鐵路貨場(chǎng)作為貨運(yùn)運(yùn)輸?shù)暮诵臉屑~,股道巡檢是保障列車編組和運(yùn)輸安全的關(guān)鍵環(huán)節(jié),而傳統(tǒng)人工步行巡檢模式早已難以適配鐵路貨運(yùn)高速發(fā)展的節(jié)奏,成為行業(yè)發(fā)展的突出痛點(diǎn)。人工巡檢需 2-3 人協(xié)同作業(yè),日均覆蓋股道不足 50 條,效率低下無(wú)法匹配班列密集、周轉(zhuǎn)頻繁的作業(yè)需求;巡檢人員進(jìn)入股道易與調(diào)車、機(jī)車通行產(chǎn)生交叉干擾,此類安全事故占貨場(chǎng)事故總量的 15%-20%;同時(shí)人工判斷受光照、天氣、疲勞度影響,車頂雜物漏檢、FTR 鎖頭狀態(tài)誤判等問(wèn)題頻發(fā),直接威脅行車安全。此外,人工抄號(hào)、爬車檢查等環(huán)節(jié)還存在操作繁瑣、安全隱患大等問(wèn)題,鐵路貨運(yùn)巡檢的無(wú)人化、智能化轉(zhuǎn)型迫在眉睫。

針對(duì)行業(yè)痛點(diǎn),無(wú)人機(jī)預(yù)檢智能輔助系統(tǒng)依托大疆 M4TD 機(jī)場(chǎng) 3 套件打造全自動(dòng)化智能巡檢解決方案,構(gòu)建 “空天地” 一體化列車巡檢新格局。系統(tǒng)以六層級(jí)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)為基礎(chǔ),實(shí)現(xiàn)從數(shù)據(jù)采集到交互管理的全流程智能化,核心技術(shù)亮點(diǎn)尤為突出。其一,自研Matrix-LirsNet 深度學(xué)習(xí)模型基于 CNN + 空間注意力機(jī)制,結(jié)合特征金字塔網(wǎng)絡(luò)(FPN)強(qiáng)化多尺度特征利用,解決小目標(biāo)識(shí)別丟失問(wèn)題;其二,模型創(chuàng)新改造損失函數(shù),加入加權(quán)與調(diào)制因子,破解樣本類別不均衡、難樣本識(shí)別難的行業(yè)難題,單車廂分析時(shí)延≤2s;其三,采用Spring Cloud 深度定制的分布式微服務(wù)架構(gòu),融合 MQTT 物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議,實(shí)現(xiàn)低帶寬下的穩(wěn)定數(shù)據(jù)傳輸,支撐系統(tǒng)高并發(fā)、高可用運(yùn)行;其四,無(wú)人機(jī)巡航精度達(dá) ±0.3m,搭配 4K@30fps 高清采集能力,保障巡檢數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性和完整性。

該系統(tǒng)的落地實(shí)現(xiàn)了鐵路貨場(chǎng)巡檢的全方位效能提升,各項(xiàng)數(shù)據(jù)均展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)。系統(tǒng)支持全流程自動(dòng)化巡檢,調(diào)度員遠(yuǎn)程下達(dá)任務(wù)后,無(wú)人機(jī)自主起飛、巡航、返航,無(wú)需人工干預(yù),巡檢效率較人工提升 5 倍以上,單趟班列巡檢僅需 15 分鐘;無(wú)人機(jī)定線巡航模式可靈活預(yù)設(shè)航線,日均股道巡檢覆蓋量較人工提升至 300 條以上,單車廂分析時(shí)延控制在 2 秒內(nèi),異常識(shí)別精準(zhǔn)度大幅提升;同時(shí)系統(tǒng)徹底省去人工爬車檢查、現(xiàn)場(chǎng)抄號(hào)環(huán)節(jié),從源頭消除爬車墜落、擠壓等安全隱患,讓貨場(chǎng)人工安全事故發(fā)生率大幅降低。

實(shí)際落地應(yīng)用中,該系統(tǒng)已在多家鐵路單位實(shí)現(xiàn)規(guī)模化部署,成效顯著。濟(jì)南局董家鎮(zhèn)貨場(chǎng)引入系統(tǒng)后,股道巡檢日均覆蓋量從原有的 40 余條提升至 320 條,人工巡檢成本降低 62%,貨運(yùn)作業(yè)整體效率提升 40%,前三檢、后三檢等核心環(huán)節(jié)的異常識(shí)別率達(dá) 98% 以上;鄭州局鄭州北貨場(chǎng)應(yīng)用該系統(tǒng)后,裝車效率提升 45%,因巡檢疏漏引發(fā)的貨運(yùn)事故發(fā)生率下降 92%,每年減少因事故造成的經(jīng)濟(jì)損失超 200 萬(wàn)元。中國(guó)鐵路總公司在《智慧鐵路建設(shè)發(fā)展規(guī)劃》中明確提出,無(wú)人化、智能化巡檢是鐵路貨運(yùn)安全管控的核心發(fā)展方向,到 2027 年鐵路貨運(yùn)核心樞紐智能化巡檢覆蓋率需達(dá)到 90% 以上。無(wú)人機(jī)預(yù)檢智能輔助系統(tǒng)的落地,正是對(duì)這一規(guī)劃的精準(zhǔn)落地,通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新讓鐵路貨運(yùn)巡檢更高效、更安全、更智能,為智慧鐵路建設(shè)注入了新的技術(shù)動(dòng)能。