胡正坤　田豐

在高鐵檢修領(lǐng)域，一名分析人員每天要判定8000張圖片，智能分析系統(tǒng)則結(jié)束了人工分析的繁瑣，推動檢測效率提升20倍;在城市供電系統(tǒng)作業(yè)現(xiàn)場，運維人員使用AR眼鏡代替肉眼，自動識別環(huán)境中的目標……

當前，加速推進的新基建，為城市道路、供水及供電系統(tǒng)等傳統(tǒng)基建帶來了煥發(fā)新生的難得機遇，不僅為基礎(chǔ)設(shè)施養(yǎng)護降本增效，還推動基礎(chǔ)設(shè)施實現(xiàn)自我感知、主動預(yù)警、輔助決策。

智能傳感器、智能分析系統(tǒng)……新基建與傳統(tǒng)基建的結(jié)合，正變得越來越緊密。

供水系統(tǒng)更安全

數(shù)據(jù)顯示，隨著我國城鎮(zhèn)化進程的深入發(fā)展，基礎(chǔ)設(shè)施養(yǎng)護成本在我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資中的占比將持續(xù)上升。如何延長基礎(chǔ)設(shè)施的安全使用壽命、降低養(yǎng)護成本，越來越成為我國城鎮(zhèn)化進程中面臨的重要挑戰(zhàn)。

對此，國外已有許多創(chuàng)新實踐。美國南卡羅來納州運輸部（SCDOT）發(fā)現(xiàn)，人工檢查員往往會低估橋梁的強度，進而導(dǎo)致不必要的更換和維護成本。

在橋梁上安裝上自動傳感器后，則能夠?qū)崟r監(jiān)測橋梁信息，使橋梁的安全使用壽命延長數(shù)年。并且，基于傳感器的數(shù)據(jù)分析，可以識別橋梁是需要重建還是僅需翻修，從而減少不必要的建設(shè)投資。

DC Water是美國首都華盛頓特區(qū)及其周邊地區(qū)的飲用水供應(yīng)公司，管理著1300英里長的供水管道和1800英里長的下水管道，其中一些管道的使用壽命已經(jīng)長達100多年，維護起來既昂貴又困難。

為了自動化檢測并識別管道異常情況，DC Water采用了微軟認知工具包系統(tǒng)。該系統(tǒng)使用傳感器、人工智能和物聯(lián)網(wǎng)對供水系統(tǒng)進行檢測分析，將檢測過程從數(shù)小時縮短至幾分鐘。并且，通過主動識別潛在的水管破裂情況和水質(zhì)問題，大大降低了DC Water的養(yǎng)護成本，提升了供水系統(tǒng)的安全性和可靠性。

通過AR巡檢與遠程“ 孿生”指導(dǎo)技術(shù)，專家可以在電腦前標記，將三維空間物體標識和檢修說明推送到巡檢人員的AR眼鏡上，快速解決現(xiàn)場作業(yè)難題，提升協(xié)同效率。

在城市供水系統(tǒng)監(jiān)測方面，美國密歇根州安娜堡則通過開源傳感器、硬件和算法，來測量和控制雨水。借助傳感器節(jié)點，系統(tǒng)可以收集有關(guān)水流和水質(zhì)的數(shù)據(jù)，并通過蜂窩網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)，提供實時水情。在暴雨后，城市供水系統(tǒng)還可遠程控制開啟和關(guān)閉閥門，以釋放或保存雨水。

類似的傳感裝置，也被許多城市用于監(jiān)測污水中的病毒和藥物等物質(zhì)含量。在疫情蔓延的背景下，這項技術(shù)正變得越來越重要。通過污水監(jiān)測，城市甚至能夠在病毒暴發(fā)之前就發(fā)現(xiàn)疫情，對公共衛(wèi)生決策具備重要指導(dǎo)作用。

高鐵監(jiān)測更智能

在國內(nèi)，人工智能等新一代信息技術(shù)，也在加快走向基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與養(yǎng)護的各環(huán)節(jié)。

作為國家名片“中國高鐵”的典型代表，京滬高鐵在運用人工智能技術(shù)實現(xiàn)鐵路電網(wǎng)檢測數(shù)據(jù)智能分析方面，走在了時代前沿。

牽引電力是高鐵列車運行的重要動力裝置，是確保列車運行的前提條件;其中，接觸網(wǎng)是牽引供電系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分。因此，做好接觸網(wǎng)運行狀態(tài)檢測、減少接觸網(wǎng)故障的發(fā)生，是保障牽引供電系統(tǒng)可靠運行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

2013年，京滬高鐵在濟南維管段率先引入4C檢測設(shè)備（接觸網(wǎng)懸掛狀態(tài)檢測監(jiān)測裝置），該設(shè)備能夠?qū)佑|網(wǎng)零部件實施高精度成像檢測。2016年底，全線列車實現(xiàn)4C檢測常態(tài)化。

在4C檢測應(yīng)用的過程中，京滬高鐵運維部門逐漸發(fā)現(xiàn)，單純依靠人工分析仍然存在諸多問題，突出表現(xiàn)為人工分析效率低、差異性大、漏檢率高等。

京滬高鐵每季度需分析300萬張圖片，20余人加班加點才能在20天內(nèi)完成分析。如此一來，每人每天要判定8000張圖片、約30萬個零部件，不僅分析質(zhì)量無法保證，還容易引發(fā)職業(yè)疾病。

與此同時，據(jù)測試，同樣300公里4C數(shù)據(jù)，兩組人分別分析，重復(fù)率不超過15%，差異性較大。

為解決京滬高鐵接觸網(wǎng)檢測面臨的問題，中鐵電氣化局集團有限公司京滬高鐵維管公司攜手商湯科技組建聯(lián)合研發(fā)團隊，開發(fā)出“4C智能分析系統(tǒng)”。

該系統(tǒng)基于智能視覺分析技術(shù)，推動檢測效率提升了20倍，不僅大大降低了檢測分析的勞動強度，提高了接觸網(wǎng)維管的智能化水平和檢測效率，也開啟了高鐵供電維管“智能時代”。

電網(wǎng)巡檢更便捷

新基建不僅在高鐵領(lǐng)域大展身手，也已在城市供電系統(tǒng)發(fā)揮重要作用，推動電網(wǎng)數(shù)字化、智能化發(fā)展。

在城市的輸電系統(tǒng)中，換流站檢修至關(guān)重要，對易發(fā)生故障的變電設(shè)備進行及時巡查，才能將故障隱患降到最低，切實提高變電運行的穩(wěn)定性。

目前，商湯科技等企業(yè)開發(fā)出了智能換流站巡檢系統(tǒng)。借助基于增強現(xiàn)實技術(shù)的“AR巡檢”，換流站運維人員可提前根據(jù)工作任務(wù)，設(shè)定最優(yōu)巡檢路線。

運維人員佩戴AR眼鏡等智能裝備，便可自動識別現(xiàn)場環(huán)境，實時獲知巡檢人員所在設(shè)備區(qū)域;借助人機交互技術(shù)，巡檢人員可全程記錄作業(yè)過程和巡檢數(shù)據(jù)，作業(yè)完畢后系統(tǒng)將自動分析處理，一鍵生成巡檢報告，有效提高電力運維效率，節(jié)省時間和人力成本。

此外，通過AR巡檢與遠程“孿生”指導(dǎo)技術(shù)，專家可以在電腦前標記，將三維空間物體標識和檢修說明推送到巡檢人員的AR眼鏡上，快速解決現(xiàn)場作業(yè)難題，提升協(xié)同效率。

并且，AR巡檢還能將運維過程中優(yōu)質(zhì)的作業(yè)過程儲存起來，提煉后形成標準、直觀的培訓(xùn)課件，為企業(yè)高效開展技術(shù)、技能培訓(xùn)等提供便利。

未來，在新基建的加持下，傳統(tǒng)基建將會變得更加綠色、智能、可持續(xù)，為城市實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展提供更加可靠的基礎(chǔ)支撐。