信号,维护服务以及集成的运输系统。在阿尔斯通的产品中,是TGV和欧洲之星的高速列车。该公司拥有105个网站,全球拥有超过34,000名员工。其净收入为475欧元。

Simplan AG是德国领先的仿真服务提供商,专门从事汽车和物流领域。该公司的收入为14,500万欧元。

阿尔斯通认为创新在满足未来的流动性挑战方面至关重要。他们一起同意制定火车舰队维护管理的数字决策支持系统。

这项工作是欧盟优化项目的一部分,由欧盟委员会提供资金,作为欧盟H2020计划的一部分。优化是一个大型欧洲倡议,旨在为各种工业领域开发高度优化的反应性规划的方法和工具。该项目的关键是仿真和数字双胞胎,内置了它的帮助。数字双胞胎是物理系统的虚拟复制品及其操作,因为它们在现实生活中运行。这种类型的仿真模型可以从多个数据源连续更新并改变其状态以表示其物理对应物。

问题

铁路院子设计工具包
铁路院子设计工具包

阿尔斯通在英国的繁忙和约束的西海岸主线(WCML)上保持整个Pendolino火车舰队。拥有56列火车和五个维护仓库,公司必须在调度和管理维护时考虑许多方面:

  1. 关于所需列车组和容量的路线和时间表的每日运行要求。
  2. 维护制度:Trainset检测和维护的频率和参数(例如时间或里程)。
  3. 发生事故或故障时的纠正性维护。
  4. 维护能力:仓库是否有足够的维护或维修资源。18luck新利网页版

培训率先的服务于维护公司的造成不必要的费用,而延迟维护可能导致失败并额外的昂贵维修。因此,需要全面的数字工具来帮助有效管理维护。

解决方案

由于要考虑许多参数,因此需要进行模拟。但使用固定数据的简单模拟不足。原因是铁路情况是非常可变的,尽管存在固定的火车时间表,但它很难预测训练位置,甚至未来几天。使用最新数据将使更深入的洞察力,这导致开发人员构建系统的数字双胞胎。通过日常操作更新,可以准确地代表系统。

AnyLogic传输仿真和规划软件使得能够使用最合适的建模方法进行仿真,甚至在一起使用多种方法。对于该模型,开发人员选择了一种基于代理的建模方法,这使得可以捕获整个铁路网络和操作:

AnyLogic还使开发人员能够在不改变格式的情况下处理来自不同来源的数据。有关车队、车站、车辆段及其约束的系统数据在Excel中提供,而列车组调度图是CSV文件,每天分配。

铁路码管理铁路仿真工具
铁路码管理铁路仿真工具(点击放大)

维护调度程序Alstom通常使用是基于启发式调度算法,并且开发人员将其嵌入到AnyLogic铁路仿真软件中。这提供了一个很大的优势,因为连接模拟和调度程序直接意味着它们可以在需要时重新运行,以便在需要时更快。

该模型具有交互式和用户友好的AnyLogic接口。AnyLogic中的GIS功能使得可以在模型中显示和管理GIS映射。使用此功能,开发人员使用OpenRailwayMap的数据可视化铁路车队操作。在此地图上,用户可以查看所有舰队操作。此外,可以点击任何项目并获得有关其的全面信息。对于列车,有:

作为Java的,AnyLogic还允许开发人员创建自定义Java扩展和用于铁路车队仿真和优化的自由分配的独立应用程序 - 帮助工程师向高管展示模型的功能。

计划对仿真模型进行大量的进一步开发。例如,为列车组安装检测器,以便向模型发送数据,并帮助使其更接近真实情况。调度器还将升级为概率方法和机器学习功能,用于预测铁路调度和进一步优化调度策略。

结果

数字双胞胎代表整个WCML舰队的操作。它使其用户可以通过为给定的约束找到最佳解决方案来节省不必要的铁路维护费用。用户可以:

  1. 了解给定参数中的系统性能并找到瓶颈。
  2. 探索不同的服务机油,更具成本(改变火车车队维护制度,调度策略,仓库能力),快速,安全地在数字环境中安全。
  3. 比较场景,评估KPI,并做出明智的决定。

如果发生任何紧急情况或意外事件,阿尔斯通可以通过更改输入数据快速找到新的有效解决方案。通过运行各种假设情景,也可以预测可能发生的事件并提前找到解决方案。

如果客户提出一些全球变更(新的时间表、额外的列车或路线),维修公司可以检查这些变更是否影响维修,并提出新的解决方案。此外,当向客户演示时,该模型是一个很好的说明工具。

模拟的功能范围
模拟的功能范围(点击放大)

铁路网络数字双胞胎是一个有价值的铁路仿真和决策支持工具,用于舰队维护的其他阶段,包括:

  1. 参加投标和投标,该公司可以通过数据和模拟来支持支持提案的可靠估计 - 该模型是一种用于沟通的强大视觉工具。
  2. 在设计和工程阶段,维护公司可以灵活地进行项目变更并考虑限制。
  3. 该公司可以根据模型产出进行预测,并考虑项目寿命阶段的决定。

事实证明,对铁路网络数字孪生兄弟的投资对当前和长期的决策非常有用。

我们的白皮书《数字孪生兄弟发展导论》包含进一步的案例研究,有助于展示数字孪生兄弟的发展及其好处-下载

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