Gêmeos Digitais e IA em Sistemas Rodoviários

A inteligência artificial – IA – e os gêmeos digitais ou Digital Twins são duas tecnologias que estão revolucionando a forma como percebemos e entendemos o mundo. Os sistemas rodoviários, por sua vez, são fundamentais para o desenvolvimento económico, social e cultural de qualquer país e, por isso, requerem a maior atenção para estarem em dia com o seu planeamento, construção, operação e manutenção.

Neste caso, focaremos este artigo na utilização destas tecnologias em sistemas rodoviários, como podem otimizar todo o ciclo de vida de um projeto, melhorar a segurança e garantir uma mobilidade eficiente dos utilizadores.

Há poucos dias a Bentley Systems, uma das empresas líderes na área de engenharia e construção, adquiriu a Blyncsy, com o objetivo de ampliar a oferta de soluções e serviços para o planejamento, projeto, gestão e execução de projetos de infraestrutura. A Blyncsy é uma empresa que presta serviços de inteligência artificial para operações e manutenção de transportes, realizando análises de mobilidade com os dados adquiridos.

“Fundada em 2014 em Salt Lake City, Utah, pelo CEO Mark Pittman, a Blyncsy aplica visão computacional e inteligência artificial à análise de imagens comumente disponíveis para identificar problemas de manutenção em redes rodoviárias”

 O início da Blyncsy lançou bases sólidas, dedicadas à coleta, processamento e visualização de todos os tipos de dados relacionados à mobilidade e transporte veicular/pedestre. Os dados que coletam vêm de diferentes tipos de sensores, veículos de captura, câmeras ou aplicativos para dispositivos móveis. Também oferece ferramentas de IA, com as quais podem ser geradas simulações que serão transformadas em recomendações para otimizar o desempenho e a segurança dos sistemas rodoviários.

Payver é uma das soluções oferecidas pela Blyncy, consiste em câmeras com “visão artificial” que são instaladas nos carros e podem determinar todos os tipos de problemas que ocorrem nas redes rodoviárias como buracos ou semáforos que não funcionam.

IMPORTÂNCIA DA IA PARA O MONITORAMENTO DE SISTEMAS RODOVIÁRIOS

 As inovações relacionadas com o fornecimento de soluções que permitam às pessoas e aos governos evitar problemas futuros são fundamentais para o desenvolvimento. Compreendemos a complexidade dos sistemas viários, que mais do que estradas, avenidas ou ruas, são redes que conectam e proporcionam benefícios de todos os tipos a um espaço.

Vamos falar sobre como o uso da IA ​​e dos gêmeos digitais se complementam como uma ferramenta poderosa que permite que todos os envolvidos na tomada de decisões recebam informações precisas e eficazes em tempo real. Os gêmeos digitais ou Digital Twins são representações virtuais de estruturas e infraestruturas, e através do conhecimento exato destes elementos é possível simular e detectar padrões, tendências, qualquer tipo de anomalia, e claro oferecem uma visão para determinar oportunidades de melhoria.

Com os dados encontrados nesses poderosos gêmeos digitais que condensam uma grande quantidade de informações, a inteligência artificial poderia identificar pontos críticos dos sistemas rodoviários, talvez sugerir melhores rotas de tráfego onde o tráfego de veículos possa ser melhorado, aumentar a segurança da rede rodoviária ou minimizar de alguma forma o impacto ambiental. impacto que essas estruturas geram.

Podem ser criados gêmeos digitais de rodovias, por exemplo, que integrem todas as informações sobre suas características materiais, temperatura, quantidade de tráfego e acidentes ocorridos naquela via. Levando isso em consideração, são analisados ​​diferentes tipos de cenários para evitar mais acidentes ou criar canais para que não sejam gerados engarrafamentos.

Atualmente tudo se baseia em sistemas de planejamento, projeto, gestão, operação, manutenção e administração de informações que facilitam o trabalho de todos os envolvidos nas obras. A fusão de ambas as tecnologias proporciona maior transparência sobre o que funciona e o que não funciona, maior rastreabilidade, confiança nos dados adquiridos diretamente da fonte e melhores políticas para as cidades.

Tudo o que foi mencionado acima apresenta possíveis desafios que requerem regulamentação adequada para sua implementação e utilização. Por exemplo, os governos devem garantir a qualidade, interoperabilidade e fiabilidade de todos os dados que alimentam constantemente os gémeos digitais e protegê-los de qualquer tipo de ataque.

USO DE GÊMEOS DIGITAIS E IA EM SISTEMAS RODOVIÁRIOS

Estas tecnologias podem ser aplicadas ao sector rodoviário de diversas formas, desde as fases de planeamento e concepção até à construção, monitorização e manutenção. Na fase de planejamento, a Inteligência Artificial é utilizada para analisar o tráfego, a mobilidade e o impacto ambiental produzido pelo tráfego contínuo, e fornece dados que permitem gerar propostas de ampliações rodoviárias.

No que diz respeito ao design, sabemos que os gémeos digitais são a cópia fiel do que foi construído na vida real e que integrados com a Inteligência Artificial permitem-nos criar designs óptimos. Tudo isto, tendo em conta critérios, regulamentos e normas estabelecidas, para posteriormente similarizar o comportamento das estruturas com o gémeo digital.

Na fase de construção, ambas as tecnologias são utilizadas para a otimização e gestão de recursos, e para adiantar o cronograma estabelecido nas fases anteriores. Os gêmeos digitais podem ser utilizados para monitorar o andamento e o status da obra, bem como para detectar qualquer tipo de falta ou erro.

Chegando à Operação, poderíamos dizer que a IA otimiza o sistema viário, uma integração correta poderia ajudar a reduzir as emissões de carbono na atmosfera. Os gêmeos digitais indicam o desempenho e a capacidade da infraestrutura rodoviária, podendo determinar se necessitam de manutenção preventiva, corretiva ou preditiva, prolongando a vida útil do sistema.

 Agora, mostraremos apenas alguns exemplos de como a IA e os gêmeos digitais podem transformar os sistemas rodoviários e oferecer soluções inovadoras para os desafios de transporte atuais e futuros.

• Indra, uma das mais importantes empresas de tecnologia e consultoria da Europa, iniciou a criação de uma gêmeo digital da rodovia A-2 Nordeste em Guadalajara, que visa reduzir acidentes, aumentar a capacidade e disponibilidade de estradas e permitirá melhorar o desempenho dos órgãos do Estado em caso de qualquer evento,
• Na China e na Malásia a empresa Cloud Alibaba desenvolveu um sistema baseado em IA para detectar o status do tráfego em tempo real, com o qual pode controlar os semáforos de forma dinâmica. Esse sistema reduz acidentes e ajuda os usuários a ter melhores tempos de viagem e economizar combustível. Tudo isso está contemplado em seu projeto Cérebro da cidade, cujo objetivo é utilizar tecnologias de IA e Cloud Computing que permitirão gerar análises e otimizar serviços públicos em tempo real.
• Da mesma forma, a Alibaba Cloud tem alianças com a Deliote China para a criação de veículos totalmente autónomos na China, estimando que até 2035 a China terá mais de 5 milhões de veículos autónomos.

• A empresa ITC – Controle Inteligente de Tráfego de Israel, desenvolve um programa no qual todos os tipos de dados podem ser armazenados em tempo real, capturados por sensores de vigilância em ruas, avenidas e rodovias, manipulando semáforos em caso de engarrafamentos.

• google waymo É um serviço de viagens com veículos autônomos operados por IA, disponível 24 horas por dia, em diversas cidades e sob a premissa de ser sustentável. Esses veículos não tripulados possuem um grande número de sensores laser e visão periférica de 360º. Waymo já percorreu bilhões de quilômetros, tanto em vias públicas quanto em ambientes de simulação.

“Os dados até o momento indicam que o Waymo Driver reduz acidentes de trânsito e mortes relacionadas onde operamos.”

• Rodovia Inteligente Roosegaarde-Heijmans - Holanda. É um projeto para o estabelecimento da primeira rodovia que brilha no escuro do mundo, inaugurando assim a era das rodovias inteligentes. Será uma estrada sustentável, de baixo consumo, iluminada com tinta fotossensível e dinâmica que é ativada por sensores de iluminação próximos a ela, mudando completamente o desenho convencional das estradas terrestres em todo o mundo. A premissa é criar estradas que interajam com o motorista, com faixas especiais para veículos elétricos onde eles estejam totalmente carregados ao circular.

• StreetBump. Desde 2012, a Câmara Municipal de Boston implementou um aplicativo que notifica as autoridades sobre a existência de buracos. Através deste aplicativo, os usuários podem relatar eventuais buracos ou inconvenientes nas estradas, ele se integra ao GPS dos celulares para detectar vibrações e localização dos buracos.
• Rekor Um Com a incorporação da plataforma Waycare criam o Rekor One Traffic e Rekor Descubra. Ambos utilizam inteligência artificial e dispositivos de captura de dados que transmitem vídeos em alta resolução, nos quais o trânsito pode ser visto em tempo real e os veículos que trafegam nas estradas podem ser analisados.
• Sidescan®Predict Brigada, é um sistema que integra inteligência artificial para prevenção de colisões. Ele coleta uma grande quantidade de dados em tempo real, como distância, velocidade de giro do veículo, direção e aceleração. É projetado para veículos pesados, pois seu peso e os danos que podem causar são muito maiores que os de um veículo convencional.
• Corpo de Rodovias Inteligentes da Huawei. É um serviço rodoviário inteligente e é composto por 3 cenários baseados em inteligência artificial e Deep Learning: alta velocidade inteligente, túneis inteligentes e governança de tráfego urbano. Para o primeiro deles, concentra-se em consultorias onde todos os tipos de cenários são avaliados através de aplicações, integração de dados e tecnologias para facilitar a implementação de estradas inteligentes. Por sua vez, os túneis inteligentes possuem soluções eletromecânicas para sua operação e manutenção baseadas em IoTDA, incluindo links de emergência e mensagens holográficas para que os motoristas possam estar cientes de qualquer inconveniente na estrada.
• Estacionamento Inteligente da empresa argentina Sistemas Integrales: utiliza inteligência artificial para facilitar o estacionamento de veículos nas cidades. O sistema detecta vagas livres e ocupadas por meio de câmeras e sensores e fornece aos motoristas informações em tempo real sobre disponibilidade e preço.

Poderíamos então dizer que a combinação de IA e gêmeos digitais oferece múltiplos benefícios para a gestão de tráfego e sistemas rodoviários, tais como:

• Melhorar a mobilidade: al reducir los atascos, los tiempos de viaje y las emisiones contaminantes, al favorecer el uso del transporte público y la movilidad compartida, al adaptar la oferta y la demanda de transporte a las necesidades de los usuarios y al facilitar el acceso a la información sobre o tráfico.
• Melhore a segurança prevenindo e reduzindo acidentes, alertando motoristas e pedestres sobre possíveis riscos e promovendo a coordenação entre serviços de emergência, facilitando o atendimento às vítimas.
• Finalmente, melhorar a eficiência otimizando a utilização de recursos, reduzindo custos de operação e manutenção, aumentando a vida útil das infraestruturas e dos veículos e aumentando a qualidade do serviço.

DESAFIOS E OPORTUNIDADES

Além da infraestrutura digital que deve ser implementada para estabelecer uma boa comunicação e integração entre tecnologias, também devem ser definidos parâmetros e padrões que garantam a interoperabilidade entre sistemas. Da mesma forma, a conectividade e a cibersegurança desempenham um papel fundamental para alcançar este objetivo.

Foi dito que a inteligência artificial poderia eliminar o trabalho humano, mas ainda exigirá pessoal treinado para manter os sistemas funcionando de forma eficiente. Eles devem receber treinamento constante e compatível com as inovações tecnológicas. Além do acima exposto, pode-se dizer que é necessário um quadro jurídico e ético que promova e garanta o uso correto dos dados e a sustentabilidade.

A aplicação de ambas as tecnologias melhoraria significativamente a vida dos usuários, com isso haveria maior confiabilidade nos sistemas viários, gerando conforto, redução de acidentes e uma dinâmica espacial mais harmoniosa com o entorno imediato. Tanto os desafios como as oportunidades devem ser tidos em conta e devem ser oferecidas visões estratégicas e modelos de negócio transcendentes.

En conclusión, la inteligencia artificial y los gemelos digitales son dos tecnologías que están transformando la gestión del tráfico de manera innovadora y eficaz, ambas permiten crear ciudades más inteligentes, sostenibles e inclusivas, donde el tráfico sea un elemento que facilite y no dificulte la vida Das pessoas.