轨道智能探伤的高置信决策系统

本发明涉及钢轨智能探伤，具体而言，涉及轨道智能探伤的高置信决策系统。

背景技术：

1、钢轨作为铁路基础设施，其安全性是提高运能、保障乘客安全的关键。钢轨探伤技术旨在通过多源传感器对钢轨内部与外部的损伤状况进行周期性快速检测，以在安全事故发生前预先对钢轨进行维护管理。目前，探伤技术已广泛应用于普速、高速铁路与城市轨道交通。

2、传感器需在不损害、不影响钢轨使用性能的前提下，采集钢轨内部和外部伤损信息。声学传感、视觉传感、涡流检测等方法常用于钢轨无损探伤作业。其中，声学传感如超声传感，具有优异的指向性和穿透性，超声波在被检对象内部损伤界面处发生反射和折射，从而对钢轨内部损伤做出响应；视觉传感基于光学成像技术，直接有效地获取外部环境的图像信息，多用于检测钢轨表面损伤。

3、然而，传感器对损伤源映射的失真与否受到设备参数、环境条件、灵敏度与校准等影响。在钢轨探伤作业中，由于传感器作业环境多变需设备配置参数自适应调整、传感器故障引起信息缺失以及钢轨损伤机制复杂使得损伤辨别难度较大等，伤损漏报、误报问题严重影响探伤效率、铁路行车安全，耗费大量资源。因此，以探伤系统信息输入为考量，对多源传感器所采集信息的可信性进行比对评估，提高传感器对损伤信息源的表征可信性具有重要意义。

4、目前，大部分轨道交通运维作业，包括数据采集、数据分析、识别决策等仍由人工完成，不可避免地引入主观因素至决策结果中。为此，基于人工智能(artificialintelligence,ai)技术的智能识别和决策逐渐得到应用。ai技术由最初的人工神经网络发展至机器学习，又快速发展至以卷积神经网络为代表的深度学习等，旨在解决目标分类、检测、回归与生成等问题，引起了工业、交通和医学等领域的变革。

5、然而ai模型助力行业快速发展的同时，大量的应用案例中缺乏对模型稳健性、可解释性、可信性的评估。此外，《可信人工智能白皮书》强调ai模型的鲁棒性和安全性，以及人需保持能动性并对ai模型监督。因此，在以安全为导向的铁路行业，基于ai模型的钢轨智能探伤系统需设计相关防护机制对系统可信性和安全性进行制约和规范，从而提高进一步提高钢轨运维精准性，降低铁路安全事故发生的风险。

技术实现思路

1、针对传感目标源信息缺失和模型决策失误导致的钢轨损伤漏检、误检，本发明目的是设计数据输入侧与决策输出侧防护机制，对钢轨智能探伤系统进行管理控制，实现对钢轨智能探伤系统的可信加固。

2、为实现上述技术目的，本发明提供了轨道智能探伤的高置信决策系统，其特征在于：包括数据采集模块(1)、伤损数据库(2)、输入防护模块(3)、智能决策模块(4)、决策数据库(5)、输出防护模块(6)和执行模块(7)，其中：所述数据采集模块(1)用于实时采集钢轨特定时空域上的多源传感数据，所述伤损数据库(2)用于存储铁路各区段钢轨历史伤损信息，所述输入防护模块(3)用于匹配和比对多源传感数据与伤损数据库中相关的历史伤损数据，所述智能决策模块(4)用于处理、综合可信数据，基于智能决策模型集合，根据铁路行业约束及运维策略进行智能决策，所述决策数据库(5)用于存储智能决策模型集合基于历史伤损数据集推理得到的历史决策集，所述输出防护模块(6)用于匹配和比对智能决策模型集合推理的决策与历史决策集中可能相关的历史决策，所述执行模块(7)根据铁路钢轨运维要求与可信系统输出的可信决策以及对应的可信等级对钢轨进行维护管理。

3、本发明的优点以及有益效果：

4、本发明提供的设计为通用的钢轨智能探伤系统添加双侧可信评估和加固，包含多源传感数据输入侧与智能决策输出侧，使得系统最终输出可信的决策，并提升探伤系统的安全性和可信性，降低钢轨伤损漏检或误检概率，从而提高铁路运营安全水平；

5、本发明提供的设计适配于具有高重复性、规律性行业的探伤作业，从而具有较高的泛化能力，应用领域包括但不限于铁路行业，因此具有不可估量的社会效益。

技术特征：

1.轨道智能探伤的高置信决策系统，其特征在于：包括数据采集模块(1)、伤损数据库(2)、输入防护模块(3)、智能决策模块(4)、决策数据库(5)、输出防护模块(6)和执行模块(7)，其中：

2.如权利要求1所述的轨道智能探伤的高置信决策系统，其特征在于：

3.如权利要求1所述的轨道智能探伤的高置信决策系统，其特征在于：

4.如权利要求1所述的轨道智能探伤的高置信决策系统，其特征在于：

5.如权利要求1所述的轨道智能探伤的高置信决策系统，其特征在于：

6.如权利要求5所述的轨道智能探伤的高置信决策系统，其特征在于：

7.如权利要求1所述的轨道智能探伤的高置信决策系统，其特征在于：

8.如权利要求1所述的轨道智能探伤的高置信决策系统，其特征在于：

9.如权利要求1所述的轨道智能探伤的高置信决策系统，其特征在于：

技术总结本发明公开了轨道智能探伤的高置信决策系统，包括：数据采集模块用于采集多源传感数据；伤损数据库用于存储钢轨历史伤损信息；输入防护模块基于历史伤损数据对多源传感数据可信评估，提供输入测可信加固；智能决策模块用于融合可信数据，基于智能决策模型输出智能决策；决策数据库用于存储历史决策集；输出防护模块基于历史决策对智能决策进行可信评估，提供输出测可信加固；执行模块根据系统决策对钢轨进行维护管理。本发明有效地防止钢轨探伤系统数据输入和模型决策输出过程遭受攻击、信息缺失或决策失误等，降低钢轨伤损漏检、误检概率，从而提高铁路运营安全水平，加速铁路行业数字化与智能化转型。技术研发人员：张雷,李世华,孙妍,欧冬秀,潘洪亮,汪小勇受保护的技术使用者：同济大学技术研发日：技术公布日：2024/1/5