Inżynieria danych w służbie kolei
Jak przyspieszyć budowę kluczowej infrastruktury w Polsce? Odpowiedź na to pytanie znalazł zespół HackStorm, w którego składzie znajduje się Daniel Kowal, student studiów podyplomowych na kierunku „Cyberbezpieczeństwo i ochrona zasobów informacyjnych” realizowanych w Centrum Studiów Podyplomowych Politechniki Rzeszowskiej. Projekt zespołu został doceniony podczas HackNation 2025, największego w Polsce hackathonu wdrożeniowego, łączącego świat nauki i technologii z potrzebami administracji państwowej.
Zespół HackStorm podjął się wyzwania postawionego przez Centralny Port Komunikacyjny (CPK), tj. automatyzacji przetwarzania tzw. chmur punktów (plików LAS). To gigantyczne zbiory danych geometrycznych uzyskiwanych ze skanerów laserowych. Zespół zamiast nieprzejrzystych sieci neuronowych zastosował podejście inżynierskie i transparentne, tworząc system hybrydowy łączący wydajność języka C++ z elastycznością Pythona. Co robi system? Rozwiązanie w sposób zautomatyzowany: usuwa szum – „czyści” dane z błędów pomiarowych, klasyfikuje obiekty – algorytmy same rozpoznają, co jest torem, co mostem, a co słupem energetycznym, generuje raporty – tworzy gotowe podkłady dla inżynierów i architektów (BIM).
Projekt to wynik pracy zespołowej: Łukasza Cierockiego, Aleksandry Janczak, Tomasza Kapłońskiego, Michała Żaka i Daniela Kowala. Połączenie wiedzy z zakresu systemów geoprzestrzeniach, programowania i cyberbezpieczeństwa pozwoliło stworzyć narzędzie, które oszczędza setki godzin pracy inżynierów i minimalizuje ryzyko błędu ludzkiego przy wielomiliardowych inwestycjach.
Wyzwanie: Precyzja w skali makro – inżynieria danych dla CPK
Przy planowaniu strategicznych inwestycji, takich jak Centralny Port Komunikacyjny, inżynierowie opierają się na laserowych skanach terenu (LiDAR). Są to zbiory miliardów punktów tworzące cyfrowy, trójwymiarowy obraz rzeczywistości. Do tej pory precyzyjna segregacja obiektów na takim skanie, np. odróżnienie infrastruktury kolejowej od roślinności, stanowiła ogromne wyzwanie technologiczne. Równie istotna, ale dotychczas wymagająca czasochłonnej pracy manualnej, była automatyczna detekcja naziemnych elementów infrastruktury technicznej (takich jak studzienki, włazy czy szafy sterownicze). Obiekty te stanowią krytyczne punkty referencyjne niezbędne do bezpiecznego wyznaczenia przebiegu ukrytych pod powierzchnią magistrali teleinformatycznych oraz energetycznych sieci wysokiego napięcia.
Rozwiązanie: Przełamanie bariery „Big Data" – system D.R.W.A.L.
Inwestycje skali CPK generują setki gigabajtów danych przestrzennych. Aby wyeliminować „wąskie gardła” w procesie projektowym, zespół HackStorm opracował system D.R.W.A.L., oparty na zaawansowanym modelu heurystycznym analizy chmur punktów. W obliczu wyzwania analizy Big Data zespół zdecydował się na niekonwencjonalne podejście inżynierskie. Zamiast polegać na popularnych, lecz często nieprzejrzystych algorytmach sztucznej inteligencji (tzw. „Black Box"), członkowie zespołu postawili na transparentną inżynierię cech geometrycznych. Algorytm automatycznie przetwarza miliardy punktów, wykorzystując precyzyjne reguły matematyczne. Przekształca surowy skan w ustrukturyzowaną wiedzę inżynierską, umożliwiając błyskawiczne porównanie stanu rzeczywistego z modelami projektowymi 3D (BIM). Pozwala to na automatyczną ocenę postępu budowy i natychmiastowe wykrywanie kolizji.
Co kluczowe – rozwiązanie jest w pełni deterministyczne i audytowalne. Każda decyzja systemu wynika z jasnych reguł inżynierskich, co eliminuje ryzyko błędów poznawczych AI i gwarantuje 100% powtarzalność wyników – cechę niezbędną w inżynierii lądowej i infrastrukturze krytycznej.
Daniel Kowal wniósł do projektu unikatowe kompetencje interdyscyplinarne. Łącząc wiedzę zdobywaną na kierunku „Cyberbezpieczeństwo i ochrona zasobów informacyjnych" z doświadczeniem zawodowym, zadbał o to, by system spełniał rygorystyczne normy bezpieczeństwa. Jak podkreślał Daniel: „Sukces zespołu jest w dużej mierze dowodem na wysoką jakość kształcenia w CSP PRz. Wiedza, którą zdobywam na kierunku Cyberbezpieczeństwo, pozwoliła nie tylko na teoretyczne zrozumienie problemu, ale przede wszystkim na zaprojektowanie bezpiecznego i audytowalnego systemu dla infrastruktury krytycznej”. Projekt ten jest więc doskonałym przykładem realizacji misji Politechniki Rzeszowskiej – kształcenia praktyków, którzy potrafią wykorzystać nowoczesną wiedzę akademicką do rozwiązywania realnych, złożonych problemów polskiej gospodarki.
Organizatorem wydarzenia było Ministerstwo Cyfryzacji we współpracy z Ministerstwem Finansów – Krajową Administracją Skarbową.
