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《上海科技报》:智能小车给钢轨做“体检”

——记华东理工“一种基于深度学习的超声波钢轨探伤小车”项目

  稿件来源: 上海科技报  |   作者:陶婷婷 张婷  |  摄影:  |  编辑:媒体华理组  |  访问量:771

作为中国“新四大发明”之一,高铁向世界展示了“中国速度”,为大众出行提供了极大便利。在不久的将来,为保障列车安全运行而对钢轨进行的“健康体检”,也即将走向智能化。

由华东理工大学机械与动力工程学院易建军教授团队与上海航天控制技术研究所、挪威工程技术大学联手研制的“全自动超声波钢轨探伤车”,利用超声波探测技术,对钢轨运行状态进行实时监测;并通过深度学习,对钢轨的缺陷进行智能化诊断。

擅长与时间赛跑  智能高效

钢轨的健康情况直接关系到列车能否安全运行,这就需要经常对钢轨进行“体检”。而对钢轨的检查和维修,只能在铁路线路空闲的23个小时“天窗”时段进行,因此必须高效、精准。

与高铁的风驰电掣不同,传统的钢轨探伤需徒步进行,耗时耗力且存在安全隐患。开发一款高效、精准、低价、轻便的探伤小车势在必行。易建军团队用近两年时间研制的全自动超声波钢轨探伤小车,虽然成本不足50万元,但每小时高达30公里的行驶速度,可完全化解探伤维修作业时间短和保证探伤周期的矛盾。

记者看到,两条约10米长的标准钢轨上,停放着一辆黄色探伤小车。这辆小车长约1.78米、高约1.6米,看似简洁却大有学问。易建军介绍,小车由探伤系统、主控制系统、驱动系统、制动系统、供电系统、操纵系统等组成,而每个系统又由不同的模块组成。模块化设计,使探伤小车的装卸、维修和运输都更加便捷。此外,探伤小车还具有无线传输、实时定位、远程操控等特点。

基于深度学习  低价精准

除了小体积、自行走、易操作、实时监测这些显性特征外,这款探伤小车还隐藏着巨大的创新之处。基于深度学习的钢轨探伤数据处理,就是其中之一。

探伤的精确度,很大程度上取决于超声波探轮的质量。易建军说:“我们利用大量探伤数据进行深度神经网络的训练,得到可用于实际轨道探伤应用的深度神经网络模型,以保障轨道探伤的高精度及准确率。即通过高精尖的超声波探轮采集大量样本,再将这些样本进行深度学习算法处理,确定基于特征的规则;而这些规则一旦移植到计算机,即使通过不太精确的超声波探轮来‘诊断’,同样可以得到精确的结果。换句话说,就是把复杂的经验转换成规则的过程。”易建军说,“深度学习能使探伤小车更加智能化。”

拥有云服务平台  未来可期

这款探伤小车的智能化,还体现在易建军团队搭建了超声波钢轨探伤云服务平台。轻轻按下操作台上的按钮,小车在钢轨上缓缓前行,位于小车前部的显示屏开始出现均匀波纹,“这一处有裂纹。”易建军指着屏幕上的一道道斜纹告诉记者。

人类通过CT等超声波仪器可以检测身体是否存在健康隐患,轨道也一样。“将超声波轨道探伤数据进行存储、分析及可视化显示,可以为轨道探伤的后续监控、维护、处理、追溯等提供平台云服务支持。”易建军说,云服务化不但可以实现高速在线检测和远程操控,在精准探伤检测的同时,还可以像人类定期体检一样对钢轨的健康状况进行预测,为各部门提供数据共享、决策支持、资源调度等服务。

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  原文来源: 上海科技报  |  发表时间:2017-11-09  |  作者:陶婷婷 张婷
  原文链接: http://www.duob.cn/cont/892/201859.html

发布日期:2017年11月10日11时26分
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