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2025年2月19日 星期三


CQM


Klacci 凱樂奇交通運輸業解決方案

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機器學習和自動影像辨識。 這些是 CQM 為檢查火車軌道智慧的影像應用所用的成分。 自學系統可以自動檢測軌道上的缺陷,因此只有 20% 的影像需要被人們檢視。 除了效率,這也帶來了改進的維護,從而提高了軌道安全性和可用性。 還有一件事:演算法不會眨眼。

檢查是 VolkerRail(一家 VolkerWessels 公司)的一個部門,專門從事基礎設施監控。 對於 ProRail,該公司檢查了荷蘭大約一半的鐵路路線。 其中一部分涉及對軌道和點的檢查。 此前,這是由那些在軌道上行走進行檢查的人完成的。 這是一項危險的工作,這就是為什麼 ProRail 要求所有承包商,使用檢查列車進行檢查。 檢查站也有這些檢查列車之一,很快就會有第二列,包括每半米拍攝軌道照片的攝影機。 軌道的每個部分每 6-10 周,都會以這種方式檢查一次。 這產生了大量影像,檢查人員必須檢視這些影像。 密集而單調的工作,但必須以最精確的方式進行。 正如 Inspectation 的商業顧問 Clemens Schoone 所說:「你幾乎不能眨眼,否則你會錯過一些東西。」

 

概念驗證(PoC, Proof of Concept)

CQM 為 ProRail 開發了一個檢查列車規劃系統,正是檢查列車產生的許多影像,激發了前 CQM 高階顧問 Huub van den Broek 將檢查過程自動化。 「在 CQM,我們對影像辨識和機器學習的結合非常熱情。 檢查中的影像檢查,是將這種組合的力量付諸實踐的理想專案。」

Clemens 熱衷於在概念驗證方面進行合作。 「偵測列車的絕大多數影像並不包含所謂的『蹲伏(squats)』(軌道損壞的情況)。因此,手動查看這些圖像不僅非常費力,而且基本上沒有必要。如果可以利用現代技術,以可靠的方式實現自動化,那麼我們就想利用這一點。」

 

最先進的

檢查已經為其檢查列車配備了最先進的攝影機系統,使其處於該行業的前沿。Huub 解釋說:「這意味著影像非常出色,並提供高品質的資料集,這是機器學習的絕對必要條件。」 「更重要的是,谷歌最近釋出了一個深度學習工具包,該工具包在 2017 年擊敗了複雜棋盤遊戲 Go 的世界冠軍。在 CQM,我們把這個 TensorFlow 工具包用於檢查。 此外,我們還獲得了最新的硬體,可以處理許多高解析度影像和複雜的數學運算。 我們用這個來訓練系統,在各個階段,以辨識蹲點。 然後,我們與檢查專家合作,進行了大量測試和調整,以逐步改進系統。 我們手動做了這件事,但演算法的持續完善很快就會由自學系統自動完成。」

從那時起,CQM 在概念驗證階段,令人信服地證明了該系統工作,該演算法現已納入現有的檢查辨識應用中。Huub 解釋說:「檢查員仍然看到相同的圖片,並使用可信的方法檢查它們,但在同一影像中,他們現在也看到了由我們的演算法控制的圖表。 該圖表顯示了所有可能的深蹲。 目前,該系統幾乎可以完美地辨識蹲下。 我們現在正處於微調檢測閾值的階段,並將可能的假陰性和假陽性降到最低。 最終,目標是檢查員只需要檢視系統檢測到可疑標記的圖片。 這意味著大約 80% 的影像可以被跳過。 換句話說,檢查員可以更有效率地完成他們的工作五倍。」

 

安全

當然,關鍵問題是,當大部分工作由機器完成時,系統是否安全。Clemens  肯定地說:「是的,我現在 100% 相信這一點。」「一台機器可以比人類更準確、更可靠地完成這項工作。CQM 已經證明了這一點。 但顯然,我們將進行隨機檢查,以持續監控品質。20% 的影像仍在被人類檢視,此外還有許多定期技術檢查。」

還有軌道本身,現在也更安全嗎? 「當然,」Clemens 說。 「由於檢查品質提高了,所以軌道維護水準也提高了。 我們更早地看到新出現的缺陷,如有必要,可以儘早進行干預。 這不僅提高了安全性,還提高了軌道的可用性。 這反過來又意味著由於維護,而減少乘客的干擾。」

藉助這項新技術,Inspectation 目的在成為荷蘭最好的鐵路檢查員,並希望將該系統用於其他類型的軌道檢查。 對於 CQM 來說,該專案為許多其他結合機器學習和影像辨識的應用程式鋪平了道路,例如在醫學界。 正如 Huub 指出的那樣,「一位醫學專家在整個職業生涯中,可能會看到幾千張特定狀況的 X 光片。 想像一下,如果你把世界上所有醫學專家製作的數十億張照片,整合到一個影像辨識和自學系統中......”


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