采用GPU驱动深度学习提高列车系统的安全性能.doc

《采用GPU驱动深度学习提高列车系统的安全性能.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、采用GPU驱动深度学习提高列车系统的安全性能　　在机器学习、图像识别和NVIDIAGPU的助力下，列车即将开启自主运输的先河。　　自动驾驶汽车和卡车已经成为人们热议的话题。但事实上，最有可能抢先一步、成为首款全自动交通工具的是列车。　　原因是不同于载客汽车或长途卡车，列车是在轨道上运行的。其特定的运行环境，决定其需要认识理解的环境相对有限，且不涉及太多类型的决策。　　无论是以硬件为基础的信号系统，还是射频调度系统，运用于列车上的众多技术都已有数十年“高龄”。　　　　如今，列车专职人员已开始利用互联网、精密的

2、传感设备，以及日益普及的GPU驱动深度学习等工具与技术，来确保列车准时运行。　　对于列车运输这一早期工业革命的标志性行业而言，这无疑是巨大的变化。　　“智能列车的未来”　　“我们正在探索智能列车和无声轨道的未来。从轨道技术到车内技术，所有技术都在快速革新。”4TELPtyLtd的总经理DerelWust如是说。4TELPtyLtd是澳大利亚的一家私营企业，正在新南威尔士开发深度学习试点项目。　　Wust在今年早些时候举办的GPU技术大会上提到了纽约大都会运输署(MTA)的案例，它使用以通信为基础的列车控制技

3、术，投入的地铁项目资金高达数十亿美元。该案例证明：选择过时的列车技术将付出高昂的代价。纽约州州长AndrewCuomo曾在一次讲话中表示，按目前的速度，升级整套地铁系统需花费40年的时间。　　某报告指出，升级地铁系统的项目将耗费长达35年时间，花费200亿美元。而今，Wust指出，基于列车的人工智能解决方案能够最大程度地节省资金、缩短工期。　　　　4TEL公司致力于提高列车系统的安全性能、减少基础设施建设，并确保机器持续学习。许多人认为，自动加速和制动系统能够改善列车控制情况。Wust表示：“我们在日常生活

4、中看到的许多事故，通常都是人为失误造成的。”　　4TEL公司携手工程公司JohnHolland，将在新南威尔士国家区域网络(CountryRegionalNetwork)中的列车上应用以机器学习为基础的全新技术方法。在当前阶段，Wust的目标是收集数据，并了解该技术方法与行为模型的配合情况。　　4TEL公司在新南威尔士设有一个Horus系统建设试点项目。该项目利用红外摄像机、光学摄像机以及机器学习算法，为列车运营提供软件支持。该系统在NVIDIADRIVE平台上运行。　　追踪模拟效果　　Wust所在的公司是

5、少数几家运用所谓的“数字孪生”（“digitaltwin”）模型对自动驾驶列车领域进行开拓的先驱型铁路公司之一。这种模型能够模拟出轨道上的情况，从而反映其真实铁路网络。　　管理着一国之中总长近5,000英里、宽度约200英里铁路的瑞士联邦铁路公司曾在GTC大会上谈及他们为确保列车系统准时运行而升级系统的努力。　　该公司维护的系统错综复杂，调度着国内的高速列车和低速货运列车。要让这个复杂的列车运输网络正常运作，需要约13,000个开关来进行控制。　　该公司每天运送的旅客超过120万人次。它拥有独立发电厂，为其

6、列车供应的几乎全是可再生能源；它同时也是瑞士最大的房地产企业之一。“你可能会感到惊讶——除此之外，我们还是一家大型软件公司，”这家公司的业务分析员兼人工智能研究员ErikNygren表示。　　该公司的研究与创新平台由DirkAbels负责。平台使用NVIDIADGX-1AI超级计算机进行模拟仿真和深度强化学习，以优化列车时刻表和调度安排。　　该公司已将其掌握的所有地理信息整合到模拟环境中，让列车调度员可在虚拟环境中实现实时列车数据的交互。　　此外，该公司还进行了安全性能方面的开发，为列车添加了自动制动系统，

7、目前正处于模拟阶段。公司业务分析员兼HPC专家AdrianEgli表示：“我们的碰撞检测能在半秒内完成。　　维护保养　　除上述公司之外，通用电气正致力于开发车内列车引导系统，将摄像机、软件与GPU技术整合为一体。通用电气与印度铁路公司签署了一份合同，在印度班加罗尔的列车上试用技术。　　这家公司不仅销售设备，还通过订购方式销售包含分析功能的摄像系统。通用电气运输系统（GETransportation）运用NVIDIADGX-1和其他的NVIDIAGPU进行训练，并运用NVIDIAXavier平台和P100GP

8、U进行车载模型推理。　　轨道检查是一项严峻考验——检查期间，需要封闭部分轨道，便于工作人员在轨道上行走，找出有问题的枕木和其他需要维护保养的地方。轨道封闭的这段时间，可能会导致数百万美元的流失。通用电气运输系统正致力于运用人工智能将定期维护升级为“预测型和规范型维护”，从而既可确保安全，又能节省资金。　　此外，通用电气还致力于钻研利用其前置摄像头系统来确保列车安全、进行轨道检查等，希望打造出足够智能的列车，让其自