應(yīng)用基于AI的技術(shù)，助力創(chuàng)建更安全、智能和乘客友好型的鐵路網(wǎng)絡(luò)

作者：凌華科技網(wǎng)絡(luò)通訊暨公共建設(shè)事業(yè)處 – 軌道交通資深業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)經(jīng)理 Christian Marez

鐵路是可持續(xù)交通運(yùn)輸系統(tǒng)的支柱。在全球范圍內(nèi)，這種依靠鋼輪在鋼軌滾動(dòng)的運(yùn)輸方式歷史悠久。鐵路交通具有安全、可靠的特點(diǎn)，一直是人員和貨物輸送的主要方式。

現(xiàn)下，鐵路運(yùn)輸仍在持續(xù)發(fā)展。這意味著到2024年，全球鐵路客運(yùn)市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將達(dá)2520億美元，鐵路貨運(yùn)市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將達(dá)1140億美元。鐵路運(yùn)輸?shù)某掷m(xù)增長(zhǎng)對(duì)環(huán)境而言也相當(dāng)友好：城市軌道交通的人均能源效率比駕車(chē)高出7倍；高鐵的環(huán)境污染比航空運(yùn)輸少3.4倍。因此，隨著全球人口激增和城市化進(jìn)程持續(xù)發(fā)展，鐵路將成為日益重要的交通方式。

適應(yīng)未來(lái)需求

但是，若要保持領(lǐng)先地位提高自身競(jìng)爭(zhēng)力，鐵路運(yùn)輸也面臨一些挑戰(zhàn)。從歷史上看，全球鐵路行業(yè)本質(zhì)上一直相對(duì)保守，其發(fā)展依靠的是久經(jīng)考驗(yàn)且值得信賴(lài)的技術(shù)。與此相反，乘客卻越來(lái)越追求各種新興技術(shù)。自從智能手機(jī)面世，他們期望獲得更優(yōu)質(zhì)的客戶(hù)體驗(yàn)，享受高速的車(chē)載WiFi、更便捷的電子票務(wù)系統(tǒng)和實(shí)時(shí)旅程動(dòng)態(tài)等服務(wù)。

此外，鐵路還面臨一場(chǎng)持久戰(zhàn)：以更精簡(jiǎn)的方式來(lái)管理老化且密集的基礎(chǔ)設(shè)施。同時(shí)，他們也迫切需要提高運(yùn)營(yíng)效率，特別是落實(shí)更具預(yù)測(cè)性的維護(hù)措施以預(yù)警潛在問(wèn)題。這些措施至關(guān)重要，它們能夠助力提升鐵路運(yùn)營(yíng)利潤(rùn)并提供再投資的機(jī)會(huì)。

新冠疫情為鐵路運(yùn)輸發(fā)展的復(fù)雜局勢(shì)新增另一挑戰(zhàn)。雖然隨著全國(guó)封鎖狀態(tài)結(jié)束，旅客人數(shù)有望回升，但是衛(wèi)生防護(hù)和社交距離等因素仍然制約著鐵路運(yùn)輸。此前，軌道和車(chē)廂的安全性一直是鐵路系統(tǒng)的重要考慮因素，現(xiàn)下該情況變得更為復(fù)雜 。

技術(shù)脫穎而出

因此，如果鐵路運(yùn)輸要維持長(zhǎng)期的領(lǐng)先地位，顯然不可止步于此。為應(yīng)對(duì)眾多新興挑戰(zhàn)，鐵路行業(yè)正在向數(shù)字化轉(zhuǎn)型，以提供更智能的解決方案來(lái)滿(mǎn)足客戶(hù)需求。如物聯(lián)網(wǎng)、5G多接入邊緣計(jì)算（5G MEC）、人工智能（AI）、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算和區(qū)塊鏈等多種技術(shù)趨勢(shì)正以一種日益創(chuàng)新的方式交融在一起，推動(dòng)著鐵路網(wǎng)絡(luò)各個(gè)環(huán)節(jié)的革新。

AI對(duì)于鐵路運(yùn)輸?shù)臄?shù)字化轉(zhuǎn)型進(jìn)程至關(guān)重要。現(xiàn)下智能傳感器的應(yīng)用和無(wú)處不在的網(wǎng)絡(luò)連接意味著鐵路系統(tǒng)正在產(chǎn)生前所未有的龐大數(shù)據(jù)，與此同時(shí)，運(yùn)營(yíng)商則需要應(yīng)對(duì)隨之而來(lái)數(shù)據(jù)洪流。AI技術(shù)將在解鎖信息方面發(fā)揮愈發(fā)重要的角色，為運(yùn)營(yíng)商的決策提供具有可行性的洞見(jiàn)，甚至能夠自動(dòng)生成適時(shí)的響應(yīng)。

因此只有通過(guò)AI技術(shù)，鐵路運(yùn)營(yíng)商才能發(fā)揮數(shù)據(jù)、分析和云的真正力量，從而提升乘客體驗(yàn)、完善鐵路運(yùn)營(yíng)、資產(chǎn)維護(hù)及安全性，并最終提高客戶(hù)滿(mǎn)意度、增加利潤(rùn)，以及降低成本。

數(shù)字化進(jìn)行時(shí)

從乘客和駕駛員的角度來(lái)看，鐵路運(yùn)輸?shù)臄?shù)字化意味著什么？在乘客進(jìn)入車(chē)站時(shí)，傳感器系統(tǒng)就會(huì)進(jìn)行自動(dòng)人臉口罩檢測(cè)和體溫監(jiān)控。若檢測(cè)到乘客違規(guī)不帶口罩，或者乘客健康狀況不良，車(chē)站管理員會(huì)收到相應(yīng)的提醒。。

同時(shí)，乘客可以通過(guò)非接觸式洗手液進(jìn)一步加強(qiáng)健康防護(hù)。在檢票進(jìn)站的過(guò)程中，非接觸式票務(wù)、自助行李托運(yùn)和智能手機(jī)繳費(fèi)都有助于減少人員接觸。

數(shù)字化轉(zhuǎn)型還將為列車(chē)運(yùn)行帶來(lái)變革。傳感器和視覺(jué)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)諸如人數(shù)統(tǒng)計(jì)等功能，從而提供更多動(dòng)態(tài)標(biāo)識(shí)，實(shí)時(shí)反映乘客流量。同樣，乘客信息系統(tǒng)將更快響應(yīng)并實(shí)時(shí)更新，可讓乘客在上車(chē)前就能夠了解車(chē)廂內(nèi)的空間情況。此外，火車(chē)站和火車(chē)上更高質(zhì)量的WiFi和5G網(wǎng)絡(luò)將為乘客提供低延遲連接，實(shí)現(xiàn)更流暢的辦公及娛樂(lè)體驗(yàn)。

數(shù)字化轉(zhuǎn)型也將在很大程度上提高列車(chē)駕駛員的工作效率。比如，傳感器可用于監(jiān)測(cè)如列車(chē)車(chē)門(mén)、受電弓和輪對(duì)等高風(fēng)險(xiǎn)資產(chǎn)的異常情況，從而避免設(shè)備故障或失效的情況發(fā)生。此外，在列車(chē)運(yùn)行時(shí)，車(chē)廂地板下方的傳感器可用來(lái)監(jiān)測(cè)鐵路軌道。借助這些設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，駕駛員能夠更好地對(duì)列車(chē)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，從而減少意外故障的發(fā)生。同時(shí)，障礙和入侵檢測(cè)系統(tǒng)可用于識(shí)別鐵軌兩側(cè)或橫跨鐵軌的雜物、動(dòng)物、人員或車(chē)輛，預(yù)警駕駛員或立即啟動(dòng)自動(dòng)響應(yīng)程序。

列車(chē)自動(dòng)防護(hù)是數(shù)字化轉(zhuǎn)型帶來(lái)的另一重大驚喜。當(dāng)下，鐵路軌道被劃分成不同的“區(qū)塊”，工作人員可通過(guò)地面設(shè)備監(jiān)測(cè)火車(chē)何時(shí)抵達(dá)。如果列車(chē)可安全駛?cè)肽骋粎^(qū)塊，地面設(shè)備將會(huì)發(fā)出信號(hào)通知即將抵達(dá)的列車(chē)，但是該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)無(wú)法獲取火車(chē)的確切位置，從而可能影響列車(chē)準(zhǔn)點(diǎn)率。

然而，AI技術(shù)可助力實(shí)現(xiàn)更加自動(dòng)化的列車(chē)運(yùn)行——比如根據(jù)軌道容量、天氣狀況和運(yùn)營(yíng)時(shí)刻表等因素，信號(hào)和速度控制系統(tǒng)能夠計(jì)算列車(chē)的最優(yōu)速度和運(yùn)行軌跡。此外，基于AI的視頻分析可以定位列車(chē)的確切位置，并將結(jié)果傳送給列車(chē)控制系統(tǒng)以及網(wǎng)絡(luò)中的其他列車(chē)。這些先進(jìn)的定位系統(tǒng)讓列車(chē)與列車(chē)能夠更近距離地行駛，從而提高運(yùn)力并降低運(yùn)輸瓶頸。

最后，視頻安保系統(tǒng)可全面監(jiān)控鐵路網(wǎng)絡(luò)。邊緣處基于AI的視頻分析可助力將傳統(tǒng)的CCTV系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄軐?shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，以監(jiān)測(cè)列車(chē)或車(chē)站內(nèi)的可疑事件，蓄意破壞列車(chē)的行為或試圖逃票的乘客。這些新增功能使工作人員無(wú)需實(shí)時(shí)監(jiān)視安保視頻，從而騰出時(shí)間來(lái)執(zhí)行其他任務(wù)。

合作伙伴的力量

毫無(wú)疑問(wèn)，數(shù)字化和AI應(yīng)用在鐵路領(lǐng)域具有巨大的潛力。但是，當(dāng)運(yùn)營(yíng)商將其推向市場(chǎng)時(shí)，還要同時(shí)考慮成本和效果。這就要求該技術(shù)可使網(wǎng)絡(luò)、連接、數(shù)據(jù)處理和AI無(wú)縫協(xié)同工作，且適應(yīng)極端溫度和振動(dòng)條件下的嚴(yán)苛戶(hù)外環(huán)境。

對(duì)于鐵路系統(tǒng)集成商和運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)，解決辦法就是與熟悉鐵路系統(tǒng)特性的可靠技術(shù)提供商合作，因?yàn)殍F路設(shè)備有時(shí)需要進(jìn)行定制和加固，并經(jīng)過(guò)認(rèn)證以符合全球規(guī)范和安全標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，系統(tǒng)供應(yīng)商必須能夠提供壽命更長(zhǎng)的解決方案和技術(shù)支持，并通過(guò)基于軟件的產(chǎn)品設(shè)計(jì)服務(wù)提供附加價(jià)值，從而助力縮短產(chǎn)品上市時(shí)間。

如凌華科技與英特爾的合作伙伴關(guān)系就證明戰(zhàn)略伙伴關(guān)系有能力實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。雙方的合作促成了一系列鐵路即用型產(chǎn)品，助力鐵路公司實(shí)現(xiàn)數(shù)字化運(yùn)營(yíng)，并開(kāi)發(fā)能夠釋放數(shù)據(jù)力量的邊緣AI應(yīng)用。

鐵路公司可通過(guò)四個(gè)步驟來(lái)開(kāi)啟數(shù)字化旅程：評(píng)估并定義未來(lái)方向，制定計(jì)劃，從小處著手并快速展開(kāi)行動(dòng)，分享經(jīng)驗(yàn)并進(jìn)行迭代。據(jù)此，鐵路機(jī)構(gòu)就能夠借助伙伴關(guān)系的力量，快速高效地開(kāi)展數(shù)字化轉(zhuǎn)型，并造福所有人。