创科广场｜商汤建4C「星空」分析系统 AI检查高铁架空电缆

中国营运全球最大高铁网络，去年中国高铁总长度已经超过了37,900公里，预计2035年，中国高铁全长达7万公里。中国高铁是电气化列车，从路轨至架空电缆，或者国内称为「接触网」的检测及维修非常重要。

 

架空电缆是通过架设支柱上装置，将从牵引变电所获得电能，输送给电气化列车。架空电缆向列车供电，架设铁路上空输电綫路，由接触的悬挂、支持装置、定位装置、支柱与基础部分组成。架空电缆的悬挂又包括接触綫、吊弦、承力索以及连綫零件，国内检测架空电缆，一般以被称为4C接触网悬挂状态监测装置检测车，在行驶过程以红外感应，拍摄架空电缆上的零件，识别接触网零部的可能缺陷，检测异常并作预警，通过专业定制软件分析故障隐患。

 

　　4C接触网悬挂状态监测装置传回的图像极多，几乎不可能以肉眼分析，通过自动分析、缺陷分类、历史结果对比的监测装置，国内厂商亦以深度学习，协助人眼判断，检出率比人类更准确。

 

大增检出缺陷准确率

 

　　商汤科技与中铁电气化局集团京沪高铁维管公司、中铁电化院合作，基于商汤的「工业引擎」打造「星空」4C（接触网悬挂状态监测装置）智慧分析系统，大大提升检出不同缺陷的准确率。

 

　　京沪高铁是贯通南北的交通大动脉，全长1318公里，2011年开通以来安全运送旅客超过13.5亿人次，最高时速350公里，10年以来累积的车程超过了15.8亿公里。

 

　　京沪高铁也贯通了环渤海经济圈和长江三角洲的两个最重要经济区，贯穿了京、津、冀、鲁、皖、苏、沪7个省市，其中有24个车站，2020年1月在上海证券交易所上市。

 

　　维修人员为确保高铁行车安全，每天凌晨在「天窗时间」，检查高铁的架空电缆，但每完成一次全綫人工巡检，要耗时达3年；通常一个巡检周期还未结束，架空电缆已可能出现新的隐患。4C接触网检测车就是以拍照代替人工的巡检。京沪高铁4C接触网检测车每季度采集的图片多达300万张。

 

　　2017年，商汤应用AI技术在检查高铁架空电缆。经两年的前期研究；至2019年才5月正式启动，利用商汤开发「工业引擎」建立「星空」智慧分析系统，AI分析仅需2名技术人员，需时约10天，便完成300万张图片分析。

 

　　「星空」系统亦不需4C检测人员具备深厚的检查经验，减少人工判断的标准差异，新入职员工也能跟专家一样，进行准确分析判断。

 

　　从架空电缆设备、支撑结构到悬挂装置，「星空」系统可自动识别从螺栓螺母、绝缘子、吊弦、开口销钉、承力索、接触綫等过百个零部件的超过一千种不同缺陷；例如面对吊弦断裂，通过传统演算法和深度学习混合视觉演算模式，商汤将检出率，从73%提升到了95.7%，提升检测效率和准确率。

 

共检查逾13亿零件

 

　　2021年，「星空」系统完成国铁集团工电部组织的6个铁路局、13条綫路接触网4C图像的识别对比分析。至今「星空」分析系统检查中国高铁的总长度超过3万公里，图片数量超过4800万张，零部件数量超过13亿个。

 

　　在2012年，中国铁道部已颁布实施《高速铁路供电安全检测监测系统（6C系统）总体技术规》。高速铁路供电安全检测监测系统（6C系统）包括高速弓网综合检测装置（1C）、接触网安全巡检装系统（2C）、车载接触网运行状态检测系统（3C）、触网悬挂状态检测监测系统（4C）、受电弓滑板监测系统（5C）以及接触网及供电设备地面监测装置（6C），主要为铁路供电提供安全监测，其中不少以高清图片监察，所以AI技术能够在铁路维修大派用场。