Công nghệ AI và 3D đang thay đổi an ninh ngành đường sắt như thế nào?

Nhu cầu đi lại bằng đường sắt trên toàn cầu đang tăng nhanh. Theo dự tính, lưu lượng hành khách và hàng hóa ​​sẽ tăng gấp đôi trên toàn cầu vào năm 2050. Khi lượng hành khách đi đường sắt tăng lên, đảm bảo một cơ sở hạ tầng đường sắt an toàn và hiệu quả hơn là rất quan trọng đối với các nhà khai thác và quản lý đường sắt hiện nay.  

Tuy nhiên, an ninh đường sắt đang đặt ra vô số thách thức đặc thù của riêng mình. Có rất nhiều lỗ hổng có khả năng gây mất an toàn liên quan đến cơ sở hạ tầng đường sắt do tính chất phức tạp và khu vực địa lý rộng lớn của nó. Các nhà khai thác đường sắt thường xuyên phải đối mặt với một loạt các mối nguy hiểm, từ xâm phạm đến trộm cắp, điều kiện thời tiết không thuận lợi và nhiều hơn nữa. Mặc dù lượng hành khách được ghi nhận đã giảm vào năm 2020 do đại dịch, nhưng vẫn có 783 trường hợp tử vong liên quan đến đường sắt và hơn 5.400 trường hợp bị thương ở Hoa Kỳ. 

Có một số công nghệ mới nổi đang được cho là những yếu tố cách mạng hóa an ninh ngành đường sắt và nâng cao hiệu quả hoạt động. Đặc biệt, hai trong số đó – công nghệ lập bản đồ 3D và trí tuệ nhân tạo (AI) – đang tạo ra tác động đáng kể đến khả năng giảm thiểu sự gián đoạn và bảo vệ tài sản đường sắt, bảo vệ nhân viên và hành khách đi tàu. Trước đây, các công nghệ lập bản đồ 3D được chia nhỏ thành phần cứng và phần mềm, cả hai cùng đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ cơ sở hạ tầng đường sắt. Bằng cách tạo ra một bản đồ hoàn chỉnh, cập nhật và dễ hiểu, người vận hành có thể nhanh chóng dự đoán và phát hiện các mối đe dọa tiềm ẩn, sau đó đưa ra quyết định sáng suốt nhất về những việc cần làm tiếp theo.  

Trong số các thành phần lập bản đồ phần cứng, có lẽ thành phần quan trọng nhất đối với đường sắt là công nghệ LiDAR. Các cảm biến LiDAR sử dụng tia laser để quét và nhanh chóng xác định các thay đổi vật lý trong môi trường đường sắt ở các khu vực, vành đai an toàn và khu vực bảo vệ an ninh cao, chẳng hạn như đường hầm và đầu máy toa xe. Công nghệ LiDAR có thể đánh giá môi trường nhanh hơn đáng kể so với việc người điều hành đường sắt thực hiện đánh giá thủ công. Và vấn đề được xác định càng nhanh thì càng có thể đưa ra phản hồi thích hợp hơn, nhanh hơn trước một sự cố như gián đoạn dịch vụ, hoặc điều gì đó thảm khốc hơn, chẳng hạn như va chạm hoặc trật bánh.  

Khi LiDAR quét các đường ray, tài sản đường sắt và cảnh quan xung quanh, nó sẽ thu thập rất nhiều thông tin chính xác  nhỏ nhất để các nhà khai thác đường sắt có thể tạo bản đồ 3D kỹ thuật số. Các phiên bản mở rộng nhất của bản đồ 3D này thường được gọi là bản sao kỹ thuật số, một mô hình mô phỏng giống như thật của môi trường trong thế giới thực. Bản sao kỹ thuật số là một công cụ tuyệt vời để nhân viên an toàn theo dõi và dự đoán các tương tác phức tạp của môi trường đường sắt và hoạch định các phản ứng thích hợp đối với các sự cố tiềm ẩn. Bản sao kỹ thuật số có thể được sử dụng để lập mô hình không chỉ cơ sở hạ tầng, mà cả các tài sản di chuyển (ví dụ: bản thân các đoàn tàu) và chuyển động của hành khách. Khả năng dự đoán của bản sao kỹ thuật số cho phép các nhà khai thác đường sắt chủ động ngăn chặn các sự cố nguy hiểm tiềm tàng trước khi chúng xảy ra.  

Tuy nhiên, trong khi công nghệ lập bản đồ 3D là một nguồn tài nguyên đáng kinh ngạc, việc tạo ra loại bản đồ này đòi hỏi một lượng lớn dữ liệu cần được tích hợp và phân tích một cách hiệu quả. Đặt gánh nặng này lên người vận hành là con người thì công việc sẽ trở nên rất khó khăn, nhưng quá trình này có thể được thực hiện hiệu quả hơn bằng cách sử dụng AI. AI có thể nhanh chóng kết xuất bản sao kỹ thuật số cũng như gắn thẻ vào các khu vực mà người vận hành có thể cần điều tra thêm. Ngoài ra, AI lọc ra các sự cố có thể được cảm biến LiDAR phát hiện nhưng không nhất thiết phải được các nhà điều hành đường sắt xem xét. Ví dụ: môi trường đường sắt có nhiều thông tin có khả năng sai số cao, chẳng hạn như động vật hoang dã băng qua đường ray thay vì  kẻ xâm nhập là con người. Điều này giải phóng nhân sự để tập trung vào các sự cố nghiêm trọng tiềm ẩn khác. 

Thông tin phong phú hơn có được từ công nghệ 3D và AI cũng có thể được tích hợp với phần mềm giám sát và bảo mật khác cũng như các kênh cộng tác khu vực. Điều này giúp giảm các thông tin sai lệch, cho phép phản hồi phối hợp theo thời gian thực, giảm thiểu rủi ro và gián đoạn mạng, đồng thời đảm bảo an toàn cho hành khách và hàng hóa. Trí tuệ nhân tạo AI và công nghệ 3D bổ sung cho nhau để đảm bảo hạ tầng đường sắt an toàn và hiệu quả hơn. Chúng phối hợp với nhau ở chỗ AI có thể phân tích lượng dữ liệu khổng lồ và nhanh chóng hiển thị trên bản đồ 3D, đồng thời bản đồ 3D giúp con người dễ tiếp cận thông tin chi tiết của AI hơn. Khi những công nghệ mới nổi này được triển khai, chúng có thể giảm đáng kể sự gián đoạn nguy hiểm và tốn kém có thể xảy ra trong môi trường đường sắt phức tạp. Giải pháp của Hexagon mang lại cho nhà vận hành đường sắt một giải pháp kỹ thuật tích hợp giữa hai công nghệ nhằm đảm bảo tốt nhất cho an ninh ngành đường sắt hiện tại cũng như tương lai.