Internet przedmiotów w kolejnictwie

Jak wyglądają koleje połączone z Internetem przedmiotów?

Koleje od dłuższego czasu są podstawowym środkiem transportu dla ludzi na całym świecie. One odegrały kluczową rolę zarówno w rewolucji przemysłowej, jak i powstaniu dobrze prosperujących, innowacyjnych społeczeństw.

Dziś kolej jest ważniejsza niż kiedykolwiek, ponieważ władze krajów i miast są proszone o znalezienie innowacyjnych sposobów na bezpieczny powrót do prowadzenia biznesu po pandemii COVID, zaspokojenie zmieniających się potrzeb obywateli oraz zrównoważenie skutków zwiększenia populacji miejskiej i jej wpływu na środowisko.

Aby sprostać tym wyzwaniom i zapewnić sobie przyszły sukces, wiele myślących przyszłościowo rządów i operatorów kolejowych poszukuje inteligentnych rozwiązań, kierując się w stronę technologii IoT do modernizacji kolei.

Technologie dla kolei cyfrowych

Istnieje wiele rodzajów inteligentnych urządzeń, które umożliwiają zastosowanie IoT w kolejnictwie, takich jak czujniki wibracji i temperatury, kamery w pojazdach i na stacjach, cyfrowe oznakowanie, biblioteki uczenia maszynowego, systemy bezpieczeństwa i wiele innych. Gdy te inteligentne urządzenia współpracują ze sobą w jednym kompleksowym rozwiązaniu, przewoźnicy kolejowi odnoszą następujące korzyści:

• Łatwe przekształcanie surowych danych w informacje przydatne w podejmowaniu decyzji. Wykorzystując zalety przetwarzania brzegowego, operatorzy kolejowi mogą poddawać dane obróbce i analizie bliżej miejsca ich gromadzenia, co umożliwia podejmowanie decyzji w czasie zbliżonym do rzeczywistego i usprawnia proces reagowanie na sytuacje kryzysowe. Dostęp do takiej mocy obliczeniowa o niskim opóźnieniu umożliwia tworzenie rozwiązań zapewniających wykrywanie przeszkód na torach, dynamiczne oznakowanie cyfrowe i treści w kioskach interaktywnych oraz monitorowanie przepływu pasażerów.
• Maksymalizacja wartości istniejących systemów. Konwergencja IT/OT, czyli integracji technologii informacyjnej (IT) z technologią operacyjną (OT), pomaga przewoźnikom skutecznie agregować, analizować i zarządzać danymi dotyczącymi całego systemu kolejowego. Taka forma integracji technologicznej umożliwia usprawnienie procesów biznesowych, skrócenie czasu przestojów i zapewnia cenny wgląd w dane dotyczące funkcjonowania przedsiębiorstwa, który może poskutkować wprowadzeniem kolejnych innowacyjnych rozwiązań i usług.
• Zapewniony sukces w przyszłości. Wyróżniki technologiczne, takie jak głębokie uczenie i sztuczna inteligencja, mogą pomóc przewoźnikom kolejowym przygotować się na przyszłość i uzyskać przewagę konkurencyjną nad innymi rodzajami transportu. Sztuczną inteligencję można wykorzystać do przewidywania opóźnień pociągów i zwiększenia przepustowości bez budowania nowej infrastruktury, a głębokie uczenie pomoże dokładniej monitorować przepływ ruchu pasażerskiego w celu uzyskania analiz przydatnych w optymalizacji organizacji ruchu i podejmowaniu decyzji operacyjnych.

Zalety zastosowania Internetu przedmiotów w kolejnictwie

Wykorzystując technologie IoT, operatorzy kolejowi mogą dążyć do zapewnienia wszystkim bardziej inteligentnych, dostępnych, wydajnych, bezpiecznych i wygodnych usług kolejowych, jednocześnie czerpiąc następujące korzyści:

• Zwiększona wydajność: zatory komunikacyjne i tłok powodują nieefektywność operacyjną. Korzystając z połączenia wizji komputerowej oraz głębokiego uczenia i sztucznej inteligencji, przewoźnicy mogą monitorować przepływ pasażerów i gromadzić dane do zaawansowanych analiz, które umożliwią bardziej świadome podejmowanie decyzji dotyczących personelu i bezpieczeństwa.
• Krótsze przestoje: czujniki, kamery i komputery pokładowe umożliwiają operatorom kolejowym monitorowanie danych diagnostycznych floty w celu minimalizacji awarii, przewidywania prac konserwacyjnych i optymalizacji harmonogramów przeglądów, aby utrzymać pociągi w dobrym stanie i w ruchu.
• Zwiększone bezpieczeństwo: wizja komputerowa i inteligentne kamery wykorzystujące sztuczną inteligencję pomagają zautomatyzować alerty bezpieczeństwa w przypadku potencjalnego zalania wodą, pożaru i dymu lub wypadku. Mogą być również używane do lokalizowania zaginionych dzieci w tłumie lub wykrywania przypadków, kiedy ktoś włazi na przenośnik taśmowy do bagaży, spada na schodach ruchomych lub wpada na tory czy też wchodzi na obszary o ograniczonym dostępie.
• Zwiększone zadowolenie pasażerów: technologie IoT zapewniają przewoźnikom niezliczone możliwości tworzenia nowych rozwiązań i usług spełniających oczekiwania pasażerów. Operatorzy mogą spersonalizować podróże poszczególnych pasażerów dzięki gromadzeniu i analizie danych w czasie zbliżonym do rzeczywistego lub zapewnić porządny zasięg i moc pokładowego Wi-Fi, dzięki czemu pasażerowie będą mieli połączenie internetowe w trakcie całej podróży.

Przypadki użycia Internetu przedmiotów w kolejnictwie

Operatorzy kolejowi na całym świecie wdrażają dziś rozwiązania obsługujące IoT, tworząc tym samym inteligentne, „usieciowione” koleje. Od zaawansowanych aplikacji analitycznych po cyfrowe oznakowanie i konserwację predykcyjną, technologie IoT są wykorzystywane w innowacyjny sposób zarówno na już istniejących, jak i dopiero powstających liniach kolejowych. Oto niektóre z najczęstszych przypadków użycia IoT:

Konserwacja prewencyjna

Konserwacja predykcyjna jest opłacalnym i ważnym narzędziem zapewniającym operatorom kolejowym bezpieczeństwo i wydajność. Przejście od konserwacji reaktywnej do konserwacji predykcyjnej pomaga przewoźnikom interweniować jeszcze przed wystąpieniem przestojów i tworzyć podstawy do ciągłego doskonalenia. W przypadku konserwacji predykcyjnej monitorowanie sprzętu w czasie rzeczywistym za pomocą inteligentnych czujników i systemów wizyjnych oraz elementów sterujących jest automatyzowane w celu gromadzenia danych z torów, lokomotyw, pociągów i sprzętu. Dzięki przetwarzaniu brzegowemu dane są analizowane blisko miejsca ich zbierania w czasie zbliżonym do rzeczywistego, a w przypadku wykrycia problemów system wysyła alerty. Uczenie maszynowe może być wykorzystywane do analizy zebranych danych zarówno na urządzeniach brzegowych, jak i w chmurze, aby lepiej zrozumieć przeszłe awarie sprzętu oraz przewidzieć prawdopodobieństwo przyszłych przestojów i prac konserwacyjnych. Modele te można stale trenować, aby poprawiać dokładność prognoz konserwacji. Zastosowanie konserwacji predykcyjnej umożliwi operatorom:

• Planowanie cykli konserwacji
• Optymalizowanie harmonogramów serwisowania
• Minimalizowanie ryzyka awarii i usterek

Bardziej przewidywalne harmonogramy serwisowania i konserwacji oraz mniejsza liczba awarii oznaczają niższe koszty konserwacji i dłuższy cykl życia torów, floty i wyposażenia. Pasażerowie z kolei będą czerpać korzyści z większej niezawodności operacji kolejowych i lepszego ogólnego doświadczenia.

Czujniki bezpieczeństwa

Zapewnienie bezpieczeństwa pasażerów i personelu kolei jest najwyższym priorytetem dla przewoźników. Wdrożenie czujników bezpieczeństwa w krytycznych punktach infrastruktury to jeden ze sposobów, w jaki operatorzy mogą zapewnić wszystkim bezpieczniejsze podróżowanie koleją.

Czujniki bezpieczeństwa można zamontować na krytycznych elementach pociągu, takich jak hamulce i koła, aby odpowiednio wcześnie wykrywać wszelkie problemy. Systemy wizyjne zapewniają bezpieczeństwo pasażerów na peronach podczas wsiadania i wysiadania do pociągów, wykrywając poślizgnięcia się i upadki.

Śledzenie zasobów

Na kolejach codziennie zarządza się niewiarygodną liczbą zasobów, w tym torami, sprzętem, stacjami oraz bagażem pasażerów. Wiedza o tym, gdzie w danym czasie znajdują się poszczególne zasoby, jest niezbędna, aby zapewnić bezpieczeństwo i efektywność działania. Wykorzystanie komputerowych systemów wizyjnych do śledzenia zasobów w czasie zbliżonym do rzeczywistego pomaga skrócić czas przestoju lokomotyw i zwiększyć wydajność operacyjną.

Przepływ pasażerów

Jednym z największych wyzwań stojących przed operatorami jest przewóz pasażerów. Przeszkody, tłok i potencjalne przestępstwa powodują nieefektywne operacje, utratę dochodów i wreszcie niezadowolenie pasażerów. Wykorzystując kamery na stacjach i pokładach pociągów oraz głębokie uczenie i sztuczną inteligencję, będące częścią komputerowego systemu wizyjnego, przewoźnicy mogą mierzyć i analizować przepływ pasażerów w celu usprawnienia podejmowania decyzji operacyjnych i planowania harmonogramu.

Poprawa wrażeń pasażerów

Przy tak wielu opcjach podróży dostępnych dla konsumentów, koleje muszą również skoncentrować się na zapewnieniu komfortu oraz lepszych, bezproblemowych doświadczeń, które sprawią, że pasażerowie będą wracać. Oznakowanie cyfrowe, kioski z dostępem do Internetu, 5G i inne technologie obsługiwane przez IoT mogą być wykorzystane do zapewnienia pasażerom łatwego dostępu do informacji i rozrywki przed i w trakcie podróży.

Oznakowanie cyfrowe i kioski z dostępem do Internetu

Oznakowanie cyfrowe i kioski z dostępem do Internetu to inteligentne, wygodne, i responsywne rozwiązania przekształcające wrażenia pasażerów z podróży. One mogą wyświetlać informacje w czasie zbliżonym do rzeczywistego wraz z aktualizacjami dotyczącymi numerów torów, peronów oraz godzin odjazdu; mogą dostarczać pasażerom spersonalizowane oferty i cyfrowe treści reklamowe; po zeskanowaniu biletu mogą zapewnić szybki dostęp do rozkładu jazdy, pomóc w odnalezieniu drogi do właściwego peronu lub wskazać prędkość, z która trzeba się poruszać; wreszcie mogą pomóc zoptymalizować przepływ i nawigowanie potoku pasażerskiego. Kioski wyposażone w inteligentne czujniki, kamery i akceleratory zyskują jeszcze więcej możliwości, w tym reagowanie na gesty bezdotykowe lub automatyczne uruchomienie alertów bezpieczeństwa i powiadomień awaryjnych (np. w razie pożaru) w zależności od sytuacji na stacji kolejowej. Kioski i oznakowanie cyfrowe stają się opłacalne, a nawet zwiększają przychody, gdy operatorzy zezwalają reklamodawcom i sprzedawcom detalicznym na zamieszczanie angażujących reklam.

Aby pasażerowie byli na bieżąco z wszelkimi zmianami w harmonogramie, San Diego Metropolitan Transit System (MTS) połączył siły z Cisco i Davra Networks, aby wdrożyć rozwiązanie oparte na architekturze Intel®, które wykorzystuje inteligencję brzegową do przetwarzania danych o lokalizacji pociągu pochodzących od urządzeń pokładowych. Następnie na podstawie tych zmieniających się danych rozkłady jazdy wyświetlane na urządzeniach oznakowania cyfrowego na stacjach i w pociągach są aktualizowane w czasie zbliżonym do rzeczywistego.

Łączność

Dzięki technologii 5G, która już jest dostępna na całym świecie, operatorzy mogą zapewnić pasażerom lepsze doświadczenia podczas korzystania z Wi-Fi. Dworce kolejowe wyposażone w infrastrukturę 5G mogą zaoferować pasażerom dostęp do Wi-Fi 5G za pomocą infokiosków rozmieszczonych na terenie całej stacji. Dla pasażerów oznacza to większe prędkości pobierania, mniejsze opóźnienia i lepsze możliwości udostępniania danych. Gdy operatorzy chcą zaoferować lepszą jakość połączenia z Internetem przez pokładowe Wi-Fi, serwery łączności bezprzewodowej mogą zapewnić pasażerom ten sam poziom szybkości i niezawodności, co ich domowe urządzenia sieciowe.

Aby pasażerowie mogli nieprzerwanie cieszyć się z usług infotainment przez pokładowe Wi-Fi, szwajcarskie firmy Glacier Express i Bernina Express zarządzane przez Koleje Retyckie (RhB), zwróciły się w stronę platformy Advantech Passengera. Ta oparta na technologiach Intel® platforma jest hostowana na pokładowych serwerach Advantech zgodnych ze standardami kolejowymi i posiada zaawansowany system antenowy. Passengera umożliwia pasażerom szukającym ciekawostek dotyczących trasy podróży używania smartfonów lub tabletów do oglądania specjalnie wyprodukowanych filmów i słuchania przewodników audio nawiązujących do interesujących miejsc na podstawie danych o lokalizacji pociągu. Także platforma dostarcza przewoźnikom kolejowym podstawowe dane demograficzne pasażerów do opracowywania ukierunkowanych promocji i zwiększania oglądalności dzięki dostosowywaniu treści.

Inteligentne biletowanie i zautomatyzowany pobór opłat

Przewoźnicy mogą wyeliminować kolejki do automatów biletowych, wdrażając czujniki sygnalizujące lokalizację, przetwarzanie brzegowe, sztuczną inteligencję i technologie oparte na chmurze. Gdy pasażer pojawia się na stacji lub wsiada do pociągu, za pomocą odpowiednio umieszczonych czujników system inteligentnego biletowania wykrywa konkretną aplikację na jego smartfonie i automatycznie pobiera potrzebne opłaty. To nie tylko usprawnia proces podróży zarówno dla pasażerów, jak i operatorów, ale może również uprościć zarządzanie rozliczeniami i przychodami oraz pozwala na gromadzenie danych o zachowaniach użytkowników w celu planowania długoterminowego.

Technologie Intel® dla kolei

Portfolio technologii firmy Intel, wieloletnie doświadczenie, zasoby eksperckie i nasz dynamiczny ekosystem partnerów są kluczem do pomyślnego opracowywania przyszłościowych rozwiązań kolejowych. Nasi eksperci są po to, aby zapewnić Ci niezbędne wskazówki i wsparcie, gdy rozpoczniesz swoją podróż do „usieciowionej”, obsługiwanej przez IoT kolei przyszłości.

Nasze narzędzia programistyczne, w tym Dystrybucja Intel® zestawu narzędzi OpenVINO™, Intel® Media SDK i Intel® oneAPI, pomagają skrócić czas wprowadzania na rynek aplikacji kolejowych i umożliwiają programistom maksymalizację wydajności w ramach wspólnego frameworku.

Nasza kompleksowa oferta produktów wideo obejmuje kluczowe technologie sprzętowe, takie jak procesory Intel®, technologię Intel® Optane™ i Intel® Vision Accelerators, potrzebne do stworzenia inteligentnych, „usieciowionych” kolei. Ponadto cała nasza oferta sprzętowa jest zgodna ze standardami bezpieczeństwa funkcjonalnego i obejmuje wartościową technologię wbudowaną, taką jak Time-Sensitive Networking oraz technologię platformy Intel vPro®.
Uzupełnieniem naszych technologii, produktów i architektur jest nasza imponująca sieć partnerów ekosystemowych. Współpracujemy z partnerami na całym świecie, aby przyspieszyć rozwój i tworzyć rozwiązania o maksymalnej wydajności i wartości.

Rozwiązania w zakresie kolei cyfrowej

Partnerzy ekosystemu firmy Intel oferują rozwiązania gotowe do wprowadzenia na rynek, które pomogą urzeczywistnić inteligentną, „usieciowioną” wizję kolei. Poznaj rozwiązania, które już dziś pomogą rozwiązać najpilniejsze wyzwania związane z transportem kolejowym:

• Cisco Connected Rail łączy centra danych, sieci przewodowe i bezprzewodowe, zabezpieczenia i technologie oprogramowania w jedno konwergentne rozwiązanie sieciowe, które umożliwia modernizację przedsiębiorstw transportowych.
• Klas TRX R6 Connected Transportation Solution zapewnia model otwartej architektury, który upraszcza sposób połączenia pociągów, stacji i większych systemów transportowych. Platforma TRX z systemem operacyjnym KlasOS Keel łączy rozwiązania sprzętowe i programowe, co pozwala na obsługę szerokiej gamy aplikacji na jednej centralnie zarządzanej i zoptymalizowanej pod kątem przepustowości platformie.
• Brama Zotera Radius to bardziej bezpieczna platforma wdrażana na urządzeniach brzegowych, która łączy technologię operacyjną (OT) i technologię informacyjną (IT) w jedyny system. Brama Zotera pozwala na zbieranie, przetwarzanie, analizowanie i przechowywanie danych na brzegu infrastruktury kolejowej, co umożliwia podejmowanie decyzji w czasie rzeczywistym.

Kolei nowej generacji

Nieustanne zaangażowanie firmy Intel w innowacje tworzy ekscytujące nowe rozwiązania i możliwości dla rządów i przewoźników i pozwala im przekształcać koleje w celu poprawy bezpieczeństwa, komfortu pasażerów, umożliwienia konserwacji predykcyjnej i wreszcie stworzenia pomyślnej przyszłości. Dzięki szerokiej ofercie technologii, wieloletniemu doświadczeniu i dynamicznemu ekosystemowi partnerów firma Intel jest gotowa do współpracy z branżą kolejową.