Autonomais brauciens: ieskats Ķīnas pirmajā integrētajā robotu metro klasterī

Rīta sastrēgumstundai sasniedzot maksimumu Hefei metro Ķīnas Anhui provincē, turniketu ritmiskajai klaboņai un pienākošo vilcienu dūkoņai pievienojas jauna, mehāniska kadence. Cauri pasažieru jūrai pārvietojas četrkājaina mašīna — robots-suns —, kas kustas ar tādu precizitāti, kas liecina, ka tas stacijas plānojumu pārzina labāk par jebkuru vietējo. Augšā, netālu no augstajiem griestiem, slīd neliels drons, kura sensori skenē elektropārvades vadus un konstrukciju savienojumus.

Šis nav skats no zinātniskās fantastikas filmas; tā ir realitāte Ķīnas pirmajā "pilnas telpas robotu klasterī", kas izvietots nozīmīgā tranzīta mezglā. Šīs mašīnas, kas izstrādātas, lai atbalstītu personālu valsts noslogotākajos ceļošanas periodos, pārstāv fundamentālas pārmaiņas tajā, kā mēs uzturam un apsargājam sabiedrisko infrastruktūru. Integrējot zemes četrkājainos robotus ar gaisa droni un uz sliedēm uzstādītiem sensoriem, Hefei testē paraugu globālā pilsētas tranzīta nākotnei.

Pilnas telpas filozofija: zeme, gaiss un sliedes

Termins "pilna telpa" attiecas uz visaptverošu uzraudzības un uzturēšanas ekosistēmu, kurā neviens stacijas stūris netiek atstāts bez uzraudzības. Tradicionāli metro pārbaudes ir darbietilpīgas, bieži vien pieprasot tehniķiem noiet kilometriem garus sliežu ceļus vai kāpt pa sastatnēm tajās dažās stundās naktī, kad sistēma ir atslēgta no strāvas.

Robotu klasteris maina šo dinamiku, sadalot staciju trīs darbības zonās:

• Zemes līmenis: Autonomie četrkājainie roboti (roboti-suņi) patrulē vestibilos un uz platformām. Atšķirībā no riteņu robotiem, šie spēj pārvietoties pa kāpnēm, pārkāpt šķēršļiem un piekļūt šaurām aprīkojuma telpām.
• Gaisa zona: Automatizēti droni uzrauga augstkalnu aprīkojumu, piemēram, gaisvadu elektrolīnijas un ventilācijas sistēmas, identificējot karstos punktus vai nodilušus vadus, kas nav saskatāmi ar neapbruņotu aci.
• Infrastruktūras slānis: Fiksētie sensori un pa sliedēm rāpojoši roboti uzrauga sliežu ceļus un tuneļus, sniedzot reāllaika datus par sliežu integritāti un temperatūras svārstībām.

Sinhronizējot šīs vienības, stacija izveido savas vides digitālo dvīni, ļaujot operatoriem pamanīt potenciālu aprīkojuma kļūmi vai drošības apdraudējumu, pirms tas ietekmē pakalpojumu.

Kāpēc roboti-suņi ir līderi

Kamēr droni tiek galā ar augstumu, četrkājainie roboti ir stacijas grīdas darba zirgi. Šīs mašīnas ir aprīkotas ar 3D LiDAR (gaismas noteikšanas un attāluma mērīšanas sistēmu) un augstas izšķirtspējas termokamerām. Aizņemtajā Pavasara svētku ceļošanas laikā tie kalpo diviem galvenajiem mērķiem: drošībai un efektivitātei.

No drošības viedokļa roboti darbojas kā mobili ugunsgrēka detektori. To termiskie sensori var uztvert pārkarstoša akumulatora vai īssavienojuma elektriskajā panelī pazīmes krietni pirms dūmu parādīšanās. No efektivitātes viedokļa tie veic ikdienas pārbaudes, kuru pabeigšanai cilvēkam būtu nepieciešamas vairākas stundas. Robots-suns var noskenēt simtiem elektrisko slēdžu niecīgā laika sprīdī, reģistrējot to ar digitālu laika zīmogu un augstas izšķirtspējas fotoattēlu apkopes datubāzei.

Būtiski, ka šie roboti ir izstrādāti drošai mijiedarbībai ar sabiedrību. Tie izmanto sarežģītus šķēršļu novēršanas algoritmus, lai pārvietotos apkārt neparedzamai gājēju plūsmai, nodrošinot, ka pat pārpildītā stacijā mašīna paliek palīgs, nevis traucēklis.

MI smadzenes aiz klastera

Robotu kolekcija ir tikai mašīnu grupa; "klasteris" ir koordinēta sistēma. Patiesā inovācija Hefei ir centralizētais MI vadības centrs, kas pārvalda šos aktīvus. Šī sistēma izmanto vienotu sakaru protokolu, ļaujot dronam "sarunāties" ar robotu-suni.

Piemēram, ja drons gaisvadu kabelī konstatē neparastu siltuma izdalīšanos, tas var dot signālu zemes robotam doties uz attiecīgo zonu, lai nodrošinātu citu skata leņķi vai norobežotu sekciju pasažieru drošībai. Šāds autonomijas līmenis samazina kognitīvo slodzi cilvēkiem-dispečeriem, kuriem jāiejaucas tikai tad, kad MI atzīmē augstas prioritātes anomāliju.

Praktiskā ietekme uz globālo tranzītu

Lai gan šī tehnoloģija pašlaik ir koncentrēta Ķīnā, Hefei izmēģinājuma programmas panākumi piedāvā vairākas atziņas tranzīta iestādēm visā pasaulē. Pāreja uz robotu klasteriem nav saistīta tikai ar darbaspēka aizstāšanu; tā ir saistīta ar novecojošas infrastruktūras uzticamības uzlabošanu.

Galvenie robotu klasteru ieguvumi:

1. Prognozējamā apkope: Pāreja no modeļa "salabo, kad saplīst" uz modeli "salabo, pirms sabojājas".
2. Uzlabota drošība: Samazināta nepieciešamība darbiniekiem iekļūt augstsprieguma zonās vai tumšos tuneļos.
3. 24/7 uzraudzība: Atšķirībā no cilvēku maiņām, roboti var nodrošināt nepārtrauktu pārklājumu maksimālās slodzes periodos bez noguruma.
4. Datu precizitāte: Digitālie žurnāli nodrošina objektīvu, nemaināmu ierakstu par stacijas stāvokli laika gaitā.

Izaicinājumi un ceļš uz priekšu

Neraugoties uz iespaidīgo sniegumu Hefei, izaicinājumi saglabājas. Sabiedrības uztvere ir būtisks šķērslis; ne katrs pasažieris jūtas ērti, dalot platformu ar mehānisku suni. Pastāv arī bažas par datu privātumu un bezvadu tīklu drošību, kas kontrolē šīs mašīnas. Ja robotu klasteri var uzlauzt, tas kļūst par apdraudējumu, nevis ieguvumu.

Turklāt sākotnējie kapitālieguldījumi šādā sistēmā ir augsti. Pilsētām ar vecākām metro sistēmām staciju modernizēšana ar nepieciešamo 5G vai 6G savienojamību robotu klastera atbalstam īstermiņā var būt pārmērīgi dārga.

Kas tālāk sagaida pasažierus?

Raugoties uz 2020. gadu beigām, "Hefei modelis", visticamāk, paplašināsies. Mēs varam sagaidīt līdzīgus risinājumus Singapūrā, Tokijā un galu galā arī lielākajos Eiropas mezglos. Mērķis ir "tumsas stacijas" spēja — metro sistēmas iespēja veikt padziļinātu apkopi un drošības pārbaudes pilnīgi autonomi nakts stundās.

Vidējam ceļotājam vilcienu satiksmes nākotne varētu būt mazāk saistīta ar pašiem robotiem un vairāk ar to, ko tie nodrošina: braucienu, kas reti aizkavējas, ir pastāvīgi drošs un tiek pārvaldīts ar tādu precizitāti, kādu spēj uzturēt tikai mašīna.