• 現(xiàn)在，智能機器人在軌道交通行業(yè)已有哪些應用？

• 未來，如何看待軌道交通智能機器人的發(fā)展趨勢？

隨著高精度傳感器、專家系統(tǒng)、機器人視覺等機器人重要部件可靠性的提升，機器人代替簡單勞動力必將是大勢所趨。

軌道交通行業(yè)雖然比較傳統(tǒng)，但在智能化機器人的應用方面也邁出了不小步伐，我們收集了過去一年中發(fā)生的部分案例：

方案1

名稱：智能挖掘機器人(布洛克多功能暗挖機器人)
時間：2017年2月
應用狀態(tài)：已應用于西安地鐵四號線火車站暗挖隧道工程

2017年2月5日上午，伴隨著“智能挖掘機器人”的轟鳴聲，西安地鐵四號線火車站暗挖隧道左線被順利打通。至此，火車站暗挖隧道實現(xiàn)雙向貫通，成為國內(nèi)首例極端地質(zhì)條件的下穿鐵路道岔工程。

西安地鐵四號線火車站暗挖隧道工程屬世界性難題。為此，施工方探索運用暗挖機器人、智能設備檢測、分段深孔注漿等技術(shù)，為工程安全提供全方位保障。經(jīng)過四年時間努力，終于將260.7米的隧道成功打通，做到對列車運行“零影響”。

中鐵一局西安地鐵四號線11標項目部遙控操作工朱琪科：“（挖掘機器人）遠程操控，它的安全距離是100米。它更加精準、更加安全，動作靈活、動作多?！?/p>

根據(jù)介紹，機器人只需要一名技術(shù)人員拿著一個“游戲手柄”來操作即可，至少節(jié)省人力在三分之一以上，工效提升一倍，最重要的是施工安全風險大大降低。

中鐵一局西安地鐵四號線11標項目經(jīng)理梁西軍：“像這樣的測量機器人，總共布置了28臺，然后這個監(jiān)視測點，總共在站場影響范圍內(nèi)布了3298個監(jiān)測點。同時，通過全段面的深孔注漿加固，起到止水和穩(wěn)固土壤的作用?！?/p>

2017年2月5日上午，伴隨著“智能挖掘機器人”的轟鳴聲，西安地鐵四號線火車站暗挖隧道左線被順利打通。至此，火車站暗挖隧道實現(xiàn)雙向貫通，成為國內(nèi)首例極端地質(zhì)條件的下穿鐵路道岔工程。

西安地鐵四號線火車站暗挖隧道工程屬世界性難題。為此，施工方探索運用暗挖機器人、智能設備檢測、分段深孔注漿等技術(shù)，為工程安全提供全方位保障。經(jīng)過四年時間努力，終于將260.7米的隧道成功打通，做到對列車運行“零影響”。

中鐵一局西安地鐵四號線11標項目部遙控操作工朱琪科：“（挖掘機器人）遠程操控，它的安全距離是100米。它更加精準、更加安全，動作靈活、動作多。”

根據(jù)介紹，機器人只需要一名技術(shù)人員拿著一個“游戲手柄”來操作即可，至少節(jié)省人力在三分之一以上，工效提升一倍，最重要的是施工安全風險大大降低。

中鐵一局西安地鐵四號線11標項目經(jīng)理梁西軍：“像這樣的測量機器人，總共布置了28臺，然后這個監(jiān)視測點，總共在站場影響范圍內(nèi)布了3298個監(jiān)測點。同時，通過全段面的深孔注漿加固，起到止水和穩(wěn)固土壤的作用。”

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方案2

名稱：地鐵智能機器人“小軌”、“小D”

時間：2017年8月
應用狀態(tài)：二次優(yōu)化研發(fā)完成 

2017年8月7日，一位名叫“小D”的智能機器人在地鐵2號線寧波火車站為乘客查詢票價、打印線路圖、拎東西。這款由寧波企業(yè)與寧波軌道交通聯(lián)合自主研發(fā)的機器人，成為寧波地鐵助推智能制造的縮影。

“小D正在努力成為一名獨立的、合格的車站服務工作者?！睂幉ǖ罔F企劃部工作人員莫璐潔表示。據(jù)介紹，地鐵寧波火車站工作日每天有三萬多人次進出站，節(jié)假日9萬多人次進出站，該站客服中心和咨詢臺的三名工作人員每天要為三分之一的乘客提供咨詢。小D的加入，不但能幫助站務人員分擔一些重復性的咨詢工作，還創(chuàng)新了回復乘客咨詢的方式。

小D入選寧波市政府“3315”計劃創(chuàng)業(yè)團隊自主研發(fā)的專門針對地鐵服務的行業(yè)機器人，擁有多個知識產(chǎn)權(quán)。

事實上，在小D之前，已經(jīng)有一款機器人（“小軌”）在軌道交通1號線櫻花公園站提供過服務，經(jīng)過一段時間的試用，地鐵機器人“回爐”優(yōu)化，在服務能力上越來越智能化。此次小D擁有更獨特的功能，比如能夠打印出行便條，并且能夠幫助乘客拎一定重量的行李，還能收集乘客的各類意見建議。

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方案3

名稱：地鐵智能機器人YoYo

時間：2017年12月
應用狀態(tài)：投入試點

2017年12月5日，地鐵智能機器人 YoYo 在廣州地鐵八號線萬勝圍站、琶洲站和廣州塔站投入試點，引得大量乘客駐足圍觀。

該智能機器人運用了科大訊飛國際領先的智能語音技術(shù)，可以實現(xiàn)通過語音交互讓機器人提供簡單的問詢服務，包括換乘路徑、地鐵票價和票務政策、線網(wǎng)首末班車查詢、出入口資訊查詢等，乘客可通過機器人界面的喚醒按鈕實現(xiàn)自助查詢服務。

“YOYO 機器人作為車站人工咨詢服務的有效補充，能在一定程度上減少乘客人工問詢的等候時間，提高搭乘效率?！眲⑹嬲f。據(jù)統(tǒng)計，廣州地鐵每天有超過 1000 名員工在一線服務乘客，承擔著服務 800 萬客流的重擔，每天接受問詢上萬次。

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方案4

名稱：“開路者”智能巡檢機器人

時間：2017年10月

應用狀態(tài)：處于研發(fā)階段，計劃明年批量生產(chǎn)投放

在2017年10月的一次展會上，“開路者”智能巡檢機器人首次對外亮相，吸引眾人圍觀。

“智能巡檢開始?！鄙衔?0點，長沙市軌道交通集團有限公司展位里，來自運營公司通號部的張小虎對著手機APP發(fā)出口令后，一臺身高不到成年人膝蓋的機器人從墻邊出發(fā)，墻上屏幕開始同步顯現(xiàn)從它視角看到的現(xiàn)場畫面。先敬個禮、再跳上一段舞后，這臺名為“開路者”的機器人開始了現(xiàn)場“巡檢”，萌萌的造型吸引了不少人。張小虎介紹，“開路者”目前具備有遠程控制、視頻回傳、巡跡、溫濕度探測等六大功能，未來將主要用于機房無人化巡檢——以往每個車站的每次周檢都需要兩個人，以后都可以交給“開路者”了。目前處于研發(fā)階段，計劃明年批量生產(chǎn)并投放進各個地鐵站的機房。

方案5

名稱：軌道車輛智能檢修系統(tǒng)
時間：2017年12月
應用狀態(tài)：研發(fā)成功，剛啟動對外推廣

檢修設備展示現(xiàn)場

2017年12月6，由中車青島四方車輛研究所有限公司（中車四方所）研制的軌道車輛智能檢修系統(tǒng)對外亮相，極大提高列車的故障識別與檢測效率。

該系統(tǒng)包括控制中心和圖像采集機器人兩大部分，控制中心收集整理采集的圖像、調(diào)度整個檢查工作過程；圖像采集機器人采集列車各部位的檢測信息，它主要由智能運載平臺、多自由度柔性機器手臂、相機、傳感器，監(jiān)控攝像頭等部分組成。

該系統(tǒng)是世界上第一臺利用高度柔性機器人與機器視覺融合技術(shù)，完全按照高速列車檢修標準或城市軌道列車檢測標準，實現(xiàn)車輛各部位視覺檢查作業(yè)的設備。

當列車入庫進行檢修時，啟動圖像采集機器人進行自檢，機器人勻速前行到達車頭位置時，機器人自動對車輛底部進行圖像檢測，采集車底圖片；當機器人到達車尾定點位置后，機器人伸出機器手臂并逆向行駛，機器人發(fā)出的激光定位到轉(zhuǎn)向架位置后，機械臂按照預定設計進入轉(zhuǎn)向架和車輛底部的狹窄空間，開始采集列車關(guān)鍵部位圖片，同時在機械手臂隨著機器人前行采集圖片時，機器人自動開啟面陣相機，進行更為詳實的底部高清拍攝。該智能檢修系統(tǒng)相比于傳統(tǒng)人工作業(yè)，可增加40%以上的檢修范圍，降低漏檢率，提高檢修效率。列車采集信息會實時顯示在控制中心顯示器上，采集完成后，機器人自動回復至初始位置并關(guān)機。

智能化設備組成示意圖

該系統(tǒng)有三大法寶，確保檢查工作的高效、高質(zhì)，即高清圖像采集清晰，故障識別處理準確和多種驅(qū)動模式兼容。

法寶1：高清圖像采集清晰。圖像采集機器人可以采集轉(zhuǎn)向架各個方向上關(guān)鍵部位的高清圖像，多自由度柔性機械臂攜帶圖像采集裝置采集轉(zhuǎn)向架頂部、側(cè)面和底部高清圖像，同時線掃相機采集整個車體底部高清圖像，面陣相機采集轉(zhuǎn)向架底部高清圖像，確保全面覆蓋車輛待檢查區(qū)域。

智能化設備掃描影像

法寶2：故障識別處理準確。通過采用先進的圖像特征識別技術(shù)和機器深度學習技術(shù)，極大的提高故障識別準確度。采集到的高清圖像通過無線網(wǎng)絡實時傳輸?shù)娇刂浦行?，并利用圖像識別算法對圖像進行自動故障判斷，例如部件丟失、螺栓松動、異物、斷裂、尺寸磨耗等，系統(tǒng)能及時將信息自動反饋給檢修人員進行核實。

影像識別和學習技術(shù)

法寶3：多種驅(qū)動模式兼容。圖像采集機器人根據(jù)檢修作業(yè)不同條件，可采用掛式或在地面鋪設鋼軌兩種方式進行工作，兼容多種工況需求，還可以根據(jù)用戶需求，量身定制檢修模式。

總結(jié)一下：方案6

名稱：地鐵智能機器人“晶晶”
時間：2018年1月

應用狀態(tài)：初亮相

2018年1月16日下午，鄭州市區(qū)紫荊山地鐵站內(nèi)，由鄭州地鐵舉辦的2017年“晶晶服務”責任報告發(fā)布會上，來了一位特殊的明星“晶晶”——即將應用于地鐵站臺內(nèi)的鄭州地鐵智能機器人。

此次在紫荊山地鐵站亮相的共有兩臺機器人。這兩部機器人均是白色，上體有兩肢，下體則是輪子代腳。臉部為小型黑色屏幕，有黃色的電子眉眼。前胸是一個屏幕，上面顯示著機器人的各種功能：左上角有時間和天氣，下面有線路查詢、本站信息查詢、運行時間、票價政策、乘車須知、失物招領、語音查詢、機器人領路等。機器人得到指令，能夠完成屈臂、前行等移動功能。

據(jù)了解，該智能機器人可以通過語音交互提供簡單的問詢服務，包括換乘路徑、線網(wǎng)首末班車查詢、出入口公交信息查詢等，乘客可通過機器人界面的喚醒按鈕自助查詢。以后，機器人還有望實現(xiàn)自我學習、自我進化，為廣大乘客提供更全面、更人性化的服務。

這是機器人“晶晶”首次公開露面，鄭州地鐵也將成為中部地區(qū)率先引進機器人服務的地鐵。此次只是在紫荊山地鐵站亮相，具體將來安置在哪些地鐵站，什么時候開始正式服務，鄭州地鐵將按照具體情況進行安排。

名稱：能夠在地下空間進行鉆孔、機動操縱、定位、導航的機器人系統(tǒng) “BADGER”

時間：2017年
應用狀態(tài)：尚沒有任何原型硬件的展示

BADGER （roBot for Autonomous unDerGround trenchless opERations），是一種能夠在地下空間進行鉆孔、機動操縱、定位、導航的機器人系統(tǒng)。

根據(jù)該項目的設計者介紹，靈感來自那些通過挖掘隧道來生活的自然動物，可用于幫助人類開拓更多的地下空間。盡管這聽起來很酷，不過從設計圖上來看，這款機器人給人的感覺就像是——一條巨大的蚯蚓。

目前有關(guān)地下的工作都得依靠建筑公司來進行，采用各種挖掘機械來進行打洞、安裝管道和電纜。但這也往往有局限性：通常建筑公司使用的機械設備無法獨立導航，無法檢測巖石、管道、建筑地基等障礙物，常常需要依靠人類來確定挖掘的路線。

此外，這些傳統(tǒng)的機器通常設計為直線行進，不能構(gòu)建繞組、復雜的隧道網(wǎng)絡。所以，建筑公司往往需要挖開一條露天溝渠，將管道安裝在溝渠里，然后再填土覆蓋，如此建筑成本也很高昂。

相比之下 ，BADGER 則顯得智能很多。它能夠自主在地下挖洞，為管道挖好渠道，依據(jù)現(xiàn)有的地況自主導航，能避開巖石及其他地下管道設施，尾部還能即時 3D 打印管壁，無需人工澆筑管道。

這樣一個機器人鉆進機的原理就是旋轉(zhuǎn)與沖擊鉆進技術(shù)的結(jié)合，在機器人前方會有一個旋轉(zhuǎn)的鉆頭，在強力旋轉(zhuǎn)與沖擊的力量下分解前方的土壤及巖石，粉碎的土壤及巖石將被吸起并從機器人背面的管道排到地面，以保證隧道內(nèi)部的通暢。前方空間空出來后，機器人會像蠕蟲般向前推動。

機器人的整個身體是模塊化的，其中包含驅(qū)動模塊、關(guān)節(jié)模塊、及工具模塊，會分別根據(jù)作業(yè)要求進行任務切換。在作業(yè)上方的地表裝有強穿透性的雷達天線陣列，通過電子導航傳感器和激光器等設備幫助指導地下機器人的正常運行。

BADGER 項目的人員來自五個歐洲國家的七個科研機構(gòu)，由馬德里卡洛斯三世大學（Carlos III of Madrid）機器人實驗室的 Carlos Balaguer 教授、Santiago Martínezde la Casa 教授和Carmede Andrés Sanchis 教授牽頭開展合作。這個項目已于今年 1 月正式啟動，并且已經(jīng)為未來三年的工作計劃籌集了 370 萬歐元的支持資金，目前尚沒有任何原型硬件的展示。

說不定在未來，鉆地挖洞修地鐵的事，就可以交給這樣的機器人了。只是也會很擔心會不會有一天早上醒來，發(fā)現(xiàn)某條程序錯亂的機器人鉆到自己家的客廳來了；看著它露出尖尖的腦袋無辜的望著自己，這感覺真是既奇妙又尷尬。

總結(jié)一下：

當然了，上面介紹的都只是國內(nèi)軌道交通行業(yè)對機器人的研究或應用。事實上，在國外，也已經(jīng)有了不少機器人的應用。比如2008年就報道過，韓國首爾嘗試過上崗地鐵站內(nèi)向?qū)C器人；2016年，日本東京地鐵站近日透露，為了強化對乘客的向?qū)Чぷ鳎瑳Q定從2016年12月1日至2017年3月31日期間，在上野站試驗投入使用可提供多語種向?qū)У娜诵螜C器人“Pepper”；2017年3月，俄羅斯首都莫斯科地鐵決定使用名為Metrosha的機器人，在城市主要地鐵站迎接到達的旅客……

近日，美國《世界日報》編譯稱，CNN財訊的一篇研究報告，指出人工智能機器人，將于未來五年至十年開始取代許多性質(zhì)重復單調(diào)的工作，美國將有許多工作由機器人來做，以拉斯維加斯為例，到2035年，拉斯維加斯65%的工作都要被機器人取代。

就軌道交通行業(yè)來說，智能機器人帶給我們的也許是半喜半憂。喜的是更多重復單調(diào)、甚至是危險的工作將可以交給智能機器人來執(zhí)行；憂的是許多人將可能就此失業(yè)，需要另覓前途。但無論如何，智能機器人在軌道交通行業(yè)的應用將是一個不可逆轉(zhuǎn)的潮流。

軌道交通與智能機器人的融合，你，準備好了嗎？