La IA nell’Edge velocizza la manutenzione dei treni merci

Il tempo di inattività è il nemico delle operazioni di trasporto merci. Le compagnie ferroviarie misurano le prestazioni dei treni merci in termini di velocità media, che generalmente per gli Stati Uniti si aggira attorno ai 55-60 kmh, secondo Scott Carns, COO di Duos Technologies. “Se riescono a guadagnare un chilometro all’ora in velocità media, ciò equivale a circa 10 milioni di dollari di redditività. C’è quindi un grande incentivo nell’investire in tecnologie che rendano il processo più efficiente”.

Una cosa che rallenta i treni merci sono le ispezioni. Poiché i treni merci attraversano le linee ferroviarie in Nord America, gli operatori devono dedicare tempo alle ispezioni obbligatorie dei vagoni. Storicamente, ciò richiedeva di condurre esami visivi e fisici dei componenti meccanici sulle carrozze mentre queste sono inattive in un cantiere ferroviario. Duos sta lavorando per semplificare tale processo utilizzando sensori, imaging e analisi condotte direttamente sulla linea ferroviaria.

L’azienda con sede a Jacksonville, in Florida, sta costruendo portali di ispezione ferroviaria che si ergono come capannoni industriali sui binari. Invece di sottoporsi a un esame fisico in un cantiere di ispezione, un treno passa attraverso un portale Duos e viene sottoposto a un’ispezione automatizzata senza dover rallentare la sua velocità. I portali sono dotati di luci LED ad alta potenza per illuminare i treni e di telecamere in grado di catturare immagini ad alta velocità.

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“I treni passano sotto i nostri portali con velocità da 60 a 100 chilometri all’ora e noi catturiamo immagini dell’intero treno su tutti i lati. Applichiamo quindi algoritmi di intelligenza artificiale per cercare difetti meccanici o non conformità sul vagone ferroviario “, dice Carns. Il sistema può rilevare perdite di olio, parti danneggiate, sportelli mancanti e individuare i problemi che devono essere risolti.

“Riprendiamo ogni vagone ferroviario da nove diverse prospettive”, afferma Carns. Ogni telecamera genera circa 1 GB di dati, quindi una singola carrozza genera 9 GB. Un treno medio è di circa 120 carrozze, il che porta il totale dei dati a circa 1 TB per ogni treno. L’elevato volume di dati, combinato con la variabilità della larghezza di banda disponibile nei siti remoti lungo i binari sparsi in tutto il paese, rende poco pratico inviare i dati a un data center centrale per l’elaborazione.

Adiacente al portale c’è un piccolo capannone per i sistemi informatici. Due rack da 45 unità contengono server Dell XR2 rinforzati e storage PowerVault. “Fondamentalmente, costruiamo un piccolo data center sul lato della pista per elaborare tutti quei dati in loco”, afferma Carns.

L’elaborazione dell’IA inizia immediatamente. Per rispettare le normative sulla sicurezza ferroviaria, le ispezioni devono essere condotte rapidamente in modo che le riparazioni necessarie possano essere eseguite quando i treni arrivano al più vicino cantiere ferroviario. “Dobbiamo farlo quasi in tempo reale, perché il treno deve essere ispezionato prima di arrivare a destinazione”.

Inoltre, a seconda della posizione del portale, potrebbero esserci da 30 a 40 treni che transitano ogni giorno. “È necessario che l’elaborazione termini prima che arrivi il prossimo treno”, dice Carns. “Si tratta di un’enorme operazione ad alta intensità di dati che si svolge lungo la linea ferroviaria”.

Duos è migrata dai server blade PowerEdge VRTX di Dell agli XR2 circa 18 mesi fa. La piattaforma XR2 consente a Duos di rendere i suoi sistemi più modulari, afferma Carns. Anche l’aspetto della resilienza è fondamentale, date le condizioni ambientali che i server devono sopportare. Per esempio, uno dei portali Duos è installato a Winnipeg, in Canada, dove le temperature possono salire fino a 35 gradi Celsius in estate e scendere fino a meno 40 gradi in inverno.

“Le nostre maggiori sfide sono la manutenzione e la raggiungibilità da parte dei tecnici”, afferma Carns. “Al di fuori delle applicazioni militari e marine, la ferrovia è probabilmente il luogo dell’Edge più remoto possibile”.

Guardando al futuro, Duos prevede di continuare ad espandere la propria creazione di portali. Nei prossimi anni, l’azienda prevede di avere 60 o 70 sistemi in produzione, afferma Carns.

Dal punto di vista dello sviluppo, l’azienda continuerà a espandere la gamma delle sue applicazioni di intelligenza artificiale. Più di recente, Duos ha iniziato a prototipare un’applicazione che utilizza la termografia per acquisire e analizzare il modo in cui i motori elettrici montati sotto i vagoni funzionano a temperature diverse. L’obiettivo è migliorare la manutenzione predittiva per queste parti costose, che tendono a rompersi e bruciarsi, afferma Carns. “Nessuno prima d’ora ha mai avuto a disposizione questo tipo di dati “.