铁路巡检是保障轨道交通安全运行,结合人工巡检经验与人工智能、无人机、巡检机器人等智能化装备,实现隐患精准识别的轨道运维服务,正处于人机协同的数字化转型阶段。
人机协同:铁路巡检正在经历的数字化转型
当24岁的吴子婧攥着轨距尺在安康东站的编组场里读出轨距数据时,几百公里外的济南地铁1号线,AI视觉巡检机器人正沿着屏蔽门匀速移动,毫米级的裂纹都逃不过它搭载的视觉大模型眼睛;而在京广高铁的某段区间,全自动无人机已经完成了接触网、路基的全参数巡检,AI识别报告自动同步到了工务段运维平台——这就是今天中国铁路巡检的真实图景:人工班组的经验仍在发挥核心作用,智能化装备已经开始重构整个行业的运维逻辑。
铁路巡检是保障轨道交通安全运行的核心基础工作,从钢轨轨距偏差、路基沉降到接触网损伤、车站屏蔽门故障,任何一处微小隐患都可能引发重大安全事故。很长一段时间里,这项工作完全依赖人工徒步巡检:在普速铁路编组场,巡线工人要背着十几斤的工具徒步丈量每一米钢轨;在山区铁路,工人要攀上陡峭边坡检查危岩落石风险;在城市地铁,运维人员要在运营结束后的凌晨三四个小时里,完成十几公里线路、上百台设备的检查。这种模式依赖工人的个人经验,不仅效率低,还面临高寒、高空、夜间等多重安全风险。近年来,随着人工智能、无人机、机器人技术的落地,铁路巡检正在从“人工经验判断”向“人机协同智能运维”加速转型,这个过程不是简单的“机器换人”,而是行业安全标准和运维效率的双重升级。
今年2月,工人日报报道了中国铁路西安局集团安康工务段的“迎春花”检查组——这支2024年12月成立的班组,由5名00后女生组成,至今仍然扎根在钢轨旁,靠着轨距尺、石笔和肉眼,完成安康东站编组场的线路巡检工作。在春运结束后寒意还未散尽的清晨,朱桐雨敏锐发现轨距变化不顺,李欣然立刻俯身复核,确认后用石笔在钢轨内侧做好标记——这种“发现-复核-标记”的人工流程,至今仍是普速铁路编组场、站场线路巡检的核心环节。作为货物列车编组改编的核心节点,安康东站这类编组场线路使用率高、钢轨磨耗变化快,很多隐蔽性病害需要依赖巡检人员的现场触感和经验判断,智能化装备暂时还无法完全替代人工的核心作用。
“迎春花”班组的存在,恰恰说明铁路巡检的数字化转型不是“一刀切”的替代,而是分场景、分线路的技术渗透。在城市轨道交通领域,智能化巡检的落地速度已经超出行业预期。今年7月公开信息显示,五部门发布的《“人工智能+交通运输” 典型应用场景创新行动方案》,已经将轨道智能巡检机器人列为智能铁路、智慧城轨41个重点试点场景之一,济南、广州等多地地铁已经率先上线AI视觉巡检机器人。从实际落地效果看,AI机器人的效率提升非常直观:传统人工单线路巡站需要4个小时左右的深夜作业,上线机器人后,巡站时长直接压缩一半,给运维人员留出了更多隐患处置时间,也降低了人工夜间作业的安全风险。更关键的是,依靠训练好的视觉大模型,AI机器人可以实现设备故障自动识别、秒级告警,很多人工容易漏看的微小裂纹、螺丝松动,都能被精准捕捉,整体隐患检出率比人工徒步巡检提升了15%以上。
在铁路基础设施的长距离、大范围巡检场景中,无人机智能系统正在成为新的主力。今年8月,人民铁道报披露了中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所联合多家铁路局集团公司,共同打造完成面向铁路基础设施运维的智能化无人机综合巡检系统。这套系统由无人机运用管理系统、机巢飞行控制系统以及AI智能识别算法三部分构成,融合了分布式机巢、自动航线规划、边云协同、AI多模态识别等多项技术,目前已经可以覆盖工务、供电、房建等多个铁路专业巡检场景,从原来的人工操控单无人机作业,升级为从人员设备管理、航线规划、计划审批到任务执行、报告输出的全流程自动化。对于山区铁路、长大桥隧这些人员难以到达的区域,无人机可以在1小时内完成10公里线路的接触网和路基巡检,相当于10个工人一整天的工作量,而且不会遗漏人员视野外的隐蔽隐患。
从目前行业落地情况看,智能化巡检带来的不仅是效率提升,更是整个铁路运维体系的思维转变。原来的铁路巡检是“故障修”为主:出现问题再处置,日常巡检更多是人工抽验,隐患发现具有偶然性。而智能化系统可以实现固定周期的全覆盖巡检,所有数据都接入运维平台,通过长期数据比对可以预判病害发展趋势,把运维从“事后处置”推向“事前预防”,从本质上提升了铁路运行的安全冗余。比如济南地铁上线AI机器人后,已经提前发现了12处人工巡检漏过的屏蔽门门机裂纹,全部在运营窗口期完成处置,没有对乘客出行造成任何影响。
但我们也必须看到,智能化目前还无法完全替代人工,人机协同才是当前和未来一段时间铁路巡检的主流模式。正如“迎春花”检查组所展示的,在站场这类病害变化快、场景复杂的区域,人工经验依然是安全的最后一道防线:AI系统识别出的疑似隐患,最终还是需要人工到场复核确认病害等级,制定整修方案。无人机在长距离线路巡检中发现的路基沉降疑点,也需要工务班组到场用仪器重新测量,才能最终判定风险等级。甚至在很多智能化装备覆盖的线路,也会保留定期人工徒步巡检的要求,避免算法漏检带来的安全风险。
从行业发展趋势看,接下来铁路巡检的数字化升级还会进一步加速:按照五部门的试点推进计划,到2027年,轨道智能巡检机器人将完成更多线路的试点验证,逐步向全国更多城市地铁和市域铁路推广;而铁科院研发的无人机智能巡检系统,也已经开始在18个铁路局集团公司逐步铺开,未来将实现全国主要干线铁路基础设施的智能化巡检覆盖。未来铁路巡检的格局,会是智能化装备承担大规模、重复性、高风险的巡检工作,人工团队负责复核、处置和复杂场景判断,形成“机器跑起来、数据动起来、人工沉下来”的新运维体系,在提升运维效率的同时,筑牢铁路运输的安全底线。
对于整个低空经济和轨道交通装备行业来说,铁路巡检的智能化转型,也是一个极具增长潜力的细分市场:仅中国铁路就有15万公里以上的营运线路,加上几千公里的城市轨道交通线路,每年基础设施运维市场规模超过千亿元,智能化巡检装备的渗透率还不到10%,未来增长空间非常广阔。而这一轮转型的核心,从来不是要淘汰坚守在一线的巡检工人,而是用技术把他们从高强度、高风险的重复劳动中解放出来,让专业经验发挥更大的价值——就像“迎春花”班组的00后女工们,今天她们依然在钢轨旁忙碌,但未来她们会成为人机协同体系里的隐患处置专家,和智能化装备一起,守护每一趟列车的安全运行。
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最后更新:2024-12-01
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