เทคโนโลยีช่วยให้จีนเป็นผู้นำด้านรถไฟความเร็วสูง

วิศวกรชาวจีนกำลังใช้หุ่นยนต์ก่อสร้างที่ติดตั้งปัญญาประดิษฐ์เพื่อพัฒนาระบบรางรถไฟด้วยความเร็วที่ไม่เคยมีมาก่อน

รถไฟความเร็วสูงวิ่งใกล้เมืองอู่ฮั่น ภาพ: ซินหัว — รถไฟความเร็วสูงวิ่งใกล้เมืองอู่ฮั่น ภาพ: *ซินหัว*

เครือข่ายรถไฟความเร็วสูงของจีน ซึ่งใหญ่ที่สุดในโลก กำลังขยายตัวอย่างต่อเนื่อง ปลายปีนี้ จะมีเส้นทางรถไฟใหม่หลายสายเข้าร่วมเครือข่ายรถไฟไฟฟ้าขนาดใหญ่ของประเทศ ซึ่งรวมถึงสายฝูโจว-เซียะเหมิน (277 กิโลเมตร) สายกว่างโจว-ซัวเถา (203 กิโลเมตร) และสายเซี่ยงไฮ้-หนานจิง (278 กิโลเมตร) เมื่อเปิดให้บริการ เส้นทางใหม่เหล่านี้จะมีความยาวมากกว่าสองเท่าของเครือข่ายรถไฟความเร็วสูงทั้งหมดของเยอรมนี โดยแต่ละสายมีรถไฟที่สามารถทำความเร็วสูงสุดได้ถึง 350 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ตามข้อมูลของ SCMP

อย่างไรก็ตาม ทางรถไฟรุ่นล่าสุดมีความแตกต่างจากทางรถไฟส่วนใหญ่ในปัจจุบันตรงที่ถูกสร้างขึ้นโดยใช้หุ่นยนต์ที่ออกแบบมาเป็นพิเศษ Wang Peixiong หัวหน้าวิศวกรของ China Railway Construction Electrification Bureau Corporation กล่าวว่า วิธีการก่อสร้างอัตโนมัตินี้ได้รับการทดสอบและอนุมัติให้ใช้งานในโครงการรถไฟความเร็วสูงที่จะเกิดขึ้นในอนาคต การนำหุ่นยนต์มาใช้สร้างทางรถไฟลอยฟ้าแบบใช้ไฟฟ้าขนาดใหญ่ถือเป็นก้าวสำคัญของอุตสาหกรรมนี้ ซึ่งพิสูจน์ให้เห็นว่าเครื่องจักรสามารถรับมือกับงานที่ต้องใช้แรงงานจำนวนมาก รวมถึงการก่อสร้างทางรถไฟความเร็วสูงได้

การก่อสร้างทางรถไฟเกี่ยวข้องกับงานหลากหลายประเภท ได้แก่ การขุด การปรับระดับ การวางราง การสร้างสะพานและอุโมงค์ และการติดตั้งระบบสัญญาณและการสื่อสาร โครงสร้างพื้นฐานทางรถไฟเป็นโครงสร้างพื้นฐานที่มีราคาแพงและต้องใช้แรงงานคนจำนวนมาก รวมถึงผู้เชี่ยวชาญที่มีคุณสมบัติและทักษะ ในอดีตโครงการทางรถไฟมีความเสี่ยงสูง ตัวอย่างเช่น โครงการทางรถไฟที่วิ่งผ่านเทือกเขาเซียร์ราเนวาดาในสหรัฐอเมริกาต้องใช้คนงานก่อสร้างมากกว่า 10,000 คน

ปัจจุบัน หุ่นยนต์และเทคโนโลยีขั้นสูงอื่นๆ เข้ามาช่วยงานหนักในการก่อสร้างทางรถไฟ ยกตัวอย่างเช่น ในปี 2018 จีนได้เปิดตัวเครื่องจักรอัตโนมัติที่สามารถวางรางรถไฟความเร็วสูงได้ 1.5 กิโลเมตรต่อวัน ในปี 2021 ความแม่นยำที่เพิ่มขึ้นและความสามารถในการทำงานตลอด 24 ชั่วโมงทุกวัน ทำให้เครื่องจักรก่อสร้างทางรถไฟอัตโนมัติสามารถวางรางได้ 2 กิโลเมตรต่อวัน ในไม่ช้า หุ่นยนต์จะขยายขีดความสามารถไปไกลกว่าการวางรางรถไฟ การเชื่อม การทาสี และการตรวจสอบสามารถทำได้โดยหุ่นยนต์ อุปกรณ์อัตโนมัติเหล่านี้ยังสามารถขุดอุโมงค์และเทคอนกรีต รวมถึงงานอื่นๆ ได้อีกด้วย

แต่เมื่อไม่นานมานี้ หุ่นยนต์สามารถสร้างโครงสร้างไฟฟ้าเหนือศีรษะสำหรับรถไฟความเร็วสูงได้ ซึ่งครั้งหนึ่งเคยถูกมองว่าซับซ้อนเกินไปสำหรับเครื่องจักร หวังและเพื่อนร่วมงานของเขากล่าว สายไฟ เสาไฟฟ้าแรงสูง เสาค้ำยัน และเสาไฟฟ้าที่ใช้ในระบบส่งกำลังเรียกว่า สายส่งไฟฟ้าเหนือศีรษะ (OCS) การสร้างเครือข่าย OCS สำหรับรถไฟความเร็วสูงเกี่ยวข้องกับกระบวนการที่ซับซ้อน เช่น การประกอบเสาไฟฟ้าและสายเคเบิลล่วงหน้า การขนส่งวัสดุไปยังสถานที่ก่อสร้าง และการติดตั้งเสาไฟฟ้าและเสาค้ำยัน

การติดตั้งเสาและสายเคเบิลเป็นงานที่อันตรายอย่างยิ่ง ต้องทำงานบนที่สูงภายใต้สภาวะที่มีแรงดันสูง ตัวอย่างเช่น การติดตั้งบูมระบบไฟฟ้าบนเสาค้ำยัน คนงานต้องติดตั้งรอกเข้ากับด้านบนของเสา จากนั้นใช้เชือกผูกบูมกับพื้นแล้วดึงขึ้น ตามที่เจียง เจ๋อหัว วิศวกรในทีมของหวังกล่าว

กระบวนการนี้ต้องใช้คนงานหลายคนบนพื้นดินเพื่อประสานงานกับคนงานบนเสาค้ำยัน หากเกิดข้อผิดพลาด งานอาจถึงแก่ชีวิตได้ เนื่องจากอันตรายและลักษณะของงาน การประกอบเครือข่าย OCS จึงกลายเป็นส่วนที่ต้องใช้แรงงานมากที่สุดในโครงการรถไฟความเร็วสูง

เพื่อแก้ไขปัญหานี้ วิศวกรรถไฟกำลังพัฒนาเทคโนโลยีการก่อสร้างอัตโนมัติที่ใช้แพลตฟอร์มการจัดการข้อมูลดิจิทัลและระบบอัจฉริยะในการจัดเก็บ ประกอบชิ้นส่วนก่อน ขนส่ง และก่อสร้าง เซ็นเซอร์อัตโนมัติจะรวบรวมข้อมูลแบบเรียลไทม์จากสถานที่ก่อสร้างและส่งไปยังคลังสินค้าอัจฉริยะ ซึ่งระบบจัดเก็บและดึงข้อมูลอัตโนมัติจะระบุและส่งมอบวัสดุที่จำเป็นไปยังโรงงานเพื่อประกอบเสาไฟฟ้า เสาแขวน และส่วนประกอบอื่นๆ จากนั้นจึงยกและวางในตำแหน่งที่เหมาะสม

อย่างไรก็ตาม ทีมวิศวกรระบุว่า หุ่นยนต์ยังต้องเผชิญกับความท้าทายในการสร้าง OCS หนึ่งในงานที่ซับซ้อนที่สุดต้องอาศัยการติดตั้งสายเคเบิล อุปกรณ์รองรับ บูม และส่วนประกอบอื่นๆ จำนวนมากอย่างแม่นยำและสอดประสานกัน สถานที่ก่อสร้างยังเผชิญกับความท้าทายต่างๆ เช่น พื้นผิวที่ไม่เรียบ สิ่งกีดขวางตามธรรมชาติ สภาพอากาศที่ไม่เอื้ออำนวย และปัจจัยอื่นๆ ที่อาจขัดขวางกระบวนการติดตั้ง หุ่นยนต์อาจประสบปัญหาในการเคลื่อนผ่านสิ่งกีดขวางหรือการปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลง การติดตั้ง OCS ยังต้องใช้ระบบหุ่นยนต์หลายชุดที่ทำงานร่วมกันได้อย่างราบรื่นเพื่อให้งานสำเร็จลุล่วง

ทางออกสำหรับความท้าทายเหล่านี้คือปัญญาประดิษฐ์ นักวิทยาศาสตร์ ได้ติดตั้งหุ่นยนต์ในพื้นที่ก่อสร้าง ซึ่งใช้อัลกอริทึมการจดจำภาพและการดึงข้อมูลคุณลักษณะเป้าหมาย เพื่อวางแผนกระบวนการติดตั้งเสาไฟฟ้าที่เหมาะสมที่สุดด้วยความแม่นยำภายใน 1 มิลลิเมตร นอกจากนี้ ปัญญาประดิษฐ์ยังช่วยให้หุ่นยนต์สามารถทำงานในสภาพอากาศเลวร้ายและทำงานควบคู่กันไปได้ ด้วยความช่วยเหลือของปัญญาประดิษฐ์ หุ่นยนต์จึงมีความยืดหยุ่นมากขึ้น สามารถเคลื่อนที่ไปมาระหว่างสถานีงาน ปรับและขันสกรูให้แน่น จากนั้นจึงกลับไปยังจุดอ้างอิงเพื่อรอคำสั่งต่อไป

ในคลังสินค้า อุปกรณ์ AI เช่น รถยกอัจฉริยะ สามารถหยิบและขนส่งวัสดุได้ เกา ฉี วิศวกรในทีมของหวัง กล่าวว่า เครื่องจักรอัจฉริยะเหล่านี้ได้รับการตั้งโปรแกรมให้บำรุงรักษาตัวเองและทำงานตลอด 24 ชั่วโมง ทำงานหลากหลายได้อย่างแม่นยำ ฟังก์ชันการควบคุมคุณภาพของคลังสินค้าก็ได้รับการปรับปรุงเช่นกัน วัสดุที่จัดเก็บจะถูกคัดแยกและขนส่งผ่านห้องมืดเพื่อทำการสแกน แบบจำลองเครือข่ายประสาทเทียมเฉพาะทางที่ฝึกฝนจากวัสดุ 30 ชนิด สามารถตรวจจับข้อบกพร่องของวัสดุก่อนนำไปใช้งาน เทคโนโลยีนี้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพคลังสินค้า ทำให้กระบวนการทำงานรวดเร็วกว่าคลังสินค้าแบบเดิมถึง 10 เท่า

แม้ว่าหุ่นยนต์จะทำงานได้ตลอดทั้งวันโดยไม่หยุดพักและไม่กระทบต่อความแม่นยำ แต่หุ่นยนต์ยังสามารถมีบทบาทสำคัญในพื้นที่ที่แรงงานที่มีทักษะหายากหรือต้นทุนแรงงานสูงเกินไปได้อีกด้วย

อัน คัง (ตาม SCMP )

ลิงค์ที่มา