低空智翼巡地铁，科技赋能筑安全

　　一、总体介绍

　　天津轨道交通运营集团有限公司与天津市地质工程勘测设计院联合，通过在天津地铁梨园头车辆段试点部署无人机及机场，利用无人机智能巡检技术，实现对轨道交通运营线路保护区敏感区域的快速数据采集和证据固定，并结合人工智能识别、影像数据特征提取等专业技术，达到快速、高效、自主巡检的目的，解决地铁保护区人工巡检覆盖率不足、效率低、难取证等行业难题。

　　二、主要做法

　　1、系统总体架构设计

　　根据地铁保护区无人机巡检的业务需求，确定轨道交通运营线路无人机智能巡检系统的总体功能设计定位，即使用低成本、长航时无人机搭载可见光等吊舱，执行远程控制实时图像巡检任务，对天津地铁沿线保护区进行巡检。无人机进入指定区域后对重点位置及高风险点进行视频图像采集。视频图像通过北斗+5G等手段实时回传至后端云平台进行数据分析处理，并将处理分析结果及图像分发至展示终端进行展示。该系统依托无人机快速、高位及多重载荷的优势，基于人工智能+北斗+5G等先进技术，全自动化实现天津地铁保护区精准巡检、精确测量与智能分析，根据其功能定位，形成了该系统的逻辑架构设计，如下图所示。

　　2、无人机部署及系统平台

　　(1)无人机部署

　　天津地铁梨园头车辆段试点部署一套无人机机场，数据收集模块由无人机机场及无人机载荷系统组成，使用低成本长航时无人机搭载可见光/红外吊舱，执行远程控制实时图像巡检任务，对天津地铁保护区环境进行巡检。数据采集平台进入指定区域后对重点位置及高风险点进行视频图像采集。视频图像实时回传至后端云平台进行数据分析处理，并将处理分析结果及图像分发至展示终端进行展示。

　　(2)无人机智慧巡检平台

　　无人机智慧巡检平台，实现对无人机的统一指挥管控，通过平台管控即可完成大范围、无人化、周期化无人机自主巡检，巡检数据回传至平台后，可通过人工智能算法完成多类目标物检测，为巡检工作提供有效空中支撑。平台提供无人机航线规划、设备在线管理、远程飞行控制、挂载设备控制、飞行任务管理等功能，实现飞行实时画面、视频监控等实时信息的在线监控，同时结合AI算法进行保护区巡检。

　　3、关键技术应用

　　(1)自动化飞行技术

　　依据用户设定的任务区域、高度、速度等参数，自动生成最优航线，在地铁巡检中能按线路走向与重点区域分布规划，实现精准数据采集;高精度传感器与智能控制系统，让无人机在起飞前全面检测电池电量、电机状态等，确保安全，降落时借助视觉识别与精确定位。

　　(2)环境感知与避障技术

　　视觉相机、激光雷达等多视觉传感器融合数据，形成完整环境感知图像。智能避障算法依此实时计算安全路径，遇障时绕行或悬停，保障飞行安全。

　　(3)高精度定位技术

　　采用 RTK - GPS 定位，结合地面基准站差分修正数据，实现厘米级定位，让无人机在复杂城市环境沿地铁线精准飞行。

　　通信、监控、导航集成化部署技术

　　无人值守机场集成了通信设备、气象站、机场监控 (飞控系统、高精度定位模块)等通信、监视、导航设备，实现了无人机远程超视距操控、飞行状态实时监测与数据高效回传，能依据气象数据智能规划与调整飞行任务，在复杂环境精准定位，保障无人机安全、稳定、高效作业，提升巡检等工作的整体效能。

　　4、无人机智能巡检内容

　　巡检主要针对天津地铁10号线4站3区间(含梨园头车辆段、于台站、瑶环路站、昌凌路站)的保护区沿线进行巡检，目前涵盖保护区内施工(施工器械扫描及识别)、火灾隐患识别、彩钢板房识别。梨园头车辆段至于台站区间施工器械扫描及识别。

　　三、取得成效

　　1、通过无人机智能巡检技术，解决人工巡检效率低下、覆盖范围受限、无法实时反馈问题，以及难以精准识别隐患的难题。无人机凭借智能飞行与 AI 分析能力，让巡检工作更高效、全面 。

　　2、通过试点部署无人机系统，初步搭建了天津地铁无人机智慧巡检监控平台系统，无人机智慧巡检系统通过远程控制无人机，飞行频率为1周2次，实现地铁保护区的无人机自主巡检。

　　3、该试点无人机累计巡检里程达 357.5 公里，积累1.7 万余张精细照片数据。通过对这些数据的深度挖掘与分析，AI算法模型精度提升超过20%。

　　4、未来使用无人机开展地铁保护区巡查后，可替代人工开展违规施工识别、保护区范围判定、突发事件取证等工作，初步测算保护区巡检年节约费用48.8万元。这一系列成果，不仅彰显了无人机智能巡检在地铁运营领域的巨大优势，更为后续天津地铁推广无人机应用，进一步开拓低空经济版图筑牢了坚实基础。