保证地铁安全,放只“兔子”进去

日期: 2018-07-02 09:49:20
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近日,北京市的两家科技发展公司与正在加紧建设的呼和浩特地铁达成合作意向,共同成立地铁隧道智能巡检机器人应用课题组,推进地铁隧道智能巡检机器人的市场推广和技术完善。2020年,呼和浩特地铁全面建成后,将成为国内首个使用人工智能巡检机器人进行安全巡检的城市地铁。

    与此同时,作为合作协议的企业方,北京天乐泰力科技发展有限公司和北京瑞途科技有限公司对外宣布,公司联合研发的隧道智能巡检机器人正式下线,已具备实际应用能力,可进行产品化。研发团队还为这款全球率先实现商用的机器人取了一个可爱的名字——“奔跑的兔子”。

    是什么样的创意和技术造就了“奔跑的兔子”?它在隧道内又将如何奔跑?

    你走你的 我做我的

    与地铁同步运行不遗漏任何隐患

    在刚刚结束的北京国际城市轨道交通展览会上,科技日报记者现场目睹了“奔跑的兔子”不知疲倦地在展厅轨道内奔跑的场景,其灵动的运转吸引了大批参展商和参观者驻足观看。“奔跑的兔子”外形并不像兔子,而是一个几十公分见方的扁长形金属车,拥有自己专用的轨道。

    “地铁巡检是城市轨道交通得以安全运行最为基础和重要的保障,轨道的细微松动、落石坠物与列车的摩擦碰撞、隧道的滴冒渗漏,任何一个小细节的变化,都有可能引发重大事故。所以实现高效精准、事无巨细的排查,就是我们研发智能巡检机器人的初衷。”天乐泰力总经理夏新建向记者介绍说。

    2017年,天乐泰力与北京瑞途科技有限公司合作,专门针对智能巡检机器人的研发应用成立团队,致力于核心技术攻关和实验测试,从立项到产品通过测试正式下线只用了一年多的时间,可谓高效。

    智能化是这种新产品的最大特点。天乐泰力公司机器人运营总监崔宝洲告诉记者:“从隧道检测技术层面来看,‘奔跑的兔子’可实现的范围基本涵盖了传统人工检测的范围,比如限界入侵和异物入侵检测,传统的人工巡检是无法在列车运行期间进行的。但是机器人有自己的专用轨道,可以将包括震动在内的一切外界环境干扰排除,做到与地铁运行同步工作,也就是说,你走你的,我做我的。这样就实现了检测过程与列车运行不相互干扰、同步进行。”

    机器人实验数据显示,对隧道内墙体、铁轨变形监控和隧道壁面湿渍、裂纹检测以及电缆温度、三维建模的检测实施,“奔跑的兔子”均可以实现等同于或高于人工检测的效率和效果。

    “智能化产品的广泛应用,是启发引导我们攻克技术难题、实现机器人产品化的主要推动力量。”夏新建说,“以实现专为地铁隧道安全研发、全天候智能化实时巡检、人工智能专家系统故障判断、大数据隧道病害趋势预测这四大目标为研发的基本要求,我们最终打造出了这款功能强大的智能机器人。”

    收集数据 智能判断

    将技术集成的效果做到最大化

    事实上,这个小小的金属车搭载了几乎所有的智能化基础技术。夏新建说:“我们的研发目标就是将智能化技术与地铁隧道巡检要求紧密结合,将技术集成的效果做到最大化。”

    崔宝洲以工作程序为主线,介绍了机器人的核心技术集成:“首先是多传感器识别技术。‘奔跑的兔子’搭载了众多的高精度传感器,能够第一时间探测到隧道内的实时信息,将信息传递到专家系统做出判断,包括高清相机、激光雷达、温度检测的红外热像仪等。这种技术搭载,有效实现了机器人进行限界入侵探测、隧道内异物检测、电缆温度检测等重要工作的顺利完成。”

    崔宝洲表示,“奔跑的兔子”所进行的巡检,并不是简单的数据收集,而是以数据为基础,实现基于专家系统的智能判断。例如利用高清相机拍摄图像进行快速拍摄,判断隧道里的裂纹。他解析道:“隧道内的裂纹在机器人眼中是一块灰度比较深的区域,但是灰度区域也有可能是电缆或者别的什么东西,这时专家库就会对影像做出判断,整个过程不需要时间,是实时的。”

    “如果说检测和数据收集比较容易,那么最难的就是根据检测数据实现趋势预判,”夏新建说,“只有实现这个目标,我们的机器人才可称为真正的智能机器人。”

    对此,研发团队紧抓数据库建立的完善,实现机器人基于大数据的趋势性分析功能。“比如说隧道的微小变形,一两次的检测判断不出安全隐患,但是随着检测数据的累加汇总和更新,智能系统就会得出准确的趋势判断从而排除隐患。”崔宝洲说。

    人机配合 节省劳力

    代替人类在黑暗中洞察一切

    对于地铁智能巡检机器人,我国著名机器人专家、北京航空航天大学教授宗光华曾评价说:“地铁隧道智能巡检机器人是世界轨道交通在地铁隧道安全检测与预警领域的新理念、新思路,是机器人在地铁隧道领域的创新式应用。地铁隧道智能巡检机器人的问世,预示着地铁轨道交通运维领域开始进入智能化时代。”

    有调查数据显示:北京市全市轨道交通的安全巡检员超过一万人,这就意味着每天都有上万人穿行在庞大的隧道网络中从事着暗无天日的巡检工作,同时,人工检测永远无法排除由于疏忽大意带来的安全隐患。

    而人工智能巡检机器人的介入,则可以弥补这一缺陷,并极大节省人工,实现人机配合、安全无死角的检测效果。“比如机器人介入巡检后,工人可以待命,机器人发现了需要人工进行修复的故障,就可以准确带着工人找到故障点,这就大大节省了人工,还可以互相弥补巡检细节的不足。”天乐泰力董事长刘春梅说。

    目前,实现了产品化的智能化巡检机器人已经开始了市场推广,并成为轨道交通运营维护领域智能时代的开路先锋。刘春梅告诉记者:“将智能化技术融入到巡检设备中,是我们一次重要的创新实践,但一次性取代人工巡检显然是不切实际的,我们还要从减轻人工工作压力和强度开始,逐步进行技术积累和探索;我们将以核心技术为动力,推动产品进入矿井、公铁隧道、巨型仓库等更多领域,让‘奔跑的兔子’成为人们在黑暗中洞察一切的眼睛,为智能化、无人化的发展加上多彩的一笔。”

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