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数字双胞胎彻底改变了铁路网络

该解决方案加快了列车的流动,提高了铁路安全,并为欧洲其他地区指明了方向。

文本:Gerli Ramler
照片:劳尔·米

Edelaraudtee 是一家私营铁路基础设施公司,在爱沙尼亚运营224公里的轨道、11个车站和20个站点。

早在20年前,我们就看到铁路开始被积压的技术维修所困扰:旧的模拟系统已经过时,许多部件已经过时,它们的生产已经停产,在爱沙尼亚没有官方代表,” 说 Rain Kaarjas, Edelaraudtee 首席执行官。

Edelaraudtee 着手与 Siemens Osakeyhtiö一起解决老化技术带来的挑战, 去追踪吧、Instry 和 Saka Automatika。此次合作在爱沙尼亚铁路基础设施中掀起了一波重大的创新浪潮。

结果,Edelaraudtee的现有系统已实现数字化,铁路网络的灵活性、未来的可持续性和效率得到了改善。尽管以前的安全级别很高,但现在整个系统已经进行了微调,符合现代的期望。

安全解决方案 SIL3 级别认证

由Edelaraudtee和Instry的系统架构师基于西门子技术开发的digital twin允许对所有相关利益相关者(例如安全评估员)进行远程测试。因此,关键人员不再需要亲自前往现场,但部分工作可以远程完成。

新的解决方案可用于改善列车速度和安全功能、联锁和平交叉口监控、开关加热、集中访问控制和应用程序维护。该解决方案已获得 SIL3 级别的独立安全评估机构 (ISA) 的批准。

Go Track 负责整个项目,Saksa Automatika 负责机柜的交付和组装。

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Edelaraudtee、Go Track、Instry、Saksa Automaatika和Siemens之间的合作形成了一个系统,在该系统中,整个铁路网络以集成和数据驱动的方式运行。在照片中,前排是Edelaraudtee的系统架构师考里·奥拉斯(左)和首席执行官雷恩·卡尔哈斯。后排:Saksa Automatikka首席执行官阿特斯·阿卢佩雷(左)、西门子合伙人经理鲁斯兰·哈姆津和Saksa Automaatika销售经理Aldo Kaljumäe。

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Kauri Oras,Edelaraudtee 的系统架构师。

当地专家起着至关重要的作用

Kauri Oras,Edelaraudtee的系统架构师说,这个庞大的项目始于大约十年前的一个简单电话。

“最初的任务看似微不足道:寻找一种使用模拟技术将数字数据传输到一个平交道口的解决方案。然后,Go Track向我们推荐了一种基于西门子工业逻辑控制器的火车站管理解决方案。这是快速而广泛的开发过程的开始,该过程一直活跃到今天,并将持续到未来,” 奥拉斯说。

选择技术合作伙伴的决定性因素是西门子在当地的代表处和合作伙伴的存在,这使得困难情况能够迅速得到解决,必要时可以聘请国际专家。

奥拉斯补充说:“共同的愿景和相似的价值观使我们团结在一起:我们专注于寻找解决方案,并充分了解对方重要的事情以及如何支持彼此的业务。”

“如今,在使用digital twin进行预测试之前,我们不会做任何事情。“
Kauri Oras

对瑞士的访问给出了一些想法

最早实现数字化的是图里火车站和平交道口,其次是塔林-韦克和基萨。当开发的系统出现挑战时,西门子在当地开展业务的重要性就变得具体了。

如果没有西门子在爱沙尼亚的专家,我们就无法解决这些挑战,因为我们正在取代一个非常复杂的技术实体,” 奥拉斯说。

Edelaraudtee的工程师访问了瑞士西门子客户的开发中心,以了解此类系统在欧洲的运行情况。

我们的目标是在我们自己的环境中进行类似的实现,但要更加灵活。我们决定我们的专家必须学习如何自己制作它们。这就是我们开始为Siemens平台创建软件解决方案的方式,以确保一切都符合欧洲安全标准。

有趣的是,我们在沃赫马的小火车站受到与柏林中央火车站完全相同的要求。但是,如果我们拥有世界上最好的工程师、好主意、设备和合作伙伴,我们就能找到解决方案。

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Saksa Automaatika首席执行官阿特斯·阿卢佩雷在图里火车站的自动化室里。

数字环境使工作效率更高

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图里控制室的照片。屏幕上是交通控制中心。

最大的飞跃是引入了数字双胞胎(digital twin),该数字双胞胎虚拟相当于真实的铁路基础设施,允许在部署流程之前对其进行测试。

过去,我们建立物理模型来测试系统。它们看起来不错,但很难更新。现在,一切都以数字方式完成:测试、模拟、教学。幸运的是,我们在正确的时机开始了开发——五年前,一些产品或数字双胞胎无法使用,” 该系统的创建者之一考里·奥拉斯说。

当实体迁移到数字环境时,我们的工作时间效率大大提高。如今,在使用 digital twin 进行预测试之前,我们不会做任何事情。”

最终结果是一个系统,在该系统中,整个铁路网络以集成和数据驱动的方式运行。这可以改善轨道维护,提高安全性并减少停机时间。

Edelaraudtee团队开发了可以将日志直接传送到机器技术人员的桌面并符合国际网络安全标准的软件。该团队已经建立了一个系统,其他国家仍在考虑中。而且发展仍在继续:下一步是协调工业自动化和 BIM 建模。

EDELARAUDTEE AS

1997 年在爱沙尼亚成立。

隶属于Go集团的铁路基础设施公司。

为铁路公司和车队所有者提供铁路基础设施服务和交通管理。

管理 223.8 千米的铁路线(包括塔林—莱尔—派尔努)、11 个火车站和 20 个车站外的客运平台。

大约 50 名员工。

大胆进入国外市场

Saksa Automaatika的任务是为开发项目提供西门子支持。他们负责提供组件、组装设备柜和连接由Edelaraudtee和Instry开发的软件。

Edelaraudtee 的员工前来参观并讨论了他们的可扩展想法,” 回忆道 Aldo Kaljumäe,德国汽车销售经理。

尽管我不知道铁路是如何运作的,但还是令人兴奋的。我们的工作是逐站组装配配电气配电盘。这是一个巨大的挑战,但也非常鼓舞人心。

鲁斯兰·哈姆津西门子公司波罗的海地区合伙人经理强调说,Edelaraudtee尝试新技术的勇气使他们与许多其他客户区分开来。

将新技术引入第一个实际项目通常需要数年时间。Edelaraudtee 立刻愿意尝试一下。我的任务是充当西门子专家和客户之间的联系人。我们选择的解决方案已经过Go Track的测试和认证,可以大胆地出口到国外市场。

Ats AlupereSaksa Automaatika董事总经理回忆说,Edelaraudtee在该国刚刚开始谈论工业4.0时启动了开发项目,许多人对数字双胞胎一无所知。

这个项目在当时的爱沙尼亚是革命性的,” Alupere 说。

现在我们可以说,基础设施公司有一种真正的工具可供使用,可以使铁路每天变得更安全、更高效。

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Edelaraudtee 及其合作伙伴创建了一种安全解决方案,该解决方案已获得 SIL3 批准并获得 ISA 的正式认证 (独立安全评估员)。

爱沙尼亚是整个欧洲的榜样

雷恩·卡尔哈斯说,尽管最初并不是所有人都相信Edelaraudtee可以开发这样的系统,但最终结果是一条功能齐全且面向未来的铁路。

我们的团队拥有从中继时代到数字时代的丰富经验,并与他们合作,我们能够创造出符合欧洲最高标准的产品。

2007 年,Edelaraudtee 雇用了 150 名员工,但现在我们有 48 名员工,但我们在同一个数字轨道交通控制中心运行的列车比以往任何时候都多。”

Kaarjas认为,从长远来看,爱沙尼亚铁路的发展可以成为整个欧洲的榜样。

我们做出了一系列大胆的决定,为新技术打开了大门。我们将苏联时代的传统机车车辆和基础设施带到了今天,并推出了现代通信解决方案,这些解决方案也将使未来自动驾驶列车的使用成为可能。但是,其中不可避免的部分是网络安全和新一代工程师的参与。这些是我们的挑战和机遇。”

这次采访是在2025年10月22日进行的。