Egy új brit fejlesztés célja, hogy a vasútvonalak villamosítása gyorsabbá, olcsóbbá és környezetbarátabbá váljon. A Furrer+Frey nevű mérnöki vállalat mesterséges intelligenciát (MI) és műholdas adatokat használó eszközt fejlesztett ki, amely képes több ezer különböző villamosítási lehetőséget elemezni és optimalizálni. A fejlesztéshez most az Egyesült Királyság Űrügynöksége (UK Space Agency) és az Airbus Defence and Space is csatlakozott, hogy a műholdfelvételek révén még pontosabbá tegyék a rendszer működését.
Az MI segít megtalálni a legjobb és legolcsóbb megoldásokat
A Furrer+Frey évek óta dolgozik egy úgynevezett Ebot (Electrification Benefits Optimisation Tool) nevű mesterséges intelligencia-eszközön, amely a vasútvonalak villamosításának tervezését automatizálja. Az Ebot képes több ezer különböző kombinációt lefuttatni – eltérő feszültségek, távolságok, oszloptípusok és mintegy ötven más paraméter alapján – majd mindegyiket értékeli költség és szénlábnyom szerint. „A célunk az, hogy a villamosítási projektek sokkal gyorsabban és költséghatékonyabban valósuljanak meg – így több beruházás válhat reálissá” – mondta Noel Dolphin, a Furrer+Frey brit projektjeinek vezetője a New Civil Engineer-nek.
Az Egyesült Királyság jelentős lemaradásban van Európa más országaihoz képest a vasútvonalak villamosításában. A beruházások évtizedek óta a kormányzati prioritásoktól függően hol fellendülnek, hol leállnak. A Midland Main Line villamosításának felfüggesztése is azt jelzi, hogy a költségek és a megtérülés miatt a program ismét háttérbe szorult. „A villamosítás növeli a kapacitást és megbízhatóbbá teszi az utazást, de a Pénzügyminisztérium hatalmas előzetes költségként látja, amely csak lassan térül meg” – tette hozzá Dolphin.
Automatizált tervezés valódi adatok alapján
Az Ebot a Network Rail valós építési költségei alapján dolgozik, és automatizált tervet készít bármely vasútvonal villamosítására. „Akár ezerszer vagy tízezerszer is lefuttathatja ugyanazt az útvonalat különböző paraméterekkel, majd rangsorolja az eredményeket költség és karbonlábnyom szerint. Így a tervezés korai szakaszában pontosan látható, melyik megoldás a legjobb” – magyarázta Dolphin.
A Network Rail már megbízta a Furrer+Frey-t, hogy az Ebotot egy már villamosított szakaszon is kipróbálják. Bár a pontos helyszínt nem hozhatták nyilvánosságra, a teszt azt mutatta, hogy az eredeti kivitelezés nem volt optimális. „Kiderült, hogy néhány apró módosítással hatalmas megtakarításokat lehet elérni. Például, ha száz alapozást meg lehet spórolni, az nemcsak az acéloszlopok árát csökkenti, hanem a projekt teljes időtartamát is lerövidíti” – tette hozzá.
Az Airbus műholdképei forradalmasítják az adatbevitelt
Eddig az Ebot manuálisan bevitt adatokból dolgozott, ami hetekig tartó munkát igényelt. Az Airbus műholdas távérzékelési adatai azonban most lehetővé teszik, hogy az adatbevitel teljesen automatizált legyen. „Korábban mérnököknek kellett végig nézniük a terveket, útvonalrajzokat, LIDAR-felvételeket, és méterről méterre beírni az adatokat. Most a műholdas képek segítségével mindez automatikusan megtörténik” – mondta Dolphin. A Föld-megfigyelési képek emellett új szintre emelik a tervezést. A különböző spektrumok segítségével például megállapítható, hol nő túl a növényzet – ami kulcsfontosságú, hiszen a fák nem érhetnek hozzá a nagyfeszültségű vezetékekhez. Az ismétlődő műholdas felvételek a terepmozgásokat is megmutatják, így könnyen azonosíthatók a gyenge töltések vagy instabil rézsűk, amelyek problémát okozhatnak a villamosítás alapozásánál. A mérnökök az Ebot által javasolt megoldásokat közvetlenül a műholdképekre vetíthetik, így a tervezés valós környezetben zajlik.
Hat hónap a teljes automatizálásig
A projekt következő hat hónapjában – az UK Space Agency támogatásával – az a cél, hogy a rendszer valós idejűen felismerje az útvonalon található elemeket, például vasúti átjárókat, hidakat vagy gyenge töltéseket, és ezeket automatikusan figyelembe vegye a villamosítási opciók generálásakor. „A projekt jövő év márciusáig tart, akkorra kell bemutatnunk egy működő prototípust” – mondta Dolphin. Addig az MI-t az Egyesült Királyság szinte minden még nem villamosított vonalán betanítják, majd több valós projektet is tesztelnek, ahol a villamosításról már döntés született, de még nincs elkészült terv.
Az ember és a mesterséges intelligencia együtt dolgozik
A Furrer+Frey szerint az Ebot nem váltja ki a mérnököket, hanem felszabadítja őket a monoton feladatok alól. „Sokan félnek attól, hogy az MI elveszi a munkát, de mi éppen ellenkezőleg: az unalmas, ismétlődő feladatoktól szabadítjuk meg az embereket. A fiatal mérnökök így a komplex problémákra koncentrálhatnak – például nagysebességű csomópontokra vagy történelmi állomások szerkezeti kihívásaira” – mondta Dolphin. Az Ebot bevezetésével új mérnöki szerepek is születnek. „Továbbra is szükség lesz szakemberekre, akik döntéseket hoznak, koordinálnak, és megoldják a különleges helyszíni kihívásokat. Az igazi mérnöki munka ezeken a bonyolult helyszíneken történik” – tette hozzá. A cél hosszú távon az, hogy több ember dolgozzon a villamosítási projektekben, hiszen a technológia éppen azt segíti elő, hogy több beruházás induljon el, ne kevesebb.
Jelentős idő- és költségmegtakarítás a tervezésben
A Furrer+Frey vezetője szerint az Ebot legnagyobb előnye, hogy drasztikusan csökkenti a tervezési és előkészítési időt. „Ha az opciók kidolgozását és az előzetes tervezést akár egy évvel le lehet rövidíteni, miközben nincs szükség egy hatalmas projektcsapatra, azzal óriási költségmegtakarítás érhető el” – hangsúlyozta Dolphin.
A vállalat és az UK Space Agency is biztos abban, hogy a projekt sikeres lesz. „Már most működik, most csak a következő szintre emeljük. Mi, mint kis- és középvállalat, jelentős összeget fektettünk be, és nem tennénk ezt, ha nem lennénk biztosak benne, hogy valódi áttörést érünk el.” – mondta Dolphin.
