Зелёная проверка
Ссылка копируется в буфер обмена

Применение компьютерного зрения в железнодорожной эксплуатации

Узнайте, как компьютерное зрение на железнодорожном транспорте повышает безопасность, техническое обслуживание и эффективность за счет мониторинга в реальном времени и автоматизированных проверок.

Железные дороги являются основной частью наземных транспортных систем. Охватывая более 1 миллиона километров маршрутов по всему миру, железнодорожные сети соединяют города, отрасли и сообщества на огромных расстояниях. Поскольку эти системы расширяются и спрос растет, обеспечение безопасности и эффективности требует больше, чем просто ручные проверки и мониторинг.

Передовые решения становятся все более необходимыми. Например, компьютерное зрение , раздел искусственного интеллекта (ИИ) , который занимается обработкой визуальных данных, используется для оптимизации различных железнодорожных операций.

Системы с поддержкой Vision используют камеры и модели компьютерного зрения, такие как Ultralytics YOLO11 , чтобы давать операторам железных дорог информацию о работе в режиме реального времени. С помощью таких задач, как обнаружение объектов и сегментация экземпляров, такие модели, как YOLO11 может вмешаться для анализа путей, платформ, туннелей и внутренних помещений поездов для обнаружения объектов, людей или опасностей.

Представьте себе ситуацию, когда кто-то стоит слишком близко к краю платформы или на пути появляется мусор. Vision AI может обнаружить это в режиме реального времени и отправить оповещение, что позволяет бригадам на станции быстро отреагировать и предотвратить возникновение потенциальных рисков, которые могут привести к задержкам или авариям. Он также помогает персоналу, контролируя области, за которыми трудно следить в любое время.

Рис 1. Пример использования YOLO11 для обнаружения людей, стоящих на платформе поезда.

По мере того, как растет внедрение ИИ и компьютерного зрения, все больше городов начинают использовать Vision AI, чтобы сделать железнодорожные операции более безопасными и эффективными. В этой статье мы рассмотрим, как Vision AI применяется в рабочих процессах железнодорожного транспорта по всему миру. Давайте начнем!

Роль Vision AI в железнодорожных перевозках

Железнодорожные сети включают в себя множество подвижных частей, которые необходимо контролировать в режиме реального времени. То, что традиционно выполнялось персоналом станции, теперь можно автоматизировать с помощью ИИ. Модели компьютерного зрения, такие как YOLO11 может помочь операторам станций более внимательно следить за работой железной дороги и быстро реагировать на возникающие проблемы.

В частности, задачи компьютерного зрения относятся к конкретным функциям, которые эти модели могут быть обучены выполнять с использованием визуального ввода с камер. Вот некоторые ключевые задачи, которые могут быть использованы для мониторинга железнодорожных операций:

  • Обнаружение объектов: Эта задача включает в себя идентификацию и локализацию определенных объектов в пределах изображения или видеокадра. В железнодорожных приложениях такие модели, как YOLO11 может обнаруживать такие предметы, как мусор, инструменты, багаж или людей на путях или рядом с ними.

  • Отслеживание объектов: это относится к мониторингу движения обнаруженных объектов по нескольким видеокадрам. На станциях или в поездах отслеживание помогает следить за потоком пассажиров и контролировать движение поездов.

  • Оценка позы: включает в себя обнаружение и анализ положений ключевых суставов тела для понимания позы человека. В железнодорожных условиях это может помочь определить чрезвычайные ситуации, такие как падение человека на платформе, вызывая оповещения о необходимости вмешательства.

Сегментация экземпляра: фокусируется на классификации каждого пикселя на изображении по предопределенным категориям. В мониторинге железнодорожной инфраструктуры его можно использовать для оценки состояния путей, платформ и других поверхностей путем выявления таких особенностей, как трещины, коррозия или износ.

Рис. 2. YOLO11 может использоваться для обнаружения и отслеживания людей и поездов в целях безопасности.

Использование Vision AI для мониторинга железных дорог

В то время как мониторинг на основе зрения обычно ассоциируется с безопасностью и наблюдением, железнодорожные системы используют Vision AI для гораздо большего, чем просто базовые задачи безопасности. Он также играет роль в улучшении операций, повышении безопасности и поддержке общего управления системой по всей сети.

Ключевым преимуществом использования Vision AI в общественном транспорте является его способность работать в режиме реального времени, предоставляя персоналу станций своевременную и полезную информацию, позволяющую предвидеть потенциальные проблемы.

Давайте рассмотрим несколько реальных примеров того, как компьютерное зрение помогает железным дорогам работать с большей точностью и контролем.

Обнаружение объектов в железнодорожных системах для задач по техническому обслуживанию

Поскольку железнодорожные перевозки в Европе продолжают расти, потребность в надежном мониторинге инфраструктуры становится критически важной. Пути должны регулярно проверяться на предмет износа, повреждений и несоосности, чтобы обеспечить безопасную и бесперебойную работу. Это включает проверку тысяч километров рельсов на предмет ранних признаков дефектов, прежде чем они приведут к дорогостоящим сбоям или авариям. Vision AI предлагает эффективный способ автоматизации и улучшения этого процесса проверки.

Рис. 3. Системы компьютерного зрения могут обнаруживать дефектные участки железнодорожных путей.

Например, в Нидерландах, где железнодорожная сеть простирается на тысячи километров, постоянный мониторинг и обслуживание путей является огромной задачей. Хотя ручные проверки по-прежнему важны, они могут быть медленными, трудоемкими и часто нарушать обслуживание. Чтобы решить эту проблему, была внедрена система компьютерного зрения для проверки состояния рельсовых путей в реальном времени.

Камеры, установленные на движущихся поездах, фиксируют непрерывный поток изображений высокого разрешения. Затем эти визуальные данные анализируются моделями Vision AI, обученными обнаруживать несоосность путей, изношенные или поврежденные компоненты и отсутствующие детали.

Благодаря непрерывному автоматизированному мониторингу проверки не только быстрее, но и точнее. Бригады по техническому обслуживанию могут расставить приоритеты в областях, требующих наибольшего внимания, сокращая ненужные проверки. В результате операторы смогли снизить эксплуатационные риски, сократить задержки и повысить общую безопасность, не прерывая ежедневное обслуживание.

Повышение безопасности операций с использованием искусственного интеллекта в железнодорожной инфраструктуре

В крупномасштабных железнодорожных проектах поддержание безопасности на месте является одной из самых постоянных проблем. Это было особенно актуально во время строительства городской железнодорожной сети Уханя в Китае, где активные рабочие площадки и меняющиеся условия требовали постоянного надзора.

Традиционно проверки безопасности основывались на ручном наблюдении, что часто означало, что риски были выявлены только после того, как произошел инцидент. Чтобы улучшить время реагирования и снизить риск, исследователи внедрили систему мониторинга безопасности в реальном времени, работающую на основе компьютерного зрения.

На строительных площадках было установлено более 240 камер высокой четкости для непрерывной записи активности. Видеоматериалы обрабатывались на месте с использованием моделей ИИ, способных определять не только, когда люди входили в опасные зоны, но и было ли близлежащее оборудование неподвижным или находящимся в движении — важный фактор при оценке риска в реальном времени. При обнаружении небезопасного поведения система могла немедленно отправлять оповещения руководителям площадок.

Рис 4. Обнаружение опасностей с помощью компьютерного зрения.

Взгляд на наблюдение за железной дорогой с использованием Vision AI

Помимо улучшения технического обслуживания и проверок безопасности, компьютерное зрение также используется для мониторинга железнодорожных путей в реальном времени на предмет вторжений. Это серьезная проблема, поскольку только в 2023 году в США было зарегистрировано 995 смертельных случаев на железной дороге . Многие из этих инцидентов были связаны с несанкционированным доступом к путям, областью, где традиционные методы мониторинга часто ограничены.

Чтобы решить эту проблему, железные дороги в Соединенных Штатах начинают внедрять решения компьютерного зрения . Эти системы используют потоки видео в реальном времени, проанализированные моделями ИИ, для обнаружения таких событий, как несанкционированное проникновение , препятствия на пути и потенциальные нарушения сигналов. Выявляя эти проблемы по мере их возникновения, система помогает командам быстро реагировать, прежде чем обслуживание будет нарушено или безопасность окажется под угрозой.

В отличие от ручных проверок, которые проводятся с заданными интервалами, системы компьютерного зрения обеспечивают непрерывный мониторинг в реальном времени по всей сети. При обнаружении угрозы оповещения немедленно отправляются операторам, что позволяет быстро и целенаправленно реагировать. Это приводит к улучшению ситуационной осведомленности, более быстрому вмешательству и меньшим задержкам, вызванным предотвратимыми инцидентами.

Мониторинг безопасности пищевых продуктов с помощью Vision AI

Каждый день миллионы блюд готовятся и подаются в поездах и на станциях, где гигиена является главным приоритетом. В Индии Indian Railway Catering and Tourism Corporation (IRCTC) управляет одной из крупнейших железнодорожных сетей питания в мире.

До недавнего времени проверки гигиены проводились вручную, что затрудняло постоянный мониторинг каждой кухни. Чтобы сделать все более эффективным и надежным, IRCTC внедрила систему Vision AI, которая следит за соблюдением правил безопасности пищевых продуктов в режиме реального времени.

Система подключается к существующим камерам видеонаблюдения на кухнях и в зонах приготовления пищи. Она использует модели ИИ, обученные выявлять распространенные проблемы с гигиеной, такие как немытые руки персонала, отсутствие перчаток или сеток для волос или нечистые рабочие места.

С момента внедрения система помогла повысить стандарты гигиены и облегчила для персонала задачу по обеспечению безопасности пищевых продуктов , позволяя уделять больше времени приготовлению блюд, а не просто проверке процедур.

Плюсы и минусы компьютерного зрения в железнодорожной эксплуатации

Компьютерное зрение предлагает ряд преимуществ, когда речь идет об улучшении безопасности, обслуживания и повседневной эксплуатации в железнодорожных системах. Вот некоторые из основных преимуществ:

  • Прогностическое обслуживание: выявляя ранние признаки износа или повреждения путей и инфраструктуры, Vision AI может помочь предотвратить неисправности до их возникновения.
  • Круглосуточный мониторинг: в отличие от инспекторов-людей, системы компьютерного зрения могут работать непрерывно, без усталости и смен.
  • Масштабируемость : После внедрения ту же систему можно расширить для охвата большего количества станций, поездов или операционных зон с минимальными дополнительными усилиями.

Несмотря на множество положительных моментов, которые Vision AI привносит в железнодорожный транспорт, все еще существуют проблемы в развертывании и обслуживании этих систем. Вот несколько недостатков, которые следует учитывать:

  • Проблемы конфиденциальности: Постоянное наблюдение в общественных местах может вызывать этические проблемы и дискомфорт у пассажиров и персонала.
  • Высокие первоначальные затраты: настройка системы Vision AI, включая камеры, серверы и программное обеспечение ИИ, требует значительных первоначальных инвестиций.
  • Сложная интеграция: интеграция систем компьютерного зрения с существующей инфраструктурой, например устаревшими системами сигнализации или управления, может быть технически сложной задачей.

Основные выводы

По мере роста железнодорожных сетей растет спрос на системы реального времени, которые предоставляют надежные данные. Системы компьютерного зрения используют обнаружение объектов, структурные проверки и оповещения в реальном времени, чтобы помочь операторам быстро и точно реагировать на проблемы. 

Инструменты ИИ улучшают ежедневные операции, а также снижают долгосрочные расходы на техническое обслуживание и риски безопасности. По мере совершенствования этих инструментов ИИ будет играть важную роль в повышении эффективности, отзывчивости и безопасности железнодорожных систем.

Присоединяйтесь к нашему растущему сообществу ! Изучите наш репозиторий GitHub, чтобы узнать больше об ИИ. Готовы начать свои проекты по компьютерному зрению? Ознакомьтесь с нашими вариантами лицензирования . Откройте для себя ИИ в сельском хозяйстве и Vision AI в здравоохранении , посетив наши страницы решений!

Логотип LinkedInЛоготип ТвиттераЛоготип FacebookСимвол копирования-ссылки

Читайте больше в этой категории

Давай вместе построим будущее
искусственного интеллекта!

Начни свое путешествие с будущим машинного обучения