机遇数字双技术法国铁路网

At a time when numerous strategy consulting firms are excited about digital twin models being the next technological and digital breakthrough, and before addressing in this article1 the projects relating to the SNCF Réseau’s Digital Twin Program undertaken for the French railway network, we feel that it would be useful to answer the following question:
它是否可以想象，可以为150岁的工业系统构建数字双床型，这些工业系统由各种材料制成 - 如钢铁，木材，混凝土，电气系统和自动化设备 - 具有复杂的计算机基础设施，并在不同的复兴和重建期间发展 - 并通过创新用途，可行地确定新的性能目标？

很长一段时间以来，数字双胞胎一直被认为是一种尽可能真实地表示物体的3D模型。然而,在铁路系统的情况下,当造型面积接近铁路线,周围环境的变化在整个季节,需要获取和管理一个数字表示的能力,可以随着时间的推移而演变为一个超过50000公里的铁路网络,如法国的铁路网络。然而，这种纯粹的空间表现并没有考虑到铁路网络的功能动态，如列车循环、管理规则或操作过程。因此，每天、每周和每月转换网络的生命周期需要额外的数据层。可以添加不同的信息源，代表不同程度的复杂性，由潜在事件影响网络的各个系统或子系统产生。

国家铁路系统本质上很复杂。A digital twin must, therefore, be capable of absorbing these different levels of complexity at various scales of consideration, both spatially and temporally: from a minute’s delay to the years of the century-old work of art, from the management of the catenary geometry over the millions of kilometers travelled each day to the record-keeping of the maintenance operations, to the financial planning for new projects. Herein lies the challenge which can only be addressed through, on the one hand, being capable of having a global systemic and inclusive vision, to allow future evolutions to be potentially integrated, while at the same time being able to deliver concrete gains for the infrastructure manager through the introduction of levers to create improved performance based on the digital transformations of the network.
因此，基于这两个轴，SNCFRéseau自2018年以来已经接近了数字双胞胎建模：全球范围内，通过现有和未来的概念化来利用通过换算和开发来使用名为Ariane的新的系统数据模型在计算机信息系统中历史上存储在孤岛上的工作数据的横向性，也是在另一个操作级别，通过使用数字方法开发具有可测量值的混凝土应用来创建新进程，这将创造今天的增强性能。

对于我们来说，SNCFRéseau的数字双胞胎建模必须依赖于本公司目前正在进行的各种数字和申请计划之间的互连之和。在想象技术的所有可能的新用途之前，我们认为必须识别完全准备朝向数字双胞胎方法定向的项目。铁路网络销售一体，只有一个产品en Masse：火车站。在今天的一天和年龄的火车槽，基本上包含在计算机信息系统中的数值数据。一款插槽具有复杂的生命周期，该生命周期为SNCFRéseau，由预测的客户需求暂时创建在使用前三年。因此，涉及不同的阶段：概念，操作，维护和列车插槽的存档，或者更确切地说是该时隙在计算机系统内代表的数据。因此，这是一个中央产品，几乎完全存在于数字宇宙中，除了其简短的消费阶段，它将转变为实际的火车之旅。了解如何通过在复杂计算机系统内本产品的整个生命周期中通过数据管理系统进行数字化和接近历史和集中化流程。不可否认，在SNCFRéseau尚未以相同的速度采用数字双胞胎，尽管我们正在努力识别和促进新的用途，这将为所有新项目提供灵感。

However, for the potential performance gain to be translated into a functional programme, or as the foundation for numerous applications, success need to be demonstrated on a case-by-case basis, which should encourage everyone to say, “It’s possible, and I would like to get involved with my own projects!”.

自动检测（红色）和测量（绿色边界框）对象可能无意中留在修复工作后的轨道上

以下是目前正在进行的五个项目，它们包含了数字孪生方法提供的重要性能收益的潜力:

1.信息连续性 - 快速反应维护

在欧洲Shift2Rail程序的情况下，SNCF网格在发展，合作与其他行业，“增强竣工记录”下通过内部结构的列车在网络中进行的复兴工作。目标是确保在施工阶段和随后进入维护和操作阶段之间收集的信息的数字连续性。我们将提供结构化数据，易于访问和全数字，所有工作人员都可以在铁路系统生命周期内使用它。

2.人工智能（AI）为整个网络进行火车清关的管理 - OMEGA2N项目也代表网络轨道进行

对铁路装置（平台，桥梁，轴等）的清理的详细了解是确保铁路安全的基本要素。为了提高性能和安全，我们正在使用LIDAR 3D云点数据基于我们的基础架构的完全换算来开发一种方法，该方法代表参考克隆。通过开发复杂算法，可以处理此数据，我们能够验证我们安装符合性的整个过程。此外，我们还为英国的基础架构经理，网络轨道实施了这种方法，他还在调查点云数据处理的潜力，以便更新其内部间隙数据库。

3.自动计算和监控接触网几何

测量和接触网高度的控制，以及未对准，在铁路网络性能的关键因素，以防止张力的问题。几何测量是可以实现的，在通过激光雷达点云数据的连续自动算法分析一厘米的精度水平，从而允许线几百公里到在几个小时内被测量。接触网柱的检测也允许自动生成的位置，计划在大距离工作的操作工。

4.通过计算剩余或亏损区域来回收压载

镇流器配置文件是键参考指示器，在替换过程中验证。我们从LIDAR数据计算真正的镇流器型材，然后将其与参考轮廓进行比较，然后可以识别剩余或缺陷的镇流器区域。这些都是地理学，他们的体积计算，以允许基础设施经理继续回收或重新迁移剩余镇流器区域。这代表了一个重要的经济增益，同时发展内部循环经济。

5.双点云数据集之间的演变 - 检测在铁路线对象的

例如，我们目前正在努力通过监控可能无意地留在修复工作之后的轨道上的对象来提高网络安全。通过比较几周间隔几周地获取的两点云数据集之间的差异来检测这些物体的检测，这可以是例如轨道或关系部分。以这种方式，在过滤之后，可以识别和表征对象的类型。然后可以将类型和位置发送到现场员工中，以便删除和回收对象。快速自动检测允许更快的反应时间并降低由于这种事件的安全问题和延误的风险。
SNCFRéseau已经大量投资数字双床技术，以允许铁路网络的建模，但也将用作许多不同的计算机系统的互连工具，确保数据的循环并允许计算，模拟，预测的可能性。并向所有有关工作人员传播此信息，然后允许开发特定于具体的响应，这通过新的数字流程为基础架构管理器创造了价值。