中车青岛四方所AI轨道车辆日检系统：人工智能技术首次应用于列车日常检修

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    2018年，工信部发布了新一代人工智能产业创新重点任务清单。中车青岛四方机车车辆研究所携“基于人工智能技术的新型轨道车辆日常巡检系统研发及应用”项目成功“揭幕”该榜单。据了解，在新型轨道车辆日常维护领域，人工智能技术的应用在国内尚属首次，为行业创新发展树立了标杆和方向，也为青岛承载良好经验积累了良好经验。做好“揭榜、负责”工作。近日，大众网·海报新闻记者走进中车青岛四方研究院，探寻“揭榜领跑”项目背后的故事。

    用机器视觉代替人眼人工智能进行列车“体检”

    记者了解到，列车的安全必须靠完善的日常维护体系来保证。目前，日常列车维护作业均由人力完成。这种维修方式存在工作环境恶劣、劳动强度大、人员夜间易疲劳、转向架顶部人工检查困难、维修结果无法用于故障预警、统计分析和信息化等问题。水平低等问题造成了大量人力和时间的浪费。

    “我们基于人工智能技术开发的新型轨道车辆日常巡检系统，用机器人代替手脚，用机器视觉代替眼睛，用大数据智能计算代替大脑。当列车进入这个系统时，车顶就会车辆侧面、底部360度覆盖检测，自动采集车辆外观“观察信息并自动识别健康状况，替代人工操作”，该项目负责人庄国军表示，列车进入后。仓库内，配备智能巡检机器人多自由度平台、跨轨道搬运平台、多臂搬运平台开始工作，替代人工完成复杂狭窄空间内的跨管道维护任务。针对过度依赖人工检测方式带来的低效率、高成本、质量追溯困难等问题，针对车辆全生命周期关键环节提供系统解决方案。

   

    据悉，该系统由轨旁巡检系统、维护机器人、高性能大数据平台等子系统组成，集成高速图像采集装置、高柔性自动避障机器人、嵌入式机器视觉系统、深度学习技术、大数据智能计算平台、综合信息管理平台等技术。同时，全新的日常巡检系统还配备了数字化维护管理平台，可以进行故障报警并可视化呈现检测结果；可对历史故障进行分类统计，预测故障发生趋势；它可以积累检测数据并针对每个检测项目。根据故障发生频率，动态调整检测频率和检测范围，提高检测效率，实现数字化、自动化维护。

    目前，新型日常巡检系统已在青岛地铁、青岛动车组、上海地铁、重庆地铁、山东高速等站点安装运行。可实现传统人工日常巡检点和现场故障识别90%的覆盖率。准确率达到90%以上，可有效识别螺栓松动、螺栓缺失、开口销断裂、异物附着、表面裂纹等故障类型，减少轨道车辆日常检查时间和人员成本。

    精英团队展现“最强大脑”，攻克难题“日常”

    “2017年，我们投资了基于人工智能技术的新型轨道车辆日常巡检系统的研发和应用。2018年我们申请了人工智能揭牌项目，2019年投入研发，并完成了2020年项目……”庄国军说，回顾整个过程，听起来“顺利、简单”，但只有我们知道，项目进展的每一步都凝聚着大家的“辛苦”。研发人员。记者了解到，这个项目整个研发团队有23人，每个人都是精锐战士，因为这项技术在国内是首创，是一个从无到有的过程。

    “在项目开发过程中，我们遇到了很多问题，比如轨道车辆底部结构复杂、空间狭小，车体表面存在水渍、灰尘等干扰因素，室外环境光对图像采集系统的干扰。”庄国军说，研发人员的存在就是为了解决这些问题。通过实验、观察、总结、调整，项目不断推进。

   

    记者了解到，针对场景复杂环境下图像中出现的各种干扰因素，研发团队开发了基于深度学习的目标检测和图像分割的故障识别算法。通过优化深度学习模型的结构，只使用了少量的故障。通过样本和正常样本对模型进行训练，算法具有良好的泛化能力，能够有效识别各种形式的故障。

    同时，针对轨旁检测子系统在户外工作时遇到的高温低温、雨雪天气、通过速度不均匀等问题，团队开发了具有防日盲功能的3D线扫描模块，可以有效克服阳光的影响。为防止成像干扰，设计了加热净化雨雪罩，保证设备在雨雪等恶劣天气下也能正常工作。

    据悉，项目研发过程中形成了丰富的技术创新成果，共申请专利8项，发表论文4篇，获得软件著作权4项，形成相关企业标准4项。基于人工智能技术的新型轨道车辆日常巡检系统，是国内外首次将人工智能和机器人技术应用于轨道车辆日常维护领域。它代表了轨道车辆日常维护的未来发展方向。大规模投入使用后，将对轨道车辆产生很大影响。车辆维护和管理方式发生革命性变化。

    目前，系统仍在持续优化和调整中。未来，中车青岛四方希望继续提升科技自力更生能力，努力打造“响彻行业”乃至世界的顶尖产品，以实际行动为中国的发展做出贡献。轨道交通 有助于装备制造业振兴和实体经济发展。

    大众网·海报新闻记者刘雨欣青岛报道