Model infrastruktury cyfrowego bliźniaka aplikacji ETCS

• Autorzy: Kochan Andrzej

Warianty tytułu

EN

A model of the ETCS application’s digital twin infrastructure

• Konferencja: Nowoczesne technologie i systemy zarządzania w transporcie szynowym - NOVKOL'21 = Modern technologies and management systems for rail transport (1-3-12.2021 ; Zakopane , Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Koncepcja cyfrowego bliźniaka aplikacji ETCS została zaprezentowana przez autora w roku 2020 [3][4]. Niniejszy artykuł prezentuje architekturę tego rozwiązania, która ukształtowała się w czasie badań prowadzonych w ramach projektu „Cyfrowa kolej. Cyfrowy bliźniak aplikacji ETCS – wirtualne prototypowanie i symulacja scenariuszy operacyjnych”. System ERTMS/ETCS jako podsystem systemu sterowania ruchem kolejowym posiada wszystkie jego cechy utrudniające badanie go w warunkach rzeczywistych tj. złożoność, rozproszenie geograficzne, intensywne interakcje z otoczeniem itp. Taki stan rzeczy wskazuje na konieczność poszukiwania metod badawczych systemu w warunkach laboratoryjnych, pozwalających na wierne odwzorowanie rzeczywistych warunków działania systemu. Określona w ten sposób potrzeba dała impuls do rozwoju klasycznej koncepcji cyfrowego bliźniaka. Infrastruktura cyfrowego bliźniaka aplikacji ETCS jest nie tylko wiernym odwzorowaniem systemu rzeczywistego ale zawiera również moduł wirtualnego laboratorium. Moduł ten implementuje środowisko symulacyjne wykorzystujące scenariusze operacyjne stosowane w testowaniu rzeczywistych systemów oraz innowacyjną metodykę wirtualnego prototypowania aplikacji ETCS, pozwalającą na szybkie i poprawne projektowanie takich aplikacji.

EN

The concept of digital twin of the ETCS application was presented by the author in 2020 [3]. This paper presents the architecture of this solution, which took shape during the research conducted within the project “Digital Railway. Digital twin of ETCS application - virtual prototyping and simulation of operational scenarios”. The ERTMS/ETCS system, as a subsystem of the railway traffic control system, has all its characteristics that make it difficult to study it In real conditions, i.e. complexity, geographical dispersion, intensive interaction with the environment, etc. This state of affairs indicates the need to search for methods of testing the system in laboratory conditions allowing a faithful representation of the real conditions of operation of the system. Thus identified need gave impetu to the development of the classical concept of the digital twin. The digital twin infrastructure of the ETCS application is not only a faithful replica of the Real system but also includes a virtual laboratory module. This module implements a simulation environment that uses operational scenarios applied in the testing of real systems as well as an innovative methodology for virtual prototyping of ETCS applications that allows rapid and correct design of such applications.

Słowa kluczowe

PL

sterowanie ruchem kolejowym; cyfryzacja; wirtualne prototypowanie; symulacja scenariuszy operacyjnych; cyfrowy bliźniak aplikacji ETCS

EN

signalling; digitalisation; virtua prototyping; simulation of operational scenarios; digital twin of ETCS application

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Komunikacji Rzeczpospolitej Polskiej. Oddział w Krakowie
• Czasopismo: Zeszyty Naukowo-Techniczne Stowarzyszenia Inżynierów i Techników Komunikacji w Krakowie. Seria: Materiały Konferencyjne
• Rocznik: 2021
• Tom: Nr 2 (123)
• Strony: 187--197
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys.

Twórcy

autor

Kochan Andrzej

• Politechnika Warszawska, Wydział Transportu, ul. Koszykowa 75, 00-662 Warszawa, tel.: [phone]

Bibliografia

• [1] Findeisen W., Struktury sterowania dla złożonych systemów, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 1997.
• [2] Grieves M., and Vickers J. (2017), Digital Twin: Mitigating Unpredictable, Undesirable Emergent Behavior in Complex Systems, in Transdisciplinary Perspectives on Complex Systems: New Findings and Approaches, F.-J. Kahlen, S. Flumerfelt and A. Alves (eds.), Cham, Switzerland: Springer International Publishing, pp. 85-113.
• [3] Kochan A., Cyfrowy bliźniak systemu sterowania ruchem kolejowym, Zeszyty Naukowo-Techniczne Stowarzyszenia Inżynierów i Techników Komunikacji w Krakowie. Seria: Materiały Konferencyjne, 2020, nr 2(121)/2020, s.55-65.
• [4] Kochan A., Digital Twin Concept of the ETCS application, WUT Journal of Transportation Engineering, 2021, nr 131, s.87-98. DOI:10.5604/01.3001.0014.8199.
• [5] Kochan A., Koper E., Wontorski P., Automatyczne prowadzenie pociągu – analiza wymagań, WUT Journal of Transportation Engineering, 2018, vol. 121, s.161-170.
• [6] Kochan A., Wontorski P., Automatyzacja procesu projektowania urządzeń sterowania ruchem kolejowym, Zeszyty Naukowo-Techniczne Stowarzyszenia Inżynierów i Techników Komunikacji w Krakowie, vol. II, nr 3(110) 2016, s. 111-122.
• [7] Koper, E., Kochan, A., Gruba, Ł. (2019), Simulation of the Effect of Selected National Values on the Braking Curvesof an ETCS Vehicle. W J. Mikulski, J. Mikulski (Red.), Development of Transport by Telematics (ss. 17–31). http://doi.org/10.1007/978-3-030-27547-1_2.
• [8] Scenariusze Operacyjne – wymagania eksploatacyjne dla systemu ETMS/ ETCS poziom 2 w wersji 2.3.0d.
• [9] Unisig, SUBSET-026. System Requirements Specification. v. 3.6.0.