憑借經驗、熱情和創(chuàng)意，充分運用AI圖像分析技術 實現(xiàn)符合當?shù)貙嶋H情況的鐵路道口監(jiān)視系統(tǒng)

名鐵EI 工程在以名古屋鐵道為主的周邊各鐵路公司進行設備施工和通信系統(tǒng)開發(fā)，公司攜手具有AI圖像分析實績的豐田系統(tǒng)和鐵路設備制造商東邦電機工業(yè)，組成項目團隊，啟用了導入AI圖像分析的鐵路道口監(jiān)視系統(tǒng)。采用滿足系統(tǒng)需求的邊緣AI計算機DX-U2200。

安裝在道口附近電線桿上的攝像頭和AI鐵路道口監(jiān)視系統(tǒng)守護著鐵路的穩(wěn)定運行和當?shù)鼐用竦陌踩?/span>

希望通過AI圖像分析技術守護眾多鐵路道口的安全

在本公司主要負責設備施工的名古屋鐵道中，目前在所有線路上有大約1,000個鐵路道口。鐵路道口是道路與鐵軌交匯的地方，容易發(fā)生重大事故，守護其安全也是本公司的一項重要職責。作為守護鐵路道口安全的機制，有一種稱為“鐵路道口障礙物檢測裝置”的設備，但由于鐵路道口的環(huán)境千差萬別，安裝起來有時很困難，目前名古屋鐵道并未在所有鐵路道口安裝這種裝置。此外，這種裝置通過從鐵路道口兩端發(fā)射激光來檢測阻礙物，雖然易于檢測到如汽車等大型物體，但對于較窄的人體則較難檢測到。對于人體的檢測，通過使用3D LiDAR可以提高精度，首都圈的鐵路公司已有相關的導入實績，但由于系統(tǒng)非常昂貴，如果要在眾多鐵路道口安裝，需要尋找安裝成本較低的系統(tǒng)。

在此情況下，名古屋鐵道內部提出了一項計劃，即在安裝鐵路道口狀態(tài)監(jiān)視裝置，監(jiān)視欄桿和緊急停止按鈕情況的同時安裝攝像頭，不僅對鐵路道口裝置進行監(jiān)視，還考慮使用AI等技術來提高安全性。這是因為偶爾會有從鐵路道口進入線路的情況，而傳統(tǒng)的系統(tǒng)無法檢測到這種情況。于是，既然安裝了攝像頭，就開始探索能否導入AI圖像分析技術，實現(xiàn)相當于3D LiDAR異常檢測的安全性提升系統(tǒng)。

滿足期望條件的康泰克邊緣AI計算機

在接到名古屋鐵道的要求后，名鐵EI工程向多家制造商進行了咨詢，其中已有AI圖像分析實績的豐田系統(tǒng)表示希望挑戰(zhàn)這一項目，并加入了項目團隊。此外，鐵路設備專家東邦電機工業(yè)也加入了項目，從而正式啟動了開發(fā)工作。 雖然項目的體制已經完善，但仍面臨諸多課題。尤其是系統(tǒng)核心部分的AI學習作業(yè)。由于鐵路道口的安裝環(huán)境多種多樣，因此AI不一定能夠始終如一地檢測到相同情況。我們讓AI盡可能多地讀取數(shù)據(jù)，并在發(fā)生誤檢時讓其重新學習，通過反復進行這一過程，最終提高到目標精度。

在推進AI學習的同時，我們還要決定在檢測到異常時，何種措施適當，如何與狀態(tài)監(jiān)視裝置聯(lián)動等，以確保安全。為此，各公司匯聚各自的專業(yè)知識，進行了多次討論。為了實現(xiàn)名古屋鐵道盡可能多地消除鐵路道口事故的愿望，并以低成本導入系統(tǒng)，我們將其定位為“安全支持裝置”，而非保安標準非常嚴格的“保安裝置”等，采取各種措施以便在更多的道口安裝。

此外，AI的開發(fā)在NVIDIA提供的Jetson內置評價套件上進行，但要投入現(xiàn)場使用，必須選擇搭載Jetson的邊緣AI計算機。由于此次項目涉及多家公司，我們希望如果發(fā)生問題，能夠避免與商業(yè)習慣不同的海外公司打交道所帶來的困擾，因此傾向于采用日本國產產品。就在這時，我們得知康泰克推出了一款搭載Jetson的新產品?？堤┛说漠a品在開發(fā)其他監(jiān)視系統(tǒng)時已經有采用實績，并且一直穩(wěn)定運行，因此我們對其評價很高。支持體制也非常讓人放心，因此毫不猶豫地決定采用。此外，由于還支持與我公司各系統(tǒng)聯(lián)動所需的數(shù)字I/O，這也給予了我們很大幫助。在機型方面，我們選用了DX-U2200，不僅滿足當前所需規(guī)格，還考慮到了未來的擴展性。

平交道口監(jiān)控系統(tǒng)屏幕

將AI圖像分析再向前推進一步 希望同時用于省人化和高效化

此次的鐵路道口監(jiān)視系統(tǒng)已經深入到在檢測到異常并判斷有事故風險時，通過改變信號燈來使列車停止的階段。因此，不能因為誤檢或誤操作而頻繁導致列車停止。目前，該系統(tǒng)在名古屋鐵道的9個鐵路道口運行，至今未出現(xiàn)明顯的故障，穩(wěn)定性甚至超出了在評價套件測試時的表現(xiàn)。

今后，我們將專注于達到目標的安裝數(shù)量，但在未來，也希望利用圖像分析的優(yōu)勢，減少人力進行鐵路道口檢查的次數(shù)，幫助實現(xiàn)省人化。此外，通過測量不同時間段的鐵路道口交通量并分析這些數(shù)據(jù)，我們認為可以進一步提高列車運行的安全性和穩(wěn)定性。隨著功能的增加，可能需要再次選擇新的邊緣AI計算機，因此我們也期待今后康泰克的產品線能更加豐富。

引入的要點

課題

為了確保作為社會重要基礎設施的鐵路能夠穩(wěn)定運行，維護鐵路道口至關重要。擁有眾多大小鐵路道口的名古屋鐵道，不僅致力于維護鐵路道口本身的安全，還在探索導入符合當?shù)匦枨蟮臋C制，以確保周邊線路的安全。

成果

以導入攝像頭為契機，開發(fā)了通過AI圖像分析檢測異常，并與行車指令和信號機聯(lián)動的鐵路道口監(jiān)視系統(tǒng)。系統(tǒng)構成的關鍵采用了搭載Jetson的邊緣AI計算機DX-U2200，作為安全支援裝置，能夠幫助提高更多鐵路道口的安全性。

客戶檔案

名鐵EI 工程株式會社

鐵道事業(yè)部 未來創(chuàng)造擔當 股長 杉浦 淳 先生

作為通信課的一員，長期從事鐵路道口監(jiān)視系統(tǒng)、無人車站監(jiān)視系統(tǒng)等遠程監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)。利用這些經驗，參與了基于AI圖像分析的鐵路道口監(jiān)視系統(tǒng)的開發(fā)。目前擔任“未來創(chuàng)造擔當”，致力于開拓交通基礎設施的未來，積極向集團以外的鐵路公司推廣利用新技術的機制。

名鐵EI 工程株式會社new window（日文）

對于作為社會“動脈”的公共交通相關設備，從設計、施工到維護，提供一體化支持。此外，還進行各類設施設備等支撐當?shù)氐母鞣N基礎設施建設。

采用產品

DX-U2200

• 配備了NVIDIA Jetson Orin NX 的邊緣AI加速器

• 標準配備NVMe存儲器

• 可以選擇4G LTE Cat.4通信款式

• 4個千兆局域網(wǎng)端口采用了互連不同的網(wǎng)絡層次結構

• 支持-20至60°C的環(huán)境溫度