【聰明 靈活 憨態可掬】地鐵智慧機器人“接班”傳統車輛巡檢

【信源】上觀新聞

【編輯】freya

【本期責編】藍爸爸 monkey

【本期編審】shining靈感

深夜11時左右，上海地鐵蒲匯塘基地內，4號線列車已從正線駛回，停靠在相應的股道上。一隻圓嘟嘟、胖乎乎，有些形似科幻劇《機器人總動員》中“瓦力”的機器人，在技術人員的操作下駛入股道，靈活轉動著“大眼睛”，對列車底部關鍵檢修點進行拍照，檢查它們的健康狀態。

這是正在上海地鐵試點的智慧車輛巡檢機器人瓦力。當前，在全國乃至世界城軌行業，智慧巡檢機器人應用尚未成熟，北京、上海、廣州、香港、杭州等部分城市開啟先行先試。包括瓦力在內的機器人們，正成為塑造城軌行業新標準的一股力量。

“接班人”的優勢

盛夏的上海，即便是在晚間，地鐵列車停靠的股道內，溫度也會達到50℃以上。在這樣的環境內，待一會兒就會滿頭大汗，檢修作業一般要持續到凌晨4時，辛苦程度可想而知。

“檢修作業不僅環境艱苦、勞動強度大，也會受到檢修人員技術水平、精神狀態等多方面影響。”上海地鐵車輛專業技術工程師張枝森說，“上海地鐵列車保有量已經居於世界第一，隨著新線的開通，列車增購數量仍在攀升，傳統的人工精檢模式將越來越難滿足未來的需求。”

傳統的人工檢查列車故障常常存在盲區，有時難以提前發現、提前預警。當生產運營負荷加大，受人工作業主觀因素影響，容易出現檢修效率跟不上運營壓力、列車缺乏預防性資料支撐、無法做到全天候檢測等問題。

智慧機器人，成為地鐵巡檢新的“接班人”。在現場，工作人員只要點選控制平臺的啟動鍵，瓦力就會循著既定的路徑，前往兩條股道的下方開啟通宵作業。一旦識別到疑似故障，系統就會報警，由工作人員進行復檢。

“目前，上海地鐵共有三臺巡檢機器人。瓦力上崗時間最早，一年多來經歷了基建改造以及多次技術升級，表現較為成熟。”比如，受限於出廠時的結構設計，瓦力對地面的高差有較高要求，於是，工作人員將兩根股道磨平，便於其行動；原先機器人採用2d成像模式，考慮到檢測的精確性，技術人員增加了3d影象採集單元，以實現多角度檢測。

如今，透過自主移動機器人平臺，結合影象識別處理技術，瓦力能對車底關鍵檢測點精確成像，智慧判斷車底關鍵部件狀態。多自由度的機械臂以及機械臂前端的2d與3d影象採集單元，能實現多角度檢測，並依靠機器視覺技術實現對目標缺陷的分析判定。同時，智慧巡檢機器人創造性地使用了柔性排程技術，能夠實現多機器人在不同股道間的自由轉運，保證檢修任務順利完成。

“透過初步計算，智慧巡檢機器人能夠替代對車下、車側零部件檢查幾乎全覆蓋，異物檢測準確率達到98%。”據介紹，智慧巡檢機器人會不斷自主訓練和學習，今後檢測準確率還將進一步提升。

走向標準化

“我們的最終目標是，制定相關技術標準，在更多的地鐵線路上推廣智慧巡檢機器人應用。”張枝森說。

目前，在全國乃至世界城軌行業，智慧巡檢機器人應用仍在探索，僅有部分城市地鐵開啟先行先試。基於複雜的場景、多樣的需求，要實現這一目標並不容易。以上海地鐵為例，目前共有29個基地，不同時期採用的建設標準不同，導致車庫及股道的設定並未統一，傳統線路與全自動駕駛線路的巡檢場景與需求也截然不同。

技術人員試圖在標準化、模組化設計上創新，比如基於實際的操作，確定機器人需要的功能，並對其介面和操作習慣做統型。“基地的三臺機器人來自三家廠商，這一安排有其原因，如果是一家廠商，容易提出有利於自身設計思路的標準，推廣性不強。只有透過多方合作集思廣益，才能讓標準的適用性更強。”

目前，智慧巡檢機器人正處於試點階段，經歷著更多的功能以及技術迭代升級。比如，受限於樣本數量，基於寧可多報不可漏報的原則，故障的誤報率帶來了不小的工作量。技術人員正透過故障模擬，積累更多的分析樣本，讓機器變得更聰明。“我們還希望機器人可以更加自動化，從一臺機器人負責兩根股道，發展至多臺多根股道，以及當全自動駕駛列車入庫後，無須人工點選啟動鍵就可自動觸發指令等。”

上觀號作者：上海地鐵shmetro