港铁研发声学系统 监测列车部件状态 获日内瓦发明展评审团金奖

撰文: 林远航
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港铁列车每日行驶时间长,收车后要分秒必争进行维修,故日间对列车状态的监察相当重要。港铁与内地声学创科公司合作研发“声学监测系统”,结合人工智能(AI)分析路轨的声纹数据,全天候为列车运行部件中的轴承(俗称“啤铃”)进行检测,并成功发现有东铁线列车部件出现可导致长远加速损耗的状态。

项目于今年日内瓦国际发明展获颁“世界知识产权组织国家发明家奖”兼评审团嘉许金奖。团队指,未来会继续于东铁线进行试验,探索将技术扩至监测其他铁路设备的可行性。

声学监察系统主要由路轨旁装设的声学感测器及镜头组成。每次列车驶过感测器,系统会收集约10秒时间的声音,并将收集的声源及实时影像结合,建构数码声学场景。(港铁提供)
人工智能(AI)模型随即会分离及放大指定部件的声纹,并消除不必要的噪音,以进行精准分析,监测列车部件的运作状态。(港铁提供)
港铁团队研发的声学监测系统于今年日内瓦国际发明展,获颁“世界知识产权组织国家发明家奖”兼评审团嘉许金奖。(港铁提供)

现时港铁列车的车底运行部件会在每晚收车后进行日常例行检查,每隔几年亦要进行全面大修。后者需要拆开部件进行检查,工序涉及人力资源及时间。港铁智慧维修及铁道车辆维修部门的四名工程师组成团队,与两间内地声学创科公司合作研发“声学监测系统”。

系统主要由路轨旁装设的声学感测器及镜头组成。每次列车驶过感测器,系统会收集约10秒时间的声音,并将收集的声源及实时影像结合,建构数码声学场景。人工智能(AI)模型随即会分离及放大指定部件的声纹,并消除不必要的噪音,以进行精准分析,监测列车部件的运作状态。

四位团队成员都是父母,他们形容系统的运作理念与育儿相似,有如父母平日尝试透过婴孩的“牙牙语”及不同情绪反应,了解婴孩的需要及想要传达的心意,系统透过分析声音,了解列车部件状态。

港铁团队研发的声学监测系统于今年日内瓦国际发明展,获颁“世界知识产权组织国家发明家奖”兼评审团嘉许金奖。
港铁团队研发的声学监测系统于今年日内瓦国际发明展,获颁“世界知识产权组织国家发明家奖”兼评审团嘉许金奖。(港铁提供)
声学监测系统早前于日内瓦国际发明展,获颁发“世界知识产权组织国家发明家奖”兼评审团嘉许金奖。(港铁提供)

系统主要试验为列车运行部件中的轴承(俗称“啤铃”)进行检测,团队由2024年起在东铁线近火炭站路段安装系统,进行概念验证。试验期间,系统曾报告一列东铁线列车发出异常的声音,AI模型分析指涉及一个轴承部件。经在工场内检查,团队确定轴承有微动的状态。虽情况不影响行车安全,但长远而言或加速其损耗,同时亦证明声学检测系统已达到一定的技术可行性。

项目于今年日内瓦国际发明展获颁“世界知识产权组织国家发明家奖”兼评审团嘉许金奖。团队对项目获国际发明展肯定深感鼓舞,指未来会继续于东铁线进行试验,持续收集数据验证效果,探索声学技术应用于监测其他铁路设备的可行性。