Η παρούσα εργασία επικεντρώνεται στη μελέτη και πειραματική ανάπτυξη ενός συστήματος επικοινωνίας και υπολογισμών, το οποίο ενσωματώνει τεχνολογίες Cloud, Edge, και IoT (Internet of Things) για την ενίσχυση της ασφάλειας στις σιδηροδρομικές μεταφορές. Η προσέγγιση αυτή του συστήματος βασίζεται στη χρήση ενός συνεχούς πλαισίου Cloud-Edge-IoT (Cloud-Edge-IoT continuum) που εξασφαλίζει την επικοινωνία και επεξεργασία δεδομένων μεταξύ διαφόρων συσκευών και υποδομών.

Η εφαρμογή αυτής της τεχνολογίας επιτρέπει την άμεση και αποδοτική διαχείριση δεδομένων που σχετίζονται με την ασφάλεια των σιδηροδρομικών μεταφορών. Οι συσκευές IoT τοποθετούνται στρατηγικά κατά μήκος των γραμμών και στις αμαξοστοιχίες, συλλέγοντας δεδομένα σε πραγματικό χρόνο τα οποία μεταδίδονται προς τις μονάδες επεξεργασίας Edge. Οι μονάδες αυτές είναι υπεύθυνες για την αρχική επεξεργασία των δεδομένων, τη μείωση του φόρτου εργασίας στο κεντρικό σύστημα Cloud, και την παροχή άμεσων αντιδράσεων σε περιπτώσεις έκτακτης ανάγκης.

Κάθε σταθερός κόμβος καταγράφει συνεχώς βίντεο, το οποίο αναμεταδίδεται σε έναν κινητό κόμβο. Αυτή η δυνατότητα παρέχει συνεχή παρακολούθηση και καταγραφή της κατάστασης σε διάφορα σημεία της σιδηροδρομικής υποδομής, ενισχύοντας έτσι την ασφάλεια.

Τα αποτελέσματα των πειραμάτων δείχνουν ότι το προτεινόμενο σύστημα μπορεί να βελτιώσει την ασφάλεια των σιδηροδρομικών μεταφορών. Η υλοποίηση του συστήματος σε διάφορα σενάρια χρήσης έδειξε ότι η επικοινωνία μεταξύ των συσκευών IoT, των μονάδων Edge και του Cloud ήταν αξιόπιστη και αποτελεσματική. Επιπλέον, η δυνατότητα άμεσης επεξεργασίας δεδομένων στις μονάδες Edge συνέβαλε στη μείωση των καθυστερήσεων και την ταχύτερη ανταπόκριση σε καταστάσεις έκτακτης ανάγκης.

Συνολικά, η εργασία αυτή αναδεικνύει την ανάγκη και τη δυνατότητα ενσωμάτωσης της τεχνολογίας IoT στις σιδηροδρομικές μεταφορές για τη βελτίωση της ασφάλειας και της αποδοτικότητας.

The present work focuses on the study and experimental development of a communication and computing system, which integrates Cloud, Edge, and IoT (Internet of Things) technologies to enhance safety in railway transportation. This system approach is based on the use of a continuous Cloud-Edge-IoT framework (Cloud-Edge-IoT continuum) that ensures communication and data processing between various devices and infrastructures.

The application of this technology allows for immediate and efficient management of data related to railway transportation safety. IoT devices are strategically placed along the railway lines and on trains, collecting real-time data that is transmitted to Edge processing units. These units are responsible for the initial data processing, reducing the workload on the central Cloud system, and providing immediate responses in emergency situations.

Each fixed node continuously records video, which is retransmitted to a mobile node. This capability provides continuous monitoring and recording of the situation at various points in the railway infrastructure, thus enhancing safety.

The experimental results show that the proposed system can improve the safety of railway transportation. The implementation of the system in various use case scenarios demonstrated that communication between IoT devices, Edge units, and the Cloud was reliable and effective. Additionally, the ability to process data immediately at the Edge units contributed to reducing delays and faster response times in emergency situations.

Overall, this work highlights the need and potential for integrating IoT technology in railway transportation to improve safety and efficiency.