轨道交通智能视觉终端关键技术 - 成果库 - 国家科技成果网

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	成果名称	完成单位	批准登记号/报告编号
	轨道交通智能视觉终端关键技术	大连维德集成电路有限公司	中促会（评）字[2021]第009号

成果简介

一、课题来源与背景
我国铁路及城市轨道交通的高速发展，在满足人民群众出行需求、支撑和引领城市发展等方面发挥了重要作用。轨道交通是一门复杂的系统工程，涉及车辆、信号、供电、工务、通信等多个系统，包括众多子系统及产品部件，任一部件出现异常均可能造成无法估量的生命、财产损失，因此需要各专业设施设备时刻处于良好的服役状态，并能够做到故障早发现、早预警、早维修，保障轨道交通的安全、稳定运行。目前大连维德在轨道交通智能视觉终端与运维系统中已自主研发了多项核心及关键共性技术，开发了数十款智能检测运维系统，应用效果深受客户好评。
二、技术原理及性能指标
本项目是以智能视觉技术和集成电路技术为核心，结合通信、激光雷达、传感等多项技术为一体，建立“智能相机+应用场景”模式的产品架构，共同构成轨道交通智能视觉终端及运维系统关键技术及管理平台，实现轨道交通设施设备的综合性监测检测与运维管理。
轨道交通智能视觉终端及运维系统关键技术选用高清高速智能相机阵列组合和高度集成化模块结构，搭配大连维德自主研发的嵌入式操作系统及视觉图像处理芯片，可实现轨道交通列车在高速运行条件下，对检测目标的精准抓拍与识别分析。检测到目标物触发抓拍时间在0.01ms，目标物缺陷分析精度最高达0.01mm，适应车速最高可达350km/h，可实现数据结果的实时输出，具有检测精度高、速度快、定位准确、误报率低、产品小型化、智能化、可靠性高等特点。系统检测运维目标涵盖轨道交通车辆车体状态、接触网悬挂状态、车辆供电设备状态、标识杆号抓拍定位、轨道工务桥隧设备设施状态、线路入侵、信号设备状态等。检测范围全面、可靠，系统自动输出运维检修报告、预警分级报告及故障趋势分析，实现轨道交通设施设备的综合性监测检测与运维管理，为轨道交通运维提供科学的技术指导。
三、技术的创造性与先进性
1、基于集成电路设计技术实现了高速图像实时识别，实时触发。提高了图像抓拍速度和精度，应用于轨道交通接触网悬挂状态综合检测、隧道列车防碰撞系统等多种场景。
2、首创线阵图像前置压缩处理方法；自主研发了国内外首台前置压缩彩色线阵相机。
3、基于神经网络深度学习智能识别算法，可实现360°全方位及拼图方式进行轨道缺陷监测、桥隧巡检、隧道限界检测及隧道限界识别等。
4、采用边缘计算技术实现了前端故障实时识别，降低故障报警延迟。
5、设计了集机器视觉、集成电路、激光传感等技术于一体的综合运维检测终端，实现了多目标、多场景、多环境的协同控制与检测运维。
四、技术的成熟程度，适用范围和安全性
本项目已授权4项发明专利，9项实用新型专利，32项软件著作权，开发了二十余款轨道交通智慧运维监测检测系统、设备和技术体系，系统检测精度高、效率快、运行稳定，显著提升原有轨道交通运维技术水平，极大提升运维检测的安全性和有效性，降低运维成本。主要产品包括：
1 接触网安全状态智能检测系统（2c）
2 弓网运行状态智能检测系统（3c）
3 高铁接触网悬挂状态智能检测系统（4c）
4 受电弓滑板状态智能检测系统（5c）
5 货车装载状态智能检测系统
6 接触网导高拉出值检测手推车
7 车号识别系统
8 道岔密贴度视觉检测系统
9 手推式及车载轨道缺陷智能检测系统
10 地铁轴温检测系统
11 地铁电机、齿轮箱温度检测系统
12 地铁隧道缺陷视觉检测系统
13 地铁隧道轮廓限界智能识别系统
14 车前障碍物智能检测系统
15 车体限界入侵检测系统
16 轨旁及车载360°智能检测系统
17 机车走行部智能采集检测系统
18 风电叶片智能采集检测系统
19 变电站自行走机器人
20 集电靴状态智能采集检测系统
21 路桥侵限智能检测系统
五、应用情况及存在的问题
成功应用于中铁电气化局、中国中车、中国通号、铁科院集团公司、上海地铁、大连地铁、沈阳地铁、深圳地铁、武汉局集团公司、成都局集团公司、昆明局集团公司等国内大型轨道交通建设与运维企业。
项目应用至今，总结行业内普遍存在以下问题：
1、智能维保技术参数和标准仍处于探索阶段
2、智能维保专业分散化与建立集成系统平台的兼容问题
3、智能维保与运营管理模式优化、前期设计和装备制造的联动问题
六、历年获奖情况
2015年，350公里/小时高铁隧道设备视觉巡检系统，“市长杯”工业设计大赛二等奖
2017年，接触网悬挂状态检测系统( 4C )，大连市半导体行业2017年度创新产品和技术
2019年，轨道交通综合智能运维检测系统，新疆兵团创新创业大赛一等奖
2020年，接触网悬挂状态检测系统( 4C )，创新创业大赛智能制造行业赛大连赛区一等奖

成果完成人

1.孙洪茂 2.高春丽 3.刘岩 4.孙嘉璐 5.刘涛 6.王军 7.周连峰 8.郭雪萍 9.马舰 10.宋艳红 11.李宏 12.王继赟

成果评价情况

	评价单位：	中国民营科技促进会	报告编号：	中促会（评）字[2021]第009号	评价日期：	2021-04-24
	组织单位：	中国民营科技促进会科技成果转化办公室	项目负责：	张洪伟	成果管理：	13641060945

评价意见

一、提供的资料齐全，符合评价要求。
二、该项目主要创新点：
1、基于集成电路设计技术实现了高速图像处理技术及前置压缩处理方法；自主研发了国内外首台前置压缩彩色线阵相机，提高了图像抓拍速度和精度，并应用于轨道交通接触网悬挂状态综合检测、隧道列车防碰撞系统等多种场景。
2、基于神经网络深度学习智能识别算法，可实现360°全方位及拼图方式进行轨道缺陷监测、桥隧巡检、隧道限界检测及隧道限界识别等。
3、采用边缘计算技术实现了前端故障实时识别，提高效率，降低运维成本。
4、设计了集机器视觉、集成电路、激光传感等技术于一体的综合运维检测终端，实现了多目标、多场景、多环境的协同控制与检测运维。
三、经相关检测机构检测，符合标准要求。
四、经中铁电气化局、中国中车、铁科院集团公司、武汉局集团公司、上海地铁、广州地铁、沈阳地铁等多家用户使用，反映良好。
该技术具有核心自主知识产权，整体技术达到国内领先水平,经济、社会效益显著,应用前景广阔。
评价委员会一致同意通过科技成果评价。
建议：加大推广力度，满足市场需求。

评价专家

姓名	工作单位	职称	从事专业
张向阳	中科院软件中心	正高	软件
方薇	北京市地铁运营有限公司信息中心北京市轨道交通学会	正高	通信、信息化
秦勇	轨道交通控制与安全国家重点实验室	正高	智能交通
蔡青有	中国电力科学研究院	正高	产品质量检测
周鸣	中国电信北京公司	正高	通信
周迎	科技部火炬中心	正高	科技管理
刘通	中国铁道科学研究院集团有限公司金属及化学研究所	正高	健康管理
童有好	工信部中小企业促进中心	正高	中小企业
杨青山	中国道路运输协会	正高	交通管理