2022年春运临近,如今的京沪高铁有了一位“AI哨位”,这就是由商汤科技与中铁电气化局集团京沪高铁维管公司、中铁电化院共同合作,基于商汤“工业引擎”打造的“星空”4C(接触网悬挂状态监测装置)智能分析系统,它以领先的AI技术助力高铁接触网智能巡检,共同守护列车运行安全。近日,凭借在这一领域的成功实践,商汤科技入选APEC“中国数字经济产业示范样本50”,为AI加速传统行业数字化转型打造中国样本。
京沪高铁是贯通南北的交通大动脉,全长1318千米,自2011年开通以来安全运送旅客超过13.5亿人次,累计行程超过15.8亿公里。为了保证京沪高铁的安全运行,在每天凌晨0:00到4:30的高铁检修“天窗时间”内,高铁维管人员都需要对高铁接触网进行检修。
最初,检修人员要顺着高铁轨道,手持电筒爬上接触网,一颗螺丝一颗螺丝地检查潜在隐患,并一一处理。完成一次全线人工巡检需耗时3年,可能一个巡检周期还未结束就已出现新的隐患。后来,借助4C接触网检测车,以拍照代替人工巡检,检测时间被缩短至一个季度,但仍需要依赖纯人工方式完成每张照片的分析和判断。
2017年,商汤科技开始探索将AI技术应用于高铁接触网检测领域。在经历了两年的前期调研后,2019年5月科研项目正式启动,随后不断取得突破。如今,完成一次例行巡检时长缩短至短短4天,效率提升超过20倍。接触网检测也从一“眼”难尽,成功实现一览无余。
中铁电化院副总工程师、京沪高铁接触网设计负责人黎锋表示:“‘星空’系统的问世让在夜幕下工作的运维人员,可以更有效利用 ‘天窗时间’进行高效、精准维护,在另一片‘星空’之下更好守护乘客的安全。同时,以AI技术赋能高铁接触网检修,助力中国高铁实施预测性维修、提升高铁品质,展现中国企业的创造力和竞争力,扎实助推中国高铁走出去战略。”
“中国数字经济产业示范样本50”是APEC中国工商理事会及APEC中国数字经济委员会聚焦“十四五”数字中国战略,对企业在发展质量、技术创新、合规与治理、社会责任、影响力等方面进行综合考量,是引领科技创新、践行数字普惠、彰显产业担当的数字经济中国样本。
AI让检测效率提升20倍
根据统计,京沪高铁的4C接触网检测车每季度采集的设备图片可达300万张。假如每人每天需要判定8000张图片,20余人加班加点需要20天才能完成。面对如此海量数据,人工分析周期长、判定标准差异性大、质量无法保证等问题,长期以来困扰着高铁接触网检测工作。
应用基于商汤“工业引擎”打造的“星空”智能分析系统后,在AI智能分析的助力下,仅需2名技术人员用时10天,便可完成对同样300万张图片的分析,效率提升了20倍。
同时“星空”系统的应用还可大大降低4C检测对人员经验的依赖程度,降低人工判断标准不一带来的不确定性,让新员工也能和专家一样进行准确的分析判断。
功能强大的“星空”智能分析系统背后,离不开SenseCore商汤AI大装置高效率、自动化、集约化的算法生产能力,商汤“工业引擎”实现了针对各类缺陷检测算法的批量化生产。由此赋予了高铁接触网巡检真正的“火眼金睛”。
破解检测难题,填补行业空白
从架空电缆设备、支撑结构到悬挂装置,“星空”智能分析系统可以自动识别出包括螺栓螺母、绝缘子、吊弦、开口销钉、承力索、接触线等上百个零部件的上千种缺陷。例如,面对吊弦断裂这样样本极度缺乏的难题,通过采用传统算法和深度学习的混合视觉算法模式,商汤科技将检出率从73%提升到了95.7%,在工作中发挥了重要作用,极大提升了人工复审效率。
随着AI技术在“4C检测作业”中的深化应用,系统还进一步打通“训练-应用-优化”的数据闭环,使算法精度不断优化,检测效果持续提升。截止目前,“星空”智能分析系统的全国高铁检测超过3万公里,图片数量超过4800万张,零部件数量超过13亿个。
中铁电化局“星空”系统负责人李曌宇表示,随着数据的不断积累,AI还将助力高铁巡检探索预测性维修。通过“空间定位”、“一杆一档”等办法,系统可以准确定位每一根支柱的杆号,建立数据档案,“当零部件出现故障时,我们可以追溯这个零部件是否有过即将出故障的预兆和变化趋势,通过总结经验,我们就可能提前预测可能发生的故障,并提前将隐患消除。”
随着“星空”智能检测系统发挥越来越重要的作用,AI技术在高铁接触网检测领域的创新意义也越发明显,不仅提高了接触网维管的智能化水平和检测效率,还开创了我国铁路供电系统通过4C图像智能分析识别接触网零部件缺陷的先河,填补了我国4C智能检测分析领域的空白。
2021年“星空”智能分析系统先后完成了国铁集团工电部组织的6个铁路局、13条线路接触网4C图像识别对比分析工作,取得突出成果,实现了接触网缺陷的自动化检测。未来,随着数字化和智能化需求的不断提升,商汤还将继续深耕原创技术创新,为中国铁路事业的高速发展提供有力支持,推动以AI技术赋能百业。
