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“工業引擎”打造的“星空”4C（接觸網懸掛狀態監測裝置）智能分析系統，它以領先的AI技術助力高鐵接觸網智能巡檢，共同守護列車運行安全。近日，憑借在這一領域的成功實踐，商湯科技入選APEC“中國數字經濟產業示范樣本50”，為AI加速傳統行業數字化轉型打造中國樣本。
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，高鐵維管人員都需要對高鐵接觸網進行檢修。
最初，檢修人員要順著高鐵軌道，手持電筒爬上接觸網，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束就已出現新的隱患。后來，借助4C接觸網檢測車，以拍照代替人工巡檢，檢測時間被縮短至一個季度，但仍需要依賴純人工方式完成每張照片的分析和判斷。
2017年，商湯科技開始探索將AI技術應用于高鐵接觸網檢測領域。在經歷了兩年的前期調研后，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。接觸網檢測也從一“眼”難盡，成功實現一覽無余。
中鐵電化院副總工程師、京滬高鐵接觸網設計負責人黎鋒表示：“‘星空’系統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技術賦能高鐵接觸網檢修，助力中國高鐵實施預測性維修、提升高鐵品質，展現中國企業的創造力和競爭力，扎實助推中國高鐵走出去戰略。”
“中國數字經濟產業示范樣本50”是APEC中國工商理事會及APEC中國數字經濟委員會聚焦“十四五”數字中國戰略，對企業在發展質量、技術創新、合規與治理、社會責任、影響力等方面進行綜合考量，是引領科技創新、踐行數字普惠、彰顯產業擔當的數字經濟中國樣本。
AI讓檢測效率提升20倍
根據統計，京滬高鐵的4C接觸網檢測車每季度采集的設備圖片可達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。面對如此海量數據，人工分析周期長、判定標準差異性大、質量無法保證等問題，長期以來困擾著高鐵接觸網檢測工作。應用基于商湯“工業引擎”打造的“星空”智能分析系統后，在AI智能分析的助力下，僅需2名技術人員用時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”系統的應用還可大大降低4C檢測對人員經驗的依賴程度，降低人工判斷標準不一帶來的不確定性，讓新員工也能和專家一樣進行準確的分析判斷。功能強大的“星空”智能分析系統背后，離不開SenseCore商湯AI大裝置高效率、自動化、集約化的算法生產能力，商湯“工業引擎”實現了針對各類缺陷檢測算法的批量化生產。由此賦予了高鐵接觸網巡檢真正的“火眼金睛”。
破解檢測難題 填補行業空白
從架空電纜設備、支撐結構到懸掛裝置，“星空”智能分析系統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，通過采用傳統算法和深度學習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%，在工作中發揮了重要作用，極大提升了人工復審效率。
隨著AI技術在“4C檢測作業”中的深化應用，系統還進一步打通“訓練-應用-優化”的數據閉環，使算法精度不斷優化，檢測效果持續提升。截止目前，“星空”智能分析系統的全國高鐵檢測超過3萬公里，圖片數量超過4800萬張，零部件數量超過13億個。
中鐵電化局“星空”系統負責人李曌宇表示，隨著數據的不斷積累，AI還將助力高鐵巡檢探索預測性維修。通過“空間定位”、“一桿一檔”等辦法，系統可以準確定位每一根支柱的桿號，建立數據檔案，“當零部件出現故障時，我們可以追溯這個零部件是否有過即將出故障的預兆和變化趨勢，通過總結經驗，我們就可能提前預測可能發生的故障，并提前將隱患消除?！?/p>
隨著“星空”智能檢測系統發揮越來越重要的作用，AI技術在高鐵接觸網檢測領域的創新意義也越發明顯，不僅提高了接觸網維管的智能化水平和檢測效率，還開創了我國鐵路供電系統通過4C圖像智能分析識別接觸網零部件缺陷的先河，填補了我國4C智能檢測分析領域的空白。
2021年“星空”智能分析系統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4C圖像識別對比分析工作，取得突出成果，實現了接觸網缺陷的自動化檢測。商湯科技相關負責人向記者表示，未來，隨著數字化和智能化需求的不斷提升，商湯還將繼續深耕原創技術創新，為中國鐵路事業的高速發展提供有力支持，推動以AI技術賦能百業。
青島財經日報/首頁新聞記者 宋佳
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