System monitorowania pantografu i sieci trakcyjnej oparty na sztucznej inteligencji umożliwia zautomatyzowaną kontrolę kolei

Wprowadzenie do projektu
Dwa najważniejsze elementy infrastruktury systemu kolejowego to sieć trakcyjna i tor. Awarie jednego z tych elementów mogą powodować duże opóźnienia i poważnie wpływać na bezpieczeństwo ruchu kolejowego. W przeszłości kontrole pantografów i sieci trakcyjnej były wykonywane ręcznie. Jednak w miarę rozbudowy infrastruktury kolejowej, jej utrzymanie staje się coraz trudniejsze.

W Chinach, ciągły rozwój krajowej kolei dużych prędkości wymusił wprowadzenie rozwiązań w zakresie zautomatyzowanego monitorowania, aby zapewnić bezpieczne i niezawodne działanie systemów kolejowych. W związku z tym opracowano różne technologie monitorowania i kontroli systemów pantografowo-katenowych z wykorzystaniem przetwarzania obrazu opartego na sztucznej inteligencji. Wśród tych technologii jest rozwiązanie XLN4C opracowane przez China Railway Corporation i znane jako "system detekcji 6C".

Wdrożenie tego systemu detekcji 6C do monitorowania kolei dużych prędkości wymaga zaawansowanego sprzętu, który obsługuje wysokowydajne obliczenia z minimalnym opóźnieniem i charakteryzuje się możliwościami wnioskowania o danych. Wynika to z faktu, że wdrożenie technologii serwerowej na brzegu do zbierania i analizowania danych kolejowych staje się coraz bardziej popularne w Chinach.

System detekcji 6C
"System 6C" to pojazd inspekcyjny, który składa się z sześciu systemów kontroli i monitorowania: kompleksowego systemu monitorowania pantografów i sieci trakcyjnej (CPCM-1C), systemu monitorowania wideo kontroli sieci trakcyjnej (CCVM-2C), systemu monitorowania on-line kontroli sieci trakcyjnej (CCLM-3C), systemu monitorowania precyzyjnej kontroli sieci trakcyjnej (CCHM-4C), systemu monitorowania wideo sieci trakcyjnej i pantografów (CPVM-5C) oraz systemu monitorowania naziemnego sieci trakcyjnej i urządzeń zasilających (CCGM-6C).

Wymagania dotyczące systemu
Systemy monitorowania sieci trakcyjnej i pantografów są zwykle instalowane na stacjach kolejowych i w zajezdniach w celu kontroli stanu pantografów, kół pociągów i innych elementów. W odniesieniu do systemu detekcji 6C, system monitora wizyjnego sieci trakcyjnej i pantografu (CPVM) jest zwykle montowany w szafie sterowniczej w pobliżu torów kolejowych. System CPVM musi być wyposażony w wiele szybkich kamer cyfrowych CCD (ang. charged-coupled device) do jednoczesnego przechwytywania i przekazywania obrazów o wysokiej rozdzielczości, wykonywania cyfrowego przetwarzania obrazów oraz wszelkiego rodzaju skomplikowanych analiz danych w celu identyfikacji obszarów zużycia lub uszkodzeń. System CPVM musi być również wyposażony w kartę RAID w celu zapewnienia ochrony pamięci podręcznej. Wszystkie zebrane dane będą przetwarzane i wykorzystywane do prowadzenia inteligentnej konserwacji zapobiegawczej w celu zminimalizowania awarii sprzętu i zapewnienia niezawodnego działania szybkich pociągów pasażerskich i towarowych.

Schemat systemu


Korzyści
Rozwiązaniem systemowym CPVM firmy Advantech jest HPC-6120+ASMB-610 - serwer akceleratorów brzegowych o małej głębokości 1U, który obsługuje do dwóch procesorów graficznych NVIDIA A2. Wykorzystując wszechstronność procesorów graficznych NVIDIA A2, HPC-6120+ASMB-610 zapewnia podstawowe wnioskowanie przy niskim zużyciu energii, niewielkiej obudowie (438 x 44 x 480 mm/17,24 x 1,73 x 18,89 cala) i czterech gniazdach rozszerzeń PCIe. Włączenie innowacyjnego systemu zarządzania termicznego firmy Advantech oferuje zwiększony przepływ powietrza i ciśnienie do chłodzenia kart graficznych, ułatwiając tym samym przetwarzanie dużych ilości danych na brzegu sieci. Ponadto, wysoka wydajność, zarządzanie termiczne, kompaktowa konstrukcja i elastyczna funkcjonalność HPC-6120+ASMB-610 wspierają również aplikacje inteligentnej analizy wideo (IVA).

Główne cechy
18-calowy serwer akceleratora brzegowego IU
Elastyczny moduł I/O
4 x gniazda rozszerzeń (z obsługą 1 procesora graficznego typu double-stack)
2 x procesory graficzne NVIDIA A2 certyfikowane przez firmę NVIDIA