Inner Mongolia Vocational and Technical College of Transportation

Mit der rasanten Entwicklung von Wissenschaft und Technologie werden fortschrittliche Technologien wie Künstliche Intelligenz, Internet der Dinge und Big Data in vielen Bereichen umfassend eingesetzt. Unser Team hat durch zahlreiche Beobachtungen und das Erlernen des fachspezifischen Wissens der Bahnbranche festgestellt, dass das Verkaufen von Waren durch Zugpersonal in engen Gängen und überfüllten Abteilen das Reiseerlebnis der Passagiere beeinträchtigt und zu Unbehagen führt. Deshalb haben wir uns entschlossen, eine innovative Lösung zu entwickeln: Ein vollautomatisiertes, fahrerloses Verkaufsfahrzeug, das die Kosten senkt und intelligente Technologien in das tägliche Leben auf der Zugfahrt integriert.

Die Idee entstand durch eine umfassende Betrachtung vieler Aspekte sowie durch inspirierende Diskussionen. Vor allem der Marktdruck und das Bedürfnis, das Reiseerlebnis der Passagiere zu verbessern, haben uns dazu veranlasst, eine Lösung zu suchen. Der manuelle Verkauf von Waren in überfüllten Abteilen oder zu später Stunde birgt viele Unannehmlichkeiten. Hinzu kommt der Wandel in den Konsumgewohnheiten, bei dem Bequemlichkeit eine immer größere Rolle spielt. Dies führte uns zu dem innovativen Konzept eines vollautomatisierten Verkaufswagens, der es den Passagieren ermöglicht, bequem vom Sitzplatz aus die gewünschten Waren zu erwerben.

Die Inspiration kam aus der Beobachtung des Alltagslebens und der zunehmenden Beliebtheit von Verkaufsautomaten, insbesondere in öffentlichen Einrichtungen und Verkehrsknotenpunkten. Diese Bequemlichkeit war der Auslöser für die Idee, Verkaufsautomaten auch in Zugwaggons einzusetzen.

Unser Team fasste die Ziele dieser Innovation wie folgt zusammen:

  1. Verbesserung des Einkaufserlebnisses (mehr Bequemlichkeit, Vielfalt und Automatisierung)
  2. Senkung der Betriebskosten (Reduzierung der Personalkosten, effizientes Management)
  3. Erhöhung der Einnahmequellen (Produktverkäufe, Werbepartnerschaften)
  4. Förderung technologischer Innovationen und industrieller Weiterentwicklung (Anwendung neuer Technologien und industrielle Modernisierung)

Umweltfreundlichkeit und nachhaltige Entwicklung (Reduzierung von Verpackungsmüll, effiziente Ressourcennutzung)

Unser Team beschreibt die Funktionen und Inhalte des automatischen Verkaufswagens im Zug anhand der folgenden sechs Punkte:

  1. Selbstbedienungs-Shopping und Zahlungsfunktion    
    – Warenanzeige und Auswahl: Auf der Armlehne oder dem kleinen Klapptisch des Zuges wird ein hochauflösender Touchscreen oder LED-Display installiert, der den Passagieren Informationen zu den Produkten anzeigt und ihnen die Auswahl sowie Bezahlung erleichtert. Der automatische Verkaufswagen liefert die Bestellung dann entsprechend der Daten.
  2. Intelligentes Bestandsmanagement und Nachschub 
    – Echtzeit-Bestandsüberwachung: Durch den Einsatz von Internet-of-Things-Technologie (IoT) wird der Warenbestand in Echtzeit überwacht. Sobald der Bestand unter einen festgelegten Schwellenwert fällt, wird automatisch eine Nachschubanforderung ausgelöst.
  3. Anpassung an die Betriebsumgebung im Zug 
    – Stabile Mobilität: Der Verkaufswagen ist mit einer stabilen, mobilen Basis und einem Stoßdämpfungssystem ausgestattet. Ein Radarsystem und Infrarotsensoren sorgen dafür, dass der Wagen während der Fahrt stabil bleibt und Warenverluste oder -beschädigungen vermieden werden. 
    – Energieversorgung: Der Verkaufswagen wird entweder über Batterien oder direkt durch das Stromsystem des Zuges betrieben, um einen reibungslosen Betrieb und stabile Energieversorgung sicherzustellen.
  4. Optimierung der interaktiven Erfahrung 
    – Sprachansagen und Anleitung: Während des Einkaufsprozesses werden Sprachansagen bereitgestellt, die den Passagieren helfen, den Ablauf und wichtige Hinweise schnell zu verstehen, insbesondere für ältere Menschen oder Personen mit speziellen Bedürfnissen. 
    – Personalisierte Empfehlungen: Basierend auf den Einkaufsgewohnheiten und Vorlieben der Passagiere bietet der Wagen personalisierte Produktempfehlungen, um das Einkaufserlebnis zu verbessern.
  5. Sicherheit und Hygiene 
    – Lebensmittelsicherheitsmanagement: Um sicherzustellen, dass alle verkauften Waren den Lebensmittelsicherheitsstandards entsprechen, werden regelmäßig Kontrollen durchgeführt und abgelaufene oder verdorbene Waren ausgetauscht. 
    – Hygienische Reinigung: Der Verkaufswagen ist so gestaltet, dass seine Innenstruktur und Außenmaterialien leicht zu reinigen sind. Dies erleichtert dem Personal die tägliche Reinigung und Desinfektion.
  6. Datenanalyse und Betriebsoptimierung 
    – Verkaufsdatenanalyse: Durch die Sammlung und Analyse von Verkaufsdaten können die Einkaufsgewohnheiten und Vorlieben der Passagiere erfasst werden. Dies liefert wichtige Daten für die Produktauswahl und Marketingstrategien. 
    – Betriebsoptimierung: Basierend auf den Ergebnissen der Datenanalyse werden dem Betriebspersonal Empfehlungen zur Optimierung gegeben, wie z.B. Anpassungen in der Warenanordnung oder Verbesserungen im Zahlungsprozess, um die Effizienz und Zufriedenheit der Passagiere zu steigern.

Das Konzept basiert zwar teilweise auf bestehenden Ideen und Technologien, wie automatisierten Verkaufssystemen, aber vollautomatisierte Verkaufswagen in Zügen stellen ein innovatives Feld dar, das bisher keine Anwendung im Markt gefunden hat.

Der Prozess zur Umsetzung des vollautomatisierten Verkaufswagens im Zug erfolgte in mehreren Schritten:

  1. Marktforschung: Zunächst wurde der Markt analysiert, um die Einkaufsbedürfnisse der Passagiere im Zug, deren Zahlungsvorlieben sowie die aktuellen manuellen Verkaufspraktiken mit Verkaufswägen zu verstehen.
  2. Technische Machbarkeitsanalyse: Es wurde geprüft, welche Technologien und Ressourcen benötigt werden, um die Idee umzusetzen.
  3. Konzeptentwicklung: Das Design des unbemannten Verkaufswagens wurde entwickelt, einschließlich der mechanischen Struktur, des elektrischen Systems und der Softwarearchitektur. Zudem wurde der Bewegungsmodus des Wagens, die Benutzerinteraktion sowie die Steuerungsmodi für Passagiere und ältere Menschen definiert.
  4. Technologieauswahl und Beschaffung: Geeignete Hardware wie Mobilplattformen, Regale, Touchscreens und Zahlungsmodule wurden ausgewählt. Für die Entwicklung des Softwaresystems wurden die passenden Softwaretools und Plattformen bestimmt.
  5. Test und Optimierung: Unser Team führte umfangreiche Tests der Funktionen durch, um sicherzustellen, dass der Verkaufswagen einwandfrei arbeitet, insbesondere in Bezug auf die Anzeige von Waren, Bestellungen, Zahlungen und Warenausgabe.

Unser Team ist in verschiedene Rollen unterteilt, die gemeinsam die Entwicklung, Umsetzung und Optimierung des Projekts vorantreiben. Die folgenden Rollen und Verantwortlichkeiten sind definiert:

  1. Projektleiter: Verantwortlich für die gesamte Projektplanung, -koordination und -überwachung.
  2. F&E-Team: Zuständig für die Forschung und Entwicklung der zentralen Technologien des unbemannten Verkaufswagens.
  3. Betriebs- und Wartungsteam: Verantwortlich für den täglichen Betrieb und die Wartung des Verkaufswagens.
  4. Innovations- und Support-Team: Diese Rolle ist nicht in allen Projekten vorhanden, aber bei der Entwicklung des automatisierten Verkaufswagens verantwortlich für die Bereitstellung von technologischen Innovationen und das Erforschen neuer Technologien für technologische Durchbrüche.
  5. Marketing-Team: Zuständig für Marktforschung, Bedarfsanalyse, Markenförderung und die Entwicklung von Marketingstrategien.

Es gab mehrere technische Herausforderungen, darunter die präzise Positionierung und Navigation des Verkaufswagens im Zug, die Stabilitätskontrolle, das Warenmanagement sowie die Integration von Zahlungs- und Interaktionssystemen. Im Prozess der Umsetzung waren Versuche und Fehler entscheidend, um technologische Innovationen voranzutreiben und das Produkt zu entwickeln. Dies beinhaltete die Validierung der Technik sowie kontinuierliche Anpassungen, wie zum Beispiel bei der Navigation und der präzisen Positionierung des Wagens. Ein besonders wichtiger Aspekt war die Gewährleistung der Sicherheit der Passagiere während des Betriebs des unbemannten Verkaufswagens, was durch wiederholte Tests und Optimierungen sichergestellt wurde.

Für welche Zielgruppe und in welchem Bereich wird das Ergebnis angewendet?

  1. Zielgruppe: Die Hauptzielgruppe der automatisierten Verkaufswagen im Zug sind die Passagiere. Diese Passagiere umfassen Geschäftsreisende, Reisebegeisterte, Studierende, Familien und andere Gruppen. Ihr gemeinsames Merkmal ist das Bedürfnis, während der Zugfahrt Waren oder Dienstleistungen zu erwerben, um Bedürfnisse wie Durst, Hunger oder Unterhaltung zu befriedigen. Der vollautomatische Verkaufswagen bietet diesen Passagieren eine bequeme Möglichkeit, ihre unmittelbaren Bedürfnisse zu stillen und ihr Reiseerlebnis zu verbessern.
  2. Anwendungsbereiche:  Der Einsatzbereich des Verkaufswagens liegt hauptsächlich in folgenden Bereichen:
  3. Öffentlicher Verkehr
  4. Tourismusdienstleistungen
  5. Neuer Einzelhandel
  6. Notfallversorgung

Für die Umsetzung werden verschiedene Hardware- und Softwarekomponenten eingesetzt, um Effizienz und Stabilität zu gewährleisten:

  • Hardware: Steuerungseinheit, Antriebseinheit, Sensoren, Kommunikationsgeräte, Speichereinheit, Anzeigegerät (LED-Display), Zahlungseinheit.
  • Software: Steuerungssystem-Software, Wegplanungsalgorithmus, Mensch-Maschine-Schnittstelle, Zahlungssystem, Datenmanagementsystem, Sicherheitsüberwachungssystem.

Diese Komponenten arbeiten zusammen, um sicherzustellen, dass der unbemannte Verkaufswagen effizient und sicher betrieben wird, den Passagieren eine bequeme Einkaufsmöglichkeit bietet und zugleich intelligente Technologien integriert.

Es gibt einige geplante technische Verbesserungen und Upgrades, die noch nicht umgesetzt wurden. Ein Beispiel ist die präzise Positionierung und Navigation. Obwohl der Verkaufswagen bereits über eine autonome Navigationsfähigkeit verfügt, stellen die komplexe Umgebung im Zug, Hindernisse und Signalstörungen immer noch eine Herausforderung dar.

Die Funktionalität wird in folgenden Bereichen getestet:

  •    Grundfunktionstest
  •    Leistungstest
  •    Sicherheitstest
  •    Benutzererfahrungstest

Haben Sie alle Ihre Ideen und Pläne umgesetzt? 

Es ist nicht einfach zu beantworten, ob alle Ideen und Pläne bereits vollständig umgesetzt wurden. Jedes Detail muss individuell analysiert und entsprechend der tatsächlichen Gegebenheiten bewertet werden. Gleichzeitig ist zu beachten, dass sich mit dem technologischen Fortschritt, dem Wandel der Marktnachfrage und der Verbesserung der politischen Rahmenbedingungen die automatisierten Verkaufswagen im Zug stetig weiterentwickeln und verbessern werden, um den Passagieren ein noch komfortableres und effizienteres Einkaufserlebnis zu bieten.

Unser Streben nach neuen Methoden und selbstentwickelten Technologien zeigt sich in folgenden Bereichen:

  • Hardware-Design: Das Design des Verkaufswagens wird an die Anforderungen der Umgebung und der Passagiere angepasst. Dies betrifft das äußere Erscheinungsbild, die Struktur und die Anordnung der Inhalte, um Stabilität und Langlebigkeit zu gewährleisten.
  • Software-Entwicklung: Wir entwickeln die Kernsoftware, darunter Betriebssysteme, Zahlungssysteme und Bestandsverwaltungssysteme, um das intelligente Management und den Betrieb des Verkaufswagens sicherzustellen.
  • Systemintegration: Die Integration der verschiedenen Hardware- und Softwarekomponenten sorgt für einen reibungslosen Betrieb des unbemannten Verkaufswagens und erfüllt die Anforderungen aller Funktionen.

Wir planen, unsere Arbeit in den folgenden Bereichen weiter zu vertiefen und zu optimieren:

  • Fortgeschrittene Autopilot-Technologie: Durch die Entwicklung und Einführung fortschrittlicher Sensoren und KI-Technologie wollen wir eine noch höhere Autonomie des Wagens erreichen.
  • Big Data-Analyse und Anwendung: Durch eine tiefere Datenanalyse möchten wir die betriebliche Effizienz weiter steigern.
  • Erweiterte Serviceentwicklung: Zusätzlich zur bestehenden Basis wollen wir Erweiterungen wie Notfallhilfe, Tourismusplanung und umfassende Dienstleistungen anbieten.
  • Automatische Wartung und Fernüberwachung: Die Entwicklung eines automatischen Wartungssystems sowie die Möglichkeit der Fernüberwachung sollen den Aufwand an Personal und Ressourcen reduzieren.
  • Verwendung von recycelbaren Materialien: Bei der Gestaltung und Herstellung des Verkaufswagens setzen wir auf recycelbare und umweltfreundliche Materialien, um nicht nur Kosten zu senken, sondern auch die Umweltauswirkungen zu minimieren.

Der unbemannte Verkaufswagen im Zug bringt nachhaltige Vorteile in ökologischer, sozialer und wirtschaftlicher Hinsicht:

  • Ökologische Vorteile: Der Wagen wird aus umweltfreundlichen Materialien hergestellt, darunter energieeffiziente Motoren und möglicherweise sogar Solarenergie, was den Energieverbrauch senkt.
  • Soziale Vorteile: Der Verkaufswagen bietet den Passagieren hohen Komfort, da sie benötigte Produkte kaufen können, ohne ihren Sitzplatz verlassen zu müssen. Dies steigert die Reisezufriedenheit und den Komfort.
  • Wirtschaftliche Vorteile: Die Nutzung des Wagens spart Kosten durch die Reduzierung von Personal und Betriebskosten, was die Effizienz steigert und gleichzeitig die Umwelt schont.
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