一、 计划概述
公路交通是我国重要的根底设备，公路平安对国民经济与人民生活有着极大的影响。跟着经济的朝上进步与科学手艺的开展，公路路面病害日益成为一个普及受社会各界重视的话题。公路路面病害主动检测关于庇护公路平安，确保车辆平稳运行，包管人们生命财富平安，有极为重要的意义。
传统的人工公路下层病害检测体例人员平安无法保障、检测时间长、报酬因素影响大、成果切确度差，而现有的三种路面病害主动检测法各有优缺点，此中“三维一体化”检测法病害所处位置定位不准确，报酬因素对病害断定有影响，随便发作错判漏判；路用探地雷达探测手艺费用高贵，动辄上百万，不适宜养护公司大规模妥帖利用；基于图像的路面病害检测法计算量大，检测品种少，且无法实现实时检测，三个办法均无法称心公路运营集快速、高效、精准、费用低为一体的路面检测手艺需求。
本项目连系互联网+、人工智能、大数据阐发，研究基于视频阐发的公路病害智能检测手艺并利用，开发基于视频阐发的道路病害智能巡检设备，快速识别横向裂痕、纵向裂痕、龟裂、坑槽、伸缩缝等道路病害；搭建可视化病害管养信息系统，包罗病害数据通心办事子系统、车载实时视频曲播平台、图像数据云存储平台、GPS车辆电子地图模块、道路病害图像数据查询治理模块、数据统计阐发模块、立即病害检测数据智能主动推送系统、设备运维治理系统、大数据发掘辅助决策推理系统、本平台与其它平台通信接口标准。
实现检测人员仅需开车上路公病害智能巡检设备即可自主摘集路面视频数据、上传至云端平台经主动存储、阐发、主动识别路面病害、主动预警养护方路面病害情状及智能推送养护计划，还具有养护方和政府治理部分原则接进端口，查询汗青路面病害及养护数据功用，实现路面病害检测、养护、治理和办事的实时化、数字化、可视化、联动化与智能化，提拔公路养护的及时性、信息化程度和科技化程度，降低检测和养护费用30%，保障路检人员平安，公路病害管养系统信息系统的大数据阐发功用可为政府及行业治理部分供给智能化辅助决策撑持。
项目标示范妥帖，将进一步提拔我区公路养护的科技化程度和信息化监管才能，促进“互联网+”与交通运输行业合成立异开展，鞭策建管养运提量晋级、降本增效。
二、 现状阐发
公路交通是撑持国度经济开展与社会朝上进步的重要根底设备，其在国民经济与人民生活中占有重要地位。跟着经济的朝上进步与科学手艺的开展，公路路面病害日益成为一个普及受社会各界重视的话题。公路路面病害主动检测关于庇护公路平安，确保车辆平稳运行，包管人们生命财富平安，有极为重要的意义。而我国目前公路路面病害检测办法虽得到必然的开展，但与世界兴旺国度比拟仍有不小的差距。
近些年公路路网里程不竭增长和车辆保有量继续增加，对公路的养护和治理都提出了更高的要求。跟着公路利用年限的增加，路面部分不服整、部分坑洼、路面裂痕、坑槽等现象时有发作，情状严峻时会招致公路路面开裂、变形、沉降、塌陷等问题，材料展现，超越1/2的车祸的间接或间接原因就是路面病害持久积存。
当今，公路交通变乱占平安消费变乱的80%以上，成为平安消费范畴的“头号杀手”，严峻威胁着出行的人的生命平安，对社会产生了极大的负面影响。伶俐交通做为一种新的办事系统，是在交通范畴足够运用物联网、空间感知、云计算、大数据、挪动互联网等新一代信息手艺，对交通治理、交通运输、公家出行等交通范畴全方面以及交通建立治理全过程停止管控支持，使交通系统在区域、城市以至更大的空间范畴具备感知、互联、阐发、揣测、掌握等才能，以足够保障交通平安、发扬交通根底设备效能、提拔交通系统运行效率和治理程度，为畅达的公家出行和可继续的经济开展办事。
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传统的人工公路下层病害检测体例人员平安无法保障、检测时间长、报酬因素影响大、成果切确度差，现有的“三维一体化”检测法、路用探地雷达探测手艺、基于图像的路面病害检测等主动检测法，无法称心公路运营集快速、高效、精准、费用低为一体的路面智能检测手艺需求。公路情况的伶俐检测与养护治理对社会经济愈加有着极大的影响，跟着互联网、物联网、大数据、云计算、人工智能等新一代高新手艺的快速开展，提拔公路病害伶俐检测手艺，强化路面病害养护的信息化治理、提拔公路量量已刻不容缓。
三、 计划优势
本计划基于深度进修加边沿计算，利用5G通信及GPS、斗极高精定位而设想。
深度进修边沿计算在主动驾驶、智能交通范畴利用十分普遍，而道路病害识别属于深度进修目标识别范围，都是摘用卷积神经收集主动停止特征提取并停止分类，并且深度进修手艺在不增加计算资本的前提下，可实现上千种目标分类，因而，从手艺理论而言，道路病害多品种识别是具有可行性的。
以往一个路段的病害检测识别工做至少需要二十人人以上的团队，天天停止人工查抄，查抄的周期两至三个月不等。同样路段的道路病害数据，借助深度进修道路病害实时检测手艺，大大节约人力和时间成本，多维、异构数据目标纳进到路面行驶量量评判系统，轻量化、快速高效，实现对路面破损情状实时评判预判。
基于图像识此外道路病害主动识别手艺已利用于传统病害数据摘集车辆，但因为深度进修收集计算量大，之前大多都是离线阐发，且阐发品种少。跟着深度进修手艺的开展以及嵌进式GPU计算硬件的不竭晋级，深度进修根本称心实时视频阐发，可用于车载道路病害实时检测阐发。
本项目摘用车载式高清摄像机，连系高精度GPS差分定位手艺、4G/5G高速传输手艺，将深度进修手艺与路面病害相连系，操纵深度进修收集算法实时处置，处理传统图像阐发办法在病害主动检测方面的不敷，产物主动化、智能化水平高，且通过公路病害管养信息系统的大量数据比力，统计分类，设想随机丛林算法对病害的数据停止揣测，供养护治理辅助决策，改进养护治理体例，进步养护治理效率。足够考虑了手艺方面的可靠性、可实现性和适用性，具有科学、合理、经济、可行的特征，所以项目研究具有先辈性和可行性。
（1）图片数据样本加强
人工智能深度进修神经收集需要大量的参数，涉及的参数都是数以百万计，需要大量的数据停止操练，而现实上受人力、时间、财力等资本限造，人工摘集的样本较少，需要针对影响裂痕、坑槽、龟裂、伸缩缝等公路病害识此外倒霉因素，设想适宜的样本加强办法。
（3）基于视频阐发的目标跟踪。
为了削减公路病害漏检，公路病害检测办法实时要求较高，至少以每秒10张以上速度对视频流图片停止阐发识别，削减漏报的同时也增加反复数据的可能性。需要目标跟踪的图像阐发办法，在更佳的图像位置对病害目标停止识别，削减数据反复性，增加病害识此外准确率。
（4）公路病害检测算法流程设想。
设想一套公路病害检测算法流程，加载深度进修操练权重，实现路面病害的检测和阐发，对日常庇护巡检数据实现主动检测。
（5）深度收集模子及推理计算框架构建。
开源的机器进修算法纷杂多样，需要根据利用场景、数据样本的数量、数据的特征属性、准确率、操练时间、模子参数数量、模子大小、可拓展性、工程化利用的可行性等多个因素考虑抉择哪种深度进修收集模子。同时深度进修中有各类各样的计算框架，抉择一个适宜的深度进修框架要求对框架设想的根本原则有必然的常识储蓄，让用户在抉择最适宜的框架上存在很多猜疑。除了反复操纵性以外，合作所需要的速度、可扩展性、代码简洁性、往bug的简便性以及社区的大小等都为此添加了难度。抉择一个更优的计算操练和推理框架会使进步研究公路病害识此外效率，增加工程化摆设的适用性，降低成本。
（6）GPS、斗极高精度差分惯导定位抉择。
为了研究公路病害从略微裂痕、龟裂、坑槽、变形等开展过程，要求选用高精度亚米级差分定位，差别的时间对统一公路位置停止路况监测，及时发现病害数据，为公路养护部分供给辅助性根底数据。同时为了不影响设备在隧道等特殊场所的利用，需要定位具有惯导功用，在无卫星定位信号的情状，短时间内能对车辆位置停止揣测。
（7）道路病害品级划分
系统对病害数据根据修复告急水平停止三级划分：告急处置病害、一般处置病害、待生长病害。
告急处置病害：关于告急处置病害如路面大块抛洒物、超越必然面积的坑洞等需要立即告急处置，系统收到前端上报后会第一时间通知管辖的养护单元、无论能否在共工做时间。并在养护单元手持末端上告警提醒。
一般处置病害：关于一般病害，病害上报系统后会根据系统设定的处置时间内由养护单元维修完即可，超时会主动计进查核机造。
待生长病害：关于上报到系统的略微病害，如藐小裂纹等，系统会主动回类为待生长病害而不下放到养护流程里。在巡检车辆天天的巡检中监控其改变，如发现病害生长到达设定水平或面积，则更改为一般病害下放到养护工做流程中。
（8）病害类型全笼盖
本处理计划供给道路破损全笼盖，包罗道路上的裂痕、坑槽、井盖高差等一系列常见的破损，还包罗路面上的隔离护栏损坏、红白杆歪倒、绿化带垃圾等等。本产物的检测品种的多样性，可以实正做到道路破损的全笼盖、全方位检测以搀扶帮助工做人员高效地对道路停止养护。
（9）病害主动审核和人工审核随意设置
系统可根据现实需要设定某类病害能否是人工审核派单仍是主动审核派单。设定主动审核派单的病害，自道路病害摘集到生成工单下派到养护单元及养护单元完成修复工做全程无需人工参与。系统主动跟踪整个流程。
（10）各类数据报表输出完美
系统撑持各类报表输出，让用户可以详尽的领会各类病害占比、排行、增长或削减趋向、各养护单元的养护查核、道路病害开展趋向等。为道路养护、大修供给数据撑持。
（11）道路路产设备主动清点（基于斗极高精度定位）
在GPS、斗极高精度定位（差分定位办事）的根底上，系统撑持对道路上的路产设备停止主动清点注销，并笔录设备形态。在巡检车的日常巡检中实时监控设备形态，并在地图上实时展现出来。
（12）云+端的智能化处理计划
通过前端AI计算单位（道路病害智能检测器）实时检测识别病害，云端智能决策平台对识此外数据做二次处置，过滤掉反复数据、待生长病害数据，使推送到营业端的数据更精准，削减误报、漏报。
云端智能决策平台通过营业流供给的有效病害照片主动反哺操练前端AI计算单位算法。中间过程无需人工干涉。