Artificiell intelligens inom kollektivtrafiken

20 maj 2021

Artificiell intelligens inom kollektivtrafiken

Artificiell intelligens har blivit ett viktigt ämne både inom IT och kollektivtrafiken. Men vilka möjligheter erbjuder denna teknik idag?

Var används den? Är artificiell intelligens tillräckligt utvecklad för att erbjuda verkliga möjligheter för operatörerna och göra resan trevligare för passagerarna? Vi måste fråga oss om införandet av en AI-lösning ger verkliga fördelar för kollektivtrafiken. Är artificiell intelligens framtidens teknik?

Under de senaste åren har det skett en kraftig utveckling inom sensortekniken. Idag är sensorerna utrustade med effektiva och tillförlitliga processorer som är tillräckligt små för att möjliggöra komplexa beräkningsprocesser, såsom maskininlärning, på en liten yta. Moderna AI-sensorer samlar in en mycket bredare variation av data från omgivningen än konventionella sensorer. De kombinerar och bearbetar data direkt till information som kan användas i realtid – samtidigt som de följer riktlinjerna för dataskydd.

Precis som med all ny teknik måste kollektivtrafikoperatörerna uppnå ökad effektivitet i kombination med förbättrad komfort och säkerhet för resenärerna. Annars skulle det inte vara acceptabelt. Detta gäller även nästa generation av artificiell intelligens. Och frågan uppstår: ger AI tillräckligt mervärde inom kollektivtrafiken för att motivera dess användning? Det korta svaret är: ja. Dessa system med inlärningsförmåga har nämligen utvecklats just för detta ändamål.

Fördelarna med sensorer med inlärningsförmåga

Kundservice är en av de största utmaningarna inom kollektivtrafiken. Under många år har resekomforten legat i topp i passagerarundersökningar – det vill säga så lite trängsel som möjligt i fordonet. Trafikföretagen står ständigt inför uppgiften att hitta en balans mellan optimalt kapacitetsutnyttjande och bästa möjliga passagerarkomfort. Dessutom är det under en pandemi avgörande att styra passagerarflödena och främja social distansering. Detta är endast möjligt om ett passagerarledningssystem finns på plats. Det förhindrar också trängsel vid dörrarna. För detta ändamål krävs information i realtid. Var i fordonet finns det plats för hur många passagerare? För att fastställa detta använder AI-sensorteknologi visuell information från olika vinklar. Lärande algoritmer beräknar sedan avstånden mellan passagerarna. Om ett tröskelvärde nås informeras passagerarna automatiskt.

En annan känslig fråga är hållplatserna. Effektiv på- och avstigning försvåras av stora passagerarvolymer. Meddelanden vid hållplatserna, t.ex. ”Vänligen stig på vid alla dörrar”, är inte särskilt kundvänliga. Väntande passagerare föredrar att i förväg veta var det finns lediga platser, innan fordonen anländer. Dynamisk information i realtid krävs för att fastställa sådana kapacitetsindikatorer. Den nya generationen av artificiell intelligens har denna förmåga. Adaptiva sensorer känner av var det uppstår en ström av passagerare mot dörrarna strax före ett stopp. Sensorerna beräknar hur många lediga sittplatser som finns och överför denna information direkt dit den behövs: till displayer vid buss- och spårvagnshållplatser, på perronger och på fordonets dörrar. Detta gör det möjligt för passagerarna att i förväg se var det finns lediga sittplatser, vilket ger dem tillräckligt med tid att gå till rätt dörr.

Information om lediga platser i fordonet kan förmedlas till resenärerna i realtid, till exempel via appar. Med hjälp av modern AI är det tänkbart att utveckla nya produkter, såsom snabbbokning, i kombination med bokningssystem och olika komfortklasser. Långdistanstrafiken skulle också ha stor nytta av optimerade på- och avstigningsrutiner – styrda av realtidsinformation från tåget, som visas på perrongen och i vagnarna.

Dynamisk mönster- eller objektigenkänning i fordonet ger en stor mängd ytterligare användbar information som bidrar till att förbättra passagerarnas komfort. Sensorerna lär sig att upptäcka föremål som lämnats kvar på bagagehyllan och att skilja mellan lediga och upptagna sittplatser. De känner igen graffiti och vandalism och kan skilja mellan smuts, avfall och klädesplagg. De kan även informera passagerarna om lediga utrymmen för cyklar, barnvagnar eller rullstolar. Anpassningsbara sensorer upptäcker till och med om en medicinsk nödsituation eller en fara uppstår. Någon kan ligga medvetslös på golvet, eller så uppför sig en passagerare onormalt. Systemet meddelar föraren och kontrollcentralen för att begära medicinsk hjälp eller säkerhetspersonal.

AI bidrar inte bara till att öka passagerarnas komfort. Den underlättar också arbetet för föraren, stödjer personalen vid rutinmässiga kontroller och passagerarräkning samt hjälper städpersonalen vid ändhållplatsen, samtidigt som den förser planerare och trafikledare vid kontrollcentralen med viktig information i realtid.

Funktionssätt, driftsäkerhet, dataskydd

Avancerade sensorer, installerade i fordonen, utgör hjärtat i AI-systemen. AI-sensorerna använder inbyggda kameror och har tillgång till realtidsbilder av situationen. Bilderna delas upp i olika lager och analyseras. Enskilda bilddata, såsom former och färger, filtreras bort lager för lager, mönster identifieras och passagerarnas rörelser beräknas. Personliga uppgifter samlas inte in. Detaljerad information såsom hårfärg, kön, ålder, klädsel eller vikt har liten eller ingen betydelse för optimeringen av driften. Att extrahera dessa uppgifter från bilder kräver betydande processorkapacitet och minne. Huvudsyftet är inte att identifiera personer, utan snarare objekt. Passagerare är i grunden objekt som kommer och går, sätter sig ner eller rör sig omkring.

Sensorerna i sig är slutna enheter utan åtkomst utifrån. AI-processorn, som är placerad inuti fordonen, bearbetar bilderna direkt. Inga bilder eller bilddata hämtas från fordonet, utan endast krypterade metadata som används på skärmar och andra terminalenheter. Detta säkerställer att de som använder informationen har tillgång till aktuell driftsinformation. Det kan även utlösa automatiska högtalarmeddelanden, t.ex. om att bära mun- och nässkydd eller att följa avståndsreglerna – när sensorerna har identifierat ett aktuellt behov av detta. Planeringsverktygen i kontrollcentralen kan utökas eller kompletteras med data från AI-sensorerna. Kapacitetsutvärderingar kan genomföras, responstiderna vid fordonshaverier kan minskas och databaser kan uppdateras.

En annan tillämpning för kamerastödd AI är den visuella övervakningen i körriktningen. Sensorerna övervakar området framför fordonet för att identifiera eventuella farokällor. Denna teknik används främst i tåg, där djur, lågt hängande grenar eller föremål på spåren kan utgöra en allvarlig fara. Varningarna vidarebefordras omedelbart till det efterföljande tåget.

Delar av modern AI

Artificiell intelligens har använts i fordon under en längre tid – till exempel i form av APC-sensorer (automatisk passagerarräkning) som är installerade ovanför dörrarna för att fastställa antalet personer som stiger på och av. De lär sig att skilja mellan en boll, en hund och en människa med keps. Denna AI kan endast räkna och tillhandahåller tvådimensionella data, såsom antalet personer inom en viss tidsperiod. Den kan inte registrera dynamiken i passagerarutrymmet under en resa.

Den nuvarande generationen av AI går redan ett steg längre. Den kan upptäcka rörelser hos objekt, till exempel människor, i förhållande till andra objekt, såsom säten, eller om en brandsläckare saknas. Denna artificiella intelligens tänker tredimensionellt. Man förväntar sig att nästa generation av artificiell intelligens kommer att kunna göra förutsägelser, det vill säga utfärda meddelanden baserade på den aktuella situationen. Ett sådant fyrdimensionellt sensorsystem upptäcker till exempel att ett visst område i en fullsatt buss undviks. Detta kan bero på ett obehagligt spill eller en fläck. Informationen är viktig för föraren och städpersonalen. Förutsägbarhet är också en avgörande faktor för planeringen – intelligenta sensorer levererar information i realtid.

Slutsats

Inom kollektivtrafiken är artificiell intelligens inte bara en framtida teknik, utan redan en del av nutiden. Den tillhandahåller information i realtid och lösningar som underlättar driften för alla inblandade och avsevärt förbättrar passagerarnas komfort och säkerhet. Idag står AI inom kollektivtrafiken inte bara för artificiell intelligens, utan också för integrerad kundservice.

Sammanfattning:

Artificiell intelligens inom kollektivtrafiken erbjuder en rad optimeringsmöjligheter för operatörerna, samtidigt som den förbättrar passagerarnas komfort och säkerhet. Kärnan i de AI-system som är installerade i fordonen utgörs av sensorer med inlärningsförmåga som tillhandahåller den nödvändiga (visuella) informationen. Idag är de processorer som är integrerade i sensorerna så små, kraftfulla och tillförlitliga att även komplexa beräkningar kan utföras på mycket begränsat utrymme. Tack vare AI blir kameror till sensorer.