Đường sắt có lượng dữ liệu lớn rất cần thiết cho việc sử dụng AI Có sẵn rất nhiều thông tin, bao gồm lịch trình đường sắt, dữ liệu vận hành thực tế, lưu lượng đám đông, tắc nghẽn, thông tin mua sắm gần và bên trong ga cũng như thông tin về việc sử dụng thẻ IC đường sắt như SUICA Trong ngành đường sắt, những nỗ lực đang được tiến hành để sử dụng dữ liệu và AI đó để giải quyết các vấn đề của ngành Chúng ta hãy xem cách AI được sử dụng để tạo và sửa đổi lịch trình đường sắt

Từ tay nghề của Sujiya đến AI Công nghệ mới nhất hỗ trợ vận hành tàu

JR và các công ty đường sắt tư nhân lớn ở khu vực Kanto đã sửa đổi lịch trình của họ vào ngày 12 tháng 3 năm 2022 Để ứng phó với đại dịch vi-rút corona, sự lan rộng của hình thức làm việc từ xa, số lượng chuyến công tác sụt giảm và thực tế là nhu cầu tham quan chỉ mới phục hồi được một nửa, JR East đã thực hiện đợt sửa đổi lịch trình lớn nhất kể từ khi thành lập công ty Năng lực vận tải đã được điều chỉnh theo những thay đổi trong hành vi của người dân, chẳng hạn như tăng số lượng chuyến tàu mỗi giờ trên Tuyến Yamanote bên ngoài từ 21 lên 18 chuyến trong giờ cao điểm

Tạo ra những viên kim cương như thế này chính là tay nghề của Sujiya Lịch trình tàu hiển thị thời gian trên trục hoành, tên ga trên trục tung và đường chéo biểu thị chuyển động của từng đoàn tàu Để tạo lịch trình đến từng giây, cần có công nghệ chi tiết và chính xác và các chuyên gia được gọi là ``suji-ya'' Khi sửa đổi lịch trình, trước tiên chúng tôi hiểu dữ liệu vận hành của lịch trình hiện tại, chẳng hạn như số lượng hành khách trên mỗi đoạn và các đoạn thường xuyên xảy ra tình trạng chậm trễ, sau đó đưa ra quyết định, chẳng hạn như thêm hoặc giảm số lượng tàu tốc hành giới hạn, sau đó vẽ lại các tuyến cho phù hợp với các sửa đổi Không chỉ hoạt động của từng tuyến mà còn phải xem xét thời gian kết nối để chuyển tuyến Mặc dù phần lớn công việc của anh hiện đã được chuyển từ giấy và bút chì sang máy tính, anh vẫn vẽ những dòng trên giấy khi soạn thảo các bản sửa đổi thời gian biểu hoặc khi hồi phục sau một tai nạn Giấy cho phép bạn xem nhanh toàn bộ nội dung và dễ dàng so sánh các thay đổi hơn JR East có khoảng 30 nhân viên Sujiya tại mỗi văn phòng chi nhánh ở khu vực đô thị Tokyo

Trong ngành đường sắt, những nỗ lực kết hợp tay nghề thủ công và công nghệ CNTT đang ngày càng tiến triển Khoảng những năm 1990, một phong trào bắt đầu sử dụng AI để kiểm soát hoạt động tàu hỏa Việc sử dụng AI trong quản lý vận hành đường sắt đã phát triển từ điều khiển đơn, giúp tối ưu hóa hoạt động của một đoàn tàu, đến điều khiển nhóm, giúp tối ưu hóa các đoàn tàu theo nhóm, đến dự đoán trạng thái vận hành của tất cả các đoàn tàu để đạt được tối ưu hóa tổng thể Trong những năm gần đây, đã đạt được nhiều tiến bộ trong việc sử dụng dữ liệu lớn, chẳng hạn như hiểu rõ tình trạng sử dụng đường sắt từ dữ liệu sử dụng thẻ IC vận tải và sửa đổi lịch trình cho phù hợp với nhu cầu của người dùng, cũng như sử dụng hồ sơ vận hành tàu để hiểu chi tiết về sự xuất hiện và lan truyền của tình trạng chậm trễ quy mô nhỏ thường xuyên xảy ra trong giờ cao điểm và thực hiện các biện pháp để ngăn chặn chúng

Tạo lịch trình tối ưu với đường sắt DX bằng cách sử dụng bản sao kỹ thuật số và AI

Kể từ năm 2019, Toshiba đã cung cấp dịch vụ tạo lịch trình vận hành đường sắt bằng cách sử dụng AI làm "Dịch vụ DX Đường sắt" Dịch vụ này hiện có sẵn ở Vương quốc Anh và vào tháng 5 năm 2020, nó đã được Greater Anglia, một công ty đường sắt lớn của Anh, sử dụng để sửa đổi lịch trình của các tuyến đường mà hãng này hoạt động gần London ``Dịch vụ Đường sắt DX'' tái tạo mô hình chính xác trên bản song sinh kỹ thuật số từ thông tin trong thế giới thực như đường cong chi tiết và điều kiện độ dốc của đường sắt, hiệu suất của từng phương tiện cũng như dữ liệu thực tế về vận hành và thời gian dừng tại các ga Hệ thống sử dụng bản sao kỹ thuật số để thực hiện nhiều mô phỏng và phân tích rủi ro khác nhau, đồng thời sử dụng AI để xây dựng các kế hoạch hoạt động tối ưu

Ở Vương quốc Anh, nhiều công ty đường sắt sử dụng cùng một đường ray Ngay cả ở Nhật Bản, có những tuyến do nhiều công ty đường sắt khai thác, nhưng khi hoạt động trở nên phức tạp hơn, rất khó để tạo ra thời gian biểu chỉ dựa vào bí quyết của nhân viên như trước đây Ở Anh, các công ty đường sắt sẽ bị phạt nếu độ trễ vượt quá một mức nhất định, vì vậy, kỳ vọng rất cao đối với một dịch vụ sử dụng AI để tạo ra thời gian biểu hiệu quả Hiện tại, dịch vụ này chỉ mới có ở Anh, nhưng Toshiba có kế hoạch mở rộng sang các quốc gia khác trong tương lai và cũng đang xem xét áp dụng cho tàu thủy và xe buýt

Máy học về dữ liệu công việc của các chuyên gia để hợp lý hóa những thay đổi về thời gian biểu trong thời gian xảy ra thảm họa

AI không chỉ hữu ích khi tạo ra những viên kim cương mới Khi hoạt động tàu bị gián đoạn do thiên tai, vv, cần phải tạm dừng tàu hoặc thay đổi phân đoạn vận hành để khôi phục lịch trình bị gián đoạn trở lại bình thường Người điều độ chịu trách nhiệm sắp xếp lại lịch trình hoạt động được yêu cầu đưa ra các quyết định tức thời và tối ưu để ứng phó với các điều kiện luôn thay đổi, tuy nhiên việc nghỉ hưu của những người điều độ có kinh nghiệm và thiếu người kế nhiệm là một vấn đề

JR Kyushu và Hitachi đang tiến hành một thử nghiệm trình diễn trong đó AI được sử dụng để sắp xếp lại lịch trình giao thông bằng máy học mà trước đây đã được thực hiện bởi những người điều độ tàu Bằng cách áp dụng công nghệ học máy vào dữ liệu trong quá khứ, chúng tôi sẽ xác minh xem liệu có thể lên lịch lại lịch trình giống như người điều phối có kỹ năng khi xảy ra gián đoạn lịch trình trong tương lai hay không và liệu có thể tạo các kế hoạch thay đổi thời gian biểu có tính đến các yếu tố phức tạp khó thực hiện thủ công hay không Nếu tính hiệu quả của nó được xác nhận, công nghệ này có thể được kỳ vọng sẽ được sử dụng không chỉ để giảm thiểu sự chậm trễ do tai nạn và thiên tai mà còn giải quyết tình trạng thiếu lao động trong ngành đường sắt

Sơ đồ khái niệm hoạt động sắp xếp lại hoạt động bằng AI
(Nguồn: Thông cáo báo chí của JR Kyushu)

Sử dụng AI để cải thiện sự thuận tiện và nâng cao hiệu quả hoạt động đường sắt

Trong khi sự thuận tiện của đường sắt ngày càng tăng do số lượng kết nối trực tiếp giữa các đoạn tuyến ngày càng tăng và các hoạt động trực tiếp lẫn nhau với các tuyến của các công ty khác, hoạt động đang trở nên phức tạp và khó khăn hơn từ góc độ vận hành tàu Hơn nữa, những thách thức trong việc ứng phó với số lượng thảm họa ngày càng tăng và chuyển giao bí quyết cho những người điều phối vận hành đang trở nên nghiêm trọng hơn Tôi hy vọng rằng những công nghệ mới nhất như AI và bản sao kỹ thuật số sẽ giúp giải quyết những vấn đề này