يشهد قطاع السكك الحديدية في بريطانيا تحولاً جذرياً مدفوعاً بالتقدم التكنولوجي، وخاصةً الذكاء الاصطناعي. وفقاً لتقرير حديث، يمكن لشبكة السكك الحديدية البريطانية استيعاب مليار رحلة إضافية بحلول منتصف ثلاثينيات القرن الحالي، بناءً على 1.6 مليار رحلة ركاب تم تسجيلها حتى نهاية عام 2024. هذا النمو الهائل لن يتحقق إلا من خلال تبني تقنيات مبتكرة، مع التركيز بشكل خاص على دور الذكاء الاصطناعي في تحسين الكفاءة والسلامة. ومع ذلك، يشدد التقرير على أن هذا التحول سيأتي مصحوباً بتحديات تتعلق بالتعقيد والأمن السيبراني.
مستقبل السكك الحديدية: الذكاء الاصطناعي كنظام تشغيل
لم يعد الذكاء الاصطناعي مجرد إضافة اختيارية في قطاع السكك الحديدية، بل أصبح عنصراً أساسياً في تطويره. التقرير يوضح أن الذكاء الاصطناعي لن يظهر كنظام مركزي واحد، بل كطبقات متعددة من التنبؤ والتحسين والمراقبة الآلية، مدمجة في البنية التحتية للسكك الحديدية، وعربات القطار، ومحطات الصيانة، والمحطات الرئيسية. هذه التقنيات لن تهدف إلى استبدال العنصر البشري، بل إلى توجيهه وتعزيز قدراته، مما يسمح للموظفين بالتركيز على المهام الأكثر تعقيداً والتي تتطلب مهارات بشرية فريدة.
الصيانة التنبؤية: تحول من التفاعل إلى الاستباقية
تعتمد صيانة السكك الحديدية التقليدية على جداول زمنية ثابتة وعمليات تفتيش يدوية، وهي طريقة تعتبر تفاعلية وتستهلك الكثير من الجهد والوقت. يشير التقرير إلى اعتماد Network Rail على المهندسين الذين يقومون بفحص المسارات بشكل يدوي للكشف عن العيوب. الذكاء الاصطناعي يمهد الطريق نحو الصيانة التنبؤية، حيث يتم تحليل البيانات المستمدة من أجهزة الاستشعار المختلفة للتنبؤ بالفشل المحتمل قبل حدوثه وتسبب في أي تعطيل للخدمة.
استخدام أحدث التقنيات في الكشف عن العيوب
تتضمن هذه الأجهزة الكاميرات عالية الدقة، والماسحات الضوئية LiDAR، وأجهزة استشعار الاهتزاز. توفر هذه الأنظمة بيانات دقيقة لأنظمة التعلم الآلي التي يمكنها تحديد التدهور في المسارات، والتشوير، والمكونات الكهربائية، وحتى قبل ظهور أي علامات مرئية. يمكن لهذه الأنظمة إصدار تنبيهات قبل أشهر من حدوث الفشل، مما يقلل بشكل كبير من الحاجة إلى تدخلات الطوارئ المكلفة. تختلف المدة الزمنية للتنبؤ بالفشل بناءً على نوع الأصل، ولكن الهدف العام هو التحول من نهج “البحث والإصلاح” إلى نهج “التنبؤ والوقاية”.
تحسين حركة المرور وكفاءة الطاقة
بالإضافة إلى الصيانة التنبؤية، يقدم الذكاء الاصطناعي فوائد كبيرة في مجال تحسين العمليات التشغيلية. من خلال استخدام البيانات التشغيلية الحالية والتاريخية، مثل مواقع القطارات وسرعاتها وتوقعات الطقس، يمكن لأنظمة الذكاء الاصطناعي توقع الاضطرابات المحتملة وضبط تدفق حركة المرور بشكل ديناميكي. تجارب إدارة حركة المرور القائمة على التوأم الرقمي والذكاء الاصطناعي، والتي يتم تطبيقها بالفعل في أوروبا، تظهر إمكانية زيادة السعة الإجمالية للشبكة دون الحاجة إلى بناء مسارات إضافية.
علاوة على ذلك، يمكن لخوارزميات الذكاء الاصطناعي تقديم توصيات للسائقين بشأن التسارع والكبح الأمثل، مما يؤدي إلى توفير في استهلاك الطاقة يتراوح بين 10 و 15%. مع الأخذ في الاعتبار الاختلافات في المسارات، وأنظمة الجر، والجداول الزمنية، يمكن أن تتضاعف هذه المدخرات في الطاقة عبر شبكة واسعة. هذا يساهم بشكل كبير في تحقيق أهداف الاستدامة وتقليل البصمة الكربونية لقطاع السكك الحديدية.
تعزيز السلامة والأمن باستخدام الذكاء الاصطناعي
تُستخدم تطبيقات الذكاء الاصطناعي المرئية بشكل متزايد لتعزيز السلامة والأمن في محطات السكك الحديدية وعلى طول المسارات. على سبيل المثال، يستخدم نظام اكتشاف العوائق الكاميرات الحرارية وتقنيات التعلم الآلي لتحديد المخاطر التي قد لا تكون مرئية للعين البشرية. كما يراقب الذكاء الاصطناعي معابر المستوى ويحلل لقطات كاميرات المراقبة للكشف عن أي عناصر غير مصرح بها أو أنشطة مشبوهة. في محطة واترلو بلندن، يتم استخدام الذكاء الاصطناعي وتقنية LiDAR لمراقبة الحشود كجزء من مجموعة شاملة من أدوات السلامة.
تحسين تجربة الركاب من خلال البيانات
يمكن للذكاء الاصطناعي التنبؤ بطلب الركاب بناءً على بيانات مبيعات التذاكر، والأحداث الجارية، وإشارات الهواتف المحمولة. هذا يسمح لمشغلي السكك الحديدية بضبط عدد العربات المخصصة لكل رحلة، مما يقلل من الازدحام ويحسن تجربة الركاب. يعد إحصاء الركاب تطبيقًا فعالاً من حيث التكلفة وذو تأثير كبير، حيث أن البيانات الدقيقة تدعم جداول زمنية أفضل ومعلومات أكثر وضوحًا للعملاء.
التحديات الأمنية السيبرانية
مع تزايد الاعتماد على التقنيات الرقمية، يصبح الأمن السيبراني قضية تشغيلية حاسمة. تشكل الأنظمة القديمة، التي تفتقر إلى خطط الاستبدال، نقطة ضعف كبيرة، خاصةً عند دمج التحليلات الحديثة مع البنية التحتية القديمة. هذا يخلق بيئة جذابة للمهاجمين. يتطلب مستقبل الذكاء الاصطناعي في السكك الحديدية أجهزة استشعار قادرة على العمل في بيئات قاسية، ونماذج موثوقة تم اختبارها بدقة من قبل المشغلين، وحوكمة تضمن أن المرونة السيبرانية جزء لا يتجزأ من السلامة المادية.
في الختام، يمثل الذكاء الاصطناعي ثورة حقيقية في قطاع السكك الحديدية البريطاني، مع إمكانات هائلة لزيادة السعة، وتحسين الكفاءة، وتعزيز السلامة، وتحسين تجربة الركاب. التقرير يؤكد أن تبني الذكاء الاصطناعي أمر لا مفر منه، والسؤال الحقيقي هو ما إذا كانت السكك الحديدية ستتبناه وتتحكم فيه بشكل استباقي، أم أنها ستواجهه كتعقيد غير مُدار. لمعرفة المزيد عن أحدث التطورات في مجال الذكاء الاصطناعي والبيانات الضخمة، ندعوكم لزيارة معرض الذكاء الاصطناعي والبيانات الضخمة في أمستردام، وكاليفورنيا، ولندن.