◄ دیجیتالی‌ شدن و انقلاب فناوری در راه‌ آهن

انقلاب صنعتی چهارم (چهارچوب صنعت 4.0[1])، یکی از اصلی‌ ترین کاتالیزورهای اصلی برای تسریع نوآوری در صنعت ریلی بوده است. با افزایش سرمایه‌ گذاری روی بهبود زیرساخت‌ های فیزیکی این بخش، زیرساخت دیجیتال آن نیز به سرعت در اولویت‌ های صنعت قرار گرفته است. با توجه به گسترش ارتباطات درون شبکه‌ ای و هوشمند سازی، مفهوم "انقلاب صنعتی چهارم" به‌عنوان چهارچوبی معرفی شده است تا تغییرات صنعتی چشمگیر ناشی از پیشرفت در فناوری ‎‌های نوظهور در زمینه‌ هایی مانند رباتیک، هوش مصنوعی، وسایل نقلیه هوشمند، اینترنت اشیا و فناوری‌ های بی‌ سیم نسل پنجم را مشخص کند.

از آن زمان، این چهارچوب به یک روند جهانی تبدیل شده و به نظر می‌ رسد بحث در مورد موضوعاتی مانند "دیجیتالی شدن"، "کلان داده"، "یادگیری ماشینی  (ML)"، "همزاد دیجیتالی"، "بلاک‌ چین" و "اینترنت اشیا" همچنان در ابتدای مسیر خود است. تأثیر انقلاب صنعتی چهارم در بخش راه ‎آهن، فرآیندهای این حوزه را به کلی متحول خواهد کرد.

از طریق برقرار کردن اتصال میان سنسورهای جمع‌ آوری‌کننده داده‌های شبکه ریلی و مراکز کنترل راه‎‌آهن با شبکه اینترنت (یا به تعبیر دیگر همان اینترنت اشیا) در حوزه راه‌آهن، کیفیت و کارایی خدمات شبکه ریلی بهبود می‌ یابد، استفاده، تعمیرات و نگهداری دارایی‌ های فیزیکی بهینه شده و افزون بر اینکه تجربه بهتری برای کاربران فراهم می‌ گردد، هزینه‌ ها نیز کاهش می‌ یابد.

با وجود اینکه حمایت‌ های مالی و سیاسی رو به‌ رشدی برای گسترش دیجیتالی‌ شدن زیر ساخت‌ ها در جهان وجود دارد و از آنجا که حمل‌ و نقل ریلی یک راهکار قابل‌ اعتماد و دوستدار محیط‌زیست است، علیرغم پیشرفت‌ های اخیر، صنعت راه‌ آهن یکی از  صنایع کمتر تحول‌یافته از نظر فناوری در بین  دیگر صنعت‌ های بزرگ جهان است. در همین راستا به‌عنوان یک نمونه، اتحادیه اروپا قصد دارد بودجه حمل‌ونقل را برای سال 2021 تا 2027 به میزان حداقل 10 میلیارد یورو افزایش دهد تا بتواند حمایت قوی‌ تری از دیجیتالی‌شدن سیستم‌ های ریلی و برنامه‌های تحقیقاتی و نوآورانه داشته باشد.

به‌عنوان نمونه پروژه "حرکت به سمت حمل‌ونقل ریلی"، یکی از طرح‌های در دست اجرای اتحادیه اروپا است که با تحقیق و همکاری تیمی به توسعه و اعتبارسنجی راهکارهای مربوط به راه‌آهن پایدار، مقرون‌ به‌ صرفه و رقابتی می‌ پردازد. اشتراک‌ گذاری و انتقال یکپارچه و مستمر داده‌ ها در تمام سنسورها، دستگاه‌ ها، سیستم‌ های زیرمجموعه و برنامه‌های کاربردی، کلید تحول دیجیتالی راه‌آهن به شمار می‌ رود.

تمام این داده‌ها را می‌توان به یکی از دو دسته داده‌های ساختار یافته و بدون ساختار طبقه‌بندی کرد؛ داده‌ های ساختاریافته که معمولاً به‌عنوان داده‌های کمی طبقه‌بندی می‌شوند، در قالبی از پیش تعریف‌شده که می‌توانند توسط ماشین‌ها مورد تفسیر قرار گیرند، ذخیره می‌گردند. از سویی دیگر، داده‌های بدون ساختار معمولاً به‌عنوان داده‌های کیفی طبقه‌بندی شده و مجموعه‌ای شامل انواع مختلفی از داده‌ها هستند که در قالب‌های اصلی خود ذخیره می‌گردند.

متن‌ها و تصاویر دو نوع رایج از داده‌های بدون ساختار هستند. اطلاعات مهم و ارزشمند کسب‌و‌کار اغلب در قالب داده‌های بدون ساختار جای می‌گیرند. نظرسنجی فوربز[2] هم‌نشان می‌دهد که بیش از 95 درصد کسب‌وکارها برای رقابتی‌ماندن در بازار کار، نیاز به مدیریت و سرمایه‌گذاری بر داده‌های بدون ساختار دارند. در صنعت راه‌آهن، مقدار قابل توجهی از اطلاعات در قالب متن ذخیره و انباشته می‌شود؛ از جمله اطلاعات مربوط به سوابق تعمیر و نگهداری، گزارش کار، گزارش عملکرد، پیام‌های تشخیصی، بررسی مسافران، قراردادها، سفارشات کاری، گزارشات خطر و گزارشات تصادف  که برای تفسیر وتحلیل آن‌ها نیاز به استفاده از شبکه‌های عصبی[3] عمیق است. به‌کارگیری راه‌حل‌های خودکار برای استخراج، پردازش و تجزیه و تحلیل دانش مفید از داده‌های متنی با فرمت بدون ساختار، باعث افزایش کارایی و صرفه‌جویی در هزینه‌های مربوط به حوزه راه‌آهن و نیز افزایش قابلیت اطمینان و عملکرد راه‌آهن می گردد.

از سویی، استفاده از فناوری‌ های نوینی نظیر بلاک‌چین به‌عنوان یک مکانیزم امن و غیر متمرکز برای ذخیره‌سازی داده‌ ها در کنار هوش مصنوعی، شکاف‌های فناوری در سیستم‌های حمل‌ونقلی را پرکرده و به‌طور مؤثری چالش‌ های موجود را برطرف نماید. هم‌ گرایی و هم‌ افزایی هر دو فناوری مزایای قابل‌توجهی را به همراه خواهد داشت و یک پلتفرم غیرمتمرکز برای به‌اشتراک‌ گذاری داده‌ ها ایجاد می‌کند که قابلیت اطمینان و تصمیم‌گیری بر اساس داده را فراهم می‌کند؛ از سوی دیگر، همزادهای دیجیتالی با ارائه به‌روز و نمایش داده‌های عملیاتی دارایی‌های فیزیکی، نقش مؤثری در بهبود فرایندهای تصمیم‌گیری داده‌محور و اجتناب از ریسک‌های بالقوه در سیستم‌ها و پروژه‌های بزرگ دارند.

با توجه به ظهور فناوری‌های جدید، گسترش هوش مصنوعی و کاربردهای آن، با درنظر گرفتن نگاه کل‌نگر و جامع‌نگر، مدل‌های پیش‌رفته هوش مصنوعی به‌ویژه سیستم‌های با یادگیری تقویتی، نیاز فزاینده به استفاده از این فناوری برای تصمیم‌سازی‌های هوشمند و داده‌محور ضروری است.

شرکت مهندسین مشاور مترا به‎‌‌عنوان یک شرکت دانش‌بنیان و پیشگام در حوزه هوش مصنوعی، در این زمینه فعالیت‌های متعددی تاکنون انجام داده و در تلاش است تا بتواند گامی مهم در مسیر پیشرفت و اعتلای کشور در این حوزه بردارد.