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商湯“工業(yè)引擎”加碼京滬高鐵巡檢，春運有AI守護回家路

2022-01-13 10:00

2022年春運臨近，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，共同守護列車運行安全。近日，憑借在這一領(lǐng)域的成功實踐，商湯科技入選APEC“中國數(shù)字經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)示范樣本50”，為AI加速傳統(tǒng)行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型打造中國樣本。

京滬高鐵是貫通南北的交通大動脈，全長1318千米，自2011年開通以來安全運送旅客超過13．5億人次，累計行程超過15．8億公里。為了保證京滬高鐵的安全運行，在每天凌晨0：00到4：30的高鐵檢修“天窗時間”內(nèi)，高鐵維管人員都需要對高鐵接觸網(wǎng)進行檢修。

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3年，可能一個巡檢周期還未結(jié)束就已出現(xiàn)新的隱患。后來，借助4C接觸網(wǎng)檢測車，以拍照代替人工巡檢，檢測時間被縮短至一個季度，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)檢測領(lǐng)域。在經(jīng)歷了兩年的前期調(diào)研后，2019年5月科研項目正式啟動，隨后不斷取得突破。如今，完成一次例行巡檢時長縮短至短短4天，效率提升超過20倍。接觸網(wǎng)檢測也從一“眼”難盡，成功實現(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)計負責(zé)人黎鋒表示：“‘星空’系統(tǒng)的問世讓在夜幕下工作的運維人員，可以更有效利用 ‘天窗時間’進行高效、精準(zhǔn)維護，在另一片‘星空’之下更好守護乘客的安全。同時，以AI技術(shù)賦能高鐵接觸網(wǎng)檢修，助力中國高鐵實施預(yù)測性維修、提升高鐵品質(zhì)，展現(xiàn)中國企業(yè)的創(chuàng)造力和競爭力，扎實助推中國高鐵走出去戰(zhàn)略。”

“中國數(shù)字經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)示范樣本50”是APEC中國工商理事會及APEC中國數(shù)字經(jīng)濟委員會聚焦“十四五”數(shù)字中國戰(zhàn)略，對企業(yè)在發(fā)展質(zhì)量、技術(shù)創(chuàng)新、合規(guī)與治理、社會責(zé)任、影響力等方面進行綜合考量，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)濟中國樣本。

AI讓檢測效率提升20倍

根據(jù)統(tǒng)計，京滬高鐵的4C接觸網(wǎng)檢測車每季度采集的設(shè)備圖片可達300萬張。假如每人每天需要判定8000張圖片，20余人加班加點需要20天才能完成。面對如此海量數(shù)據(jù)，人工分析周期長、判定標(biāo)準(zhǔn)差異性大、質(zhì)量無法保證等問題，長期以來困擾著高鐵接觸網(wǎng)檢測工作。

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10天，便可完成對同樣300萬張圖片的分析，效率提升了20倍。

同時“星空”系統(tǒng)的應(yīng)用還可大大降低4C檢測對人員經(jīng)驗的依賴程度，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行準(zhǔn)確的分析判斷。

功能強大的“星空”智能分析系統(tǒng)背后，離不開SenseCore商湯AI大裝置高效率、自動化、集約化的算法生產(chǎn)能力，商湯“工業(yè)引擎”實現(xiàn)了針對各類缺陷檢測算法的批量化生產(chǎn)。由此賦予了高鐵接觸網(wǎng)巡檢真正的“火眼金睛”。

破解檢測難題，填補行業(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)可以自動識別出包括螺栓螺母、絕緣子、吊弦、開口銷釘、承力索、接觸線等上百個零部件的上千種缺陷。例如，面對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檢測作業(yè)”中的深化應(yīng)用，系統(tǒng)還進一步打通“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，檢測效果持續(xù)提升。截止目前，“星空”智能分析系統(tǒng)的全國高鐵檢測超過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。

中鐵電化局“星空”系統(tǒng)負責(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，建立數(shù)據(jù)檔案，“當(dāng)零部件出現(xiàn)故障時，我們可以追溯這個零部件是否有過即將出故障的預(yù)兆和變化趨勢，通過總結(jié)經(jīng)驗，我們就可能提前預(yù)測可能發(fā)生的故障，并提前將隱患消除。”

隨著“星空”智能檢測系統(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效率，還開創(chuàng)了我國鐵路供電系統(tǒng)通過4C圖像智能分析識別接觸網(wǎng)零部件缺陷的先河，填補了我國4C智能檢測分析領(lǐng)域的空白。

2021年“星空”智能分析系統(tǒng)先后完成了國鐵集團工電部組織的6個鐵路局、13條線路接觸網(wǎng)4C圖像識別對比分析工作，取得突出成果，實現(xiàn)了接觸網(wǎng)缺陷的自動化檢測。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，為中國鐵路事業(yè)的高速發(fā)展提供有力支持，推動以AI技術(shù)賦能百業(yè)。