Sztuczna inteligencja na kolei, cz. 3

Cyfrowe bliźniaki (ang. digital twins) to stosunkowo nowa koncepcja. Jej realizacja stała się możliwa wraz z pojawieniem się na rynku szybkich i umiarkowanie drogich systemów obliczeniowych oraz skutecznych technik digitalizacji i modelowania cyfrowego.

Jednym z ciekawszych sposobów zastosowania tej techniki jest przewidywanie zdarzeń związanych z bezpośrednim otoczeniem linii kolejowej, np. drzewami rosnącymi w pobliżu torów. System Tree Guard, rozwijany przez firmę Kodifly Limited, wykorzystuje lidar (skaner laserowy) umieszczony na lokomotywie lub drezynie oraz zaawansowane oprogramowanie z zaimplementowanymi algorytmami sztucznej inteligencji.

Pociąg wyposażony w lidar podczas każdego przejazdu tworzy cyfrowy obraz obiektów (w tym przypadku drzew) znajdujących się w sąsiedztwie torów. Po wielu przejazdach powstaje baza danych, zawierająca informacje o odległości drzew i gałęzi od torów w różnych warunkach atmosferycznych (np. podczas wiatru, w ciszy, podczas opadów). AI analizuje ten zbiór danych i stara się rozpoznać drzewa, które rosną na tyle blisko torów, że w pewnych warunkach mogą zostać uderzone przez przejeżdżający pociąg. Typuje też drzewa, które w przypadku huraganu mogą przewrócić się na tory, doprowadzając do wypadku.

W podobny sposób mogą być rejestrowane zmiany w położeniu innych obiektów, np. geometrii zbocza góry, w pobliżu którego poprowadzono tory.

Tzw. cyfrowy bliźniak istnieje w pamięci komputera, a zatem możemy go skopiować, a każdy z egzemplarzy potraktować nieco inaczej (np. symulując różne zmiany warunków atmosferycznych). Porównując reakcje różnych egzemplarzy modelu, możemy sprawdzić, jakie postępowanie jest wskazane. Obliczenia można prowadzić w czasie krótszym od rzeczywistego. W podobny sposób można opracowywać dane opisujące stan techniczny pojazdów, sieci trakcyjnej czy torowiska.

Andrzej Domka