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Soluciones de seguridad ferroviaria mediante IA, cortafuegos y diagnóstico

A pesar de que la tecnología ferroviaria avanza, los accidentes siguen ocurriendo con bastante frecuencia; en el lapso de 2017 y 2021, en los Estados Unidos, ha habido 681 accidentes ferroviarios en total, causando innumerables víctimas y una gran cantidad de pérdidas financieras. La aparición y el desarrollo de la inteligencia artificial (IA), el Internet de las cosas (IoT) y el big data han brindado al sector ferroviario la oportunidad de avanzar hacia los trenes y ferrocarriles del futuro en los aspectos de análisis del comportamiento de la IA, diagnóstico de trenes y ciberseguridad. Como proveedor líder de la industria ferroviaria durante décadas, Axiomtek ofrece soluciones completas integradas en el ferrocarril y aprovecha sus tecnologías probadas en el campo en IA, IoT y computación periférica para mejorar las operaciones y el mantenimiento ferroviarios.

Análisis del comportamiento del conductor y el pasajero con IA

Aunque hoy en día el funcionamiento del tren es casi semiautomático, la importancia de los maquinistas no disminuye; Los conductores aún deben vigilar todo para garantizar la seguridad de los pasajeros y las operaciones. Como los conductores trabajan solos, en caso de estar desconcentrados o cualquier condición médica aguda, con un sistema de IA de borde para aplicaciones de vigilancia a bordo, se puede monitorear y analizar la actividad del conductor; Por ejemplo, si el conductor cae al suelo o mira en una dirección durante más de cinco segundos, la alarma sonará para alertar al conductor y al centro de control para evaluar si se deben iniciar los procedimientos de emergencia. De la misma manera, el comportamiento anormal o de ataque de los pasajeros también puede ser detectado por la visión de IA para garantizar un viaje seguro.

Recientemente, nuestro sistema se ha implementado incluso en una aplicación original, la detección de ocupación de asientos. Integrado con software y cámaras avanzados, el sistema de IA periférico puede detectar pasajeros sentados o que abandonan sus asientos, proporcionando datos de estado en tiempo real. Para la comodidad de los pasajeros, la ocupación de cada automóvil se mostraría en gráficos en las pizarras electrónicas de la plataforma. Más que eso, el estado de ocupación se puede verificar incluso en dispositivos móviles, lo que mejora y cambia el alcance del transporte.

Impulsadas por la inteligencia de los sistemas y aplicaciones impulsados por la IA, las operaciones ferroviarias son cada vez más seguras e inteligentes, al tiempo que mejoran la comodidad de los pasajeros. El nuevo UST510-52B-FL de Axiomtek sería aplicable para aplicaciones de IA de borde ligero, mientras que funciona con el procesador Intel® Xeon® (Coffee Lake) con un TDP de hasta 65W. Diseñado en un tamaño compacto, tiene una potencia de cálculo de procesamiento de imágenes de alto rendimiento con dos memorias de sistema DDR4 de hasta 64G, que se pueden aumentar aún más con un módulo acelerador a través de M.2 o una ranura mini PCIe.

Lo que lo hace perfecto para un sistema de análisis de comportamiento es que el sistema cuenta con ocho puertos PoE para admitir las cámaras IP. Por lo tanto, las cámaras se pueden implementar en varios automóviles y ejecutar vigilancia en tiempo real. Más que eso, está equipado con una ranura M.2 Key B 3050 para el módulo 5G. Dos unidades SATA de 2,5 pulgadas intercambiables en caliente con función Intel® RAID 0/1 y dos mSATA están disponibles para el almacenamiento. El sistema tiene un diseño robusto que la resistencia a las vibraciones es de hasta 3 Grms a medida que se instalan los SSD. Además, tiene una amplia temperatura de funcionamiento que oscila entre -40 °C y +70 °C para trabajar en cualquier condición adversa. Para mantener la prueba de incidentes inesperados, Axiomtek sugiere agregar una grabadora de video en red (NVR) y, por lo tanto, recomienda el tBOX300-510-FL. El sistema con certificación EN 50155 tiene cuatro unidades SATA intercambiables de 2,5″ y es compatible con RAID 0/1/10 para proporcionar un gran espacio de almacenamiento y copia de seguridad de datos.

Diagnóstico a bordo y mantenimiento predictivo

Para garantizar un viaje seguro, no solo confiamos en los mecánicos o los técnicos para realizar el mantenimiento de rutina. Con una variedad de sensores, como los sensores de sonido y el desarrollo de IoT, avanzamos hacia el mantenimiento predictivo que es capaz de detectar posibles averías próximas o mantenimiento necesario. A través de las señales y el análisis de datos, los operadores de trenes pueden conocer el estado del bogie o eje a través del software y abordar los problemas lo antes posible. Para obtener datos de diferentes sensores a través de varios protocolos, se requieren pasarelas con E/S enriquecidas. A medida que las pasarelas integran datos y los transmiten al sistema de gestión central, la ubicación y el tipo de problema se pueden identificar rápidamente.

El compacto tBOX110-APL-TV de Axiomtek funciona con el procesador Intel Atom® x5-E3940 (Apollo Lake) y posee interfaces de E/S enriquecidas. A pesar de su pequeño tamaño, cuenta con dos puertos CANBus y dos puertos COM compatibles con RS-232/422/485 con modo de alta velocidad para la transmisión de parámetros sin latencia; además de dos puertos LAN, tiene dos ranuras mini PCIe y ranuras para tarjetas SIM externas para permitir una conexión inalámbrica. Dos puertos USB 3.0 y DIO de 6 entradas/2 salidas lo preparan para más periféricos, lo que lo convierte en una puerta de enlace rentable para recopilar varias señales digitalizadas.

El sistema es compatible con carril DIN o montaje en pared para que la instalación sea más flexible en la cabina del tren con limitaciones de espacio. Además de recopilar datos, cuando ocurre una emergencia, el conductor puede enviar advertencias o anuncios de evacuación al sistema de información al pasajero (PIS). Para resistir los entornos desafiantes a medida que los ferrocarriles llegan a los lugares más distantes de todo el mundo, el tBOX110-APL-VT puede funcionar en un amplio rango de temperaturas de -40 °C a 70 °C.

Ciberseguridad Ferroviaria

Los sensores, dispositivos y sistemas del material rodante también están en el ámbito de la tecnología de operación (OT); A medida que el OT converge con la tecnología de la información (TI) y proporciona datos para obtener información en detalle desde el borde, el OT está expuesto al entorno de Internet y bajo la amenaza de un ataque cibernético. Los sistemas ferroviarios y relacionados han sido atacados en todo el mundo y han causado caos y desinformación. Para evitar el mal funcionamiento de los trenes, puede ser una solución útil instalar un sistema para establecer un cortafuegos en los trenes que proteja sistemas como la unidad de control central. El firewall puede segmentar la red OT de la red IT y filtrar paquetes desconocidos.

El tBOX500-510-FL ha sido elegido por varios clientes integradores de sistemas y utilizado como cortafuegos de hardware debido a su escalabilidad. Está impulsado por el procesador Intel® Core™ de 7ª generación y lo que lo hace especial es que está equipado con dos ranuras para una serie de módulos de valor añadido para obtener diferentes flexibilidades de E/S. Para construir una solución de ciberseguridad ferroviaria, Axiomtek recomienda instalar dos módulos VAM708 en el sistema. Cada módulo tiene cuatro puertos LAN GbE con codificación A M12, lo que significa que cada sistema con dos módulos tendría cuatro pares de derivación. Los módulos no solo proporcionan múltiples puertos LAN para integrar señales de varios dispositivos integrados, sino que también admiten la derivación de LAN para mantener las funciones para mantener el firewall y todo el sistema de gestión funcionando incluso cuando el sistema está inactivo. Además, Axiomtek proporciona otros módulos compatibles con CANBus, PoE o serie, lo que hace que la implementación sea flexible.

Mantener la seguridad de los trenes requiere mucho trabajo en diferentes aspectos. En los sistemas de ciberseguridad, IA y diagnóstico, todas las aplicaciones requieren diferentes sistemas con diversas características. A medida que todos los sistemas se coordinen y funcionen en consecuencia, habrá un viaje seguro.