深夜11时左右，上海地铁蒲汇塘基地内，4号线列车已从正线驶回，停靠在相应的股道上。一只圆嘟嘟、胖乎乎，有些形似科幻剧《机器人总动员》中“瓦力”的机器人，在技术人员的操作下驶入股道，灵活转动着“大眼睛”，对列车底部关键检修点进行拍照，检查它们的健康状态。
这是正在上海地铁试点的智能车辆巡检机器人瓦力。当前，在全国乃至世界城轨行业，智能巡检机器人应用尚未成熟，北京、上海、广州、香港、杭州等部分城市开启先行先试。包括瓦力在内的机器人们，正成为塑造城轨行业新标准的一股力量。
“接班人”的优势
盛夏的上海，即便是在晚间，地铁列车停靠的股道内，温度也会达到50℃以上。在这样的环境内，待一会儿就会满头大汗，检修作业一般要持续到凌晨4时，辛苦程度可想而知。
“检修作业不仅环境艰苦、劳动强度大，也会受到检修人员技术水平、精神状态等多方面影响。”上海地铁车辆专业技术工程师张枝森说，“上海地铁列车保有量已经居于世界第一，随着新线的开通，列车增购数量仍在攀升，传统的人工精检模式将越来越难满足未来的需求。”
传统的人工检查列车故障常常存在盲区，有时难以提前发现、提前预警。当生产运营负荷加大，受人工作业主观因素影响，容易出现检修效率跟不上运营压力、列车缺乏预防性数据支撑、无法做到全天候检测等问题。
智能机器人，成为地铁巡检新的“接班人”。在现场，工作人员只要点击控制平台的启动键，瓦力就会循着既定的路径，前往两条股道的下方开启通宵作业。一旦识别到疑似故障，系统就会报警，由工作人员进行复检。
“目前，上海地铁共有三台巡检机器人。瓦力上岗时间最早，一年多来经历了基建改造以及多次技术升级，表现较为成熟。”比如，受限于出厂时的结构设计，瓦力对地面的高差有较高要求，于是，工作人员将两根股道磨平，便于其行动；原先机器人采用2D成像模式，考虑到检测的精确性，技术人员增加了3D图像采集单元，以实现多角度检测。
如今，通过自主移动机器人平台，结合图像识别处理技术，瓦力能对车底关键检测点精确成像，智能判断车底关键部件状态。多自由度的机械臂以及机械臂前端的2D与3D图像采集单元，能实现多角度检测，并依靠机器视觉技术实现对目标缺陷的分析判定。同时，智能巡检机器人创造性地使用了柔性调度技术，能够实现多机器人在不同股道间的自由转运，保证检修任务顺利完成。
“通过初步计算，智能巡检机器人能够替代对车下、车侧零部件检查几乎全覆盖，异物检测准确率达到98%。”据介绍，智能巡检机器人会不断自主训练和学习，今后检测准确率还将进一步提升。
走向标准化
“我们的最终目标是，制定相关技术标准，在更多的地铁线路上推广智能巡检机器人应用。”张枝森说。
目前，在全国乃至世界城轨行业，智能巡检机器人应用仍在探索，仅有部分城市地铁开启先行先试。基于复杂的场景、多样的需求，要实现这一目标并不容易。以上海地铁为例，目前共有29个基地，不同时期采用的建设标准不同，导致车库及股道的设置并未统一，传统线路与全自动驾驶线路的巡检场景与需求也截然不同。
技术人员试图在标准化、模块化设计上创新，比如基于实际的操作，确定机器人需要的功能，并对其界面和操作习惯做统型。“基地的三台机器人来自三家厂商，这一安排有其原因，如果是一家厂商，容易提出有利于自身设计思路的标准，推广性不强。只有通过多方合作集思广益，才能让标准的适用性更强。”
目前，智能巡检机器人正处于试点阶段，经历着更多的功能以及技术迭代升级。比如，受限于样本数量，基于宁可多报不可漏报的原则，故障的误报率带来了不小的工作量。技术人员正通过故障模拟，积累更多的分析样本，让机器变得更聪明。“我们还希望机器人可以更加自动化，从一台机器人负责两根股道，发展至多台多根股道，以及当全自动驾驶列车入库后，无须人工点击启动键就可自动触发指令等。”
来源：上海地铁
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