Nền tảng Edge AI mạnh mẽ cho hệ thống đảm bảo an toàn điểm giao cắt đường sắt

Trí tuệ nhân tạo (AI) và mạng 5G đã cách mạng hóa các ứng dụng giao thông vận tải. Chúng đã hỗ trợ và trao quyền cho nhiều chức năng thông minh như nhận dạng hình ảnh, học sâu, giao tiếp có độ trễ thấp và nhiều ứng dụng thông minh đa dạng cho cơ sở hạ tầng giao thông an toàn hơn, thuận tiện hơn.

Tại Đài Loan, có hơn 400 điểm giao cắt đường sắt với đường bộ, đáng tiếc là hàng năm cũng có hàng trăm vụ tai nạn xảy ra tại các điểm giao cắt này, khiến nhiều người chết và bị thương. Rào chắn đường sắt không được đóng theo mặc định và nếu chúng không đóng hoàn toàn khi cần thiết, chúng có thể gây ra sự cố gây chậm trễ và tệ nhất là các vụ tai nạn. Nguồn nhân lực thông thường khó để có thể đảm bảo an toàn tại các điểm giao cắt đồng mức, vì vậy một dự án mới đã được thiết lập để áp dụng công nghệ cho vấn đề và đưa ra một ứng dụng sử dụng phân tích video để giải quyết vấn đề. Giải pháp cần tính đến các điều kiện địa lý, điều kiện thời tiết và điểm mù của người lái xe để cải thiện an toàn tại các lối vào giao lộ đồng mức.

Yêu cầu dự án

Các điểm giao cắt đường sắt được trải rộng trên khắp đất nước. Để đạt được mức độ an toàn được đảm bảo bằng cách sử dụng các hệ thống tự động thực sự rất khó khăn với nhiều yếu tố cần xem xét và thời gian phản hồi đôi khi không đủ nhanh. Để giải quyết vấn đề này, một nhà điều hành đường sắt đã bắt đầu xem xét các công nghệ như điện toán biên, AI và kết nối mạng 5G để giải phóng đầy đủ các khả năng cần thiết cho ứng dụng giao thông thông minh này. Bằng cách triển khai máy ảnh kỹ thuật số, nền tảng máy tính Edge AI và kết nối 5G, một hệ thống có thể nhanh chóng xác định vật thể, con người và chuyển động của phương tiện để đạt được khả năng giám sát điểm giao cắt đường sắt tự động 24/7 với độ chính xác 99,9% mà không cần sự can thiệp của con người. Giải pháp cần phải đủ nhanh để tính toán dữ liệu lớn được thu thập từ camera và cảm biến, tích hợp tất cả lại với nhau, xử lý và thực hiện phân tích video AI thông qua nền tảng VAIDIO đã cài đặt, đồng thời cung cấp cảnh báo và cảnh báo tức thời cho các phương tiện và người điều khiển tàu hỏa.

Mô tả dự án

Một công ty phần mềm trí tuệ nhân tạo - IronYun USA, cung cấp một nền tảng thị giác AI có độ chính xác cao, đẳng cấp thế giới có tên là VAIDIO. IronYun đã hỗ trợ khách hàng trên toàn thế giới triển khai hàng chục nghìn camera cho các ứng dụng giám sát trên nhiều thị trường ngành dọc, từ quản lý vận tải và bến cảng, đến nhà máy điện hạt nhân, chăm sóc sức khỏe cộng đồng, v.v. Họ bán nền tảng đám mây riêng VAIDIO AI Vision của mình cho các doanh nghiệp và chính phủ, đồng thời được IDC đánh giá là doanh nghiệp lớn trên thị trường giám sát toàn cầu vào năm 2021. IronYun đã liên hệ với Advantech vì danh tiếng về độ tin cậy cao của nền tảng này máy tính công nghiệp. IronYun đã tìm kiếm một giải pháp máy tính Edge AI mạnh mẽ để hoạt động với phần mềm VAIDIO AI của họ. Nền tảng AI tiên tiến cần hỗ trợ nhiều I/O, kết nối mạng 5G và quan trọng nhất là có khả năng xử lý số lượng lớn dữ liệu video với độ trễ gần như bằng không, để có thể phát hiện trước mọi sự cố nguy hiểm tiềm ẩn tại các điểm giao cắt đường sắt và xử lý theo thực tế một cách kịp thời, với các thông báo và cảnh báo khẩn cấp được gửi đến nhân viên vận hành và người điều khiển tàu để tránh xảy ra tai nạn nghiêm trọng.

Mô tả hệ thống

Đối với trường hợp này, IronYun cần lắp đặt bốn camera xung quanh các điểm giao cắt với đường sắt, được kết nối và cấp nguồn bởi bộ chuyển mạch PoE EKI-7710G-2CPI để ghi lại hình ảnh. Dữ liệu video sẽ được gửi đến nền tảng biên AI chuyên dụng ITA-3650G với thẻ GPU MXM RTX-3000 để phân tích dữ liệu theo thời gian thực và mô-đun AIW-355 5G tích hợp để truyền dữ liệu, có thể được cài đặt trong tủ bên cạnh các điểm giao cắt đường sắt.

ITA-3650G tích hợp và xử lý một lượng lớn dữ liệu video từ camera mỗi giây và được phân tích bởi nền tảng VIDIO AI trong thời gian thực. VAIDIO có thể xác định bất kỳ đối tượng nào và trạng thái của chúng thông qua phân tích đa khung bằng các thuật toán có khả năng cao. Ví dụ: nếu một đối tượng ở trên đường sắt băng qua đường sắt lâu hơn 30 giây, sự kiện xâm nhập sẽ được VAIDIO xác định và xác nhận, sau đó ngay lập tức chuyển thành cảnh báo cảnh báo và gửi qua mạng 5G đến người điều khiển tàu trong vòng 2 giây.

Ví dụ về sự kiện: Khi rào chắn được đóng lại, trạng thái đóng rào chắn liên tục sẽ được gửi theo thời gian thực tới Hệ thống cảnh báo tức thì. Khi Hệ thống cảnh báo tức thì biết rào chắn đã đóng, nhưng nó cũng nhận được cảnh báo xâm nhập từ hệ thống VAIDIO/ITA-3650G, Hệ thống cảnh báo tức thời sẽ gửi thông báo cảnh báo tức thời đến người điều khiển tàu tại vị trí cách xa 1-2 KM, do đó người điều khiển tàu có thể đưa ra những phản ứng kịp thời (dừng hoặc giảm tốc độ tàu).

Triển khai dự án

• Nền tảng chính: Nền tảng máy tính biên AI dọc đường ray ITA-3650G
• Thẻ GPU: MXM RTX-3000
• Mô-đun di động 5G: AIW-355 được nhúng trong ITA-3650G
• Bộ chuyển mạch PoE: EKI-7710G-2CPI
• Phần mềm thị giác AI: VAIDIO

Kết luận

Vì nhiều ứng dụng thông minh được triển khai ở vùng nông thôn hoặc vùng sâu vùng xa nên chúng yêu cầu một giải pháp có thể dễ dàng cài đặt, đáng tin cậy và có thể hoạt động trong điều kiện khắc nghiệt. Việc sử dụng dịch vụ dựa trên đám mây không hiệu quả về chi phí vì chi phí triển khai nền tảng biên AI cấp công nghiệp chỉ bằng một phần nhỏ so với giá sử dụng dịch vụ dựa trên đám mây. Ngoài ra, khoảng cách truyền dữ liệu từ biên mạng lên đám mây và ngược lại sẽ không kịp thời. Do đó, một giải pháp điện toán biên là câu trả lời cho những ứng dụng này.

Bằng cách hợp tác với Advantech, nền tảng máy tính biên ITA-3650G AI không quạt dựa trên Intel x86 được nhúng với GPU MXM và các mô-đun di động 5G, đã đưa ra cảnh báo sớm mạnh mẽ, tốc độ cao và đáng tin cậy. ITA-3650G xử lý các khung hình lớn trong khoảng thời gian tính bằng micro giây và VAIDIO xác định các đối tượng và bất kỳ điểm bất thường nào từ nhiều khung hình để xác định các cờ sự kiện đáng ngờ để kích hoạt phản hồi cảnh báo băng qua đường sắt chính xác 99,9%. Nhờ đó, từ việc quay video đến cảnh báo cho người điều khiển tàu chỉ mất chưa đến 2 giây.

Tại sao là Advantech?

Giải pháp cảnh báo giao cắt với đường sắt cần bao gồm các hệ thống có độ bền cao trong một thiết kế mạnh mẽ có thể chịu được các hoạt động ở nhiệt độ rộng và hoạt động đáng tin cậy trong mọi điều kiện thời tiết. Ngoài ra, các nền tảng Edge AI hiệu suất cao cần cài đặt bên đường cần có khả năng xử lý dữ liệu lớn từ nhiều camera và cảm biến mà không gặp sự cố về giao tiếp.

Ngoài danh mục sản phẩm toàn diện, Advantech còn có mối quan hệ đối tác chặt chẽ và quản lý sản xuất hiệu quả để cung cấp sản phẩm sớm hơn các nhà cung cấp khác. Điều này có nghĩa là VAIDIO có thể chạy các bài kiểm tra, nhanh chóng phản hồi kết quả kiểm tra và triển khai tất cả các hệ thống giám sát tại chỗ trong thời gian nhanh nhất có thể. Advantech cung cấp danh mục sản phẩm đa dạng gồm các nền tảng Edge AI khác nhau, từ thẻ GPU đến máy tính tăng tốc tính toán AI. Tất cả chúng đều tương thích với nền tảng phần mềm VAIDIO và hoạt động ở các quy mô giám sát khác nhau, vì vậy, cho dù đó là cài đặt mới, nâng cấp hệ thống hay mở rộng hệ thống, Advantech đều có thể cung cấp dịch vụ mua sắm một cửa cho các ứng dụng giám sát thông minh của khách hàng.