Научный журнал

Вестник Алтайской академии экономики и права

Print ISSN 1818-4057

Online ISSN 2226-3977

Перечень ВАК

• Авторы
• Резюме
• Файлы
• Ключевые слова
• Литература

Погребная Н.В. 1 Крышня А.Д. 1 Линейкин М.М. 1 Заруба Д.С. 1

---

1 ФГБОУ ВО «Кубанский государственный аграрный университет им. И.Т. Трубилина»

Статья носит исследовательский характер и посвящена анализу перспектив внедрения цифровых двойников в дорожное хозяйство Краснодарского края как инструмента повышения эффективности управления. Цель исследования – разработка рекомендаций по внедрению цифровых двойников в дорожное строительство Краснодарского края на основе анализа текущих показателей и выявленных барьеров. В качестве материалов для проведения анализа исследования состояния дорожного хозяйства Краснодарского края, а также исследования проблем и перспектив внедрения цифровых двойников, были использованы нормативные документы, регулирующие область ведения финансового учета, научные публикации российских авторов, бухгалтерская (финансовая) отчетность, данные из единой информационно-статистической системы. Использовались методы сравнительного и финансового анализа. Результаты проведенного исследования позволили обосновать необходимость внедрения цифровых двойников – виртуальных моделей, интегрирующих данные IoT, ГЛОНАСС и искусственный интеллект для оптимизации жизненного цикла дорожных объектов. На примере успешных кейсов продемонстрированы преимущества технологии: повышение пропускной способности перекрестков, сокращение затрат на обслуживание, прогнозирование износа инфраструктуры. Отмечены барьеры для реализации в Краснодарском крае: высокие первоначальные инвестиции, дефицит квалифицированных кадров, фрагментарность данных. Статья подчеркивает, что внедрение цифровых двойников способно трансформировать дорожную отрасль края, обеспечив устойчивое развитие транспортной сети и повышение безопасности дорожного движения.

Статья в формате PDF

1571 KB

цифровые двойники

дорожное строительство

краснодарский край

инвестиции

эффективность

цифровизация

1. Акимов А.Е., Бондаренко С.Н., Бодяков А.Н., Курлыкина А.В. К вопросу о создании цифрового двойника для строительства автомобильной дороги // Системные технологии. 2023. №4 (49). С. 25-34.

2. Евсин А.В. Цифровой двойник в сфере организации дорожного движения // Системы безопасности. 2022. № 2. URL: https://cs.groteck.ru/SS_2_2022/34/index.html (дата обращения: 08.02.2025).

3. Коротеев Д.Д., Ким А.А., Васютин А.О. Перспективы применения цифровых двойников в строительной отрасли // Вестник евразийской науки. 2024. Т. 16, № 2. URL: https://esj.today/PDF/12SAVN224.pdf (дата обращения: 08.02.2025).

4. Кухаренко А.А., Паремузова М.Г., Гайдук В.И. Инвестиции в строительство логистического комплекса как фактор развития сельских территорий Краснодарского края // Международный сельскохозяйственный журнал. 2024. № 4(400). С. 429-432.

5. Официальный сайт Министерства транспорта и дорожного хозяйства Краснодарского края [Электронный источник]. URL: https://mt.krasnodar.ru/ (дата обращения: 08.02.2025).

6. Погребная Н.В. Международный бизнес: учеб.-метод. пособие. Краснодар: КубГАУ, 2015. 154 с.

Введение

Как известно, строительство, как отрасль имеет немаловажное значение в контексте динамического развития экономики любой страны, формирующая материальную основу, инфраструктуру, за счет чего обеспечивается функционирование остальных отраслей. Стоит отметить, что важным элементом функционирования экономики является дорожная инфраструктура, обуславливающая транспортную связность экономических центров, оптимизацию логистики при перемещении факторов производства, товаров и услуг, поддержку ключевых секторов экономики [4].

В настоящее время, для обеспечения и повышения эффективности деятельности любой отрасли, активно разрабатывается и внедряется множество технологических решений, в том числе, в отрасли дорожного строительства.

Ввиду необходимости повышения качества, безопасности и экономической эффективности дорожной инфраструктуры Краснодарского края, как региона, обладающего развитой транспортной сетью, сегодня существует потребность в создании и применении различных инновационных подходов.

Одним из результатов цифровизации, демонстрирующим значительное повышение эффективности управления, является концепция цифровых двойников, которая нашла широкое применение во многих отраслях экономики. Цифровые двойники представляют собой сложную виртуальную модель, отражающую постоянно обновляющиеся физические структуры объекта в режиме реального времени, основой для создания которой послужили такие технологии, как технологии информационного моделирования, Internet of Things (IoT) и искусственный интеллект [1].

Говоря о дорожном строительстве, применение в данной сфере технологии цифровых двойников охватывает все этапы жизненного цикла дорожного объекта, от планирования и проектирования до строительства, эксплуатации, ремонта и реконструкции объекта [3].

Целью настоящего исследования является разработка рекомендаций по внедрению цифровых двойников в дорожное строительство Краснодарского края на основе анализа текущих показателей и выявленных барьеров. К задачам исследования относятся:

1. Проведение анализа ключевых показателей состояния дорожного хозяйства Краснодарского края за 2022–2024 гг.

2. Определение сущности цифровых двойников.

3. Изучение вопроса перспектив и проблем интеграции цифровых двойников в дорожное хозяйство региона, как инструмента, позволяющего снизить влияние негативных факторов на развитие дорожной отрасли региона.

4. Разработать практические рекомендации по интеграции цифровых двойников с учётом региональных особенностей.

Материалы и методы исследования

В качестве материалов для проведения анализа исследования состояния дорожного хозяйства Краснодарского края, а также исследования проблем и перспектив внедрения цифровых двойников, были использованы нормативные документы, регулирующие область ведения финансового учета, научные публикации российских авторов, бухгалтерская (финансовая) отчетность, данные из единой информационно-статистической системы. Использовались методы сравнительного и финансового анализа [6].

Таблица 1

Показатели объема дорожного фонда и протяженности автомобильных дорог Краснодарского края [5]

Таблица 2

Показатели расходования ассигнований и затраты на содержание, ремонт и строительство дорог в Краснодарском крае [5]

В рамках исследования проведем анализ основных показателей деятельности дорожного хозяйства Краснодарского края (таблица 1).

За анализируемый период 2022-2024 гг. объем дорожного фонда увеличился на 2 849,6 млн руб. (5,73%), что свидетельствует о расширении возможностей финансирования мероприятий дорожного хозяйства, направленных на ремонт и строительство автомобильных дорог, что является положительной тенденцией.

Согласно данным таблицы 2, за период 2022-2024 гг. увеличились затраты на: капитальный ремонт дорог (увеличение составило 4 120,71 млн руб. или 18,08%); текущий ремонт дорог (увеличение составило 3 148,64 млн руб. или 18,14%); содержание дорог (увеличение составило 1 623,62 млн руб. или 12,81%); а также расходование ассигнований дорожного фонда на строительство и реконструкцию автомобильных дорог общего пользования регионального значения и искусственных сооружений на них (увеличение составило 2 175,3 млн руб. или 22,44%) при одновременном уменьшении протяженности автомобильных дорог регионального или межмуниципального значения с твердым покрытием на 46,31 км (0,52%), снижением протяженности участков ввода в эксплуатацию после строительства и реконструкции на 11,9 км (93,63%) и участков автомобильных дорог регионального значения, подлежащих вводу (введенных) в эксплуатацию после капитального ремонта и ремонта на 234,37 км (43,33%).

Однако, при этом, расходы ассигнований дорожного фонда на внедрение интеллектуальных транспортных систем, предусматривающих автоматизацию процессов управления дорожным движением за исследуемый период уменьшились на 123,6 млн руб. (76,3%), а в 2023 г. вовсе отсутствовали, что позволяет говорить о вероятном сокращении мер по цифровой модернизации дорожного хозяйства, что может негативно влиять на безопасность транспортного процесса и эффективность транспортной системы края.

По результатам проведенного анализа, можно выделить следующие тенденции развития дорожного хозяйства Краснодарского края:

1. Наличие приоритета традиционных методов ремонта над инновациями, что замедляет модернизацию (в том числе на это указывает снижение темпов цифровизации процессов дорожного хозяйства в следствие снижения объемов финансирования ИТС)

2. Увеличение объемов расходов на капитальный и текущий ремонт при одновременном сокращении протяженности дорог с твердым покрытием и уменьшении ввода участков после ремонта может свидетельствовать об устаревании инфраструктуры, требующей все больше ресурсов для поддержания в рабочем состоянии и частого ремонта.

3. Увеличение расходования ассигнований дорожного фонда на строительство и реконструкцию автомобильных дорог общего пользования с одновременным уменьшением протяженности введенных в эксплуатацию дорог после строительства и реконструкции может указывать на замедление темпов развития дорожной сети, что может быть связано с недостаточным финансированием новых проектов, а также неэффективном распределении ресурсов.

4. Также следует отметить, что на данный момент строительство и реконструкция дороги требует меньшего финансирования по сравнению с осуществлением капитального и текущего ремонта дорог, что позволяет говорить об экономической целесообразности повышения качества строительства новых дорог с целью снижения потребностей в ремонте в будущем.

Результаты исследования и их обсуждение

Одним из возможных решений, внедрение которого позволит обеспечить развитие процесса совершенствования функционирования дорожного хозяйства может стать активизация использования цифровых двойников – виртуальных моделей физических объектов и систем, созданных на основе данных и алгоритмов, которые имитируют структуру, свойства и поведение реальных объектов в режиме реального времени.

В России введение цифровых двойников в дорожное хозяйство находится на ранней стадии, однако, на данный момент, существует несколько успешных примеров их использования, представленные в таблицах 3-4.

Москва демонстрирует наибольший охват: оцифровано 7000 км дорожной сети, 28 классов объектов ДТИ и 1,7 млн элементов инфраструктуры. Это позволяет детально моделировать городскую среду и повысить качество управления транспортными потоками. Казань сосредоточена на городском уровне: оцифровано 2000 км дорог, внесено 15,5 млн данных и 456 тыс. документов. Акцент сделан на интеграцию данных и документов, что в перспективе упрощает межведомственное взаимодействие. Трасса М-11 «Нева» (610 км) ориентирована на межрегиональную магистраль между Москвой и Санкт-Петербургом.

Таблица 3

Примеры использования цифровых двойников [2]

Таблица 4

Показатели использования цифровых двойников [2]

Меры по внедрению цифровых двойников в дорожное хозяйство Краснодарского Края

Прецизионная цифровая копия магистрали включает не только детализированную 3D-карту трассы, но и актуальные данные о дорожной обстановке, обновляемые в режиме реального времени. Этот виртуальный аналог обеспечивает безопасность автономного и сетевого транспорта, прогнозируя изменения на маршруте за десятки километров. Технология позволяет заблаговременно адаптировать движение к погодным условиям, ремонтным работам и другим факторам, минимизируя риски и повышая эффективность транспортной инфраструктуры.

Таким образом, в контексте внедрения моделей в дорожное хозяйство, можно выделить основные положительные аспекты, такие как:

1. Оптимизация расходов за счет прогнозирования износа строительных объектов, а также моделирования вариантов ремонта с целью выбора наиболее экономически эффективного решения.

2. Повышение эффективности строительства и реконструкции дорог за счет виртуального проектирования, позволяющего учитывать данные о геологии, транспортных потоках, экологических ограничениях и т.д.

3. Повышение качества ремонта, строительства дорог, безопасности, удобства дорожного движения за счет систематического отслеживания, контроля и визуализации важных изменений и характеристик транспортной системы [3].

Основываясь на успешном опыте внедрения цифровых двойников в других регионах, можно предложить следующие рекомендации по внедрению цифровых двойников (рисунок).

Заключение

Проведённое исследование показателей функционирования дорожного хозяйства демонстрирует несколько тенденций, оказывающих сдерживающий эффект на развитие данной отрасли.

Тем не менее, одним из перспективных решений выявленных проблем может стать интеграция в процессы дорожного хозяйства цифровых двойников – технологий, доказавших свою эффективность в таких городах, как Москва, Казань, Новосибирск, а также на трассе М-11 «Нева». Использование виртуальных моделей на всех этапах жизненного цикла проектов дорожного строительства позволяет не только прогнозировать износ объектов и оптимизировать процесс ремонта, но и повышать эффективность управления инфраструктурой. Например, моделирование транспортных потоков и их интеграция с системами V2X, позволяют снизить загруженность магистралей на 30–100%, как это было реализовано в столице.

При этом, внедрение моделей двойников на начальном этапе имеет ряд ограничений: необходимость наличия значительных объемов инвестиций, возможный риск нехватки квалифицированных кадров для управления системами цифровых двойников, фрагментарность данных, технические сложности, обусловленные разным качеством покрытия сетей в районах. Внедрение таких решений в Краснодарском крае потребует пересмотра приоритетов в финансировании, увеличения доли расходов на цифровизацию, а также запуска пилотных проектов для ключевых транспортных узлов и разработки единых стандартов сбора и анализа данных.

Библиографическая ссылка