CSX：利用 Neo4j 建立美国东部最大铁路的数字孪生
当您查看存储在图数据库中的信息的可视化表示时，您会看到一个节点和边的网络，以及它们之间所有连接的方式。然后，如果您查看铁路网络的地图，您会立即注意到它们看起来有多么相似。
负责跟踪、追踪、监控和应对美国东海岸最大铁路沿线发生事件的 IT 团队并没有忽视这种相似性。CSX 使用 Neo4j 来绘制铁路系统图，该系统服务于大约三分之二的美国人口，拥有超过 20,000 英里的路线里程、约 21,000 名员工和 125 亿美元的收入。
可以想象，CSX 的运营非常依赖资产，货物日复一日地进出码头。这些高度流动资产之间的关系对 CSX 的核心业务至关重要。Neo4j 帮助 CSX 理清其网络。
CSX 的数据：
- Neo4j 中的资产和设备
- 24,000 台机车
- 6,700 名火车乘务员
- 每天 1,600 列火车
- 263,000 节火车车厢
- 1,100 个 CSX 里程碑
- 平台：Neo4j 企业版
“如果您考虑图数据库本身，其节点和边，铁路网络几乎就是它的象征。如果您考虑所有铁路，那就是边，而我们每个货场和终点站都是节点，关于您如何在网络中穿行，以及如何发送您的货物和服务，”CSX IT 服务企业架构主管 Dave Rich 说。“这极其复杂。”
创建物理网络的数字孪生
作为一家近 200 年历史的公司，CSX 面临着与遗留系统和手动报告相关的挑战。
Rich 和他的团队负责对使铁路持续运行并随着时间推移而发展变化的技术进行现代化改造。为了实现这一目标，团队专注于减少系统中的人为偏差，并为日常运营开发单一的事实来源。
Rich 表示，将这些数据放入 Neo4j 图中“是一项极好的技术，可以帮助我们改进我们看待事物的方式”。
CSX 团队使用 Neo4j 运行一个集中的装运数据存储库，该存储库通过近乎实时的图表示，以便提供更准确和细化的资产跟踪。为此，该团队有效地创建了其物理网络的数字孪生，包括机车、火车车厢、客户、运输订单、轨道上的里程碑以及这些元素之间随着时间推移而存在的所有关系。
良好数据的影响深远
拥有更高的可见性和准确的单一事实来源显然对 CSX 有帮助。但良好数据的影响远不止内部运营。当客户想知道货物的下落，或者团队需要详细了解所有这些火车车厢中实际装载了什么时，CSX 可以利用其图数据库获取正确的信息。
“它正在提高信息的频率，并利用图来扩展可以互连到其他业务系统和其他运输管理系统的 API，而这些系统以前会非常复杂，”Rich 说。
“这有助于我们从商业角度出发，了解我们的客户如何真正地整合并成为我们供应链的一部分，以及我们如何坦率地成为他们未来供应链的重要组成部分。”
CSX 使用 Neo4j 了解其资产和位置之间的关系。
与图一起发展
随着 CSX 对其数据有了更好的了解，它不得不重新考虑其在图中的关系。团队在此过程中面临的一个挑战是编写输入 Neo4j 的业务规则。由于某些事件信息的流不一致（以及某些手动报告），CSX 图中填充了重复的节点。参与该项目的软件工程师意识到他们的方法导致了重复，并且他们能够通过重新思考系统中某些事件的定义方式来解决该问题。
“我们在最初创建数据时并没有完全理解它，”CSX 的软件工程师 Dean Schaefer 在奥斯汀举行的 Neo4j GraphConnect 2022 上发表演讲时说道。“然后我们回过头去看，发现出现了这些边缘情况，我们意识到需要调整我们的实现。”
正是 Cypher 图数据库查询语言的深度和灵活性通过 MERGE 语句提供了解决方案，本质上是对指定模式的 put 操作。
“我们基本上从依赖状态的插入转向了不可变的插入策略，”Schaefer 说。“所以，我们不再查询您的活动行程来查找您的设备节点和里程碑节点，而是调整了我们的图模式，为每个事件创建一个新的行程节点。我们不再尝试将事件累积到特定的、已加载或空的事件上来创建行程的逻辑凝聚力，而是只创建一个新的行程节点，代表设备在时间点上的一个动作。”
物流领域的变革
图非常适合 CSX。“我们的铁路网络几乎是图的镜像。如果您考虑图本身的技术，再次，节点和边，”Rich 说。“因此，它确实帮助我们有效地跟踪、报告和可视化数十万项资产及其随时间推移的相互关系以及它们如何发生。”
为了说明这一点，CSX 的 Neo4j 实例包含 24,000 台机车，这些机车在某个时间点已通过其数据库，其中 3,500 台属于 CSX。其余的是来自合作伙伴铁路公司的机车。该系统每天捕获 1,600 列火车、超过 25 万节货车以及 CSX 网络中 1,100 多个车站。
“所以，如果您考虑所有这些不同资产之间以及随着时间的推移发生的各种事件之间的关系有多复杂，那么图非常适合我们帮助理解从物流角度来看，铁路每天都在发生的各种关系和事件，”Rich 说。
用例
- 数字孪生