• El administrador de infraestructura nacional de Alemania está diseñando un digital twin habilitado con IA para desarrollar el futuro sistema ferroviario.

Por Marcio Aguiar, Director de NVIDIA Enterprise Latinoamérica.

La red ferroviaria de Alemania consta de 5,700 estaciones y 33,000 kilómetros de vías, lo que la convierte en la más grande de Europa Occidental.

Digitale Schiene Deutschland (DSD), parte del operador ferroviario nacional alemán Deutsche Bahn, está trabajando para aumentar la capacidad de la red sin construir nuevas vías. Se esfuerza por crear un sistema ferroviario potente en el que los trenes estén automatizados, circulen de forma segura con menos distancia entre ellos y se guíen de forma óptima a través de la red.

En colaboración con NVIDIA, DSD está comenzando a construir el primer digital twin a escala nacional para simular completamente la operación automática de trenes en toda una red. Eso significa crear una emulación fotorrealista y físicamente precisa de todo el sistema ferroviario. Incluirá vías que atraviesan ciudades y campos, y muchos detalles de fuentes como las mediciones de la plataforma de la estación y los sensores de los vehículos.

Usando el digital twin habilitado para IA creado con NVIDIA Omniverse Enterprise, DSD puede desarrollar sistemas de gestión y prevención de incidentes y percepción altamente capaces para detectar y reaccionar de manera óptima ante situaciones irregulares durante la operación ferroviaria diaria.

“Con la tecnología de NVIDIA, podemos comenzar a hacer realidad la visión de una red de trenes verdaderamente autónoma”, dijo Ruben Schilling, quien lidera el grupo de percepción en DB Netz, parte de Deutsche Bahn. El futuro sistema ferroviario previsto mejora la capacidad, la calidad y la eficiencia de la red.

Esta es la base para pasajeros y clientes de carga satisfechos, lo que genera más tráfico en las vías y, por lo tanto, reduce la huella de carbono del sector de la movilidad.

Datos, Datos y más Datos

Crear un digital twin a una escala tan grande es una tarea enorme. Necesita un pipeline 3D personalizado que conecte conjuntos de datos de diseño asistidos por computadora que se construyen, por ejemplo, dentro del ecosistema Siemens JT con mapas 3D de alta definición de DSD y varias herramientas de simulación. Usando el framework 3D Universal Scene Description (USD), DSD puede conectar y combinar fuentes de datos en un único modelo virtual compartido.

Con su red perfectamente sincronizada con el mundo real, DSD puede ejecutar pruebas de optimización y escenarios hipotéticos para probar y validar cambios en el sistema ferroviario, como reacciones a situaciones imprevistas.

Al ejecutarse en NVIDIA OVX, el sistema de computación para ejecutar simulaciones de Omniverse, DSD podrá operar la simulación persistente, que se mejora regularmente mediante actualizaciones de flujo de datos del mundo físico.

La demostración para ver el digital twin en acción se puede observar en el siguiente link: https://youtu.be/9FHzanjkd9k

Los futuros sistemas impulsados por visión por computadora podrían realizar continuamente la observación de rutas y el reconocimiento de incidentes, advirtiendo automáticamente y reaccionando a los peligros potenciales.

Los modelos de sensores de IA se entrenarán y optimizarán con una combinación de datos sintéticos y del mundo real, algunos de los cuales serán generados por el framework del kit de desarrollo de software Omniverse Replicator. Esto garantizará que los modelos puedan percibir, planificar y actuar frente a escenarios cotidianos e inesperados.

El Futuro del Ferrocarril

Con su enfoque pionero para la optimización de la red ferroviaria, DSD espera contribuir al futuro del sistema ferroviario y el desarrollo de la industria de Europa. Compartir su conjunto de datos entre países que permite la mejora continua y la implementación en vehículos futuros, lo que da como resultado la mejor calidad posible y reduce los costos.

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