Inteligenţa artificială la calea ferată

In alta ordine de idei...

Ma gandeam sa dau clasa CFR-ului si sa creez un sistem inteligent pentru reteaua CFR capabil sa recunoasca semnalizarea de la calea ferata.

Pentru asta, as avea nevoie in prima instanta de un index al tuturor semnalelor de la calea ferata impreuna cu importanta lor si ce semnifica.

Pe scurt, vreau sa fac un AI care sa tina locul unui mecanic de locomotiva.
Nu, proiectul nu e pentru licenta/dizertatie.
La lucru lucrez cu sisteme de inteligenta artificiala, si ma gandeam sa fac ceva productiv/interesant in care sa imbin 2 pasiuni.

Din proiectul acesta, am sa fac un video, asta daca imi iese proiectul...

Nu inteleg ce sistem sa faci sa recunoască semnalizarea?

Adrian78 a scris:

Nu inteleg ce sistem sa faci sa recunoască semnalizarea?

Exact.
Practic ce face un mecanic de locomotiva.
Pe baza unor semnale de calea ferata, fie ele luminoase sau nu, adapteaza viteza de circulatie sau ia alte decizii.

Exemplu:
vede semnal luminos pe rosu, meccanicul ia decizia sa opreasca trenul.
vede semnal mecanic cu paleta in sus, mecanicul ia decizia sa porneasca/mentina viteza.

Nu stiu toate combinatiile de semnale si ce decizii se iau in cazul lor.

Tot nu am inteles da astfel de sisteme exista cel mai avansat fiind ETCS care iti arata viteza de deplasare pe o portiune de 4000m cand urmeaza o restrictie sau cand ai tren in fata reduci viteza pana la viteza trenului din fata
Mai sunt sisteme in Cehia si Slovavia care iti prevestesc culoarea semnalului probabil si in alte tari gen Olanda Belgia Danemarca au sisteme de afisare a vitezei..

Adrian78 a scris:

Tot nu am inteles da astfel de sisteme exista cel mai avansat fiind ETCS care iti arata viteza de deplasare pe o portiune de 4000m cand urmeaza o restrictie sau cand ai tren in fata reduci viteza pana la viteza trenului din fata
Mai sunt sisteme in Cehia si Slovavia care iti prevestesc culoarea semnalului probabil si in alte tari gen Olanda Belgia Danemarca au sisteme de afisare a vitezei..

Auzisem ceva de ETCS, dar nu stiu ... sistemul acesta elimina necesitatea unui om in spatele pupitrului care sa controleze locomotiva?

Ca practic softul meu, asta as vrea sa faca, sa inlocuiasca un om. Sau daca ETCS face asa ceva, atunci ii dau pace.

SMDS a scris:

Adrian78 a scris:

Tot nu am inteles da astfel de sisteme exista cel mai avansat fiind ETCS care iti arata viteza de deplasare pe o portiune de 4000m cand urmeaza o restrictie sau cand ai tren in fata reduci viteza pana la viteza trenului din fata
Mai sunt sisteme in Cehia si Slovavia care iti prevestesc culoarea semnalului probabil si in alte tari gen Olanda Belgia Danemarca au sisteme de afisare a vitezei..

Auzisem ceva de ETCS, dar nu stiu ... sistemul acesta elimina necesitatea unui om in spatele pupitrului care sa controleze locomotiva?

Ca practic softul meu, asta as vrea sa faca, sa inlocuiasca un om. Sau daca ETCS face asa ceva, atunci ii dau pace.

Da daca pui pe pilot automat sistemul reduce si franeaza singur trenul dar mecanicul are un ril de siguranta
Exista deja un sistem de trenuri de metrou autonome in Copenhaga

Adrian78 a scris:

SMDS a scris:

Auzisem ceva de ETCS, dar nu stiu ... sistemul acesta elimina necesitatea unui om in spatele pupitrului care sa controleze locomotiva?

Ca practic softul meu, asta as vrea sa faca, sa inlocuiasca un om. Sau daca ETCS face asa ceva, atunci ii dau pace.

Da daca pui pe pilot automat sistemul reduce si franeaza singur trenul dar mecanicul are un ril de siguranta
Exista deja un sistem de trenuri de metrou autonome in Copenhaga

AH! Deci poate face ETCS asta si exista si sisteme autonome mai avansate.
Nice!
Ii dau atuncea pace. Am sa incerc totusi sa fac ceva proiectel de AI, dar poate nu chiar asa de serios.
Multumesc mult de raspunsuri!

ETCS poate funcţiona cu ATO (Automatic Train Operation), cu condiţia ca locomotiva să fie cu reglarea continuă a forţei de tracţiune/frânare (deci nu pe EA cu graduator) şi cu computer de bord, care să poată interpreta informaţiile date de unitatea ETCS de bord (nu e cazul la delfinii de la noi, dar pe Taurus cică ar funcţiona).

Pentru semnalizarea de la noi, poţi citi Instrucţia 004 - http://legislatie.just.ro/Public/DetaliiDocument/212437
Recunoaşterea cu AI nu ştiu cum s-ar putea face... teoretic, o cameră montată în cabina trenului ar putea ,,poza" şi interpreta semnalele, numai că unele semnalte sunt mai greu vizibile (vegetaţie, vopsea decolorată etc).

Dr2005 a scris:

ETCS poate funcţiona cu ATO (Automatic Train Operation), cu condiţia ca locomotiva să fie cu reglarea continuă a forţei de tracţiune/frânare (deci nu pe EA cu graduator) şi cu computer de bord, care să poată interpreta informaţiile date de unitatea ETCS de bord (nu e cazul la delfinii de la noi, dar pe Taurus cică ar funcţiona).

Pentru semnalizarea de la noi, poţi citi Instrucţia 004 - http://legislatie.just.ro/Public/DetaliiDocument/212437
Recunoaşterea cu AI nu ştiu cum s-ar putea face... teoretic, o cameră montată în cabina trenului ar putea ,,poza" şi interpreta semnalele, numai că unele semnalte sunt mai greu vizibile (vegetaţie, vopsea decolorată etc).

Multumesc pentru raspuns!
Chiar ieri seara pe la 10 am gasit linkul respectiv si e mana cereasca, dar e complicat de explicat de ce il consider asa important linkul...

In mod incident, cea mai dificila parte in crearea unui AI nu este partea de detectie. Aia chiar foarte usor se poate rezolva.
Cea mai dificila parte este partea de obtinere a unui numar suficient de mare de imagini din care un AI sa invete.

Ideal, mie mi-ar trebui un set de vreo 50000 de imagini cu semnale in toate conditiile metorologice: ziua, noaptea, iarna, vara, primavara, vara, furtuna, in conditii de vegetatie abudenta, focus slab, saturatie prea mare, vopsea decolorata, calitate a imaginii inalta, calitate a imaginii slaba etc... Si asta nu e pentru 1 semnal ci pentru toate.
Defapt, grija ta, cum ar putea detecta un semnal daca e vopsea decolorata sau vegetatie prea mare e exact frumusetea unui AI scris cu soft de actualitate, numit Tensorflow.
Softul asta, reuseste atat de bine sa inteleaga imaginile respective, sa gaseasca un pattern in ele, incat poate fi peste 50% din semnal acoperit cu ceva(orice) si el cu un anumit nivel de incredere poate zice ca defapt este semnalul x si e in pozitia y.
DAR daca chiar culoarea semnalului e acoperita, e mort. Efectiv nu poate lua o decizie, nici macar un om nu stiu cum ar reactiona la asa ceva.

Vorbind in termeni mai tehnici, eu inclin 80% sa implementez un CNN (Retea Neuronala Convolutionala), si 20% sa merg pe ceva numit cycleGAN, care daca in timp ce merge locomotiva gaseste ceva semnal pe care chiar nu il recunoaste il salveaza si il adauga la lista aceea de 50000 imagini de antrenare.

Oricum eu am luat deja legatura cu cineva de la SCRL si is foarte deschisi la idee si sa filmez in depouri. Cand se mai calmeaza Corona am sa scriu si celor de la CFR ca sa imi testez softul direct pe o locomotiva.
Nu prea va conta locomotiva. Poate fi DA, GM sau EA. Pe bord o sa fie in stanga laptopul meu (bateria tine 7 ore), iar in dreapta trepiedul cu S7 conectat la calculator care va filma live de pe parcurs in 720p, 30fps.
Softul va detecta semnalele si va da indicatii, iar mecanicul (sper eu) va confirma.

Softul stiu ca am sa il fac, dar partea cu CFR nu o garantez

Decât la CFR Călători/Marfă mai bine te duci la un OTF privat.

Tu folosesti ceva asemanator cu tehnologia auto cea care recunoaste indicatoarele de circulatie?

Adrian78 a scris:

Tu folosesti ceva asemanator cu tehnologia auto cea care recunoaste indicatoarele de circulatie?

Da

E dificil spre imposibil, pentru ca nu exista numai semnalizarea fixa.
Va trebui AI sa stie si capitolul Capitolul V DEFECTAREA SEMNALELOR FIXE, respectiv Capitolul VI SEMNALE MOBILE sau, de ce nu, SEMNALIZAREA PORȚIUNILOR DE LINIE SLĂBITĂ, din R004.
Si astea imi vin doar la prima idee...

johnsmoke a scris:

E dificil spre imposibil, pentru ca nu exista numai semnalizarea fixa.
Va trebui AI sa stie si capitolul Capitolul V DEFECTAREA SEMNALELOR FIXE, respectiv Capitolul VI SEMNALE MOBILE sau, de ce nu, SEMNALIZAREA PORȚIUNILOR DE LINIE SLĂBITĂ, din R004.
Si astea imi vin doar la prima idee...

dada, ai dreptate. sunt multe semnale, DAR sunt si mai multe combinatii de semnale.
Legat, de cele 3 capitole mentionate:

a) legat de defectarea semnalelor fixe, e ceva demn de un alt AI, dar necesita FOARTE multe imagini de antrenare. Chair nu e greu sa faci un AI, sa detecteze particularitati in imagine. Adica daca ii pui un semnal bun, langa unul stricat, rapid gaseste problema ca asta face o retea neuronala: gaseste diferente.

b) legat de semnale mobile, din nou un alt AI trebuie facut specializat pe detectarea miscarilor, ceeea ce, cu AI-ul care imi propun sa il fac nu o sa acopar, dar, din nou nu e imposibil

c) capitolul 6 il va acoperi AI-ul meu, desi unpic partial, si o sa va dati seama din poza de mai jos. Pentur cand este portiune pe care se merge cu restrictie, reuseste sa inteleaga regula, dar nu recunoaste viteza din cauza ca nu i-am inclus un AI de detectare a literelor si cifrelor.

Azi noapte am reusit sa definitivez prima parte din proiectul meu: generarea de imagini de antrenare.






Imaginea din dreapta e sablonul, preluat de linkul oferit de Dr2005 cu legislatia, in mijloc is imagini din realitate, iar in dreapta este imaginea realizata (desenata) de AI.

SI aici o sa observati X-ul dinc apitolul 6 in care AI n-a reusit sa deseneze cifre din cauza ca nu stie cum sa le abordeze, ci a pus niste mazgalituri (ceea ce e de astetpat)

Iar legat de semnalul mecanic incorect desenat, e cauzat de faptul ca nu i-am dat destule imagini cu semnale mecanice avand paleta ridicata din care sa invete.
In absenta unui numar larg de imagini (ideal 70-80 per combinatie unica semnal) ii este foarte greu sa invete.
Am reusit sa izolez undeva la 202 combinatii de semnale (dupa cautari extensive am reusit sa strang undeva la 1050 poze cu asemenea combinatii), din care aveam imagini doar pentru 88 combinatii de semnale unice.
Iar AI-ul meu s-a antrenat pe un set de 185 imagini. Pentru ca iar a trebuit sa mai editez din cele 1050 poze care au iesit mai bine si sa se potriveasca unui alt sablon si ma rog... e mult pe aprtea de strangere de imagini, editare si clasificare date de intrare.

De asta, va rog, (daca va doriti bineinteles), daca aveti ceva poze cu semnale, chiar nu conteaza de care, ideal noaptea si cu semnale mecanice, si in special raritati precum semnale folosite pe vremea aburoaselor, le accept cu mare drag, iar in video-urile care am sa le fac va dau credit.

Astept pareri

Din păcate, nu există niciun set standardizat de semnale, cel puţin nu la detaliul celor rutiere. Chiar şi link-ul meu are pozele desenate de cineva din AFER şi copiate din Monitorul Oficial, dar nu există o listă de coduri RAL pentru culori sau un font predefinit pentru text. Nu mai zic că la restricţiile de viteză (adică fix unde softul tău nu a putut identifica indicaţia), de regulă revizorul de cale ia o pensulă şi scrie de mână, cum se pricepe el, cât e viteza, fără şablon sau altceva.
Desigur, ERTMS elimină nevoia de semnale şi indicatoare de-a lungul căii, dar e drum lung până acolo.