信頼性の高いエッジAIが踏切の安全監視を実現

パートナー企業：IronYun USA Inc 

地域：USA

プロジェクト紹介

　人工知能（AI）と5Gネットワーク技術は、交通分野のアプリケーションは飛躍的に進化しています。AIと5Gは、画像認識やディープラーニング、低遅延通信などの高度な機能を可能にし、安全性と利便性を兼ね備えた交通インフラの実現を支えています。

　台湾には400ヶ所以上の踏切が存在し、年間を通じて多くの事故が発生し、死傷者が多数報告されています。遮断機は通常自動で閉じる仕様ではなく、必要なタイミングで完全に閉じない場合、予期せぬ遅延や事故につながる可能性があります。踏切の安全確保には人力だけでは限界があるため、映像解析を活用した新しい技術プロジェクトが立ち上げられ、地理や天候、運転者の死角を考慮して踏切の安全性を向上させるソリューションが開発されました。

プロジェクト要件

　全国に多くの踏切が設置されています。自動化システムで確実な安全性を実現するには、考慮すべき要素が多く、応答速度が十分でない場合もあるため、容易ではありません。この課題に対応するため、鉄道事業者はエッジコンピューティング、AI、5G通信といった技術の導入を進め、スマート交通システムの実現に向けた機能を最大限に引き出す取り組みを始めました。デジタルカメラ、エッジAIプラットフォーム、5G通信を導入することで、対象物や人物、車両の動きを即座に検出し、99.9%の高精度で常時自動監視を行う踏切システムが構築可能です。このソリューションには、カメラやセンサから収集される大量データを高速で処理し、VAIDIOプラットフォームによるAI映像解析を実行し、車両や列車運転士に即座に警告を通知する能力が求められます。

プロジェクト概要

　AIソフトウェア企業のIronYun USA社は、世界水準の高精度AIビジョンプラットフォーム「VAIDIO」を提供しています。IronYun社は、交通、港湾、原子力施設、公共医療など、幅広い業界において、監視用途のために数万台のカメラ導入を世界中のお客様に支援してきました。同社は、企業や政府機関向けにエンドツーエンドのプライベートクラウド型VAIDIO AIビジョンプラットフォームを提供しており、2021年にはIDCより世界の監視市場における主要企業として評価されました。IronYun社は、高い信頼性を誇る産業用コンピュータで知られる弊社に協力を求めました。IronYun社は、VAIDIO AIとの連携に適した強力なエッジAIプラットフォームを求めていました。このエッジAIプラットフォームには、複数のI/O、5G通信への対応、そして大量の映像データをほぼゼロ遅延で処理できる性能が求められました。これにより、踏切で発生する可能性のある危険な事象を事前に検知し、リアルタイムで対応することで、運転士やオペレーターに緊急警告を送信し、重大な事故を未然に防ぐことができます。

システム導入

　このケースでは、IronYun社は踏切周辺に4台のカメラを設置し、EKI-7710G-2CPI PoEスイッチを使用して接続および電源供給を行い、映像を取得する必要がありました。映像データは、MXM RTX-3000 GPUカードを搭載したITA-3650G鉄道用エッジAIプラットフォームに送信され、リアルタイム解析が行われます。また、AIW-355 5Gモジュールを内蔵しており、データ通信にも対応しています。これらの機器は踏切付近のキャビネットに設置可能です。

　カメラからの映像を高速で処理・統合し、VAIDIO AIプラットフォームによってリアルタイムで分析されます。VAIDIOは、優れたアルゴリズムによるマルチフレーム解析を通じて、物体の種類や状態を正確に認識します。例えば、踏切上に物体が30秒以上留まった場合、VAIDIOが侵入イベントとして検知・確認し、警告を即座に発信して、5G通信を通じて2秒以内に運転士へ通知します。

　例えば、遮断機が閉じた際、「遮断機閉鎖中」のステータスがリアルタイムでインスタントアラートシステムに送信されます。遮断機が閉じているにもかかわらず、VAIDIO／ITA-3650Gから侵入警告が発信された場合、インスタントアラートシステムは1～2km手前の列車運転士に即時警報を送信し、列車の安全な制御（停止または減速）を促します。

システム構成図

導入製品

• メインプラットフォーム：ITA-3650G 鉄道沿線向けAIエッジプラットフォーム
• GPUカード：SKY-MXM-RTX3000を搭載
• 5Gセルラーモジュール：AIW-355（ITA-3650Gに内蔵）
• PoEスイッチ：EKI-7710G-2CPI
• AIビジョンソフトウェア：VAIDIO

まとめ

　スマートアプリケーションの多くは地方や遠隔地に展開されており、設置が容易で、非常に高い信頼性を備え、厳しい環境でも安定して稼働するソリューションが求められます。クラウドベースのサービスはコストが高く、産業用AIエッジプラットフォームの導入はその数分の一の費用で済むため、より経済的です。また、ネットワークのエッジからクラウドへのデータ送信と戻りの通信には遅延が発生し、即時対応が困難です。そのため、エッジコンピューティングによるソリューションが最適な選択肢となりました。

　弊社との協業により、Intel® x86ベースのファンレス設計を採用したITA-3650G AIエッジプラットフォーム（MXM GPUおよび5G通信モジュール内蔵）は、高性能かつ高速で信頼性の高い早期警告を実現しました。ITA-3650Gは毎秒膨大な映像フレームを処理し、VAIDIOが複数のフレームから物体や異常を検出することで、99.9%の精度で踏切警報を発信します。映像を取得してから運転士に警告が届くまで、わずか2秒以内で対応可能です。

アドバンテックが選ばれる理由

　踏切警報システムには、広範な温度範囲で動作し、あらゆる気象条件下でも安定して稼働できる堅牢な設計の高耐久システムが求められました。さらに、高性能なエッジAIプラットフォームは道路脇への設置が必要であり、複数のカメラやセンサからの大量データを通信トラブルなく処理できる能力が求められました。

　弊社は、幅広い製品ラインアップに加え、強力なパートナーシップと効率的な生産管理体制を備えており、他社よりも早く製品を提供することができます。その結果、VAIDIOは負荷テストを実施し、テスト結果に即座に対応し、監視システムを迅速に現場へ導入することができました。弊社は、GPUカードからAIアクセラレータまで、さまざまなフォームファクターのエッジAIプラットフォームを幅広く取り揃えています。すべての製品はVAIDIOと互換性があり、監視規模に応じた運用が可能です。新規導入から既存システムの拡張まで、弊社はスマート監視システムの導入を一括でサポートいたします。