در سال های اخیر، صنعت راه آهن دستخوش یک انقلاب دیجیتالی شده و نحوه مدیریت و بهره برداری راه آهن را متحول کرده است.

یکی از نوآوری های کلیدی که این تحول را ایجاد می کند، مفهوم دوقلوهای دیجیتال است. دوقلوهای دیجیتال کپی مجازی دارایی های فیزیکی، سیستم ها یا فرآیندهایی هستند که داده ها ی آنی را برای بهینه سازی عملکردشان ارائه می کنند. در این مطلب به بررسی این موضوع می پردازیم که چگونه دوقلوهای دیجیتال آینده مدیریت راه آهن را شکل می دهند و عملیات ها، تعمیر و نگهداری و تجربه مسافران را متحول می کنند.

دوقلوهای دیجیتال در مدیریت راه آهن به ایجاد مدل های مجازی اشاره دارد که دارایی های فیزیکی و زیرساخت های شبکه راه آهن را منعکس می کند. این نسخه های مجازی داده ها را از حسگرها و منابع دیگر جمع آوری و تجزیه و تحلیل می کنند تا دید جامعی از عملکرد، شرایط و پارامترهای عملیاتی دارایی ها ارائه کنند. دوقلوهای دیجیتال با استفاده از فناوری های پیشرفته مانند اینترنت اشیا (IoT)، هوش مصنوعی (AI) و تجزیه و تحلیل داده های بزرگ، سیستم راه آهن را قادر می سازد تا تصمیمات مبتنی بر داده ها را اتخاذ کنند، کارایی را بهبود بخشند و ایمنی را افزایش دهند.

دوقلوهای دیجیتال پتانسیل بسیار زیادی برای بهینه سازی عملیات راه آهن و تعمیر و نگهداری دارند و با گرفتن داده های آنی از منابع مختلف، از جمله حسگرها در قطارها، ریل ها و زیرساخت ها، نمای کلی از کل سیستم راه آهن را ارائه می دهند که اپراتورها را قادر می سازد تا عملکرد دارایی ها را بررسی و تجزیه و تحلیل کنند، ناهنجاری ها را شناسایی کنند و خرابی ها را قبل از وقوع پیش بینی کنند. راه آهن با اجرای استراتژی های تعمیر و نگهداری پیش بینی کننده بر اساس بینش های دیجیتالی دوگانه، می تواند زمان خرابی را کاهش دهد، اختلالات را به حداقل برساند و استفاده بهینه از دارایی را تضمین کند.

بر اساس گزارش Markets and Markets، انتظار می رود که بازار دوقلوی دیجیتال جهانی در بخش حمل و نقل، از جمله راه آهن، تا سال 2025 به 4.3 میلیارد دلار برسد که با نرخ رشد مرکب سالانه (CAGR) 38.1 درصد رشد می کند. این رشد قابل توجه نشان دهنده پذیرش و شناخت روزافزون مزایای دوقلوهای دیجیتال در مدیریت راه آهن است.

دوقلوهای دیجیتال همچنین نقشی حیاتی در افزایش تجربه و ایمنی مسافران در صنعت راه آهن دارند. اپراتورها با نظارت بر داده های زمان واقعی در برنامه ریزی قطار و شرایط زیرساخت ها می توانند برنامه ریزی خدمات را بهینه کنند، از ورود به موقع اطمینان حاصل کنند و ازدحام بیش از حد را به حداقل برسانند. علاوه بر این، دوقلوهای دیجیتال می توانند سناریوهای مختلف را برای شناسایی خطرات ایمنی بالقوه و ابداع اقدامات پیشگیرانه برای جلوگیری از حوادث شبیه سازی و تجزیه و تحلیل کنند.

مطالعه ای که توسط Deloitte انجام شد نشان داده که اجرای دوقلوهای دیجیتال در راه آهن می تواند منجر به کاهش 10 تا 15 درصدی تأخیر قطار و بهبود عملکرد به موقع شود. علاوه بر این، این مطالعه نشان داد که دوقلوهای دیجیتال پتانسیل بهبود ایمنی را تا 20 درصد از طریق تعمیر و نگهداری پیش بینی کننده و نظارت بر زمان واقعی دارایی های حیاتی دارند.

در حال حاضر دولت ها در سراسر جهان پتانسیل تحول آفرین دوقلوهای دیجیتال در مدیریت راه آهن را تشخیص می دهند و فعالانه از اجرای آن ها حمایت می کنند. به عنوان مثال، در ایالات متحده، اداره راه آهن فدرال (FRA) ابتکار " دوقلو دیجیتال برای بهبود مدیریت زیرساخت ریلی " را راه اندازی کرده است و بودجه قابل توجهی را برای توسعه و استقرار فناوری های دوقلوی دیجیتال در سراسر شبکه های ریلی کشور اختصاص داده است.

به طور مشابه، در اروپا، برنامه تحقیقاتی و نوآوری افق 2020 اتحادیه اروپا در پروژه هایی با تمرکز بر کاربردهای دیجیتالی دوقلو در راه آهن سرمایه گذاری کرده است. هدف این ایده ها  بهبود مدیریت دارایی، بهینه سازی مصرف انرژی، و افزایش کارایی و پایداری کلی عملیات راه آهن است.

در حالی که دوقلوهای دیجیتال مزایای متعددی را ارائه می دهند، اجرای آنها با چالش ها و محدودیت هایی نیز همراه است. یکی از چالش های اصلی، ادغام منابع و سیستم های مختلف داده برای ایجاد یک پلتفرم دوقلو دیجیتالی یکپارچه است. اپراتورهای راه آهن باید از قابلیت همکاری و سازگاری میان قالب های داده، پروتکل ها و فناوری های حسگر مختلف اطمینان حاصل کنند. محدودیت دیگر، سرمایه گذاری اولیه بالای مورد نیاز برای توسعه و استقرار سیستم های دوقلو دیجیتال است. با این حال، مزایای بلند مدت، از جمله بهبود کارایی، کاهش هزینه ها و افزایش ایمنی، بیشتر از سرمایه گذاری اولیه است.

در نتیجه، ظهور دوقلوهای دیجیتال، صنعت مدیریت راه آهن را متحول کرده و آن را از شبیه سازی مجازی به واقعیت ملموس سوق داده است. استفاده از فناوری های پیشرفته مانند حسگرهای اینترنت اشیا (IoT)، هوش مصنوعی (AI) و تجزیه و تحلیل داده های بزرگ، اپراتورهای راه آهن را قادر می سازد تا به سطوح بی سابقه ای از کارایی، ایمنی و قابلیت اطمینان دست یابند.

بر اساس داده های اخیر، راه آهن هایی که فناوری دوقلو دیجیتال را اجرا می کنند، شاهد کاهش قابل توجهی در هزینه های تعمیر و نگهداری تا 30 درصد و کاهش سرسام آور 75 درصدی در زمان توقف برنامه ریزی نشده بوده اند. علاوه بر این، ادغام دوقلوهای دیجیتال در مدیریت راه آهن منجر به بهبود مدیریت دارایی، افزایش قابلیت های نگهداری پیش بینی و بهینه سازی فرآیندهای تصمیم گیری شده است. همانطور که به جلو می رویم، آینده مدیریت راه آهن در استفاده از قدرت دوقلوهای دیجیتال برای ایجاد شبکه های ریلی هوشمندتر، ایمن تر و کارآمدتر نهفته است.