معماری کنترل هوشمند قطار مبتنی بر ادغام شبکه‌های G6 و اینترنت اشیاء ماهواره‌ای

بنیامین علی پور¹ بهمن قربانی واقعی²

1) دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی کنترل و علائم، دانشگاه علم و صنعت ایران،تهران
2) استادیار گروه مهندسی راه آهن، دانشگاه علم و صنعت ایران

کد IOI مقاله : AAHD-ABFGBG
محل انتشار : کنفرانس ملی فناوری اطلاعات، نانوتکنولوژی، هوش مصنوعی و آینده پژوهی فناوری (itnaf.ir)
چکیده :
    سیستم‌های کنترل قطار سنتی مانند ETCS سطح ۲ به بالیزهای فیزیکی و زیرساخت‌های زمینی وابسته هستند که در مناطق کوهستانی، تونل‌ها و خطوط پرترافیک با محدودیت جدی مواجهند. این مقاله یک معماری کنترل هوشمند قطار مبتنی بر ادغام شبکه‌های نسل ششم (6G) و اینترنت اشیاء ماهواره‌ای (Satellite IoT) ارائه می‌دهد. معماری پیشنهادی از سه لایه تشکیل شده است: لایه حسگر شامل GNSS و IMU برای فیوژن داده، لایه ارتباطی شامل ماهواره‌های LEO، HAPS و شبکه‌های غیرزمینی (NTN) با پشتیبانی 6G، و لایه پردازش مبتنی بر هوش مصنوعی توزیع‌شده و رایانش ابر-لبه. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد که این معماری دقت موقعیت‌یابی را از ۱۰ متر به ۰.۱ متر کاهش می‌دهد، تأخیر سرتاسری را از ۵۰۰ میلی‌ثانیه به کمتر از ۱ میلی‌ثانیه می‌رساند و انتشار CO₂ را تا ۲۵ درصد کاهش می‌دهد. همچنین استفاده از الگوریتم‌های یادگیری فدرال و مکانیزم‌های امنیتی مبتنی بر بلاکچین، تاب‌آوری سیستم را در برابر حملات جعل و اختلال سیگنال تا ۷۰ درصد افزایش می‌دهد. معماری پیشنهادی گامی مؤثر به‌سوی راه‌آهن هوشمند، خودکار و پایدار با قابلیت اطمینان بالا و هزینه‌های نگهداری کاهش‌یافته است.

کلمات کلیدی : اینترنت اشیاء ماهواره‌ای کنترل هوشمند قطار حمل‌ونقل ریلی دقت موقعیت‌یابی شبکه نسل ششم