應用基于AI的技術，助力創建更安全、智能和乘客友好型的鐵路網絡

作者：凌華科技網絡通訊暨公共建設事業處 – 軌道交通資深業務開發經理 Christian Marez

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

現下，鐵路運輸仍在持續發展。這意味著到2024年，全球鐵路客運市場規模預計將達2520億美元，鐵路貨運市場規模預計將達1140億美元。鐵路運輸的持續增長對環境而言也相當友好：城市軌道交通的人均能源效率比駕車高出7倍；高鐵的環境污染比航空運輸少3.4倍。因此，隨著全球人口激增和城市化進程持續發展，鐵路將成為日益重要的交通方式。

適應未來需求

但是，若要保持領先地位提高自身競爭力，鐵路運輸也面臨一些挑戰。從歷史上看，全球鐵路行業本質上一直相對保守，其發展依靠的是久經考驗且值得信賴的技術。與此相反，乘客卻越來越追求各種新興技術。自從智能手機面世，他們期望獲得更優質的客戶體驗，享受高速的車載WiFi、更便捷的電子票務系統和實時旅程動態等服務。

此外，鐵路還面臨一場持久戰：以更精簡的方式來管理老化且密集的基礎設施。同時，他們也迫切需要提高運營效率，特別是落實更具預測性的維護措施以預警潛在問題。這些措施至關重要，它們能夠助力提升鐵路運營利潤并提供再投資的機會。

新冠疫情為鐵路運輸發展的復雜局勢新增另一挑戰。雖然隨著全國封鎖狀態結束，旅客人數有望回升，但是衛生防護和社交距離等因素仍然制約著鐵路運輸。此前，軌道和車廂的安全性一直是鐵路系統的重要考慮因素，現下該情況變得更為復雜 。

技術脫穎而出

因此，如果鐵路運輸要維持長期的領先地位，顯然不可止步于此。為應對眾多新興挑戰，鐵路行業正在向數字化轉型，以提供更智能的解決方案來滿足客戶需求。如物聯網、5G多接入邊緣計算（5G MEC）、人工智能（AI）、大數據、云計算和區塊鏈等多種技術趨勢正以一種日益創新的方式交融在一起，推動著鐵路網絡各個環節的革新。

AI對于鐵路運輸的數字化轉型進程至關重要。現下智能傳感器的應用和無處不在的網絡連接意味著鐵路系統正在產生前所未有的龐大數據，與此同時，運營商則需要應對隨之而來數據洪流。AI技術將在解鎖信息方面發揮愈發重要的角色，為運營商的決策提供具有可行性的洞見，甚至能夠自動生成適時的響應。

因此只有通過AI技術，鐵路運營商才能發揮數據、分析和云的真正力量，從而提升乘客體驗、完善鐵路運營、資產維護及安全性，并最終提高客戶滿意度、增加利潤，以及降低成本。

數字化進行時

從乘客和駕駛員的角度來看，鐵路運輸的數字化意味著什么？在乘客進入車站時，傳感器系統就會進行自動人臉口罩檢測和體溫監控。若檢測到乘客違規不帶口罩，或者乘客健康狀況不良，車站管理員會收到相應的提醒。。

同時，乘客可以通過非接觸式洗手液進一步加強健康防護。在檢票進站的過程中，非接觸式票務、自助行李托運和智能手機繳費都有助于減少人員接觸。

數字化轉型還將為列車運行帶來變革。傳感器和視覺系統能夠實現諸如人數統計等功能，從而提供更多動態標識，實時反映乘客流量。同樣，乘客信息系統將更快響應并實時更新，可讓乘客在上車前就能夠了解車廂內的空間情況。此外，火車站和火車上更高質量的WiFi和5G網絡將為乘客提供低延遲連接，實現更流暢的辦公及娛樂體驗。

數字化轉型也將在很大程度上提高列車駕駛員的工作效率。比如，傳感器可用于監測如列車車門、受電弓和輪對等高風險資產的異常情況，從而避免設備故障或失效的情況發生。此外，在列車運行時，車廂地板下方的傳感器可用來監測鐵路軌道。借助這些設備運行數據，駕駛員能夠更好地對列車狀態進行監控，從而減少意外故障的發生。同時，障礙和入侵檢測系統可用于識別鐵軌兩側或橫跨鐵軌的雜物、動物、人員或車輛，預警駕駛員或立即啟動自動響應程序。

列車自動防護是數字化轉型帶來的另一重大驚喜。當下，鐵路軌道被劃分成不同的“區塊”，工作人員可通過地面設備監測火車何時抵達。如果列車可安全駛入某一區塊，地面設備將會發出信號通知即將抵達的列車，但是該監測系統無法獲取火車的確切位置，從而可能影響列車準點率。

然而，AI技術可助力實現更加自動化的列車運行——比如根據軌道容量、天氣狀況和運營時刻表等因素，信號和速度控制系統能夠計算列車的最優速度和運行軌跡。此外，基于AI的視頻分析可以定位列車的確切位置，并將結果傳送給列車控制系統以及網絡中的其他列車。這些先進的定位系統讓列車與列車能夠更近距離地行駛，從而提高運力并降低運輸瓶頸。

最后，視頻安保系統可全面監控鐵路網絡。邊緣處基于AI的視頻分析可助力將傳統的CCTV系統轉變為智能實時監控系統，以監測列車或車站內的可疑事件，蓄意破壞列車的行為或試圖逃票的乘客。這些新增功能使工作人員無需實時監視安保視頻，從而騰出時間來執行其他任務。

合作伙伴的力量

毫無疑問，數字化和AI應用在鐵路領域具有巨大的潛力。但是，當運營商將其推向市場時，還要同時考慮成本和效果。這就要求該技術可使網絡、連接、數據處理和AI無縫協同工作，且適應極端溫度和振動條件下的嚴苛戶外環境。

對于鐵路系統集成商和運營商來說，解決辦法就是與熟悉鐵路系統特性的可靠技術提供商合作，因為鐵路設備有時需要進行定制和加固，并經過認證以符合全球規范和安全標準。同時，系統供應商必須能夠提供壽命更長的解決方案和技術支持，并通過基于軟件的產品設計服務提供附加價值，從而助力縮短產品上市時間。

如凌華科技與英特爾的合作伙伴關系就證明戰略伙伴關系有能力實現這一目標。雙方的合作促成了一系列鐵路即用型產品，助力鐵路公司實現數字化運營，并開發能夠釋放數據力量的邊緣AI應用。

鐵路公司可通過四個步驟來開啟數字化旅程：評估并定義未來方向，制定計劃，從小處著手并快速展開行動，分享經驗并進行迭代。據此，鐵路機構就能夠借助伙伴關系的力量，快速高效地開展數字化轉型，并造福所有人。