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一、課題來源與背景
我國鐵路及城市軌道交通的高速發(fā)展，在滿足人民群眾出行需求、支撐和引領城市發(fā)展等方面發(fā)揮了重要作用。軌道交通是一門復雜的系統(tǒng)工程，涉及車輛、信號、供電、工務、通信等多個系統(tǒng)，包括眾多子系統(tǒng)及產品部件，任一部件出現(xiàn)異常均可能造成無法估量的生命、財產損失，因此需要各專業(yè)設施設備時刻處于良好的服役狀態(tài)，并能夠做到故障早發(fā)現(xiàn)、早預警、早維修，保障軌道交通的安全、穩(wěn)定運行。目前大連維德在軌道交通智能視覺終端與運維系統(tǒng)中已自主研發(fā)了多項核心及關鍵共性技術，開發(fā)了數(shù)十款智能檢測運維系統(tǒng)，應用效果深受客戶好評。
二、技術原理及性能指標
本項目是以智能視覺技術和集成電路技術為核心，結合通信、激光雷達、傳感等多項技術為一體，建立“智能相機+應用場景”模式的產品架構，共同構成軌道交通智能視覺終端及運維系統(tǒng)關鍵技術及管理平臺，實現(xiàn)軌道交通設施設備的綜合性監(jiān)測檢測與運維管理。
軌道交通智能視覺終端及運維系統(tǒng)關鍵技術選用高清高速智能相機陣列組合和高度集成化模塊結構，搭配大連維德自主研發(fā)的嵌入式操作系統(tǒng)及視覺圖像處理芯片，可實現(xiàn)軌道交通列車在高速運行條件下，對檢測目標的精準抓拍與識別分析。檢測到目標物觸發(fā)抓拍時間在0.01ms，目標物缺陷分析精度最高達0.01mm，適應車速最高可達350km/h，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)結果的實時輸出，具有檢測精度高、速度快、定位準確、誤報率低、產品小型化、智能化、可靠性高等特點。系統(tǒng)檢測運維目標涵蓋軌道交通車輛車體狀態(tài)、接觸網(wǎng)懸掛狀態(tài)、車輛供電設備狀態(tài)、標識桿號抓拍定位、軌道工務橋隧設備設施狀態(tài)、線路入侵、信號設備狀態(tài)等。檢測范圍全面、可靠，系統(tǒng)自動輸出運維檢修報告、預警分級報告及故障趨勢分析，實現(xiàn)軌道交通設施設備的綜合性監(jiān)測檢測與運維管理，為軌道交通運維提供科學的技術指導。
三、技術的創(chuàng)造性與先進性
1、基于集成電路設計技術實現(xiàn)了高速圖像實時識別，實時觸發(fā)。提高了圖像抓拍速度和精度，應用于軌道交通接觸網(wǎng)懸掛狀態(tài)綜合檢測、隧道列車防碰撞系統(tǒng)等多種場景。
2、 首創(chuàng)線陣圖像前置壓縮處理方法；自主研發(fā)了國內外首臺前置壓縮彩色線陣相機。
3、基于神經(jīng)網(wǎng)絡深度學習智能識別算法，可實現(xiàn)360°全方位及拼圖方式進行軌道缺陷監(jiān)測、橋隧巡檢、隧道限界檢測及隧道限界識別等。
4、采用邊緣計算技術實現(xiàn)了前端故障實時識別，降低故障報警延遲。
5、設計了集機器視覺、集成電路、激光傳感等技術于一體的綜合運維檢測終端，實現(xiàn)了多目標、多場景、多環(huán)境的協(xié)同控制與檢測運維。
四、技術的成熟程度，適用范圍和安全性
本項目已授權4項發(fā)明專利，9項實用新型專利，32項軟件著作權，開發(fā)了二十余款軌道交通智慧運維監(jiān)測檢測系統(tǒng)、設備和技術體系，系統(tǒng)檢測精度高、效率快、運行穩(wěn)定，顯著提升原有軌道交通運維技術水平，極大提升運維檢測的安全性和有效性，降低運維成本。主要產品包括：
1 接觸網(wǎng)安全狀態(tài)智能檢測系統(tǒng)（2c）
2 弓網(wǎng)運行狀態(tài)智能檢測系統(tǒng)（3c）
3 高鐵接觸網(wǎng)懸掛狀態(tài)智能檢測系統(tǒng)（4c）
4 受電弓滑板狀態(tài)智能檢測系統(tǒng)（5c）
5 貨車裝載狀態(tài)智能檢測系統(tǒng)
6 接觸網(wǎng)導高拉出值檢測手推車
7 車號識別系統(tǒng)
8 道岔密貼度視覺檢測系統(tǒng)
9 手推式及車載軌道缺陷智能檢測系統(tǒng)
10 地鐵軸溫檢測系統(tǒng)
11 地鐵電機、齒輪箱溫度檢測系統(tǒng)
12 地鐵隧道缺陷視覺檢測系統(tǒng)
13 地鐵隧道輪廓限界智能識別系統(tǒng)
14 車前障礙物智能檢測系統(tǒng)
15 車體限界入侵檢測系統(tǒng)
16 軌旁及車載360°智能檢測系統(tǒng)
17 機車走行部智能采集檢測系統(tǒng)
18 風電葉片智能采集檢測系統(tǒng)
19 變電站自行走機器人
20 集電靴狀態(tài)智能采集檢測系統(tǒng)
21 路橋侵限智能檢測系統(tǒng)
五、應用情況及存在的問題
成功應用于中鐵電氣化局、中國中車、中國通號、鐵科院集團公司、上海地鐵、大連地鐵、沈陽地鐵、深圳地鐵、武漢局集團公司、成都局集團公司、昆明局集團公司等國內大型軌道交通建設與運維企業(yè)。
項目應用至今，總結行業(yè)內普遍存在以下問題：
1、智能維保技術參數(shù)和標準仍處于探索階段
2、智能維保專業(yè)分散化與建立集成系統(tǒng)平臺的兼容問題
3、智能維保與運營管理模式優(yōu)化、前期設計和裝備制造的聯(lián)動問題
六、歷年獲獎情況
2015年，350公里/小時高鐵隧道設備視覺巡檢系統(tǒng)，“市長杯”工業(yè)設計大賽二等獎
2017年，接觸網(wǎng)懸掛狀態(tài)檢測系統(tǒng)( 4C )，大連市半導體行業(yè)2017年度創(chuàng)新產品和技術
2019年，軌道交通綜合智能運維檢測系統(tǒng)，新疆兵團創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽一等獎
2020年，接觸網(wǎng)懸掛狀態(tài)檢測系統(tǒng)( 4C )，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽智能制造行業(yè)賽大連賽區(qū)一等獎

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