給高鐵裝上“智慧天眼”——北京交通大學秦勇團隊破解百年難題

從實驗室到鐵道線，從技術突破到人才培養，他始終堅守初心、步履不停。近日，《中國科學報》頭條報道了北京交通大學先進軌道交通自主運行全國重點實驗室教授秦勇用“智慧天眼”破解高鐵巡檢難題的故事。

“看”得見，更“想”得到

在京滬高鐵濟南段，一架無人機緩緩升空，沿著預設航線平穩飛行，實時捕捉橋梁、接觸網的每一處細微變化。“這是我們測試的新一代智能巡檢無人機，它能自主規劃航線、靈活避障，不僅會‘看’，還會‘思考’。”團隊負責人秦勇教授介紹道。

這套由北京交大聯合京滬高鐵公司研制的軌道交通基礎設施自主無人機智能巡檢技術，是國內首套基于北斗+5G的高速鐵路全自動無人機智能巡檢專用系統。自2019年啟動研發，現已成功應用于工務、供電、電務、環境等全專業多個實際場景。

破解百年痛點：從“盲區”到“全時域”

長期以來，高鐵巡檢依賴人工與軌檢車，勞動強度大、覆蓋盲區多。橋梁底部、橋墩、隧道口等復雜區域一直是巡檢“盲區”，而這些恰恰是安全隱患高發地帶。同時，巡檢只能在夜間“天窗”時間進行，效率低下。

2016年，無人機技術在電力、森防等領域嶄露頭角，秦勇敏銳捕捉到這一突破契機。“這正是破解高鐵巡檢難題的‘金鑰匙’！”在國家自然科學基金及重點研發計劃支持下，團隊從零起步，歷經無數次試驗，最終讓技術從“實驗室”走進“應用場”。

如今，3臺無人機30分鐘即可完成過去需大量人力的全覆蓋巡航，巡檢質量大幅提升，人力成本顯著降低。

“大小腦”協同：全鏈條自主可控

高鐵沿線環境復雜，從平原到橋梁隧道，從晴空到雨雪，傳統無人機難以勝任。秦勇展示了一塊巴掌大的綠色電路板——團隊自主研發的飛控核心，堪稱無人機的“心臟”。

“別看它個頭小，里面裝滿了硬科技。導航、避障、數據分析樣樣精通。”秦勇說，這套系統搭載了聰明的地面智能分析“大腦”和機載邊緣計算“小腦”，通過“大小腦”融合，實現“巡、識、報、處”一體化管控。

300多次飛行試驗、3060分鐘飛行時長，見證了這套技術的成長與蛻變。團隊實現了從底層硬件設計到上層算法的全鏈條自主可控，成功研制出國內外首套軌道交通無人機巡檢垂域大模型——“天路一號”。

科研要解決行業“真需求”

“科研的最終目的，不是發表多少篇論文，而是服務行業、解決實際問題。”這是秦勇常掛在嘴邊的話。團隊成員孟凡騰說：“秦老師常講，做科研要圍繞國家和行業的真需求，不能只盯著論文。”博士后楊政智正是看中團隊“接地氣、能落地”的應用場景，慕名而來。

對軌道產業而言，低空正成為創新發展的“新維度”。秦勇已將目光投向更遠：聚焦提升無人機環境適應性，將技術延伸到高原鐵路、高寒鐵路、城市軌道交通。目前，團隊已接到青藏鐵路3000米以上海拔區域的智能巡檢技術攻關任務，并完成飛控系統適應性調試。“又有一場硬仗要打。”秦勇說。

寫給高考生

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來源：北京交通大學。

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