scieee Science in your language
[es] (orig)

Inteligencia Artificial: Visión y aplicación a la red ferroviaria española

Author: Martínez Acevedo, José Conrado,Ríos Reyes, Miguel
Publisher: Escuela de Ciencias Técnicas e Ingeniería
Year: 2023
Source: https://udimundus.udima.es/bitstream/20.500.12226/1794/1/CUAIS_23_paper_5_Unido.pdf
13, 14 y 15 de julio de 2023
Sede del CEF.-
Paseo del Gene al Ma ínez Campos, 5,
Mad id
Visi a la web
Descanso
In eligencia A i icial en la in o má ica médica
In eligencia A i icial: una mi ada al u u o
Inaugu ación de las Jo nadas
In eligencia A i icial en Ciencias Económicas,
Finanzas y Hacienda (SESIÓN PARALELA I)Cie e
In eligencia A i icial en el ejido emp esa ial,
p oduc i o y de se icios español
In eligencia A i icial en Cibe segu idad
Descanso
In eligencia A i icial y soluciones ecnológicas
(SESIÓN PARALELA II)
Descanso
In eligencia A i icial en Gobie no y Ayun amien os
Desa íos de la In eligencia A i icial en la medicina y la
salud: en e lo calculado, lo explicado y lo p edicho
Ape u a
In eligencia A i icial y Se icio Público (SESIÓN
PARALELA I)Cie e
In eligencia A i icial en Tecnologías de la
In o mación y la Comunicación (TIC)
In eligencia A i icial e Ingenie ía
Descanso
In eligencia A i icial y Adminis ación Pública
(SESIÓN PARALELA II)
In eligencia A i icial, desa íos y opo unidades
Descanso
In eligencia A i icial en la in es igación
académica
Ape u a
IA en Biomedicina: algunos a ances ecien es
Clausu a de las Jo nadas
In eligencia A i icial en educación
jo nadas de in eligencia a i icial 13-15 de julio
Pa icipan p o esionales pun e os de emp esas como:
¿Po qué no? Inno a . Diseña . C ece | ADIF | AEAT | Ayun amien o de Alcobendas | Ayun amien o de Mad id | Banco de España | CEF.- | CSIC | Escuela de Hacienda
Pública | Fáb ica de Moneda y Timb e | Fo ine | Google | G upo DIA | Hospi al Uni e si a io de A Co uña | IBM | Ins i u o Geog á ico Nacional | In eg a | Minis e io de
Hacienda y Función Pública | NANFOR IBÉRICA | O acle | SEPE | Tele ónica S.A. | T end Mic o | UDIMA | Uni e sidad de Ru ge s | Uni e sidad de Se illa | Uni e sidad
de Za agoza | Uni e sidad Poli écnica de Mad id | Uni e sidad Poli écnica de Valencia | Voda one Business
Jo nadas sob e In eligencia A i icial - CUASI 2023
In eligencia A i icial: Visión y
aplicación a la ed e o ia ia
española
José Con ado Ma ínez Ace edo1; Miguel Ríos Reyes2
Subdi ec o de Inno ación Es a égica (CTO), Adminis ado de In aes uc u as Fe o ia ias
(ADIF), España, jc[email p o ec ed] 1 ; Ge en e del Cen o de Tecnologías Fe o ia ias (CTF),
Adminis ado de In aes uc u as Fe o ia ias, España, m ios@adi .es 2
1. In oducción
Al igual que se ha hecho y se es á haciendo en o os sec o es, el e o ia io debe ap o echa la
nue a e olución digi al y posiciona se pa a no pe de en aja compe i i a en e a o os modos
de anspo e. Pa icula izando en su caso conc e o, puede a i ma se que es a nue a e apa de
ans o mación digi al se a on a como una cua a e olución ecnológica compa able a lo que en
su momen o ue la in oducción de la locomo o a de apo o de la acción eléc ica.
En el caso del Adminis ado de In aes uc u as Fe o ia ias, ADIF, es a e olución, o
ans o mación digi al, se es á plan eando como una es a egia en su p oceso de inno ación con
el obje i o de in eg a nue as ecnologías habili ado as o ans o mado as en las dis in as á eas
de ges ión, cambiando la mane a de ealiza los dis in os p ocesos in e nos y apo ando alo a
los usua ios del sis ema e o ia io. Así, al igual que se es á haciendo con el concep o de
Indus ia 4.0, el nue o Fe oca il 4.0 p omo e á una nue a mane a de o ganiza la plani icación,
el diseño y la p oducción del sis ema e o ia io nacional, in oduciendo un impac o posi i o en
cuan o a la e iciencia y el aumen o de la p oduc i idad.
Son a ios los ámbi os ecnológicos que se e án bene iciados de es a ans o mación digi al
(Figu a 1):
− ges ión de la ene gía eléc ica de acción;
− ges ión de la conse ación y el man enimien o de la in aes uc u a;
− ges ión de la segu idad ope acional;
− ges ión del á ico;
− ges ión de las es aciones de iaje os;
− ges ión de la logís ica e o ia ia.
En odo es e p oceso, la In eligencia A i icial iene y end á un papel undamen al.
2. Plan eamien o de pa ida
En é minos gene ales puede a i ma se que la aplicación de la In eligencia A i icial en el sec o
e o ia io debe posiciona el uso del da o como una p ime a acción de pa ida. De acue do a la
Unión In e nacional de Fe oca iles
1
, UIC, adicionalmen e las emp esas e o ia ias no han
ges ionado de mane a adecuada oda la in o mación ecogida en sus sis emas. En es e sen ido
la de inición de una es a egia de ecopilación, análisis y ac i ación de los da os pa a la
1
En su g upo de in es igación, desa ollo e inno ación (RIGG).
Jo nadas sob e In eligencia A i icial - CUASI 2023
gene ación de conocimien o que pe mi a la oma de decisiones se posiciona como uno de los
g andes habili ado es de la ans o mación del sec o .
Con odo lo an e io , los undamen os de es e Fe oca il 4.0 pod ían esumi se en los siguien es:
− moni o ización emo a de a iables y pa áme os a lo la go de la in aes uc u a o en
zonas concen adas especí icas median e senso es y sis emas adecuados a cada in;
− almacenamien o, seguimien o y análisis de es a in o mación en iempo eal,
ga an izando una mejo oma de decisiones (basada en el análisis de los da os ob enidos
con o sin asis encia humana);
− análisis o -line de la in o mación pa a iden i ica pa ones de compo amien o y
elaciones causales de los di e en es p ocesos;
− descen alización de la ecepción de la in o mación, de acue do a las necesidades de
cada ámbi o de abajo;
− in eg ación de los di e en es sis emas a ec ados.
Figu a 1. Ámbi os ecnológicos del e oca il a ec ados po la ans o mación digi al. Fuen e: au o es.
3. Obje i os
La In eligencia A i icial (IA) a a pe mi i da solución, de o ma o al o pa cial, a las dis in as
necesidades iden i icadas en cada ámbi o e o ia io eseñado. Pa iendo de los da os ob enidos
en cada uno de ellos, con la IA se debe plan ea el diseño e implemen ación de sis emas y
algo i mos a anzados que pe mi an oma decisiones a los di e en es agen es e o ia ios
in oluc ados.
Respec o a la ges ión de la ene gía eléc ica de acción, la IA se plan ea como un po en e
ins umen o pa a educi su consumo
2
y hace más e icien e a la p opia ed eléc ica e o ia ia.
Es a ed de acción es un sis ema complejo, simila al es o de edes eléc icas, pe o con ca gas
que son a iables en el espacio y en el iempo y pe iles de consumo muy i egula es.
Conside ando que es á o mada po un g an núme o de nodos, y pa iendo de los da os de
consumo eléc ico en odos ellos, el obje i o de la IA se ía p edeci el consumo de ene gía en
cada uno de ellos, en unción de los di e en es pa áme os de con ol p e iamen e de e minados.
Con ello se pod án es ablece u inas au omá icas de con ol a los ope ado es de la ed y a los
enes, con el obje i o de minimiza el consumo p e is o. Del mismo modo se pod án gene a
esquemas de conexión e icien es en unción de las p edicciones de consumo ealizadas. La IA
2
Los adminis ado es y compañías e o ia ias son uno de los p incipales consumido es de ene gía
eléc ica en los países desa ollados. Cualquie educción de es e consumo, po pequeño que sea, end á
un impac o di ec o en la cuen a de esul ados de es as o ganizaciones.
Jo nadas sob e In eligencia A i icial - CUASI 2023
ambién posibili a á el aumen o de la segu idad de la ed, op imizando el uncionamien o de los
ac i os in oluc ados median e la mejo a de su supe isión y man enimien o.
Del mismo modo, la IA puede apo a ac ualmen e muchas en ajas a la ges ión de la segu idad
ope acional. Las necesidades en es e ámbi o pasan po con ola en iempo eal los di e en es
e en os en la in aes uc u a que pueden a ec a a la segu idad de la ci culación de los enes.
Pa iendo de es e con ol, la IA debe p edeci la ocu encia de esos e en os pa a pode
eacciona a iempo desde los cen os de con ol de á ico y de man enimien o. O o aspec o de
in e és se ía el con ol y p edicción de nue os enómenos me eo ológicos que pueden a ec a a
la segu idad de la in aes uc u a e o ia ia.
Un ejemplo des acable de aplicación de la IA se basa ía en el empleo de cáma as in eligen es
de ideo pa a iden i ica , en base a pa ones p e iamen e ca ac e izados, posibles amenazas
pa a la segu idad en pasos a ni el, en andenes de es aciones o en zonas de desmon e con
o og a ía compleja (Figu a 2).
Figu a 2. La ecnología AI aplicada a cáma as óp icas es á eniendo un g an núme o de aplicaciones en
el sec o e o ia io. En es e caso se puede obse a la imagen de una cáma a que supe isa un paso a
ni el en el que se emplea un algo i mo basado en AI pa a de ec a posibles obje os que queden de enidos
en las ías (un ehículo en mo imien o se in e p e a como una si uación de no iesgo mien as que un
ehículo u obje o de enido sí ac i a ía una ala ma pasado un iempo de e minado). Fuen e: au o es.
La ges ión de la conse ación y el man enimien o de la in aes uc u a es o o impo an e
ámbi o de uso de la IA. La educción del cos e de man enimien o de los ac i os y la p edicción
de ocu encias de allo en cada uno de ellos, son los p incipales obje i os pa a la aplicación de
la In eligencia A i icial. Ambos obje i os es án asociados al empleo de un man enimien o
p edic i o o CBM, basado en la condición del ac i o. P ecisamen e el p oceso ac ual consis e en
mig a a ese ipo de man enimien o CBM desde el ipo empleado en es e momen o, es o es, un
man enimien o p e en i o o TBM, basado en la pe iodicidad de inspecciones
independien emen e del es ado del ac i o (Figu a 3).
El man enimien o CBM posibili a á la gene ación de in o mación que, jun o a las écnicas de IA,
pe mi i á p edeci la ocu encia de un allo y así pode eacciona a iempo desde los cen os de
con ol de á ico y de man enimien o. Po su pa e, la mejo a del diagnós ico de las inspecciones,
a a és de un mejo uso de la in o mación adqui ida, pe mi i á hace más e icien e las
ac uaciones de man enimien o.

Jo nadas sob e In eligencia A i icial - CUASI 2023
Figu a 3. Di e en es ipos de man enimien o empleados en el ámbi o e o ia io. Ac ualmen e se ha
abandonado el man enimien o co ec i o y se ha adop ado el man enimien o p e en i o (TBM), debiendo
e oluciona a un man enimien o p edic i o o basado en el es ado del ac i o (CBM). És e úl imo es á
ín imamen e ligado a la aplicación y uso de la IA. Fuen e: au o es.
Un ámbi o undamen al pa a la aplicación de la IA en el e oca il es la ges ión de las
es aciones de iaje os. Aspec os como:
− la mejo a de la a ención e in o mación al clien e, de mane a que és e encuen e odo lo
necesa io pa a conoce la es ación y su en o no;
− la implan ación del posicionamien o y guiado indoo pa a que los usua ios sean capaces
de o ien a se den o de la es ación, a a és de su disposi i o mó il, pudiendo accede a
cualquie in o mación ele an e de la es ación;
− la disposición de in o mación en iempo eal de la o e a de o os modos de anspo e
( axis, au obuses u banos, me opoli anos, e cé e a);
− y el con ol en iempo eal y p e isión del a o o de la es ación,
pod án se ges ionados median e la ecnología IA. Un aspec o de g an in e és se á el uso de
obo s que pe mi an ayuda al usua io de la es ación en de e minadas unciones: o ien ación,
ecogida de basu a, acceso al en, e cé e a (Figu a 4).
En el caso de la ges ión de la logís ica e o ia ia la IA a a plan ea un cambio sus ancial de
las ope aciones ealizadas en las e minales e o ia ias de me cancías. Una uncionalidad de
g an in e és es la aplicación de la conducción au ónoma de los ehículos que se desplazan po
la e minal, mejo ando el endimien o y la segu idad de las e minales al pode an icipa se a
compo amien os inespe ados. En es e sen ido, la c ecien e escasez de conduc o es, así como
los con inuos desa íos de segu idad y e iciencia, es án lle ando a las emp esas de logís ica y
almacenamien o a conside a la au oma ización de los ehículos empleados pa a el anspo e
in e no de las dis in as ca gas.
O as aplicaciones g an in e és de la IA se ían:
− empleo de cáma as in eligen es dis ibuidas po la e minal a a és de las cuales se
puedan de ec a , median e las imágenes co espondien es, con enedo es de ca ga en
mal es ado o posición inadecuada en el luga de almacenamien o;
− empleo de g úas au omá icas, sin ope a ios, que ealicen los p ocesos de ca ga y
desca ga desde las composiciones e o ia ias a los camiones y ice e sa.
Jo nadas sob e In eligencia A i icial - CUASI 2023
Figu a 4. Robo desa ollado po la Fundación ONCE pa a el guiado indoo en la es ación de pe sonas
con discapacidad isual o de o o ipo. Fuen e: au o es.
Po úl imo, la ans o mación digi al en el ámbi o de la ges ión del á ico se á obje o de
impo an es líneas de abajo en el ámbi o de la IA. De o ma conc e a, la In eligencia A i icial
pod á op imiza la ope ación del á ico e o ia io desde los pues os de con ol al pode , po
ejemplo, asis i y ecomenda a los agen es de á ico, de una mane a au omá ica, cómo deben
p ocede en caso de exis i incidencias que a ec en a la explo ación. Igualmen e se pod ía
p edeci la exis encia de es as incidencias, pe mi iendo con ello p e e con iempo las posibles
acciones. En gene al la IA pe mi i á la inco po ación y explo ación de nue as he amien as que
analiza án, diagnos ica án y p edeci án las condiciones de ope ación de la ed (Figu a 5).
Un obje i o es a égico con la IA aplicada a es e ámbi o, se ía la esolución au omá ica de
i ine a ios
3
. La IA debe pe mi i es ablece de mane a au omá ica qué i ine a ios son los más
e icien es y e ec i os en caso de p oduci se una incidencia de e minada o simplemen e pa a
op imiza la plani icación del á ico en un espacio empo al de e minado. Aunque es os i ine a ios
no se es ablecie an de o ma au omá ica, sí pod ía implan a se un sis ema que ecomenda a al
agen e de ci culación qué hace en caso de p oduci se una incidencia que a ec e a la ci culación
egula de los enes.
4. Conclusiones
La op imización de los dis in os p ocesos empleados en el sec o e o ia io median e la adopción
de nue as ecnologías habili ado as como la In eligencia A i icial, es una acción pues a en
ma cha po el sec o en los úl imos años y que con inua á po enciándose en los siguien es. Es e
es el plan eamien o seguido po ADIF en su es a egia de digi alización e inno ación.
El desa ollo de p oyec os ecnológicos demos a i os con es as nue as ecnologías -que
pe mi i án p oba p o o ipos en un en o no eal de ope ación (po an o, has a un ni el de
3
El i ine a io, en e minología e o ia ia, es la u a que es ablece el encla amien o pa a que un en se
desplace desde un pun o inicial a o o inal.
Jo nadas sob e In eligencia A i icial - CUASI 2023
madu ez de la ecnología -TRL- de 7/8)- es una de las p incipales acciones a pone en ma cha
(Figu a 5).
Figu a 5. Plan eamien o asociado al desa ollo de demos ado es en en o nos eales de ope ación. En
unción de sus esul ados, la ecnología p obada se á obje o de nue os p oyec os o de aplicación inal en
el ciclo de p oducción. Fuen e: au o es.
Cabe des aca que ADIF desa olla en el momen o ac ual ce ca de 20 demos ado es p opios de
es e ipo elacionados con la In eligencia A i icial y que es á pe mi iendo analiza su
compo amien o en las dis in as á eas iden i icadas. Es os demos ado es se dis ibuyen a lo
la go de oda la ex ensión geog á ica de la ed e o ia ia, an o en las líneas de al a elocidad
como en las líneas clásicas y de ancho mé ico. Así po ejemplo, se desa ollan p oyec os pa a
aplica la IA al compo amien o y e olución de des íos, puen es y iaduc os o pa a c ea un
p o o ipo de ed eléc ica e o ia ia in eligen e (Railway Sma G id). Debe eseña se que en
odos es os p oyec os ADIF colabo a con una g an núme o de emp esas ecnológicas, cen os
de in es igación y uni e sidades.
Po o a pa e, en el ámbi o eu opeo ambién se es á p io izando el desa ollo de es e ipo de
p oyec os bajo el sopo e del nue o p og ama de in es igación e inno ación e o ia ia Eu ope’s
Rail Join Unde aking (ERJU), del cual ADIF es miemb o undado . ERJU es el mayo p og ama
de es e ipo has a la echa. O ece á has a 2030 (y desde 2022) ac i idades po un alo mínimo
de 1.236 millones de eu os ealizadas po sus miemb os undado es y o os bene icia ios. El
obje i o de ERJU es o ece una ed e o ia ia eu opea in eg ada de al a capacidad eliminando
las ba e as a la in e ope abilidad y p opo cionando soluciones sis émicas al sec o con el
obje i o de acele a el desa ollo y despliegue de p oyec os e inno aciones. Es a inicia i a a a
de ap o echa el eno me po encial de la digi alización y la au oma ización pa a educi los cos es
del sis ema e o ia io, aumen a su capacidad y mejo a su lexibilidad y iabilidad. En es e
sen ido, la In eligencia A i icial es una de las p incipales ecnologías ans e sales a odos los
desa ollos.
Una conclusión de g an impo ancia en el desa ollo de es e ipo de p oyec os se e ie e al
ediseño y capaci ación de la ue za de abajo. La adopción de nue as ecnologías pa a la
op imización de los p ocesos y la de inición de una nue a es a egia de da os es á exigiendo a
las compañías con a con nue os pe iles p o esionales con las habilidades necesa ias pa a da
espues a a es as necesidades o ganiza i as (po ejemplo, nue os especialis as en el
a amien o de da os). Po o a pa e, eniendo en cuen a la na u aleza an conse ado a de las
o ganizaciones e o ia ias, se á p eciso ealiza un cambio de men alidad in e na con los
equipos de abajo ya exis en es, o ien ándolos a la con eniencia de uso de es os nue os
p ocedimien os.
Co o
plazo
Medio
plazo
La go
plazo
Desa ollo de demos ado es
en en o no eal (TRL 7)
Ensayos,
esul ados y
conclusiones
Re lexión in e na
en la o ganización
Aplicación en las
á eas de
p oducción