科技的迅猛发展,尤其是人工智能的快速升级,不仅显著加快了企业变革和创新速度,而且成为推动产业升级的重大突破口和经济高质量增长的重要引擎。新一波企业转型将构建数实融合的新景象,现实世界与不断延伸的数字世界无缝结合,信息技术正在创造更为广阔的全新行业未来。
对于传统产业来说,“数实融合”是建设现代化产业体系的大势所趋,将加快传统产业高端化、智能化、绿色化升级改造。近年来,数字技术在交通行业场景的落地应用层出不穷,有效助力交通行业降本、增效、提质,提升了人民群众对美好出行的获得感,数实融合已成为交通运输智能化升级、高质量发展的必由之路。随着以新一代信息技术为支撑的智能交通系统高速发展,智慧交通将迎来历史性发展机遇。“人工智能+”为铁路新质生产力蓄势赋能,科技创新切实推动中国铁路高质量发展。本期《哈佛商业评论》中文版 HBRC TIME 对话行业智能化先锋项目组走进中国铁路郑州局集团有限公司郑州北车辆段(以下简称郑州北车辆段),深度访谈各岗位一线人员,聚焦如何以科技创新驱动,加快建设交通强国。
传统作业急需智能分析手段
铁路被誉为现代经济运输的大动脉。中国铁路郑州局集团有限公司素有“中国铁路心脏”之称,是中国路网中心,也是承东启西、连接南北的重要交通枢纽,在中国铁路交通运输中具有重要地位。
郑州北车辆段位于全路运输繁忙区段,管内京广线、陇海线、京九线、焦柳线均为全路繁忙干线,列车开行密度很大。铁路货车技术状态直接影响着列车运行安全和货物运转效率,为确保铁路货车车辆运行安全,在郑州北车辆段5T检测车间,动态检车员需要认真查看TFDS(车辆故障图像智能识别)设备拍摄的每一幅图片,对每一辆车每一个配件状态进行确认,通过“找不同”发现车辆故障和潜在的列车安全隐患。在5T检测车间共有80个检测工位,每天大约完成4万多辆货车、280多万张图片检查任务,每人每天平均要处理3.5万张。面对巨大工作量和高标准质量要求,“大海捞针”式地人工查看图片发现故障方式,给管理和作业人员都带来巨大挑战。受作业人员业务技能、精神状态、图片质量等多重因素影响,会带来漏检漏报故障的风险,将会给车辆运行安全埋下隐患。
因此,郑州北车辆段迫切需要智能分析手段来提高铁路故障发现能力,提升动态检车员的工作效率。
通过智能化实现提质增效
国铁集团机辆部货车事业部将TFDS故障图像智能识别项目作为国铁集团第一批科研计划“揭榜挂帅”的课题,指定郑州北车辆段等与华为技术有限公司(以下简称华为)、慧铁科技股份有限公司(以下简称慧铁)共同研究,联手推进课题研发和现场试用TFDS故障图像智能识别项目。
郑州北车辆段5T检测车间组建经验丰富的干部职工团队,依托多年积累的历史典型故障数据,从故障分类分级、故障特征、判断方法、预报策略等方面,对华为提供业务指导,从而提升故障识别能力和算法精准度,以此降低误报率。华为投入数十人的专业团队,其中包括二十名算法博士,更有华为AI领域首席科学家提供算法实现指导,全力保障项目推进和结果实现。
盘古铁路大模型为华为智能铁路TFDS(车辆故障图像智能识别)解决方案(以下简称华为TFDS解决方案)提供技术先进性的保障和支撑,基于数十亿级参数的全球领先CV训练模型,可以大幅降低算法训练周期,提高算法的迭代速度和准确度。在盘古铁路大模型的基础之上,华为TFDS解决方案通过深度学习大量数据样本,自动总结部件特征,自动寻找故障规律,并在实际试用中持续改善分析效果,实现从整体到局部、再到故障特征全量精细识别。
与传统方案相比,华为TFDS解决方案优势体现在三方面:一是解决方案架构通过中心训练、边缘推理,实现全量故障智能分析;二是从整图到部件到局部,故障特征全量精细识别;三是深度学习智能分析算法更具先进性,可以自动学习对象的形态、形状、纹理、结构等不同层次的语义信息,并且可以根据学习到语义信息,自动总结规律,自动定位部件、自动判断部件状态、自动故障识别,从而实现识别效率和准确性的实质性提升。
面对TFDS作业方式的变革,据该5T检测车间主任介绍:“一列铁路货车平均有4000张图片,4-5名检车员要在15分钟左右完成全列作业,正常情况下每张图片只有1-2秒作业时间,但是这一张图片有几十个配件需要检车员去确认。人工智能技术可以提高故障发现能力和故障发现率,还可以减轻职工劳动强度。通过各站段来交流后发现,大家都想借助TFDS智能识别实现铁路行业作业方式的变革。”
借助华为TFDS解决方案,郑州北车辆段5T检测车间作业能力明显提升,同时带来了全新的生产组织方式,实现了智能化和信息化作业,并取得了一系列实践成果:
精准识别,覆盖更全面。华为TFDS解决方案支持TFDS-2面阵相机拍摄和TFDS-3线阵相机拍摄图片识别,可覆盖95%车型,实现对《铁路货车运用维修规程》规定的人机分工307种故障以及100多种实际运用故障的识别,综合识别率提升至99.8%,并支持持续新增的故障类型研发运用。
集群部署,算力按需部署。郑州北车辆段已完成集中部署小规模试点,服务器资源利用率提升30%。
工作效率提升200%,更高效。通过AI识别,无故障图片筛除率95%以上,辆均误报故障数<4,大幅减少人工看图工作量,显著地提升了工作效率。华为TFDS解决方案可以7×24小时高精度不间断工作,大大减轻了动态检车员的工作压力。特殊时期人员到岗约为50%时,依然能够高效识别故障图片,保证TFDS检车作业正常运转。
在国铁集团的领导和支持下,以及郑州北车辆段专家团队与华为、慧铁共同努力下,智能识别技术在铁路行业落地、开花和结果,为进一步解放生产力和保障本质安全探索了新途径,闯出了新路子。“我们深刻感受到,铁路行业作为传统行业,首先要开放思想,了解前沿技术的发展,以探索变革的可能方向。智能识别作为新兴前沿技术,具有通用性,但要实现传统行业与智能识别技术的有效结合,就必须面对每个行业的特性需求,不是‘拿来就能用’,需要进行适应性学习和模型优化调整。所以,科学技术的发展为行业变革提供了重要支撑,但同时要真正实现行业变革仍然需要付出大量的努力。”郑州北车辆段5T检测车间主任说道。
构建六个现代化体系,推动铁路高质量发展,率先实现铁路现代化,勇当服务和支撑中国式现代化建设的“火车头”,这是当代铁路人的目标和追求。在国铁集团和郑州局集团公司指导下,华为智能铁路TFDS解决方案的助力下,郑州北车辆段率先一步实现TFDS从“人工分析”到“智能识别预警”的转变,从传统作业向智能化转型,提高了列车检测智能化水平,有效保障车辆本质安全,为全路安全畅通贡献了力量。