鐵路營業(yè)里程不斷增長,由鐵路周界異物入侵造成的事故也頻頻發(fā)生,給鐵路的安全運營帶來重大隱患和威脅。在2022年 6 月,貴廣線列車在高速運行中撞上了突發(fā)侵入線路的泥石流,成列車脫軌,嚴重影響了人民群眾的生命財產(chǎn)安全。國家鐵路局發(fā)布的《“十四五”鐵路科技創(chuàng)新規(guī)劃》中明確提到要完善鐵路周界入侵報警系統(tǒng),提升鐵路工程防災(zāi)減災(zāi)技術(shù)水平。
秉承“知行”校訓(xùn),傳承“愛路報國”精神
(智行科技團隊隊長 甘振良)
智行科技團隊的名稱,取自北京交通大學的校訓(xùn)諧音“知行”。團隊聚焦鐵路周界環(huán)境安全需求,面向全時段、全方位、全天氣、全環(huán)境、全場景、全異物,應(yīng)用深度學習、云端協(xié)同一體化、大數(shù)據(jù)、智慧分析等新一代信息技術(shù),提出一種鐵路周界異物入侵檢測算法、開發(fā)鐵路周界異物入侵檢測報警系統(tǒng)。基于此成果,他們參加了第八屆“互聯(lián)網(wǎng)+”大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽的產(chǎn)業(yè)賽道,選擇了“基于昇思MindSpore的智能交通創(chuàng)新解決方案”命題,一舉奪得全國銀獎!
該項目主要有兩大核心創(chuàng)新點:
● 核心創(chuàng)新點一,是團隊自主構(gòu)建了針對鐵路周界異物入侵深度學習的數(shù)據(jù)集,包含多種極端天氣和入侵異常行為,覆蓋了不同的場景區(qū)段,填補了行業(yè)內(nèi)缺少鐵路周界異物入侵數(shù)據(jù)集的空白。
● 核心創(chuàng)新點二是在算法方面。首先,采用目標檢測算法用來檢測異物目標,通過構(gòu)造多尺度殘差網(wǎng)絡(luò)對鐵路監(jiān)控視頻進行去霧處理,并采用添加注意力機制等方法,對Yolov5算法進行改進;然后,采用基于BisenetV2的語義分割算法自動劃分鐵路侵限區(qū)域。該團隊創(chuàng)新性地結(jié)合二者的位置信息判斷是否發(fā)生入侵,并通過該團隊提出的自我演化框架,不斷擴增數(shù)據(jù)樣本庫,使模型持續(xù)學習未知場景和未知異物。
(項目團隊正在進行現(xiàn)場調(diào)研和實驗室研究)
在整個參賽過程中,團隊多次前往現(xiàn)場實地調(diào)研,與現(xiàn)場工作人員深入交流,掌握大量一手數(shù)據(jù)。調(diào)研、攻關(guān)、試驗,全面提升產(chǎn)品性能,交流、迭代、合作,形成鐵路周界異物入侵技術(shù)壁壘。他們以十年磨一劍的勁頭,勇攀鐵路科技的高峰。
結(jié)合昇思MindSpore技術(shù),為模型插上翅膀
正所謂“工欲善其事,必先利其器”,人工智能的實現(xiàn)離不開好用的AI框架。基于此,團隊利用昇騰AI基礎(chǔ)軟硬件技術(shù)優(yōu)勢,基于端邊協(xié)同的思路提出三層架構(gòu)解決方案。在前端感知部分,通過軌旁的智能攝像頭讀取監(jiān)控視屏流,然后通過目標檢測算法檢查異物目標,并同時通過語義分割算法劃分鐵路侵限區(qū)域。當異物接近侵限區(qū)域時,觸發(fā)第一級別的告警,結(jié)合二者位置信息判定是否發(fā)生入侵。如果確定入侵,觸發(fā)第二級別聲光告警,同時將入侵告警上報到路段中心。工作人員通過實時監(jiān)測報警系統(tǒng)進行二次確認和軌跡跟蹤,并將入侵事件上報到路局。最終由路局檢測平臺對所有入侵事件進行統(tǒng)計分析。
(智行科技團隊解決方案簡介)
智行科技團隊表示:“使用之后,我們都覺得昇思MindSpore在很多方面優(yōu)業(yè)界其他框架,比如MindSpore的全場景統(tǒng)一架構(gòu),對我們構(gòu)造云邊端協(xié)同一體化的解決方案非常有效,滿足端側(cè)輕量化的同時,保持了端云架構(gòu)的一致性,真正實現(xiàn)一次訓(xùn)練無縫部署、端云訓(xùn)練共模型。除此之外MindSpore的基礎(chǔ)加速庫,大幅度提高了模型工程應(yīng)用的性能,其模型開發(fā)套件明顯提高了我們的開發(fā)效率。”
攜手奮進,共赴未來
(智行科技團隊合照)
智行科技團隊有團隊成員一共15人,涉獵交運、計算機、金融等多個專業(yè),彼此分工明確,具有跨專業(yè)、跨學科的特點,和專業(yè)覆蓋全面、專業(yè)知識互補的優(yōu)勢。智行科技團隊表示:“報名參賽時我們團隊的大部分成員都在讀大三,處在人生關(guān)鍵節(jié)點時刻,也面臨保研、留學、工作的選擇,但幸運的是,我們與昇思結(jié)緣,并一路披荊斬棘站在互聯(lián)網(wǎng)+總決賽的現(xiàn)場,最終我們都找到了通往未來的寶貴鑰匙。”
團隊指導(dǎo)老師盧思洋老師也開心地祝賀:“互聯(lián)網(wǎng)+大賽,是各位同學在大學期間能參加的國內(nèi)最高賽事之一,這次他們?nèi)〉脙?yōu)異成績、為校爭光,是他們努力的結(jié)果,希望未來的人生中他們依舊可以帶著 '雄關(guān)漫道真如鐵,而今邁步從頭越' 的精神,攻克更多的難關(guān)。”
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