2022年春運(yùn)臨近，如今的京滬高鐵有了一位“AI哨位”，這就是由商湯科技與中鐵電氣化局集團(tuán)京滬高鐵維管公司、中鐵電化院共同合作，基于商湯“工業(yè)引擎”打造的“星空”4C（接觸網(wǎng)懸掛狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置）智能分析系統(tǒng)，它以領(lǐng)先的AI技術(shù)助力高鐵接觸網(wǎng)智能巡檢，共同守護(hù)列車運(yùn)行安全。近日，憑借在這一領(lǐng)域的成功實(shí)踐，商湯科技入選APEC“中國(guó)數(shù)字經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)示范樣本50”，為AI加速傳統(tǒng)行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型打造中國(guó)樣本。
京滬高鐵是貫通南北的交通大動(dòng)脈，全長(zhǎng)1318千米，自2011年開通以來安全運(yùn)送旅客超過13.5億人次，累計(jì)行程超過15.8億公里。為了保證京滬高鐵的安全運(yùn)行，在每天凌晨0:00到4:30的高鐵檢修“天窗時(shí)間”內(nèi)，高鐵維管人員都需要對(duì)高鐵接觸網(wǎng)進(jìn)行檢修。
最初，檢修人員要順著高鐵軌道，手持電筒爬上接觸網(wǎng)，一顆螺絲一顆螺絲地檢查潛在隱患，并一一處理。完成一次全線人工巡檢需耗時(shí)3年，可能一個(gè)巡檢周期還未結(jié)束就已出現(xiàn)新的隱患。后來，借助4C接觸網(wǎng)檢測(cè)車，以拍照代替人工巡檢，檢測(cè)時(shí)間被縮短至一個(gè)季度，但仍需要依賴純?nèi)斯し绞酵瓿擅繌堈掌姆治龊团袛唷?/p>
2017年，商湯科技開始探索將AI技術(shù)應(yīng)用于高鐵接觸網(wǎng)檢測(cè)領(lǐng)域。在經(jīng)歷了兩年的前期調(diào)研后，2019年5月科研項(xiàng)目正式啟動(dòng)，隨后不斷取得突破。如今，完成一次例行巡檢時(shí)長(zhǎng)縮短至短短4天，效率提升超過20倍。接觸網(wǎng)檢測(cè)也從一“眼”難盡，成功實(shí)現(xiàn)一覽無余。
中鐵電化院副總工程師、京滬高鐵接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人黎鋒表示：“‘星空’系統(tǒng)的問世讓在夜幕下工作的運(yùn)維人員，可以更有效利用 ‘天窗時(shí)間’進(jìn)行高效、精準(zhǔn)維護(hù)，在另一片‘星空’之下更好守護(hù)乘客的安全。同時(shí)，以AI技術(shù)賦能高鐵接觸網(wǎng)檢修，助力中國(guó)高鐵實(shí)施預(yù)測(cè)性維修、提升高鐵品質(zhì)，展現(xiàn)中國(guó)企業(yè)的創(chuàng)造力和競(jìng)爭(zhēng)力，扎實(shí)助推中國(guó)高鐵走出去戰(zhàn)略。”
“中國(guó)數(shù)字經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)示范樣本50”是APEC中國(guó)工商理事會(huì)及APEC中國(guó)數(shù)字經(jīng)濟(jì)委員會(huì)聚焦“十四五”數(shù)字中國(guó)戰(zhàn)略，對(duì)企業(yè)在發(fā)展質(zhì)量、技術(shù)創(chuàng)新、合規(guī)與治理、社會(huì)責(zé)任、影響力等方面進(jìn)行綜合考量，是引領(lǐng)科技創(chuàng)新、踐行數(shù)字普惠、彰顯產(chǎn)業(yè)擔(dān)當(dāng)?shù)臄?shù)字經(jīng)濟(jì)中國(guó)樣本。
AI讓檢測(cè)效率提升20倍
根據(jù)統(tǒng)計(jì)，京滬高鐵的4C接觸網(wǎng)檢測(cè)車每季度采集的設(shè)備圖片可達(dá)300萬張。假如每人每天需要判定8000張圖片，20余人加班加點(diǎn)需要20天才能完成。面對(duì)如此海量數(shù)據(jù)，人工分析周期長(zhǎng)、判定標(biāo)準(zhǔn)差異性大、質(zhì)量無法保證等問題，長(zhǎng)期以來困擾著高鐵接觸網(wǎng)檢測(cè)工作。應(yīng)用基于商湯“工業(yè)引擎”打造的“星空”智能分析系統(tǒng)后，在AI智能分析的助力下，僅需2名技術(shù)人員用時(shí)10天，便可完成對(duì)同樣300萬張圖片的分析，效率提升了20倍。
同時(shí)“星空”系統(tǒng)的應(yīng)用還可大大降低4C檢測(cè)對(duì)人員經(jīng)驗(yàn)的依賴程度，降低人工判斷標(biāo)準(zhǔn)不一帶來的不確定性，讓新員工也能和專家一樣進(jìn)行準(zhǔn)確的分析判斷。功能強(qiáng)大的“星空”智能分析系統(tǒng)背后，離不開SenseCore商湯AI大裝置高效率、自動(dòng)化、集約化的算法生產(chǎn)能力，商湯“工業(yè)引擎”實(shí)現(xiàn)了針對(duì)各類缺陷檢測(cè)算法的批量化生產(chǎn)。由此賦予了高鐵接觸網(wǎng)巡檢真正的“火眼金睛”。
破解檢測(cè)難題 填補(bǔ)行業(yè)空白
從架空電纜設(shè)備、支撐結(jié)構(gòu)到懸掛裝置，“星空”智能分析系統(tǒng)可以自動(dòng)識(shí)別出包括螺栓螺母、絕緣子、吊弦、開口銷釘、承力索、接觸線等上百個(gè)零部件的上千種缺陷。例如，面對(duì)吊弦斷裂這樣樣本極度缺乏的難題，通過采用傳統(tǒng)算法和深度學(xué)習(xí)的混合視覺算法模式，商湯科技將檢出率從73%提升到了95.7%，在工作中發(fā)揮了重要作用，極大提升了人工復(fù)審效率。
隨著AI技術(shù)在“4C檢測(cè)作業(yè)”中的深化應(yīng)用，系統(tǒng)還進(jìn)一步打通“訓(xùn)練-應(yīng)用-優(yōu)化”的數(shù)據(jù)閉環(huán)，使算法精度不斷優(yōu)化，檢測(cè)效果持續(xù)提升。截止目前，“星空”智能分析系統(tǒng)的全國(guó)高鐵檢測(cè)超過3萬公里，圖片數(shù)量超過4800萬張，零部件數(shù)量超過13億個(gè)。
中鐵電化局“星空”系統(tǒng)負(fù)責(zé)人李曌宇表示，隨著數(shù)據(jù)的不斷積累，AI還將助力高鐵巡檢探索預(yù)測(cè)性維修。通過“空間定位”、“一桿一檔”等辦法，系統(tǒng)可以準(zhǔn)確定位每一根支柱的桿號(hào)，建立數(shù)據(jù)檔案，“當(dāng)零部件出現(xiàn)故障時(shí)，我們可以追溯這個(gè)零部件是否有過即將出故障的預(yù)兆和變化趨勢(shì)，通過總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，我們就可能提前預(yù)測(cè)可能發(fā)生的故障，并提前將隱患消除。”
隨著“星空”智能檢測(cè)系統(tǒng)發(fā)揮越來越重要的作用，AI技術(shù)在高鐵接觸網(wǎng)檢測(cè)領(lǐng)域的創(chuàng)新意義也越發(fā)明顯，不僅提高了接觸網(wǎng)維管的智能化水平和檢測(cè)效率，還開創(chuàng)了我國(guó)鐵路供電系統(tǒng)通過4C圖像智能分析識(shí)別接觸網(wǎng)零部件缺陷的先河，填補(bǔ)了我國(guó)4C智能檢測(cè)分析領(lǐng)域的空白。
2021年“星空”智能分析系統(tǒng)先后完成了國(guó)鐵集團(tuán)工電部組織的6個(gè)鐵路局、13條線路接觸網(wǎng)4C圖像識(shí)別對(duì)比分析工作，取得突出成果，實(shí)現(xiàn)了接觸網(wǎng)缺陷的自動(dòng)化檢測(cè)。商湯科技相關(guān)負(fù)責(zé)人向記者表示，未來，隨著數(shù)字化和智能化需求的不斷提升，商湯還將繼續(xù)深耕原創(chuàng)技術(shù)創(chuàng)新，為中國(guó)鐵路事業(yè)的高速發(fā)展提供有力支持，推動(dòng)以AI技術(shù)賦能百業(yè)。
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