TRCAS เทคโนโลยีตรวจจับสิ่งกีดขวางบนรางรถไฟ แจ้งเตือนล่วงหน้า 2 กิโลเมตร

สรุปใจความสำคัญ

• TRCAS เทคโนโลยีตรวจจับสิ่งกีดขวางบนรางรถไฟ แจ้งเตือนคนขับล่วงหน้า 1–2 กิโลเมตร เพิ่มโอกาสในการชะลอและหยุดรถได้ทันท่วงที
• ผสานเรดาร์ X-band กล้องถ่ายภาพทางไกล และ AI เพื่อตรวจจับและจำแนกสิ่งกีดขวาง เช่น บุคคล สัตว์ และยานพาหนะ พร้อมประเมินความเสี่ยงต่อการเกิดอุบัติเหตุ
• ทดสอบใช้งานจริงกับรถไฟขนส่งสินค้าของ รฟท. ระบบตรวจพบชายสวมชุดสีดำที่กีดขวางขอบรางได้จากระยะ 1.7 กิโลเมตร ขณะที่ยังอยู่นอกระยะที่คนขับมองเห็น
• การแจ้งเตือนช่วยให้คนขับมีเวลาเบรกและหยุดรถได้ทันท่วงที พร้อมส่งต่อข้อมูลให้ผู้ดูแลสถานีเข้าช่วยเหลือและนำสิ่งกีดขวางออกจากราง
• เทคโนโลยีมีศักยภาพต่อยอดสู่การใช้งานแบบ Dual Use ทั้งระบบต่อต้านอากาศยานไร้คนขับ การเฝ้าระวังไฟป่า และการตรวจจับบุคคลหรือยานพาหนะต้องสงสัย โดยปัจจุบัน TRCAS พร้อมถ่ายทอดเทคโนโลยี

รถไฟเป็นระบบขนส่งมวลชนขนาดใหญ่ที่ให้บริการขนส่งผู้โดยสารและสินค้าได้ครั้งละจำนวนมากจึงมีน้ำหนักรวมสูง (มหาศาล) การหยุดรถแบบกระชั้นชิดเมื่อเกิดเหตุฉุกเฉินทำได้ยาก โดยเฉพาะช่วงกลางคืนที่ทัศนวิสัยไม่ดี ระยะการมองเห็นอาจลดลงเหลือต่ำกว่า 20 เมตร ขณะที่ระยะการเบรกที่เหมาะสมหากเดินรถที่ความเร็วประมาณ 80 กิโลเมตรต่อชั่วโมง คือ ที่ระยะ 700 เมตร ทำให้คนขับรถไฟต้องใช้สมาธิเป็นอย่างมากเพื่อควบคุมทั้งการขับขี่และการเฝ้าระวังสิ่งกีดขวางบนรางรถไฟเพื่อไม่ให้เกิดอุบัติเหตุ

จากปัญหาดังกล่าวตั้งแต่ปี 2565 การรถไฟแห่งประเทศไทย (รฟท.) ได้ร่วมกับสำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) กระทรวงการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม (อว.) โดยศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ (เนคเทค) และศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ (เอ็มเทค) พัฒนา “ระบบช่วยตรวจจับสิ่งกีดขวางบนทางรถไฟหรือ Train Collision Avoidance System (TRCAS, ทีอาร์แคส)” เพื่อช่วยแจ้งเตือนให้คนขับทราบถึงสิ่งกีดขวางล่วงหน้าตั้งแต่ระยะ 1–2 กิโลเมตร เพื่อชะลอรถ ลดความเสี่ยงการเกิดอุบัติเหตุ โดยได้รับการสนับสนุนทุนวิจัยจากหน่วยบริหารจัดการทุนด้านการเพิ่มความสามารถในการแข่งขันของประเทศ (บพข.)

ดร.ทิวัตถ์ พงศ์ถาวรกมล หัวหน้าทีมวิจัยระบบระบุตำแหน่งและบ่งชี้อัตโนมัติ เนคเทค สวทช. อธิบายว่า TRCAS เป็นเทคโนโลยีตรวจจับสิ่งกีดขวางบนรางรถไฟด้วยเรดาร์ X-band (เอกซ์แบนด์) ที่มีระยะตรวจจับสิ่งกีดขวางประมาณ 3-4 กิโลเมตร ทำงานคู่กับกล้องถ่ายภาพทางไกลที่จับโฟกัสวัตถุที่อยู่ห่างออกไป 2 กิโลเมตรได้

“กลไกการทำงาน คือ เมื่อเรดาร์ X-band ตรวจจับสิ่งกีดขวางได้ จะสั่งการไปที่ระบบให้กล้องบันทึกภาพสิ่งกีดขวาง ก่อนส่งภาพให้ระบบปัญญาประดิษฐ์ (AI) ประมวลผลด้วยเทคนิคการตรวจจับวัตถุ (Object Detection) และการเรียนรู้เชิงลึกแบบโครงข่ายประสาทเทียม (Convolutional Neural Network Deep Learning) ว่าสิ่งที่กีดขวางคืออะไร โดย AI สามารถระบุได้ว่าสิ่งที่กีดขวางเป็นบุคคล สัตว์ หรือยานพาหนะ ฯลฯ รวมถึงการกีดขวางเป็นลักษณะใด เช่น อยู่บนราง อยู่ในระยะใกล้กับรางรถไฟ หากสิ่งกีดขวางอยู่บนรางหรืออยู่ในระยะที่เสี่ยงต่อการเกิดอุบัติเหตุเฉี่ยวชน ระบบจะแจ้งเตือนทั้งเสียงและภาพให้คนขับทราบล่วงหน้าตั้งแต่ระยะ 1-2 กิโลเมตร เพื่อช่วยเพิ่มโอกาสชะลอความเร็วก่อนหยุดรถ ลดความเสี่ยงการเกิดอุบัติเหตุ และติดต่อแจ้งเตือนไปยังผู้ดูแลสถานีนั้น ๆ ให้ช่วยเคลื่อนย้ายสิ่งกีดขวางที่พบออกได้”

นอกจากการพัฒนาเซนเซอร์และระบบประมวลผล การนำเทคโนโลยีไปติดตั้งบนรถไฟยังต้องคำนึงถึงสภาพแวดล้อมในขณะปฏิบัติงานจริง เนื่องจากรถไฟมีแรงสั่นสะเทือนและอุณหภูมิที่สูงกว่าสถานที่ทั่วไป

ดร.ทิวัตถ์ อธิบายว่า ชุดอุปกรณ์เรดาร์ X-band ผ่านการทดสอบจากศูนย์ทดสอบผลิตภัณฑ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ (พีเทค) แล้วว่า ไม่มีสัญญาณรบกวนระบบควบคุมการทำงานของรถไฟ ขณะที่การติดตั้งอุปกรณ์เพื่อใช้งานในสภาวะแรงสั่นสะเทือนสูงกว่าทั่วไป มีกลุ่มวิจัยเทคโนโลยีระบบรางและการขนส่งสมัยใหม่ เอ็มเทค สวทช. มาช่วยทำระบบจำลองแรงสั่นสะเทือนและพัฒนาโครงสร้างที่เหมาะสมสำหรับติดตั้งอุปกรณ์บนรถไฟ ทั้งความคงทนต่อสภาพแวดล้อมและความสะดวกในการใช้งานของคนขับ ส่วนความคงทนของอุปกรณ์ต่ออุณหภูมิที่สูงกว่าทั่วไป ผ่านการทดสอบตามมาตรฐานอุตสาหกรรม

ที่ผ่านมาทีมวิจัยได้ร่วมกับ รฟท. ทดสอบใช้งานระบบ TRCAS กับรถไฟขนส่งสินค้าที่เดินทางไป-กลับด้วยเส้นทาง ICD ลาดกระบัง–ท่าเรือแหลมฉบัง

ดร.ทิวัตถ์ เล่าว่า ตอนทดสอบใช้งานจริง ระหว่างเดินทางกลับจากแหลมฉบังมายังสถานีลาดกระบัง ระบบตรวจจับและแจ้งเตือนว่ามีชายสวมชุดสีดำนั่งกีดขวางอยู่บนขอบรางรถไฟได้ตั้งแต่ระยะ 1.7 กิโลเมตร ซึ่งไม่อยู่ในระยะวิสัยที่คนขับจะสังเกตเห็นได้ ทำให้ในคราวนั้นคนขับรถไฟเหยียบเบรกเพื่อชะลอความเร็วและหยุดรถได้ทันท่วงที ก่อนขอความช่วยเหลือไปยังผู้ดูแลที่สถานีนั้นให้พาชายคนดังกล่าวออกจากบริเวณรางรถไฟ เหตุการณ์ครั้งนั้นทำให้คนขับรถไฟรู้สึกประทับใจและอยากให้นำระบบมาติดตั้งใช้งานจริงต่อไป

“TRCAS ไม่เพียงใช้งานได้กับระบบรถไฟเท่านั้น เพราะเทคโนโลยีการตรวจจับสิ่งกีดขวางระยะไกลและเทคโนโลยีประมวลผลภาพเป็น dual use หรือเทคโนโลยีที่ใช้งานทั้งฝั่งการทหารและพลเรือน ทำให้พัฒนาต่อยอดเทคโนโลยีนี้เพื่อใช้ในภารกิจอื่น ๆ ได้อีกหลากหลาย เช่น ระบบต่อต้านอากาศยานไร้คนขับ ระบบเฝ้าระวังกลุ่มควันจากไฟป่าเพื่อป้องกันและบรรเทาสาธารณภัย ระบบตรวจจับผู้ต้องสงสัยและยานพาหนะต้องสงสัย”

ปัจจุบันเทคโนโลยี TRCAS อยู่ในสถานะพร้อมถ่ายทอดเทคโนโลยี ผู้ประกอบการที่สนใจใช้งานหรือร่วมวิจัยต่อยอดไปสู่ผลิตภัณฑ์อื่น ติดต่อสอบถามได้ที่ ดร.ทิวัตถ์ พงศ์ถาวรกมล อีเมล tiwat.pon@nectec.or.th

เรียบเรียงโดย ภัทรา สัปปินันทน์ ฝ่ายสร้างสรรค์สื่อและผลิตภัณฑ์ สวทช.
อาร์ตเวิร์กโดย ภัทรา สัปปินันทน์
ภาพประกอบโดย ฝ่ายประชาสัมพันธ์ สวทช., เนคเทค สวทช. และภาพที่สร้างขึ้นด้วย AI