Digital Twins και AI σε Οδικά Συστήματα

Η τεχνητή νοημοσύνη – AI – και τα digital twins ή Digital Twins είναι δύο τεχνολογίες που φέρνουν επανάσταση στον τρόπο με τον οποίο αντιλαμβανόμαστε και κατανοούμε τον κόσμο. Τα οδικά συστήματα, από την πλευρά τους, είναι θεμελιώδη για την οικονομική, κοινωνική και πολιτιστική ανάπτυξη οποιασδήποτε χώρας, και ως εκ τούτου απαιτούν τη μεγαλύτερη προσοχή για να είναι ενημερωμένα σχετικά με τον σχεδιασμό, την κατασκευή, τη λειτουργία και τη συντήρησή τους.

Σε αυτήν την περίπτωση, θα εστιάσουμε αυτό το άρθρο στη χρήση αυτών των τεχνολογιών στα οδικά συστήματα, πώς μπορούν να βελτιστοποιήσουν ολόκληρο τον κύκλο ζωής ενός έργου, να βελτιώσουν την ασφάλεια και να εγγυηθούν την αποτελεσματική κινητικότητα των χρηστών.

Πριν από λίγες μέρες η Bentley Systems, μια από τις εταιρείες που ηγείται στον τομέα της μηχανολογίας και των κατασκευών, εξαγόρασε την Blyncsy, προκειμένου να επεκτείνει τις λύσεις και την προσφορά υπηρεσιών για τον σχεδιασμό, το σχεδιασμό, τη διαχείριση και την εκτέλεση έργων υποδομής. Η Blyncsy είναι μια εταιρεία που παρέχει υπηρεσίες τεχνητής νοημοσύνης για εργασίες μεταφοράς και συντήρηση, πραγματοποιώντας ανάλυση κινητικότητας με τα δεδομένα που αποκτήθηκαν.

«Ιδρύθηκε το 2014 στο Σολτ Λέικ Σίτι της Γιούτα, από τον Διευθύνοντα Σύμβουλο Mark Pittman, η Blyncsy εφαρμόζει την όραση υπολογιστή και την τεχνητή νοημοσύνη στην ανάλυση κοινώς διαθέσιμων εικόνων για τον εντοπισμό προβλημάτων συντήρησης στα οδικά δίκτυα».

 Οι απαρχές του Blyncsy έθεσαν γερές βάσεις, αφιερωμένες στη συλλογή, επεξεργασία και οπτικοποίηση όλων των τύπων δεδομένων που σχετίζονται με την κινητικότητα οχημάτων/πεζών και τη μεταφορά. Τα δεδομένα που συλλέγουν προέρχονται από διαφορετικούς τύπους αισθητήρων, οχημάτων λήψης, κάμερες ή εφαρμογές για κινητές συσκευές. Προσφέρει επίσης εργαλεία τεχνητής νοημοσύνης, με τα οποία μπορούν να δημιουργηθούν προσομοιώσεις που θα μετατραπούν σε συστάσεις για τη βελτιστοποίηση της απόδοσης και της ασφάλειας των οδικών συστημάτων.

Το Payver είναι μια από τις λύσεις που προσφέρει η Blyncy, αποτελείται από κάμερες με «τεχνητή όραση» που είναι εγκατεστημένες σε αυτοκίνητα και μπορούν να προσδιορίσουν όλα τα προβλήματα που εμφανίζονται σε οδικά δίκτυα όπως λακκούβες ή φανάρια που δεν λειτουργούν.

ΣΗΜΑΣΙΑ ΤΗΣ AI ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΑΡΑΚΟΛΟΥΘΗΣΗ ΤΩΝ ΟΔΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ

 Οι καινοτομίες που σχετίζονται με την παροχή λύσεων που επιτρέπουν στους ανθρώπους και τις κυβερνήσεις να αποφεύγουν μελλοντικά προβλήματα είναι το κλειδί για την ανάπτυξη. Κατανοούμε την πολυπλοκότητα των οδικών συστημάτων, ότι περισσότερο από δρόμους, λεωφόρους ή δρόμους, είναι δίκτυα που συνδέουν και παρέχουν οφέλη κάθε είδους σε έναν χώρο.

Ας μιλήσουμε για το πώς η χρήση της τεχνητής νοημοσύνης και των ψηφιακών δίδυμων αλληλοσυμπληρώνονται ως ένα ισχυρό εργαλείο που επιτρέπει σε όλους όσους συμμετέχουν στη λήψη αποφάσεων να λαμβάνουν ακριβείς και αποτελεσματικές πληροφορίες σε πραγματικό χρόνο. Τα Digital Twins ή Digital Twins είναι εικονικές αναπαραστάσεις δομών και υποδομών και μέσω της ακριβούς γνώσης αυτών των στοιχείων είναι δυνατή η προσομοίωση και η ανίχνευση προτύπων, τάσεων, οποιουδήποτε τύπου ανωμαλιών και φυσικά προσφέρουν ένα όραμα για τον προσδιορισμό ευκαιριών βελτίωσης.

Με τα δεδομένα που βρέθηκαν σε αυτά τα ισχυρά ψηφιακά δίδυμα που συμπυκνώνουν μεγάλο όγκο πληροφοριών, η τεχνητή νοημοσύνη θα μπορούσε να εντοπίσει κρίσιμα σημεία των οδικών συστημάτων, ίσως να προτείνει καλύτερες διαδρομές κυκλοφορίας όπου η κυκλοφορία των οχημάτων μπορεί να βελτιωθεί, να αυξήσει την ασφάλεια του δικτύου του δρόμου ή να ελαχιστοποιήσει κατά κάποιο τρόπο το περιβαλλοντικό αντίκτυπο που δημιουργούν αυτές οι δομές.

Μπορούν να δημιουργηθούν ψηφιακοί δίδυμοι αυτοκινητόδρομων, για παράδειγμα, που ενσωματώνουν όλες τις πληροφορίες σχετικά με τα χαρακτηριστικά των υλικών, τη θερμοκρασία, την ποσότητα της κυκλοφορίας και τα ατυχήματα που έχουν συμβεί σε αυτόν τον δρόμο. Λαμβάνοντας αυτό υπόψη, αναλύονται διαφορετικοί τύποι σεναρίων για την αποφυγή περισσότερων ατυχημάτων ή για τη δημιουργία καναλιών ώστε να μην δημιουργούνται κυκλοφοριακά μποτιλιαρίσματα.

Επί του παρόντος όλα βασίζονται σε συστήματα σχεδιασμού, σχεδιασμού, διαχείρισης, λειτουργίας, συντήρησης και διαχείρισης πληροφοριών που διευκολύνουν το έργο όλων όσων εμπλέκονται σε κατασκευαστικά έργα. Η συγχώνευση και των δύο τεχνολογιών παρέχει μεγαλύτερη διαφάνεια για το τι λειτουργεί και τι όχι, μεγαλύτερη ιχνηλασιμότητα, εμπιστοσύνη στα δεδομένα που λαμβάνονται απευθείας από την πηγή και καλύτερες πολιτικές για τις πόλεις.

Όλα όσα αναφέρονται παραπάνω θέτουν πιθανές προκλήσεις που απαιτούν επαρκείς κανονισμούς για την εφαρμογή και τη χρήση τους. Για παράδειγμα, οι κυβερνήσεις πρέπει να εγγυηθούν την ποιότητα, τη διαλειτουργικότητα και την αξιοπιστία όλων των δεδομένων που τροφοδοτούν συνεχώς τα ψηφιακά δίδυμα και να τα προστατεύουν από κάθε είδους επίθεση.

ΧΡΗΣΗ ΨΗΦΙΑΚΩΝ ΔΙΔΥΜΩΝ ΚΑΙ AI ΣΕ ΟΔΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ

Αυτές οι τεχνολογίες μπορούν να εφαρμοστούν στον οδικό τομέα με διάφορους τρόπους, από τις φάσεις σχεδιασμού και σχεδιασμού έως την κατασκευή, την παρακολούθηση και τη συντήρηση. Στη φάση του σχεδιασμού, η Τεχνητή Νοημοσύνη χρησιμοποιείται για την ανάλυση της κυκλοφορίας, της κινητικότητας και των περιβαλλοντικών επιπτώσεων που παράγονται από τη συνεχή κυκλοφορία και παρέχει δεδομένα που επιτρέπουν τη δημιουργία προτάσεων για επεκτάσεις δρόμων.

Όσον αφορά το σχεδιασμό, γνωρίζουμε ότι τα ψηφιακά δίδυμα είναι το πιστό αντίγραφο αυτού που χτίστηκε στην πραγματική ζωή και ότι ενσωματωμένα με την Τεχνητή Νοημοσύνη μας επιτρέπουν να δημιουργήσουμε βέλτιστα σχέδια. Όλα αυτά, λαμβάνοντας υπόψη καθιερωμένα κριτήρια, κανονισμούς και πρότυπα, για να ομογενοποιηθεί στη συνέχεια η συμπεριφορά των κατασκευών με το ψηφιακό δίδυμο.

Στη φάση της κατασκευής, και οι δύο τεχνολογίες χρησιμοποιούνται για τη βελτιστοποίηση και τη διαχείριση των πόρων και για την προώθηση του χρονοδιαγράμματος που καθορίστηκε σε προηγούμενες φάσεις. Τα ψηφιακά δίδυμα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την παρακολούθηση της προόδου και της κατάστασης της εργασίας, καθώς και για τον εντοπισμό κάθε είδους έλλειψης ή σφαλμάτων.

Όταν φτάνουμε στο Operation, θα μπορούσαμε να πούμε ότι η τεχνητή νοημοσύνη βελτιστοποιεί το οδικό σύστημα, μια σωστή ενσωμάτωση θα μπορούσε να βοηθήσει στη μείωση των εκπομπών άνθρακα στην ατμόσφαιρα. Τα ψηφιακά δίδυμα υποδεικνύουν την απόδοση και τη χωρητικότητα της οδικής υποδομής, έχοντας τη δυνατότητα να προσδιορίσουν εάν απαιτούν προληπτική, διορθωτική ή προγνωστική συντήρηση, επεκτείνοντας την ωφέλιμη ζωή του συστήματος.

 Τώρα, θα δείξουμε μόνο μερικά παραδείγματα για το πώς η τεχνητή νοημοσύνη και τα ψηφιακά δίδυμα μπορούν να μεταμορφώσουν τα οδικά συστήματα και να προσφέρουν καινοτόμες λύσεις στις τρέχουσες και μελλοντικές προκλήσεις των μεταφορών.

• Indra, μια από τις σημαντικότερες εταιρείες τεχνολογίας και συμβούλων στην Ευρώπη, ξεκίνησε τη δημιουργία της α ψηφιακό δίδυμο του αυτοκινητόδρομου A-2 Northeast στη Γκουανταλαχάρα, με στόχο τη μείωση των ατυχημάτων, την αύξηση της χωρητικότητας και της διαθεσιμότητας δρόμων και θα επιτρέψει τη βελτίωση της απόδοσης των κρατικών υπηρεσιών σε περίπτωση οποιουδήποτε συμβάντος,
• Στην Κίνα και τη Μαλαισία η εταιρεία Alibaba Cloud ανέπτυξε ένα σύστημα βασισμένο σε AI για την ανίχνευση της κατάστασης της κυκλοφορίας σε πραγματικό χρόνο, με το οποίο μπορεί να ελέγχει δυναμικά τα φανάρια. Αυτό το σύστημα μειώνει τα ατυχήματα και βοηθά τους χρήστες να έχουν καλύτερους χρόνους ταξιδιού και να εξοικονομούν καύσιμα. Όλα αυτά εξετάζονται στο έργο σας Εγκέφαλος της πόλης, στόχος της οποίας είναι η χρήση τεχνολογιών AI και Cloud Computing που θα επιτρέψουν τη δημιουργία αναλύσεων και τη βελτιστοποίηση των δημόσιων υπηρεσιών σε πραγματικό χρόνο.
• Ομοίως, η Alibaba Cloud έχει συμμαχίες με την Deliote China για τη δημιουργία πλήρως αυτόνομων οχημάτων στην Κίνα, εκτιμώντας ότι έως το 2035 η Κίνα θα έχει περισσότερα από 5 εκατομμύρια αυτόνομα οχήματα.

• η εταιρεία ITC – Έξυπνος έλεγχος κυκλοφορίας από το Ισραήλ, αναπτύσσει ένα πρόγραμμα στο οποίο μπορούν να αποθηκευτούν όλα τα είδη δεδομένων σε πραγματικό χρόνο, τα οποία καταγράφονται από αισθητήρες επιτήρησης σε δρόμους, λεωφόρους και αυτοκινητόδρομους, χειρίζοντας τα φανάρια σε περίπτωση κυκλοφοριακής συμφόρησης.

• google waymo Είναι μια ταξιδιωτική υπηρεσία με αυτόνομα οχήματα που λειτουργούν μέσω τεχνητής νοημοσύνης, διαθέσιμη 24 ώρες την ημέρα, σε πολλές πόλεις και υπό την προϋπόθεση ότι είναι βιώσιμη. Αυτά τα μη επανδρωμένα οχήματα διαθέτουν μεγάλο αριθμό αισθητήρων λέιζερ και περιφερειακή όραση 360º. Η Waymo έχει διανύσει δισεκατομμύρια χιλιόμετρα, τόσο σε δημόσιους δρόμους όσο και σε περιβάλλοντα προσομοίωσης.

"Τα δεδομένα μέχρι σήμερα υποδεικνύουν ότι το Waymo Driver μειώνει τα τροχαία ατυχήματα και τους σχετικούς θανάτους όπου δραστηριοποιούμαστε."

• Smart Highway Roosegaarde-Heijmans - Ολλανδία. Πρόκειται για ένα έργο για την ίδρυση του πρώτου αυτοκινητόδρομου στον κόσμο που λάμπει στο σκοτάδι, εγκαινιάζοντας έτσι την εποχή των έξυπνων αυτοκινητοδρόμων. Θα είναι ένας βιώσιμος δρόμος χαμηλής κατανάλωσης που φωτίζεται με φωτοευαίσθητο και δυναμικό χρώμα που ενεργοποιείται με αισθητήρες φωτισμού κοντά του, αλλάζοντας εντελώς τη συμβατική σχεδίαση των χερσαίων δρόμων παγκοσμίως. Η αρχή είναι να δημιουργηθούν δρόμοι που αλληλεπιδρούν με τον οδηγό, με ειδικές λωρίδες για ηλεκτρικά οχήματα όπου φορτίζονται πλήρως κατά την οδήγηση σε αυτά.

• StreetBump. Από το 2012, το Δημοτικό Συμβούλιο της Βοστώνης εφάρμοσε μια εφαρμογή που ειδοποιεί τις αρχές για την ύπαρξη λακκούβων. Μέσω αυτής της εφαρμογής, οι χρήστες μπορούν να αναφέρουν τυχόν λακκούβες ή ενοχλήσεις στους δρόμους, ενσωματώνεται με το GPS των κινητών τηλεφώνων για τον εντοπισμό κραδασμών και τη θέση των λακκούβων.
• Rekor One Με την ενσωμάτωση της πλατφόρμας Waycare, δημιουργούν το Rekor One Traffic και Rekor Discover. Και οι δύο χρησιμοποιούν συσκευές τεχνητής νοημοσύνης και λήψης δεδομένων που μεταδίδουν βίντεο υψηλής ανάλυσης, στα οποία μπορεί να δει κανείς την κυκλοφορία σε πραγματικό χρόνο και να αναλύσει τα οχήματα που ταξιδεύουν στους δρόμους.
• Sidescan®Predict Ταξιαρχία, είναι ένα σύστημα που ενσωματώνει την τεχνητή νοημοσύνη για την πρόληψη συγκρούσεων. Συλλέγει μεγάλο όγκο δεδομένων σε πραγματικό χρόνο, όπως απόσταση, ταχύτητα στροφής οχήματος, κατεύθυνση και επιτάχυνση. Είναι σχεδιασμένο για βαρέα οχήματα, αφού το βάρος τους και οι ζημιές που μπορούν να προκαλέσουν είναι πολύ μεγαλύτερο από αυτό ενός συμβατικού οχήματος.
• Huawei Smart Highway Corps. Είναι μια έξυπνη οδική υπηρεσία και αποτελείται από 3 σενάρια που βασίζονται στην τεχνητή νοημοσύνη και τη βαθιά μάθηση: έξυπνη υψηλή ταχύτητα, έξυπνες σήραγγες και διακυβέρνηση αστικής κυκλοφορίας. Για το πρώτο από αυτά, εστιάζει σε συμβούλους όπου αξιολογούνται όλα τα είδη σεναρίων χρησιμοποιώντας εφαρμογές, ενοποίηση δεδομένων και τεχνολογίες για τη διευκόλυνση της εφαρμογής έξυπνων δρόμων. Από την πλευρά τους, οι έξυπνες σήραγγες διαθέτουν ηλεκτρομηχανικές λύσεις για τη λειτουργία και τη συντήρησή τους με βάση το IoTDA, συμπεριλαμβανομένων συνδέσμων έκτακτης ανάγκης και ολογραφικών μηνυμάτων, ώστε οι οδηγοί να μπορούν να γνωρίζουν οποιαδήποτε ταλαιπωρία στο δρόμο.
• Έξυπνος χώρος στάθμευσης από την αργεντίνικη εταιρεία Sistemas Integrales: χρησιμοποιεί τεχνητή νοημοσύνη για να διευκολύνει τη στάθμευση οχημάτων στις πόλεις. Το σύστημα εντοπίζει ελεύθερους και κατειλημμένους χώρους χρησιμοποιώντας κάμερες και αισθητήρες και παρέχει στους οδηγούς πληροφορίες σε πραγματικό χρόνο σχετικά με τη διαθεσιμότητα και την τιμή.

Θα μπορούσαμε λοιπόν να πούμε ότι ο συνδυασμός AI και ψηφιακών δίδυμων προσφέρει πολλαπλά οφέλη για τη διαχείριση της κυκλοφορίας και τα οδικά συστήματα, όπως:

• Βελτιώστε την κινητικότητα: με τη μείωση της κυκλοφοριακής συμφόρησης, του χρόνου ταξιδιού και των ρυπογόνων εκπομπών, με την προώθηση της χρήσης των δημόσιων μέσων μεταφοράς και της κοινής κινητικότητας, με την προσαρμογή της προσφοράς και της ζήτησης των μεταφορών στις ανάγκες των χρηστών και με τη διευκόλυνση της πρόσβασης σε πληροφορίες για την κυκλοφορία.
• Βελτιώστε την ασφάλεια με την πρόληψη και τη μείωση των ατυχημάτων, την ειδοποίηση των οδηγών και των πεζών για πιθανούς κινδύνους και την προώθηση του συντονισμού μεταξύ των υπηρεσιών έκτακτης ανάγκης, διευκολύνοντας την παροχή βοήθειας στα θύματα.
• Τέλος, βελτίωση της αποτελεσματικότητας με τη βελτιστοποίηση της χρήσης των πόρων, τη μείωση του κόστους λειτουργίας και συντήρησης, την αύξηση της ωφέλιμης ζωής των υποδομών και των οχημάτων και την αύξηση της ποιότητας των υπηρεσιών.

ΠΡΟΚΛΗΣΕΙΣ ΚΑΙ ΕΥΚΑΙΡΙΕΣ

Εκτός από την ψηφιακή υποδομή που πρέπει να υλοποιηθεί για την καθιέρωση καλής επικοινωνίας και ολοκλήρωσης μεταξύ τεχνολογιών, πρέπει επίσης να καθοριστούν παράμετροι και πρότυπα που εγγυώνται τη διαλειτουργικότητα μεταξύ των συστημάτων. Ομοίως, η συνδεσιμότητα και η κυβερνοασφάλεια διαδραματίζουν βασικό ρόλο στην επίτευξη αυτού του στόχου.

Έχει ειπωθεί ότι η τεχνητή νοημοσύνη θα μπορούσε να εξαλείψει την ανθρώπινη εργασία, αλλά θα χρειαστεί ακόμα εκπαιδευμένο προσωπικό για να διατηρήσει τα συστήματα να λειτουργούν αποτελεσματικά. Πρέπει να λαμβάνουν συνεχή εκπαίδευση που να είναι εφάμιλλη των τεχνολογικών καινοτομιών. Πέραν των παραπάνω, θα μπορούσαμε να πούμε ότι είναι απαραίτητο ένα νομικό και ηθικό πλαίσιο που να προωθεί και να εγγυάται τη σωστή χρήση των δεδομένων και τη βιωσιμότητα.

Η εφαρμογή και των δύο τεχνολογιών θα βελτίωνε σημαντικά τη ζωή των χρηστών, με αυτό θα υπήρχε μεγαλύτερη αξιοπιστία στα οδικά συστήματα, δημιουργώντας άνεση, μείωση ατυχημάτων και πιο αρμονική χωρική δυναμική με το άμεσο περιβάλλον. Πρέπει να ληφθούν υπόψη τόσο οι προκλήσεις όσο και οι ευκαιρίες και να προσφερθούν στρατηγικά οράματα και υπερβατικά επιχειρηματικά μοντέλα.

Συμπερασματικά, η τεχνητή νοημοσύνη και τα digital twins είναι δύο τεχνολογίες που μεταμορφώνουν τη διαχείριση της κυκλοφορίας με καινοτόμο και αποτελεσματικό τρόπο, και οι δύο μας επιτρέπουν να δημιουργήσουμε πιο έξυπνες, βιώσιμες και χωρίς αποκλεισμούς πόλεις, όπου η κυκλοφορία είναι ένα στοιχείο που κάνει τη ζωή ευκολότερη και όχι πιο δύσκολη. των ανθρώπων.