هوش مصنوعی ناجی ایمنی متروی تهران/ کاهش خطای انسانی با فناوری هوشمند

زهرا وجدانی: در جهان امروز که سرعت رشد شهرنشینی و نیاز به جابه‌جایی ایمن و سریع به‌طور بی‌سابقه‌ای افزایش یافته است، سیستم‌های حمل‌ونقل عمومی به‌ویژه شبکه‌های ریلی نقشی حیاتی در پایداری شهر‌ها و رفاه شهروندان ایفا می‌کنند. در چنین شرایطی بهره‌گیری از فناوری‌های نوین مانند هوش مصنوعی، اینترنت اشیاء و علوم داده به یکی از مؤلفه‌های کلیدی برای ارتقای ایمنی، کاهش خطا‌های انسانی و افزایش بهره‌وری تبدیل شده است. تجربه کشور‌های پیشرفته نشان می‌دهد که اتکا به سامانه‌های هوشمند هدایت و پایش، ضریب ایمنی حمل‌ونقل ریلی را چند برابر کرده و کیفیت خدمات را به سطحی استاندارد رسانده است.

ایران نیز به‌عنوان کشوری با شبکه مترو و خطوط بین‌شهری گسترده در سال‌های اخیر ضرورت ارتقای سامانه‌های ایمنی و هدایت خود را بیش از پیش احساس کرده است. در این میان یکی از شرکت‌های دانش‌بنیان ایرانی توانسته با بهره‌گیری از دانش بومی و سرمایه‌گذاری پنج‌ساله در حوزه تحقیق و توسعه، نخستین سیستم بومی هدایت مرکزی قطار را طراحی و پیاده‌سازی کند. این فناوری نه‌تنها به پایش مسیر و شناسایی موانع کمک می‌کند، بلکه رفتار راهبران قطار را نیز تحت نظر گرفته و در صورت بروز غفلت، به‌صورت خودکار هشدار داده و حتی ترمز اضطراری را فعال می‌سازد.

در ادامه به ابعاد گوناگون این فناوری نوین، سازوکار عملکرد آن، تاثیراتش بر ایمنی شبکه‌های ریلی و چشم‌انداز توسعه آن می‌پردازیم.

تحول نوین در حمل‌ونقل ریلی 

علیرضا مهرگو، مدیرعامل یکی از شرکت‌های فناور مستقر در پارک فناوری پردیس در گفت‌و‌گو با خبرنگار علمی برنا اعلام می‌کند که این شرکت طی پنج سال گذشته سرمایه‌گذاری گسترده‌ای در حوزه تحقیق و توسعه انجام داده و موفق به تولید نخستین سامانه هوشمند هدایت مرکزی قطار بومی در ایران شده است. این سامانه یکی از اجزای اصلی قطار محسوب می‌شود که وظیفه پایش و هدایت قطار را بر عهده دارد و به راهبران امکان می‌دهد کنترل دقیقی بر حرکت،اعمال ترمز‌های معمولی و اضطراری داشته باشند.

مهرگو با تاکید بر پیشگامی این شرکت در کشور اظهار دارد: این نخستین بار است که چنین سامانه‌ای به‌صورت بومی در ایران تولید شده و استاندارد‌های لازم آن به شکل بین‌المللی اخذ شده است. به گفته او بهره‌گیری از فناوری‌های پیشرفته مانند هوش مصنوعی، اینترنت اشیاء و علوم داده باعث شده تا این سیستم بتواند ایمنی و امنیت مسافران را افزایش داده و مدیریت ناوگان را ارتقا دهد.

از پایش مسیر تا کنترل رفتار راهبر

سامانه هوشمند هدایت مرکزی قطار یا قابلیت پردازش تصویر طراحی‌شده، دارای مکانیزم عملکردی منحصربه‌فردی است که آن را از سایر سامانه‌های متداول در دنیا متمایز می‌کند. بر اساس توضیحات مدیرعامل، این سیستم در صورتی که فردی به‌طور عمدی یا ناخواسته وارد حریم ریلی شود، چه در مترو و چه در مسیر قطار‌های بین‌شهری سامانه با توجه به سرعت، فاصله قطار، نوع و ابعاد مانع به طور خودکار بهترین تصمیم را طبق الگوریتم های نرم‌افزاری پردازشی اتخاذ کرده و هشدار‌های لازم را به راهبر ارسال می‌کند. اگر راهبر در زمان مناسب واکنشی نشان ندهد، پس از تحلیل ریسک ها و امنیت مسافران داخل ناوگان و پایش سنسور های متصل به سامانه ترمز اضطراری را فعال کرده و از وقوع حادثه جلوگیری می‌کند.

همچنین با توجه به طراحی جعبه سیاه قطار متصل در صورت وقوع سوانح، با بازخوانی اطلاعات علل حادثه را در کمترین زمان تحلیل و در داشبورد‌های برخط برای مدیران گزارش‌های لازم را ایجاد و ارسال می‌نماید.

یکی از نوآوری‌های مهم این محصول نصب دوربین و سنسورها در دو نقطه حیاتی جلو قطار و داخل کابین راهبر می‌باشد. دوربین جلوی قطار مسیر حرکت و موانع احتمالی را پایش می‌کند و دوربین داخل کابین نیز رفتار راهبر را تحت نظر دارد. این قابلیت موجب می‌شود در صورتی که راهبر به دلیل استفاده از تلفن همراه یا بی‌توجهی دچار غفلت شود، سیستم هشدار داده و عملکرد او را در مرکز داده ذخیره و ارزیابی می‌کند. بدین ترتیب امکان پایش مستمر و حتی درجه‌بندی عملکرد راهبران فراهم می‌شود؛ اقدامی که می‌تواند استاندارد‌های ایمنی و بهره‌وری را در سطح ملی ارتقا دهد.

پیشرفتی مبتنی بر دانش ترکیبی مکانیک، الکترونیک و نرم‌افزار

مهرگو در ادامه با اشاره به ماهیت چندرشته‌ای این فناوری تاکید می‌کند: این محصول ترکیبی از دانش مکانیک، الکترونیک و نرم‌افزار به‌ویژه هوش مصنوعی است. سیستم طراحی‌شده قادر است اشیای مختلف اعم از انسان، حیوان، پرنده یا خودرو را در ابعاد گوناگون شناسایی کند و فاصله آنها را با حریم ریلی تعیین نماید. حتی اگر اجسام مورد نظر پیش از رسیدن قطار از محدوده خارج شود، اطلاعات ثبت‌شده در تصمیم‌گیری هوشمند و بهینه راهبر نقش خواهد داشت.

این ویژگی نه تنها ایمنی خطوط ریلی را به‌طور چشمگیری افزایش می‌دهد بلکه امکان جمع‌آوری داده‌های دقیق و تحلیل آنها برای بهبود عملکرد آینده را نیز فراهم می‌کند؛ قابلیتی که تا پیش از این در قطار‌های شهری ایران وجود نداشت. 

مهرگو یادآور می‌شود که روی قطار مترو‌های تهران پیش از این هیچ دوربینی برای ثبت وقایع مسیر نصب نشده بود و این سیستم عملاً نخستین تجربه نصب دوربین‌های پیشرفته برای پایش حریم ریلی و رفتار راهبر به‌شمار می‌آید.

معماری شش‌گانه سیستم: تلفیقی از نرم‌افزار و سخت‌افزار

سامانه هدایت مرکزی این شرکت دانش‌بنیان از شش زیرسامانه تشکیل شده که سه بخش آن نرم‌افزاری و سه بخش دیگر سخت‌افزاری است. این ترکیب به گفته مهرگو سبب می‌شود سیستم قابلیت نصب روی تمامی ناوگان را داشته باشد؛ چه ناوگان قدیمی و چه قطار‌های جدید. به دلیل بومی‌سازی کامل دانش فنی طی پنج سال اخیر، امکان به‌روزرسانی مداوم این سیستم نیز وجود دارد.

این معماری ماژولار نه تنها نصب و نگهداری را تسهیل می‌کند بلکه موجب می‌شود سامانه بتواند خود را با استاندارد‌ها و نیاز‌های متغیر شبکه ریلی کشور تطبیق دهد. همچنین تفاوت نرم‌افزاری میان قطار‌های درون‌شهری و برون‌شهری به‌گونه‌ای طراحی شده که پکیج سخت‌افزاری یکسان باقی بماند، اما نرم‌افزار متناسب با شرایط عملیاتی هر نوع قطار در چندین ورژن طراحی شده است.

همچنین در بیست‌وسومین اجلاس سالانه منطقه بین‌المللی نوآوری ایران با حضور معاون علمی و فناوری رئیس‌جمهور، مهدی صفاری‌نیا رئیس پارک فناوری پردیس و جمعی از مسئولان و فعالان حوزه فناوری و نوآوری کشور از این این سامانه رونمایی و تقدیر شد.

پایش هوشمند و تصمیم‌گیری بهنگام

به گفته مدیرعامل، این سیستم برای تصمیم‌گیری هوشمندانه نیازمند داده‌هایی چون مسافت، سرعت و زوایای مسیرهای قطار است. ترکیب این داده‌ها با الگوریتم‌های هوش مصنوعی باعث می‌شود تا سامانه بتواند در شرایط بحرانی بهترین تصمیم را بگیرد. به عنوان مثال اگر فردی ناخواسته وارد حریم ریلی شود و سرعت قطار بالا باشد، سیستم به‌طور خودکار فاصله و زمان برخورد احتمالی را محاسبه کرده و در صورت نیاز با تحلیل ریسک های ایمنی مسافران داخل قطار و احتمال عبور فرد از حریم ریلی تصمیم گیری می‌کند.

این قابلیت تصمیم‌گیری پیش‌دستانه نقطه تمایز این سیستم با سامانه‌های سنتی است که عمدتا به هشدار ساده بسنده می‌کنند. بدین ترتیب، خطر وقوع حوادث ناگوار به‌ویژه در خطوط پرتردد شهری به شکل چشمگیری کاهش می‌یابد.

اولویت نصب در متروی تهران و شهر‌های پرخطر

این فعال فناور در خصوص برنامه توسعه این فناوری می‌گوید: هدف ما این است که ظرف دو سال آینده بتوانیم این سیستم را روی ۲۰ درصد ناوگان نصب کنیم. اولویت نخست متروی تهران و شهر‌هایی است که از نظر تردد، ورود به حریم ریلی برای شهروندان آسان‌تر و خطر وقوع سوانح در آنها بیشتر است.

به گفته او، اجرای این پروژه مستلزم سرمایه‌گذاری متناسب با نوع ناوگان است؛ برای مثال ناوگان کشنده‌های آلستوم، زیمنس یا قطار‌های چینی که در کشور مورد استفاده قرار می‌گیرند، نیازمند بسته‌های سرمایه‌گذاری متفاوت هستند. این برنامه‌ریزی دقیق نشان می‌دهد توسعه فناوری نه به‌صورت یکپارچه بلکه بر پایه شرایط و نیاز‌های هر ناوگان صورت خواهد گرفت تا بیشترین بازدهی و اثربخشی حاصل شود.

نقش کلیدی در ارتقای ایمنی و بهره‌وری صنعت ریلی

این سیستم به دلیل ترکیب توانمندی‌های سخت‌افزاری و نرم‌افزاری و تکیه بر فناوری‌های نوین مانند هوش مصنوعی و اینترنت اشیاء می‌تواند نقش بسزایی در ارتقای ایمنی و بهره‌وری صنعت حمل‌ونقل ریلی ایفا کند. شناسایی خودکار موانع، فعال‌سازی هوشمند ترمز اضطراری، پایش رفتار راهبران و تحلیل داده‌های عملکردی، همگی موجب کاهش خطای انسانی و افزایش اطمینان مسافران به ایمنی سفر‌های ریلی خواهد شد.

از سوی دیگر جمع‌آوری داده‌های گسترده از مسیر، رفتار راهبران و شرایط عملیاتی قطار امکان تحلیل‌های عمیق و پیش‌بینی مشکلات احتمالی را فراهم می‌کند؛ رویکردی که در نهایت به بهبود مستمر عملکرد ناوگان و کاهش هزینه‌های نگهداری منجر می‌شود.

چالش‌ها و الزامات سرمایه‌گذاری

اجرای موفق این پروژه نیازمند تامین منابع مالی متناسب با نوع ناوگان است. مهرگو در این باره خاطرنشان می‌کند: با توجه به تفاوت‌های فنی بین ناوگان‌های آلستوم، زیمنس و قطار‌های چینی که در کشور استفاده می‌شوند، بسته‌های سرمایه‌گذاری متفاوتی باید تعریف شود. این تنوع موجب می‌شود تا برنامه توسعه سامانه با دقت و اولویت‌بندی انجام گیرد.

سرمایه‌گذاری در این فناوری نه تنها یک ضرورت برای ارتقای ایمنی است بلکه به‌عنوان یک فرصت اقتصادی نیز محسوب می‌شود، زیرا بومی‌سازی دانش فنی و تولید داخلی، وابستگی به واردات را کاهش داده و زمینه صادرات فناوری به کشور‌های منطقه را فراهم می‌کند.

اهمیت راهبردی برای آینده حمل‌ونقل عمومی

توسعه چنین سامانه‌هایی در واقع بخشی از یک راهبرد ملی برای هوشمندسازی زیرساخت‌های حمل‌ونقل عمومی است. با گسترش روزافزون جمعیت شهر‌ها و افزایش تردد در خطوط ریلی، اتکای صرف به عوامل انسانی برای حفظ ایمنی کافی نیست و نیاز به سیستم‌های هوشمند احساس می‌شود. سیستم هدایت مرکزی بومی می‌تواند به‌عنوان یک الگو برای سایر بخش‌های حمل‌ونقل کشور از جمله اتوبوس‌های هوشمند و خودرو‌های برقی نیز مطرح شود.

پیاده‌سازی نخستین سامانه بومی هدایت هوشمند مرکزی قطار در ایران نه تنها یک دستاورد فناورانه بلکه نمادی از خودکفایی علمی و صنعتی کشور است. این سامانه با ترکیب هوش مصنوعی، اینترنت اشیاء و علوم داده، توانسته ایمنی خطوط ریلی را به سطحی فراتر از استاندارد‌های پیشین برساند و خطا‌های انسانی را به‌طور چشمگیری کاهش دهد. معماری شش‌گانه نرم‌افزاری و سخت‌افزاری، قابلیت نصب بر روی انواع ناوگان قدیمی و جدید را فراهم کرده و بومی‌سازی کامل دانش فنی، امکان به‌روزرسانی و توسعه مستمر را تضمین می‌کند.

از سوی دیگر این فناوری با پایش مداوم مسیر و رفتار راهبران ضمن پیشگیری از وقوع حوادث، داده‌های ارزشمندی برای تحلیل، ارتقای فرآیند‌های آموزشی و بهبود عملکرد آینده فراهم می‌آورد. این مزایا در کنار کاهش وابستگی به واردات تجهیزات و امکان توسعه صادرات فناوری، چشم‌اندازی روشن برای صنعت حمل‌ونقل ریلی کشور ترسیم کرده است.

با این حال موفقیت واقعی این نوآوری وابسته به سرمایه‌گذاری پایدار، حمایت نهادی و به‌روزرسانی پیوسته نرم‌افزارهاست. اکنون که بخش خصوصی و فناور گامی بلند در مسیر هوشمندسازی حمل‌ونقل ریلی برداشته، پرسش کلیدی این است: آیا تصمیم‌گیران و مدیران شهری و ملی آماده‌اند تا با سرعت و قاطعیت، زیرساخت‌ها و سرمایه‌گذاری‌های لازم برای فراگیر شدن این فناوری را فراهم کنند و به یک تحول ایمنی ملی شکل دهند؟

انتهای پیام/