高精度定位、3D融合成像、故障诊断……4月22日凌晨，位于常州地铁2号线丁堰站-潞城站区间内，一台载人式轨道智能巡检小车正在作业股道上穿行，检查钢轨、扣件、道床等部件可视病害。与传统的人工巡检工作相比，其工作效率大大提高，重大病害检出率达100%。
时势所趋
直面轨道巡检痛点
党的十八大以来，常州地铁从无到有，从单线运营进阶至双线运营，贯穿南北的常州地铁网线，让市民出行生活越来越便利。城市轨道交通的蓬勃发展，对车辆运行安全提出了更为严格的要求。与此同时，轨道设备维护工作不断增加，基于运营安全的故障诊断、预警、智慧运维等核心技术的重要性日渐凸显。
常州地铁集团运营分公司总经理俞太亮说，目前行业内普遍采用人工巡道方式，存在耗费人力多、作业效率低、检查标准因人而异等问题。“随着城市地铁线网规模日益扩大，人工巡道综合成本将持续升高，从人防转向技防，研发一套智能化、数字化、自动化的轨道智能巡检系统解决上述痛点问题，是目前国内地铁都在努力的方向。”
为提高轨道巡检效率，降低轨道委外成本，2020年10月，常州地铁集团有限公司启动基于机器视觉测量技术的轨道智能巡检系统的研发。2020年12月，“轨道智能巡检系统科研项目”正式立项。截至目前，已集成了3项关键技术——2D和3D融合成像技术、高精度定位里程技术及三重算法嵌套技术。基于机器视觉测量技术，实现了对轨道可视病害的定性识别和定量测量，自动给出病害的位置、类型、尺寸等关键信息，实现对轨道设备故障的诊断和预警，进而实现其智能维护决策功能。该系统可以代替人工巡检，大大提高检测速度及检测精度，提高线路巡检的总体效率，提升地铁运营的智能化水平。
强强联手
让轨道巡检更智能更高效
该轨道智能巡检小车，由常州地铁集团有限公司与常州路航轨道交通科技有限公司合作研发。通过研发前期的充分调研、对比研究分析，研发中期的深耕细作、科技创新，以及研发后期的技术总结、工艺提升，2021年3月，第一代轨道智能巡检系统原型机诞生，通过14次测试改良，软件及算法在20km/h速度下，可对螺栓异常、弹条异常、道床异物等病害实时检出；同年7月，项目组对第一代原型机进行更新，研发升级为载人式轨道智能巡检车，续航大于80km，可实现20km/h左右的检测速度；2021年12月30日，载人式轨道智能巡检车开发完成，开启2号线正线测试之旅。截至2023年4月，共上线测试12次，软硬件在此阶段不断优化改良，重大病害检出率达到100%。
项目承接方常州路航轨道交通科技有限公司，是一家专业提供轨道交通领域智能检测、远程诊断、全寿命周期管理的高端服务提供商。2011年成立之初，主要受铁道部委托，为高铁列车研发行车安全实时监测设备。历经10多年的迅速发展，其主营业务为高铁和城轨车辆的关键部件车载安全监控系统研发、智能维保维修系统研发、重大装备动态实时安全监测、大数据分析与挖掘、前瞻性共性技术研究、寿命预估与健康评估、车辆试验检测服务等，系全国最早的标准智慧高铁、标准智慧地铁安全监测平台供应商，以及全国唯一一家标准地铁、轮轨检测系统、弓网检测、走行部监测系统核心供应商。
“由牵引动力国家重点实验室副主任、西南交通大学青岛研究院院长林建辉引领的路航科技，是行业内从事轨道交通车辆测试与故障分析的佼佼者，成立十多年来，始终聚焦轨道交通安全检测监测技术研发。本次合作，双方可以说是一拍即合。”俞太亮表示。
该项目于2021年10月参加第二届“姑苏杯”青年智能交通创新技术应用大赛，荣获智能工程装备专题赛启明星奖，同年11月获常州市高新技术产品认定证书。目前，该项目已取得3项发明专利。
精益求精
方能行稳“智”远
4月21日夜间至22日凌晨，来自上海、南京、苏州等地的5位专家在听取项目汇报、审查相关资料后，于当夜城市轨道天窗期前往常州地铁2号线丁堰站—潞城站区间进行现场验证。
现场，该轨道智能巡检系统一经启动，将采集驶过的每一根轨枕的全貌图（2D+3D图像），一旦检测到缺陷，下方红色弹窗便会以“里程+轨枕号+区间+缺陷描述”的格式实时报警，同时出具有缺陷轨枕全貌图的报表，轨面巡检同理。常州路航研发部副部长胡沛伟说，基于高精度定位里程技术，载人式轨道智能巡检车可以做到将缺陷精确定位到每一根轨枕、每一块轨面。
“我们一共设置了5处病害，从结果上看，全部检出。”专家评审组组长、中国城市轨道交通协会专家杜心言教授表示，经专家组质询讨论，该选题符合当前对轨道设备和地铁运营安全、智能、绿色、经济的发展方向，技术先进，具有一定的前瞻性，推广应用价值良好，一致同意通过评审。
“人民幸福安康是推动高质量发展的最终目的。轨道作为电客车运行基础设施，其性能状态与地铁运营安全密切相关。为了每一次的安全抵达，‘轨道智能巡检系统科研项目’团队不断精益求精，多次上线磨合系统，经过两年测试，已积累了10T轨道图片数据，目前系统检出率高于95%，远期平均检出率将高于98%，漏检率为0。”俞太亮说，接下来，根据项目总体要求及专家评审意见，项目团队将进一步验证不同工况下轨道巡检系统的稳定性及可靠性，继续开展轨道巡检系统装载电客车的相关研究工作，同时拓展检测功能，探索多专业综合智能检测系统融合。
交通兴则城市兴。“轨道智能巡检系统科研项目”团队用守正创新、奋勇争先、精益求精的姿态，积极为地铁安全运行出谋献智。后续，项目团队将一如既往、慎终如始，继续完善系统的稳定性及可靠性，最终实现项目上线，助力常州更好融入和服务全国全省发展大局。
