为什么铁路运输需要人工智能(AI)
发布时间:2022年12月15日Syslogic AG)|暂无评论
不断增长的乘客数量、复杂的航线网络和紧张的时间表。铁路运营面临的挑战越来越多，但这些挑战都可以通过人工智能解决。
没有别的办法人工智能(AI)还有机器学习。在铁路上尤其如此。铁路运营面临的挑战越来越大。不断增长的乘客数量，复杂的路线网络，紧凑的时间表，客运和货运交通并存。与此同时，人们对安全、容量、舒适性和可持续性的需求也在不断增加。人工智能(AI)及其细分机器学习和推理目前为应对这些挑战提供了最大的杠杆。这不仅仅是自动化流程。人工智能更有能力将铁路运营的效率、灵活性和安全性提高到前所未有的水平。
人工智能AI的多种应用可能性
它的工具是多方面的。它们的范围从辅助系统(如驾驶和制动控制)到安全系统(如碰撞保护和自动或半自动驾驶)。此外，通过人工智能算法和适当的硬件，可以完善预测性维护或基于状态的监控。还有无数的智能视觉应用程序，用于监控车辆、车站、线路和开关，或用于轨道结构、架空线路和隧道的光学检查。
智能决策直接在铁路车辆内部
由于低延迟数据处理与安全相关，而铁路车辆没有与云端或中央服务器的持续连接，因此必须直接在车辆内部做出智能决策。通常他们称之为推论。这里的一个关键因素是支持人工智能的嵌入式系统。他们能够根据收集到的大量数据，立即进行比较和评估，独立做出明智的决定。它包括来自不同传感器的数据，如摄像头、雷达、超声波和激光雷达。遥测、位置和路线数据也会影响决策过程。收集到的数据不仅可以直接在车辆内部做出决策，还可以促进下游预测，从而使铁路车辆的运营和维护从长远来看是可预测的。
巧妙的处理器技术和全面的软件环境
就人工智能处理器技术而言，目前领先的公司是芯片制造商NVIDIA。他们为工业应用开发的Jetson平台结合了并行和串行处理器技术，即GPU和CPU技术。它可以并行处理大量数据，而且几乎没有延迟。反过来，人工智能算法使用这些数据独立地得出智能决策。
NVIDIA不仅为此类应用提供了正确的处理器技术，还提供了全面的软件包。NVIDIA的Jetpack SDK(软件开发工具包)适用于Jetson的所有模块(Jetson Nano、Jetson TX2、Jetson Xavier NX和Jetson AGX Xavier)。它包括一个Linux板支持包(BSP)和CUDA-X，一组用于深度学习、机器视觉和gpu加速计算的库和api(编程接口)。用于图像处理的多媒体工具也包含在Jetpack中。还支持大量传感器的驱动程序。借助Jetpack SDK, NVIDIA提供了一个工具包，可以轻松快速地进入AI应用程序。这对铁路制造商和铁路车辆运营商来说同样有趣。
NVIDIA Jetson模块:可用于铁路使用
嵌入式专家Syslogic为铁路行业提供了30多年的服务，是全球第一家基于NVIDIA Jetson技术开发铁路计算机的公司。它已经在2018年柏林Innotrans贸易展上展出。Syslogic现在拥有完整的人工智能铁路计算机产品线。它们已经在世界范围内被用于进一步推进铁路行业的自动化。
Syslogic将NVIDIA模块与专有载波板相结合，并将其集成到强大的嵌入式计算机中。这使得NVIDIA技术适用于铁路应用。铁路计算机符合铁路标准EN50155和铁路车辆消防标准EN45545。sysylogic已经在开发阶段确保了电子元件以及连接器和外壳的适当设计，以满足不断增加的要求。铁路电脑没有风扇，工作时没有任何活动部件。它们还具有坚固的外壳与螺丝上的M12连接器。这使得它们适合可靠、长期的铁路使用。
根据应用程序，Syslogic提供基于Jetson TX2、Jetson TX2i或Jetson AGX Xavier的铁路计算机。一款基于Jetson Xavier NX的设备即将上市。
人工智能计算机的应用
铁路计算机通常用于驾驶辅助系统，例如，驾驶和制动控制或碰撞保护系统。一个潜在的场景是独立检测轨道上的障碍物，然后启动动作，如发出警告信号或触发紧急停车。另一个场景是环境监测，例如在分流作业期间。与适当的传感器技术相结合，它允许人工智能计算机在分流操作期间自动检测危险区域是否有任何生物。另一个应用是铁路线路的检查。无论是安装在普通列车还是特殊诊断车辆上，人工智能算法、传感器和摄像头技术以及适当的嵌入式系统都可以用于检测轨道、压舱床或架空线路在行驶过程中的损坏情况。自动化线检比人工检效率高得多。此外，在尚未对作业构成风险的阶段就发现了损坏，这使得有可能计划长期清除它们。因此，可以避免意外关闭轨道。
但安全并不是人工智能的唯一好处，它还有助于提高经济效率和环境兼容性。与常规操作相比，自动驾驶和制动控制可减少高达15%的能源消耗。成本节约也可以在预测性维护中实现。通过评估遥测数据，可以在早期计划维护工作，从而减少停机时间和维护成本。这是另一个必须在车内立即做出决定的领域，例如，关闭一个子系统以防止对车辆造成损坏。
铁路计算机不仅适用于传统的车辆应用，还适用于移动列车的客流分析等。人工智能计算机也用于火车站或隧道的智能视觉应用。
随着人工智能提供的新可能性，铁路运营的自动化水平不断提高，从而提高了运力、质量和安全性。此外，我们正在缓慢但肯定地接近常规线路上无人值守的列车运行时代。
