Ежегодно в России более 1 тыс. человек травмируются на железнодорожных путях. Более половины из них погибают. За 2022 год из-за несанкционированного перехода через рельсы было травмировано 1886 человек, из них 1297 — со смертельным исходом. Их количество с каждым годом уменьшается, но медленно.
20-летняя студентка факультета «Информационные системы и технологии» ПГУТИ Екатерина Зеленина взялась за решение этой проблемы. Вместе со своим наставником - доцентом, кандидатом технических наук Оксаной Захаровой – она работает над проектом «Аларм-система защиты от заступов на железнодорожной платформе». Она нацелена на распознавание и предупреждение о пересечении ограничительной линии на путях, что позволит предотвращать несчастные случаи.
Интернет вещей
В основе разработки лежат две современные концепции, которые требуют разъяснений. Это теория массового обслуживания и сеть IoT – Интернет вещей.
Для того, чтобы понять суть системы массового обслуживания, нужно представить обычный супермаркет. В крупных магазинах часто возникает проблема длинных очередей. Применение данной теории позволяет внести изменения в процесс оказания услуг для более быстрого и качественного сервиса. Системы массового обслуживания анализирует потоки данных, оптимизирует их передачу, минимизирует задержки и повышает пропускную способность сети.
Интернет вещей (Internet of Things, IoT) — это система, объединяющая технические устройства в единую сеть, внутри которой они обмениваются информацией без участия человека. Примером IoT могут служить, например, система мониторинга тяжелого пациента в больнице или «умный» дом. Если использовать ту же метафору супермаркета для описания Интернета вещей, то можно представить, что вместо людей в магазине «умные» устройства, а вместо продуктов - данные, которыми они обмениваются. Например, в «умном» доме могут быть установлены различные датчики - температуры, освещения и влажности и др. Они собирают данные и отправляют их на сервер, а тот сам управляет их работой, исходя из времени суток, уличной температуры и других условий.
В разрабатываемой аларм-системе необходимо интегрировать целый массив данных с различных устройств. Например, датчики движения поездов и системы видеонаблюдения - это примеры тех самых интернет-вещей, которые собирают данные о физическом мире.
Остановить поезд
Конечный продукт, разрабатываемый Екатериной Зелениной, будет работать следующим образом. Управлять аларм-системой должен оператор на железнодорожной станции. На сервер устанавливается специальная программа, а в систему наблюдения вставляется чип. Их работу координирует искусственный интеллект.
Данные с камер видеонаблюдения и датчиков движения поступают на сервер, где обрабатывается информация о местонахождении людей, их траектории движения, скорость движения. Нейросеть анализирует эти аспекты поведения человека и может предсказать, случится ли инцидент на путях. В основном, система должна распознавать именно переход за ограничительную линию. Если это произошло, сигнал об опасности передается оператору, а тот решает, включать ли звуковое оповещение на станции. Он также может подать сигнал о ЧП машинисту поезда для экстренного торможения.
Сейчас проект Екатерины Зелениной находится на стадии предварительной разработки и ожидает финансирования от грантовых конкурсов. Сам алгоритм аларм-системы разработан. Затем планируются сбор данных, прототипирование и тестирование.
Наука для блага общества
Один из любимых предметов студентки в вузе - «Операционные системы и оболочки». Изучение принципов работы операционных систем и управления ресурсами вдохновляет самарчанку на создание множества полезных технологий. В частности, упомянутые выше система массового обслуживания и IoT вкупе с искусственным интеллектом открывают массу возможностей создавать разработки, упрощающие людям жизнь. Именно в этом и видит Екатерина Зеленина предназначение науки.
«Для меня наука - это способ саморазвития и самопознания, основанный на критическом мышлении и логике. Моя основная цель в этой сфере отнюдь не накопление знаний, а главным образом практическое применение разработок и технологий на благо общества. Наука просто ради науки - сегодня не актуальный тренд и даже в чем-то вредный», - говорит девушка.
