Simulátor podmínek na vlakové trati od IT4Innovations

Tags: IT4Innovations | IXPERTA | Podmínky na trati | Simulator | Železnice

Vir­tu­a­li­za­ce traťo­vých pod­mí­nek a re­a­li­za­ce tes­to­va­cích jízd v la­bo­ra­tor­ním pro­stře­dí. Soft­wa­ro­vý si­mu­lá­tor, který vy­vi­nu­lo ná­rod­ní su­per­po­čí­ta­čo­vé cen­t­rum IT4In­no­vati­ons, toto všech­no ovlá­dá a před­sta­vu­je klí­čo­vou sou­část pro vývoj funkč­ní­ho vzor­ku de­tekč­ní jed­not­ky, která do­ká­že při jízdě vlaku roz­po­znat po­ten­ci­o­nál­ní pře­káž­ky a vý­raz­nou měrou tak při­spět k bez­peč­něj­ší­mu pro­vo­zu vla­ko­vé do­pra­vy.

Zvý­še­ní bez­peč­nos­ti že­lez­nič­ní do­pra­vy je dlou­ho­do­bě dis­ku­to­va­ným té­ma­tem. Jen pro ilu­stra­ci: podle sta­tis­tik zve­řej­ně­ných Dráž­ní in­spek­cí se v loň­ském roce na že­lez­ni­ci událo 1260 mi­mo­řád­ných udá­los­tí, které si vy­žá­da­ly 240 lid­ských ži­vo­tů. Počet mi­mo­řád­ných udá­los­tí je nej­vyš­ší od roku 2015, kdy Dráž­ní in­spek­ce tyto sta­tis­ti­ky zve­řejňuje. Výše uve­de­ná čísla zá­važ­nost té­ma­tu jen po­tvr­zu­jí. Dluž­no po­dotk­nout, že sys­tém pro de­tek­ci pře­ká­žek v pro­vo­zu není ak­tu­ál­ně pro že­lez­nič­ní do­pra­vu do­stup­ný (na roz­díl např. od sil­nič­ní do­pra­vy), spo­leč­ný pro­jekt IT4In­no­vati­ons ná­rod­ní­ho su­per­po­čí­ta­čo­vé­ho cen­t­ra a firmy Ix­per­ta by měl toto změ­nit.

Pro vy­tvo­ře­ní funkč­ní de­tekč­ní jed­not­ky před­sta­vu­je vy­vi­nu­tý si­mu­lá­tor velmi dů­le­ži­tý prvek. Do­ká­že věrně na­mo­de­lo­vat re­ál­né pod­mín­ky, které na trati mohou na­stat (např. denní a noční režim, roz­díl­né pod­mín­ky roč­ních ob­do­bí, si­mu­la­ce pře­ká­žek na trati, vy­u­ži­tí ter­mo­vi­ze pro jízdu za sní­že­né vi­di­tel­nos­ti apod.). Si­mu­lá­tor umo­ž­ňuje tvor­bu vir­tu­ál­ní­ho 3D pro­stře­dí vla­ko­vé trati jako di­gi­tál­ní repli­ky z po­skyt­nu­tých vstup­ních dat. Ná­sled­ně je možné vy­tvá­řet růz­no­ro­dé si­tu­a­ce, které mohou na­stat na re­ál­né trati. Od běž­ných, až po kri­tic­ké, které se vy­sky­tu­jí jen zříd­ka. Si­mu­lo­vá­ny jsou sen­zo­ry jako např. glo­bál­ní po­zi­ce vlaku, RGB ka­me­ra nebo LIDAR, kte­rý­mi je vy­ba­ven pro­to­typ sku­teč­né­ho vlaku. Vý­stu­py si­mu­lá­to­ru jsou ná­sled­ně po­u­ži­ty pro va­li­da­ci nebo tré­nink de­tekč­ní jed­not­ky.

Při vý­vo­ji de­tekč­ní­ho sys­té­mu pře­ká­žek hraje stě­žej­ní roli vi­zu­ál­ní in­for­ma­ce o si­tu­a­ci před vla­kem. Proto byl při vý­vo­ji soft­wa­ro­vé­ho si­mu­lá­to­ru pod­mí­nek na trati kla­den zvý­še­ný důraz na kva­li­tu ge­ne­ro­va­né­ho ob­ra­zo­vé­ho vý­stu­pu. Za tímto úče­lem bylo vy­ži­to tzv. path tra­cin­gu – me­to­dy, která umožňuje ze scény vy­tvo­ře­né po­čí­ta­čem ge­ne­ro­vat obraz ve fo­to­re­a­lis­tic­ké kva­li­tě. Pro ge­ne­ro­vá­ní vý­stup­ních ob­ra­zo­vých dat bylo pro ak­ce­le­ra­ci vy­u­ži­to CPU nebo GPU vý­po­čet­ních uzlů su­per­po­čí­ta­če.

Tento pro­jekt byl úspěš­ně do­kon­čen v loň­ském roce a spl­něn tak hlav­ní cíl vy­tvo­řit funkč­ní vzo­rek de­tekč­ní jed­not­ky a si­mu­lá­tor, který ge­ne­ru­je data pro mo­de­lo­vá­ní ne­bez­peč­ných si­tu­a­cí před vla­kem a roz­ši­řu­je tak mož­nos­ti tes­to­vá­ní de­tekč­ní jed­not­ky. Vý­sle­dek při­spě­je ke zvý­še­ní bez­peč­nos­ti v že­lez­nič­ní do­pra­vě a pod­po­ří další roz­voj au­to­nom­ních že­lez­nič­ních vo­zi­del.