Системный анализ подсистемы железнодорожной инфраструктуры как шаг к цифровому двойнику (стационарной системе) железнодорожного пути

Проанализирован железнодорожный путь как сложная техническая система, управление которой базируется на регламентных подходах, ограничивающих предиктивный контроль критических участков. Применен комплекс методов системного анализа: структурная декомпозиция, функционально-структурный анализ, классификация и многокритериальный анализ. Выявлены иерархические взаимосвязи элементов верхнего и нижнего строения, установлен каскадный характер деградации, где неисправность нижележащего элемента выступает первичным фактором разрушения вышележащих. Обосновано разделение компонентов на критические (обеспечивающие мгновенную безопасность) и фундаментальные (определяющие долгосрочную устойчивость). Предложена многоуровневая модель жизненного цикла, устанавливающая дискретную шкалу состояний, коррелирующую с вероятностью отказа. Разработана концепция гибридного цифрового двойника, интегрирующего стационарные сенсорные сети и данные подвижных диагностических комплексов.

1. Транспортная стратегия Российской Федерации до 2030 года с прогнозом на период до 2035 года [утверждена распоряжением Правительства РФ от 27 ноября 2021 г. № 3363-р (в ред. от 6 ноября 2024 г.)] // КонсультантПлюс : [справочно-правовая система]. – Москва, 2024. – URL: https://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_402052/?ysclid=mr1rq5hy4248587079 (дата обращения: 24.02.2026).

2. Ковенькин, Д. А. Применение программного комплекса Frost 3D Universal для проведения прогнозных теплотехнических расчетов земляного полотна / Д. А. Ковенькин, Д. Н. Насников, И. С. Чернецкая // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. – 2022. – № 3 (75). – С. 80–90. – DOI 10.26731/1813-9108.2022.3(75).80-90.

3. Sresakoolchai, J. Track Geometry Prediction Using Three-Dimensional Recurrent Neural Network-Based Models Cross-Functionally Co-Simulated with BIM / J. Sresakoolchai, S. Kaewunruen // Sensors. – 2023. – Vol. 23, No. 1. – P. 391. – DOI 10.3390/s23010391.

4. Seeking a Definition of Digital Twins for Construction and Infrastructure Management / A. Aragón, M. Arquier, O. B. Tokdemir [et al.] // Applied Sciences (Switzerland). – 2025. – Vol. 15, No. 3. – P. 1557. – DOI 10.3390/app15031557.

5. Пятков, Д. А. Цифровой двойник железнодорожного пути: актуальность, проблемы внедрения и перспективы развития / Д. А. Пятков // Наука, технологии, общество: экологический инжиниринг в интересах устойчивого развития территорий (НТО-VI-2025) : сборник научных статей по материалам VI Всероссийской (национальной) научной конференции, Красноярск, 06–07 ноября 2025 года. – Красноярск : Общественное учреждение «Красноярский краевой Дом науки и техники Российского союза научных и инженерных общественных объединений», 2025. – С. 118–127. – EDN EUJUXC.

6. Суслов, О. А. Перспективные подходы к прогнозному моделированию деградационных процессов элементов верхнего строения пути и их применение при создании цифровых двойников / О. А. Суслов, В. И. Федорова // Вестник Научно-исследовательского института железнодорожного транспорта. – 2021. – Т. 80, № 5. – С. 251–259. – DOI 10.21780/2223-9731-2021-80-5-251-259.

7. Чаплин, И. В. Совершенствование системы эксплуатации искусственных сооружений за счет применения цифровых двойников на примере железнодорожного моста / И. В. Чаплин, А. В. Паторняк, С. В. Ефимов // Известия Петербургского университета путей сообщения. – 2025. – Т. 22, № 3. – С. 831–838. – DOI 10.20295/1815-588X-2025-3-831-838.

8. Шевченко, Д. В. Методология построения цифровых двойников на железнодорожном транспорте / Д. В. Шевченко // Вестник Научно-исследовательского института железнодорожного транспорта. – 2021. – Т. 80, № 2. – С. 91–99. – DOI 10.21780/2223-9731-2021-80-2-91-99.

9. Пятков, Д. А. Шпалы с увеличенной площадью опирания: особенности конструкции, преимущества и перспективы применения / Д. А. Пятков, В. В. Спирюхов // Молодежная наука : Труды XXVIII Всероссийской студенческой научно-практической конференции, Красноярск, 25 апреля 2024 года. – Красноярск : Иркутский государственный университет путей сообщения, 2024. – С. 235–238. – EDN QJVEZF.

10. Пюкке, Г. А. К вопросу об использовании марковской модели деградации при диагностировании технических систем / Г. А. Пюкке // Вестник КРАУНЦ. Физико-математические науки. – 2017. – № 3 (19). – DOI 10.18454/2079-6641-2017-19-3-50-61. – URL: https://cyberleninka.ru/article/n/k-voprosu-ob-ispolzovanii-markovskoy-modeli-degradatsii-pri-diagnostirovanii-tehnicheskih-sistem (дата обращения: 15.02.2026).