近年来,我国轨道交通网络持续扩容,列车运营频次不断增加,高效、安全、常态化的设备巡检,成为轨道交通稳定运行的核心保障。传统运维模式长期依赖人工登高作业、近距离排查车底隐患,不仅劳动强度大、作业风险高,且人工目视检测存在识别局限,细微病害易出现漏检、误判。
立足轨道交通行业现实需求,石家庄铁路职业技术学院研发团队深耕轨道运维领域,历经十九个月集中攻坚,成功研发新一代轨道交通智能巡检系统,突破多项关键技术瓶颈,以硬件革新、算法优化、结构创新多维发力,为轨道交通智慧运维发展注入全新力量。

作为服务轨道交通产业发展的高职院校,石家庄铁路职业技术学院依托铁道信号自动控制、轨道车辆运维等特色专业优势,聚焦行业一线痛点,组建师生联合研发队伍,深入铁路运维场站、车辆段开展实地调研,精准梳理车体检测、设备巡查中的各类难题。从前期需求摸排、方案论证,到硬件选型改造、机械结构设计,再到算法训练迭代、系统联调测试,团队成员立足实验室与实训场地,反复开展组装调试、场景模拟与性能试验,在一次次测试复盘与技术优化中,逐步攻克复杂环境感知、狭窄空间作业、智能病害识别等技术难点,完成整套巡检系统的研发与落地应用。
环境感知是智能巡检设备安全运行的核心基础。针对轨交场站环境复杂、干扰因素多的特点,团队摒弃单一传感检测模式,构建多模态融合感知体系。系统集成固态激光雷达、热成像传感器、超声波补盲设备,搭配双目立体感知技术,全方位捕捉周边环境信息,快速完成三维场景重建,实现车体周身、场站设备无死角探测。多类传感设备协同互补,有效抵御强光、遮挡、电磁干扰等外界影响,大幅降低避障误判概率,缩短安全作业距离,在保障设备运行稳定的同时,进一步提升检测精细度,解决了传统巡检设备感知范围有限、环境适应性弱的短板。

如果说硬件设备是巡检系统的“躯干”,智能算法便是驱动高效检测的“大脑”。为实现从人工排查到智能研判的升级,研发团队搭建专属多载荷巡检云平台,依托海量轨道车辆运维数据与病害样本,完成算法模型训练与迭代优化。通过优化粒子滤波算法,系统可快速完成零部件状态筛查,精准识别裂纹、磨损、松动等常见病害,自动标记隐患位置、同步上传检测数据,自动生成标准化巡检报告。数字化、智能化的检测模式,有效弥补人工检测的不足,缩短巡检耗时,提升隐患识别的精准度与时效性,助力运维工作提质增效,两项核心配套软件已成功获得计算机软件著作权,技术专业性与独创性获得权威认可。
列车车底结构紧凑、管线布局复杂,一直是轨道巡检的重难点区域。常规检测设备难以深入狭窄空间,机械作业抖动明显,极易造成画面模糊、点位遗漏。围绕这一堵点问题,团队自主研发万向伸缩臂稳定结构,搭载内置缓冲弹簧万向节与双轴陀螺稳定云台,通过机械缓冲与智能防抖双重设计,有效抵消设备运行抖动,强化结构传动稳定性。可灵活伸缩调节的机械结构,能够深入车底狭小缝隙,多角度完成高清图像采集与数据捕捉,全面覆盖隐蔽检测点位,彻底打通车底检测盲区,显著提升复杂区域的巡检覆盖率与检测质量,相关创新结构已取得实用新型专利认证。
在产品实用化与市场化层面,该智能巡检系统兼顾性能与成本控制,整体造价合理,相较于行业同类设备具备突出的性价比优势。设备操作简洁、集成度高,可灵活适配列车车顶巡查、车底检测、场站基础设施巡检等多元场景,适配各类铁路车辆段、轨道交通运维基地的常态化作业需求。整套系统操作门槛低,便于运维人员快速上手使用,兼具实用性、稳定性与推广价值,能够有效降低轨道交通运维人力成本与安全风险,助力行业实现降本增效。

此次科创成果的落地,是高职院校深化产教融合、以科创赋能产业发展的生动实践。研发过程中,指导教师全程引领,青年学生深度参与机械设计、程序调试、数据处理等全流程工作,将课堂理论知识与一线产业需求紧密结合,在实践中锤炼专业技能、培育创新思维,展现了当代高职学子立足专业、深耕实干、勇于突破的青春风采。
立足新发展阶段,轨道交通行业正加速向智能化、数字化转型,智慧运维已是行业发展必然趋势。接下来,该研发团队将持续聚焦技术升级,不断扩充多场景数据集,优化算法识别精度,完善设备极端环境适配能力。同时积极推进校企深度合作,加快设备场站试点应用,打磨优化产品功能,制定标准化巡检作业流程。未来,团队将持续依托院校专业特色,紧贴轨道交通产业发展方向,持续产出接地气、实用性强的科创成果,以职业教育创新力量助力交通强国建设,为轨道交通安全、绿色、智慧化高质量发展筑牢技术支撑。