一、案例概述
CASE OVERVIEW
目前我国城市轨道交通运营里程已突破1万公里，随着线网的不断扩展，全国各地由于违规施工导致地铁结构破坏案件经常发生。当前地铁保护区安全监管主要依靠人工巡查的方式，难以做到全天候、全过程监护，无法给保护区管理提供安全保障。在国家大力提倡新质生产力的背景下，低空经济、人工智能、数字化转型等技术与各行各业正以前所未有的速度进行深度融合，随着地铁保护区安全管理的需求愈发强烈，一套基于无人机和AI识别技术的地铁保护区智能化巡查系统应运而生。
该系统集成了项目管理、巡查业务管理、无人机管理系统及领导驾驶舱等相关功能模块，具有巡查频率高（最高可实现1次/小时的巡查频率）、覆盖面广（无人机的视野可覆盖整个地铁保护区范围）、信息上报及时（通过平台系统实现预警信息自动上报）、智能化高（无人机按计划自动执行任务，智能AI识别结合管理平台实现及时预警和上报的全自动化）等特点。
二、行业挑战
INDUSTRY CHALLENGES
随着城市化进程的加速，地铁作为城市交通的重要组成部分，其安全运营至关重要。当前地铁保护区安全监管主要依靠人工巡查的方式，投入人员数量多、监管效率低、覆盖范围有限、受环境因素影响较大，难以满足现代地铁运营的安全需求。除依靠传统人工巡查方式单一外，保护区监管工作还面临诸多挑战，如保护区内外部项目形式及涉及单位众多，保护区内多种施工类别对地铁结构的影响多样，针对项目监管需要对接的建设、施工等单位较多，城市轨道交通安全管理工作中的责任机制不完善等。
尽管已经有一定的技术手段，但面对复杂的外部环境和多变的外部施工情况，现有的安全监管手段仍显不足。而采用的技术手段虽提出来无人机巡查，但成熟度不够。
三、解决方案与场景
SOLUTIONS AND SCENARIOS
为解决地铁保护区安全监管工作中面临的诸多问题，开发基于无人机AI技术的地铁保护区智能巡查系统，为地铁保护区安全监管和巡查提供新的解决方案。无人机具有机动性强、视野广阔、可快速部署等优势，能够克服复杂地形和环境的限制，实现对地铁保护区的全面、高效巡查。结合AI技术的图像识别、数据分析能力，可以自动识别保护区内的违规施工等异常情况并及时发出预警，为地铁安全管理提供有力支持。
基于无人机AI技术的地铁保护区智能化巡查系统主要由外部工程管理系统、保护区巡查管理系统和无人机智能巡检平台组成。
（1）外部工程管理系统能具备外部信息综合看板、信息快速归档查询、重点项目监测传感器接入、风险分析等功能。链接轨道集团官网报审系统，支持外部项目报审资料自动归档。
（2）保护区巡查管理系统具备巡查计划制定、巡查用户和人员管理、巡查日常记录归档、隐患处置流程配置等功能，用于实现无人机和人员协同巡查。
（3）无人机智能巡检平台搭载自主研发的的AI智能识别分析模快，可自动生成隐患跟踪台账，在APP和巡查页面通过弹窗的形式进行告警并通知巡查人员现场处置，利用移动设备拍摄并上传处置后的项目情况，平台自动抄送分管领导，分管领导通过处置后的项目照片确认隐患消除后，将隐患预警标记为正常，实现隐患处置闭环和信息自动记录。
基于无人机AI技术的地铁保护区智能化巡查系统已在南宁地铁3号线和5号线投入使用，该系统针对保护区日常巡查、违规处置、重点项目监护等不同的场景，制定了不同的应用方案。
（1）日常巡查：结合地铁保护区周边环境提前设计无人机巡查航线，开展日常巡查工作时，无人机按照预设的航线定期对地铁保护区进行巡查，全面监控保护区内的施工活动、环境变化等情况。通过AI分析，及时发现违规施工等安全隐患并进行预警，为地铁保护区安全监管提供数据支持。
（2）违规处置：在发现违规施工时，无人机可快速预警，通过降低高度、无人机喊话、灯光提醒等功能，第一时间对违规行为进行处置，提高违规行为处置效率。
（3）重点项目监护：对于地铁保护区内重要重大影响项目，可结合无人机航线设置定点巡视任务，利用无人机对重大影响区域进行高频次巡查，通过无人机监控施工进度和施工行为，确保施工符合相关规定，避免因施工不当对地铁安全造成影响。同时结合AI识别系统模型能够识别施工机械和施工工艺，判断施工是否违规，如发现问题可及时通知相关单位整改。
四、成效及价值总结
SUMMARY OF EFFECTIVENESS AND VALUE
本案例在南宁地铁3号线和5号线投入使用，共计8台无人机，已根据线路情况设置了10条无人机巡查航线，可按照1次/2小时的巡查频率定时自动起降、自动巡视。针对保护区范围内的勘察钻机、挖掘机、桩机等机械利用智能识别算法自动识别并进行预警提示与决策建议；针对保护区内已报审的施工项目自动下降巡航高度进行精细巡检。同时通过整个系统平台与移动终端进行派单处理与处置反馈归档。
经过项目成本测算，通过无人机AI识别智能化监管系统可以优化人力资源配置、减少劳动力投入，现有人员仅需储备项目风险分析师用于协调与现场处置即可满足安全巡查需求，极大地降低了地铁保护区的巡查成本。并且无人机巡查系统可实时监控地铁保护区内的异常施工情况，进行全天候、全覆盖监管，巡查监管覆盖率可达100%。同时针对出现的异常情况，人工巡查在收到异常信息后需花费较长时间赶赴现场进行处置，而无人机巡查可以第一时间进行喊话、警示处置，单次异常情况处置至少节约半小时，可以降低突发事件带来的时间损失和巡查成本。无人机巡查以经济高效的手段实现对不同区域的智能化监管，通过快速预警和响应可有效减少事故发生的概率和损失，在不加大投入的基础上，巡查效率及安全性提高50%以上，有效降低因事故导致的经济损失和社会影响。
经巡查验证，对于大部分隐患，AI识别和人工巡检结果保持一致。本系统的应用对于降本、提质、增效等方面具有极大的促进作用。