據(jù)了解,今年10月起,山東省臨沂市S229省道、G205國道等19條普通國省道將陸續(xù)啟用北斗+AI公路智能巡檢系統(tǒng),其規(guī)模在全國屬首例。這標(biāo)志著臨沂公路養(yǎng)護,開啟了向數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型的新階段。
“全國公路看山東,我們的目標(biāo)是讓臨沂成為山東公路養(yǎng)護的標(biāo)桿。”臨沂市公路事業(yè)發(fā)展中心相關(guān)負(fù)責(zé)人表示。
2021年起,臨沂市開展公路養(yǎng)護創(chuàng)新應(yīng)用研究,打造 “北斗+AI”公路智能巡檢系統(tǒng),依托北斗高精度定位、地理信息采集、AI識別技術(shù)等手段,對公路基礎(chǔ)設(shè)施及路面病害進行精確識別,在此基礎(chǔ)上探索“智能巡檢+路況評定+決策分析”應(yīng)用閉環(huán),并形成智能巡檢標(biāo)準(zhǔn)的“全鏈路”智能養(yǎng)護體系。
“北斗+AI”公路智能巡檢系統(tǒng)
經(jīng)過近半年的試運行,系統(tǒng)已支持30+類別道路病害和路側(cè)交安附屬設(shè)施檢測,召回率和準(zhǔn)確率均優(yōu)于90%。
試點探索數(shù)字養(yǎng)護樣板
臨沂是山東面積最大的城市,截至2023年5月,臨沂市公路通車?yán)锍踢_3.2萬公里,規(guī)模居全省前列,加之臨水臨崖、陡坡急彎等路段多,公路管養(yǎng)難度大。同時,臨沂是“物流之都”,車流量大、重載交通占比高,公路巡查養(yǎng)護壓力陡增。
為探索公路基礎(chǔ)設(shè)施全要素全周期數(shù)字化建設(shè)技術(shù)路線,交通運輸部、山東省交通運輸廳啟動了公路基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化試點,并選定臨沂作為普通國省道基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化試點單位之一。
“‘試點’的意義不是簡單的技術(shù)疊加應(yīng)用,是創(chuàng)造成績、創(chuàng)造經(jīng)驗、做好示范。”臨沂市公路事業(yè)發(fā)展中心相關(guān)負(fù)責(zé)人表示,“作為新型的道路管理方式,公路智能巡檢技術(shù)已在國內(nèi)部分公路、橋梁落地,但具體應(yīng)用中仍然面臨挑戰(zhàn)。一方面識別精度不高、采集數(shù)據(jù)不準(zhǔn)、與業(yè)務(wù)應(yīng)用尚存在距離;另一方面,當(dāng)前巡檢數(shù)據(jù)使用大多停留對公路病害的識別、判斷上,面向路面養(yǎng)護分析、決策、評估、實施等內(nèi)容,尚未形成有效的應(yīng)用閉環(huán)。”
為了解決上述挑戰(zhàn),臨沂市公路事業(yè)發(fā)展中心聯(lián)合國家北斗地基增強系統(tǒng)的建設(shè)運營方:千尋位置,研發(fā)北斗+AI公路智能巡檢系統(tǒng),完善全量公路“路面病害+資產(chǎn)”數(shù)據(jù)庫,實現(xiàn)道路檢測目標(biāo)“車道級”的位置估計、像素級的面積計算等一系列的性能升級和智能路況檢測評定及養(yǎng)護輔助決策等功能升級。
北斗+AI賦能精準(zhǔn)養(yǎng)護
據(jù)了解,臨沂市“北斗+AI”道路智能巡檢應(yīng)用覆蓋8條國道、11條省道以及838座橋梁。面對復(fù)雜的全量養(yǎng)護場景, 千尋位置技術(shù)專家何喆卿表示,“精準(zhǔn)數(shù)據(jù)采集和識別算法是實現(xiàn)智能養(yǎng)護的關(guān)鍵。”
基于“北斗+AI”技術(shù)融合,系統(tǒng)將在路面采集到的每幀畫面賦予高精度位置及時間信息,道路病害的精準(zhǔn)位置誤差范圍3~5米,不同于行業(yè)內(nèi)用簡單的矩形框估算病害面積,系統(tǒng)像“摳圖”一樣實現(xiàn)病害的精準(zhǔn)形態(tài)提取,并關(guān)聯(lián)高精度定位信息完成病害面積的精確計算。
此外,實現(xiàn)對病害目標(biāo)的精確去重。受光照、車速等影響,同一病害目標(biāo)會被拍到近20次。系統(tǒng)能賦予病害目標(biāo)唯一的時空坐標(biāo),結(jié)合語義信息和跟蹤算法,為每個病害發(fā)放唯一的“身份證”,讓道路病害一目了然。
道路巡檢中生成的病害圖片,每個病害都有唯一的編號
該系統(tǒng)從多角度對傳統(tǒng)養(yǎng)護進行數(shù)字化升級。
首先是實現(xiàn)路面狀況的可視、可測。系統(tǒng)能自動輸出路面病害的位置、類別和物理尺寸等信息,實時上傳并建立所有管養(yǎng)路線的全量公路路面病害數(shù)據(jù)庫。方便管理人員查詢各路段的技術(shù)狀況并進行等級評價。
同時,系統(tǒng)可實現(xiàn)路面病害、沿線交安附屬設(shè)施、路面遺落物等自動派單流轉(zhuǎn)、自動生成巡檢報告,并在巡查過程中自動采集路網(wǎng)資產(chǎn)數(shù)據(jù),逐步建立沿線資產(chǎn)庫。目前可識別包括百米樁、里程樁等在內(nèi)的20余個細(xì)分類。
探索“全鏈路”的智能養(yǎng)護體系
不同于多數(shù)地區(qū)選擇一兩個路段做試點,此次臨沂市大規(guī)模上線“北斗+AI”道路智能巡檢應(yīng)用,一方面在實戰(zhàn)業(yè)務(wù)中,快速實現(xiàn)全市道路養(yǎng)護能力的整體提升;另一個需求是,建立全量公路數(shù)據(jù)庫,打通應(yīng)用閉環(huán),探索從智能巡檢,到路況評定,再到?jīng)Q策分析的業(yè)務(wù)應(yīng)用,并形成智能巡檢標(biāo)準(zhǔn)的全鏈路智能養(yǎng)護體系。
“以路況評定為例,將北斗+AI公路智能巡檢系統(tǒng)與三維激光檢測系統(tǒng)融合,形成一套多功能智能路況檢測評定系統(tǒng),實現(xiàn)路面技術(shù)狀況PQI指數(shù)的全智能、便捷化、可視化分析處理。” 臨沂市公路事業(yè)發(fā)展中心科技科劉濤介紹。通過巡檢數(shù)據(jù)的多維度分析,既可為每年制定公路養(yǎng)護計劃提供依據(jù);也可結(jié)合管養(yǎng)里程及累計巡檢里程對比,轄區(qū)內(nèi)道路年初、年末病害數(shù)據(jù)及指標(biāo)對比,評價道路管養(yǎng)效果。
而面向公路養(yǎng)護科學(xué)決策,基于系統(tǒng)中建立的病害庫、資產(chǎn)庫,結(jié)合公路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、交通數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)、養(yǎng)護歷史等多源數(shù)據(jù),臨沂研發(fā)養(yǎng)護輔助決策模型,結(jié)合路段歷史年份的路況評價指標(biāo),及平均日交通量等影響因素,建立組合預(yù)測模型,預(yù)測路線未來年份的路況評價指標(biāo),實現(xiàn)真正意義上的大數(shù)據(jù)驅(qū)動決策。“通過歷史年份的數(shù)據(jù)驗證,模型平均絕對值誤差低于5%。”劉濤表示。