AI快檢，“國評”的智能助攻

文/圖

2018年，交通運輸部發(fā)布了《公路技術(shù)狀況評定標準》，其中著重提到了要“加強公路技術(shù)狀況檢測工作”“推進檢測自動化和智能化”，要求各單位要進一步完善自動化檢測技術(shù)，鼓勵在既有路況多功能檢測裝備的基礎(chǔ)上，大力推廣應(yīng)用橋隧構(gòu)造物自動化檢測裝備，應(yīng)用可同步檢測路面深層次病害、標志標線等指標的一體化檢測裝備，應(yīng)用路面及沿線設(shè)施等公路病害智能化自動識別技術(shù)，不斷提升公路技術(shù)狀況檢測專業(yè)化和自動化水平。早在《標準》公布之前，我國已有自動化路面智能快速檢測設(shè)備的研究和應(yīng)用，智能化快速路面檢測車等新裝備在養(yǎng)護工作的年度評價中發(fā)揮著越來越大的作用，為養(yǎng)護評價體系提供了重要的技術(shù)與數(shù)據(jù)支撐。

起勢：AI引領(lǐng)智能養(yǎng)護新浪潮

依據(jù)我國公路路面設(shè)計年限，隨著時間的推移和設(shè)施總量的增加，加上在公路建設(shè)領(lǐng)域長期以來的“重建輕養(yǎng)”觀念，導(dǎo)致公路養(yǎng)護基礎(chǔ)相對薄弱，養(yǎng)護任務(wù)艱巨，大量早期修建的公路陸續(xù)進入改擴建及大中修養(yǎng)護階段，養(yǎng)護任務(wù)逐年增加，公路養(yǎng)護需求呈現(xiàn)快速增長趨勢，面臨著繁重的養(yǎng)護任務(wù)，加強公路養(yǎng)護已成為我國公路發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。而現(xiàn)有的日常養(yǎng)護模式巡查效率低，巡查依靠經(jīng)驗，缺少科學(xué)養(yǎng)護、預(yù)防性養(yǎng)護手段。巡查結(jié)果可視化程度低，養(yǎng)護數(shù)據(jù)缺少沉淀，難以挖掘其中的價值。因此，路面檢測的智能化、預(yù)防性養(yǎng)護的常態(tài)化、養(yǎng)護決策科學(xué)化，成為公路養(yǎng)護發(fā)展的大趨勢。

AI快檢產(chǎn)品作業(yè)場景

國省干線及農(nóng)村公路的日常養(yǎng)護巡查，通常采用開車上路和人工步查兩種方式。在實地調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，開車上路巡查，車速一般保持在每小時四五十公里，路面細微病害很容易被錯過，錯失病害初期的最佳養(yǎng)護時機。同時，相關(guān)養(yǎng)護單位缺乏預(yù)防性養(yǎng)護計劃，導(dǎo)致養(yǎng)護成本增加。而采用步查的方式全部依靠巡查人員主觀判斷，看清了問題，但效率太低，“把問題都記在腦子里”，無法形成可視化的病害數(shù)據(jù)。單單采用傳統(tǒng)的人工巡查方式，小面積巡查、檢修，無法滿足檢測路網(wǎng)路況的持續(xù)變化、根治公路病害問題的需求。

在這種發(fā)展趨勢之下，南京中設(shè)航空科技發(fā)展有限公司研發(fā)了基于計算機視覺AI的路面養(yǎng)護智能快檢產(chǎn)品（簡稱“AI快檢產(chǎn)品”），幫助養(yǎng)護管理部門實現(xiàn)經(jīng)濟便捷的自動化智能快檢，提供客觀準確的檢測結(jié)果，提供智能可視化的養(yǎng)護數(shù)據(jù)分析，并將其融入到日常養(yǎng)護巡查工作中。

變革：AI快檢產(chǎn)品智能守護

AI快檢產(chǎn)品由一個快速采集終端、一組AI智能識別算法、一套管理系統(tǒng)組成，是一整套用于日常養(yǎng)護巡查的經(jīng)濟、便捷、自動化、智能化的解決方案。便攜式采集裝置可在現(xiàn)有巡查車輛上快速搭載、無需改裝、立即采集。一套設(shè)備成本不足4000元，平均每公里采集耗時2分鐘左右，比人工巡查的效率高8倍至10倍（以人工步查速度每小時4公里至5公里計算）。

AI快檢產(chǎn)品采用計算機視覺算法，能夠快速、精準地識別路面病害問題。檢測算法基于101層多卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，深度學(xué)習(xí)訓(xùn)練，形成輕量化、高精度的目標檢測算法模型。這套算法的特點在于快、準、全。識別每張照片只需0.5秒至1秒，準確率可達90%以上，還可識別橫向裂縫、縱向裂縫、塊狀裂縫、龜裂、坑槽和修補等，已覆蓋病害總類型的86.14%。實踐證明，AI快檢產(chǎn)品的圖像識別算法已經(jīng)可以識別日常路面養(yǎng)護小中修保養(yǎng)涉及的全部病害，并且隨著訓(xùn)練樣本量的提升，檢測準確率還可再提高。

系統(tǒng)構(gòu)成圖

AI快檢產(chǎn)品的軟件系統(tǒng)是基于GIS技術(shù)的可視化分析系統(tǒng)。可實現(xiàn)一張地圖展示全部病害數(shù)據(jù)，從宏觀、中觀、微觀的角度瀏覽檢測結(jié)果，查看病害照片位置。支持PCI指標計算與交互性可視化圖表，可根據(jù)統(tǒng)計分析報表，量化病害數(shù)量及變化趨勢，并利用歷史數(shù)據(jù)，形成養(yǎng)護決策依據(jù)。

AI快檢產(chǎn)品致力于將新技術(shù)應(yīng)用于傳統(tǒng)領(lǐng)域，創(chuàng)建公路養(yǎng)護領(lǐng)域智能化、自動化養(yǎng)護管理的新模式。AI快檢產(chǎn)品從人工巡查變?yōu)橹悄苎膊椋粰z測結(jié)果以GIS路況可視化方式呈現(xiàn)，從難閱讀、難處理變?yōu)橹庇^、易懂、易處理的信息化數(shù)據(jù)，將智能AI技術(shù)和多終端技術(shù)與路面快速檢測的行業(yè)需求，形成有效銜接，落地應(yīng)用。

前景：養(yǎng)護大數(shù)據(jù)助力國評

全國干線公路養(yǎng)護管理評價工作（簡稱“國評”），是對全國公路養(yǎng)護管理5年一次的檢驗。即將開展的“十三五”國評將檢查各省份公路養(yǎng)護管理工作的完成情況，總結(jié)各地好的經(jīng)驗和做法，加強交流學(xué)習(xí)，并梳理當(dāng)前存在的問題和不足，為下一步制定“十四五”公路養(yǎng)護管理發(fā)展綱要和深化以補短板為主的供給側(cè)改革打下堅實的基礎(chǔ)。

當(dāng)前，AI快檢產(chǎn)品已完成第一階段研發(fā)及產(chǎn)品發(fā)布，并在江蘇省內(nèi)通州、如東、海門、句容等多地應(yīng)用，取得了很好的效果，結(jié)合實際應(yīng)用反饋，研發(fā)團隊對產(chǎn)品進行了全面優(yōu)化，并進一步在南京、揚州、淮安、鹽城等地開展推廣應(yīng)用，開展近6000公里農(nóng)村公路的路面破損狀況檢測。AI快檢產(chǎn)品正為江蘇省內(nèi)各基層養(yǎng)護單位做好“國評”前的摸底自查提供服務(wù)，有效助力江蘇國省干線公路養(yǎng)護評價工作。

公路瀝青路面主要病害類型

為提升產(chǎn)品識別精度，充分擴大試點范圍，研發(fā)團隊走訪了江蘇南通公路事業(yè)發(fā)展中心下屬各分中心試點路段。一線人員普遍反映，經(jīng)過簡單的硬件和軟件使用培訓(xùn)之后，便可順利完成硬件采集設(shè)備的搭載、數(shù)據(jù)的導(dǎo)入，還能查看產(chǎn)品路況病害評價，具有很強的可操作性。南通市公路事業(yè)發(fā)展中心如東分中心副主任劉鵠表示，AI快檢產(chǎn)品可在即將到來的“國評”中提供很大幫助，迅速加強地方公路預(yù)防性養(yǎng)護的能力。在使用AI快檢產(chǎn)品后，如東縣安排了5萬多米路況裂縫灌縫處理，并對多次檢測后數(shù)據(jù)發(fā)生明顯差異的路段實施針對性路面養(yǎng)護，目前已處置了3200多平方米。AI快檢產(chǎn)品契合市縣級交通管理部門實際需求，全國普通國省干線超73萬公里、農(nóng)村公路超396萬公里，勢必存在大量常養(yǎng)護巡查需求。

AI快檢產(chǎn)品標準化程度高，易于快速復(fù)制推廣，適合在行業(yè)內(nèi)形成產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，適用于“國評”前各市縣級交通管理部門的摸底自查。未來，AI快檢產(chǎn)品將加快迭代升級，服務(wù)智能養(yǎng)護發(fā)展，努力提升智能養(yǎng)護的效率和質(zhì)量，從專業(yè)化、綠色化、智能化等方面，引領(lǐng)公路智能化養(yǎng)護的發(fā)展。