【案例】公路路面病害智能巡检评估系统解决方案

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目录 CONTENTS 需求痛点 实地验证 解决方案 01 03 02 为了满足工业化和城市化的发展要求， 国家每年都会在基础设施建设中投入大量资金 。 目前我国公路总里程已超过 500 万公里， 步入世界领先行列； 近年来高速公路 总 里程也达到 15 万公里， 已超过美国位居世界第一 。 与此同时， 公路的建设方向进入了运营养护阶段， 公路的养护支出逐年增长； 2018 年收费公路养护支出 589.3 亿元； 2019 年为 825.9 亿元， 增长率为： 40.1% 。 我国公路建设世界领先， 进入建养并重阶 段 普通国省道： 59 万公 里 农村公路： 445 万公 里 高速公路： 16 万公 里 3 州市等 40 个 “四好农村路”建设市域突出单位予以通报表扬 。 国家及地方高度重视 2020 年 8 月《交通运输部关于推动交通运输领域新型基础设施建设的指导意 见》 智慧公路提出要 “推动农村公路建设 、管理 、养护 、运行一体的综合性管理服 务平 台建设” 。为解决传统路况检测方式存在的检测效率不高 、评定主观性强 、数据可 靠性和可追溯性不足等问题， 适应农村公路高质量发展要求， 2021 年 12 月交通运 输 部 、财政部联合印发了《关于进一步加强农村公路技术状况检测评定工作的通 知》 ， 指出至 2022 年， 农村公路路面自动化检测比例达到 40% 以上； 路面技术 状况数据 源应包含路面损坏和路面平整度的检测明细数据 、道路景观图像 、空间定 位信息等 内容； 路况检评数据的保存期限不少于 5 年； 深化检测评定数据在养护决 策 养护计 划 预算安排 绩效考核等方面的应用 2020 年 2 月， 为深入贯彻落实《国务院办公厅关于深化农村公路管理养护体制改革的意见》， 进一步管好 、护好农村公 路 ， 加快建立农村公路管理养护长效机制， 交通运输部 、财政部联合下发贯彻落实《国务院办公厅关于深化农村公路管 理养 护体制改革的意见》 的通知 ， 通知提出了 “加快开展改革试点工作”的工作要求， 并提出路长制 、创新养护生产模式 、 信 息化管理 、美丽农村路 、资金保障 、创新投融资机制 、信用评价机制 、政府考核等八方面的试点推荐主题 。 2020 年 9 月 ， 交通运输部 、财政部联合印发《关于组织开展深化农村公路管理养护体制改革试点工作的通知》 ， 明确了各地试点 名单 ， 各改革试点地区要围绕深化农村公路管理养护体制改革有关要求和所选试点主题， 明确任务目标 、落实责任分工 、 强化保障 措施， 确保试点工作扎实有序推进 。试点工作明确要求要健全农村公路管理养护工作机制， 全面推动 “四好农村 路”高质量 发展， 为巩固脱贫攻坚成果 、服务乡村振兴战略和实现农业农村现代化提供坚实保障 。 2021 年 11 月 18 日， 交通运输部发 布了《关于 2021 年 “四好农村路”全国示范创建结果的公示》 中发布了全国示范县及市域示范创建突出单位 。 2022 年 1 月 《关于通报表扬 " 四好农村路 " 建设市域突出单位的通知》 中交通运输部 、财政部 、农业农村部 、 国家乡村振 兴局对河北省沧 习总书记重要批示 “ 四好农村路”是习近平总书记亲自提出 、亲自部署 、亲自推动的一项民生工 程 、 民心工程 、德政工程 。党的十八大以来， 习近平总书记多次对 “四好农村 路”建设作出重要指示， 要求 “既要把农村公路建好， 更要管好 、护好 、运营 。 占我国公路里程 85% 以上的农村公路管养持续得到重 视 2014 年 3 月 4 日， 习近平总书记提出 “要进一步把农村公路建好 、 管好 、 护好 、 运营好， 逐步消除制约农村发展的交通瓶颈， 为广大农 民脱贫 致富奔小康提供更好的 保障 。 ” 习近平总书记等中央领导同志在 2017 年 12 月再次对 “建好 、 管好 、护 4 好 、 运营好”农村公路 （以下简称 “四好农村路”） 做出重要指示批示 。 好” 传统巡检和监管方式面临及时性和效率等挑战 围绕病害的发现 、修复 、评估 、决策的整个持续治理流程中， 病害的发现是第一个也是最重要的一个环节 。如果不能及时和 准确发现病害， 后期往往需要投入成倍的资金和时间进行修复 。 道路检测可以主要分为： 日常巡检和定期检测 。 与 日常巡检 通过预防性养护， 减少大修频度 、延长道路寿命 。 巡检频度高 、较为及时， 但任务繁重 、主观性强 、养护监管效率低 。 定期巡检 主要确认道路详细的指标， 评估来年养护预算 。 巡检精度高 、但频度低 、及时性低 、成本高。 • 成本高 • 频率低 • 无法积累日常养护数 据 • 主观粗放 • 效果差 • 难以数字 化 • 低效繁琐 • 存安全隐 患 • 工作任务 重 5 提高 10 倍 利用数智化手段加强日常巡护， 是公路管理“建养并重”的重要抓手， 能够有效促进公路养护管理升级 。 降本增效的日常轻量化智能养护巡检模式， 对公路养护， 特别是占 85% 以上的农村公路日常管理意义重大 。 数智化是有效促进公路养护管理升级的重要技术手段 养护决策人员 养护管理人员 基层巡护人员 6 目录 CONTENTS 需求痛点 实地验证 解决方案 01 03 02 方案概要 通过先进的 AI 图像识别技术， 准确 、高效地检测路面病害， 为预防性养护提供数据支撑。 通过及时发现 、适当小修保养， 减少路面大修的频次， 延长道路使用寿命， 减少整体养护 成本。 普通车辆 + 摄像设备 方案优势 及时高效地检出病害 无需停车确认， 车辆正常行驶即可实现路面病害检测 。 AI 全自动识别， 替代专业人员的人工确认， 检出速度更快 、效率更高 。 降低日常巡检成本 无需人工检测或租赁特种检测车辆， 普通巡检车辆搭载摄像头即可完成 。 大幅降低路面病害检测的成本， 实现智能化的日常巡检 。 降低整体养护成本 及时发现病害， 采用恰当措施进行小修保养， 可延长道路使用寿命， 节省整体养护成本 。 支持高速 、一般公路 、农村公路等各类道路 支持高速公路中正常行驶 （ 90 公里 / 小时 ) 下的路面病害检测 。 结合地图和视频， 直观了解路面病害状况， 对道路性能状况一 目了然 。 方案价值 AI ③ 结果可视化展 示 ② 自动病害检 测 ① 采集路面视 频 8 产品功能： 智能检测路面病害 • 通过 AI 技术从路面视频图像可识别多种病害 • 自动统计分析生成病害检测报告， 为智能化养护管理提供数据支 持 路面图像上标注病 害位置 、通过颜色 区分不同类型病害 。 横向裂纹 纵向裂纹 龟裂 坑槽 9 产品功能： 大屏展示 • 管辖道路整体性能状况， 通过地图一 目了然 。 10 产品功能： 道路详情 • 在地图上直观确认道路质量状况， 结合图表和视频进行分析 。 地图 、视频 、折线图相结合， 快速定位损害严 重的路段， 确认具体病害类型 、大小 、位置 。 地图直观 展示状况 视频图像 确认实况 折线图表 分析损害 导出检测 结果报告 11 产品功能： 历史对比 选定不同时期， 比较分析道路 （病害 、平整度 、 PQI ） 的 变化趋势 。 12 操作系统 • Ubuntu 16.04 以上 CPU • Intel Core i5 / i7 / i9 以上 • Intel Xeon E3 / E5 / E7 以上 • Intel Xeon Bronze/Silver/Gold/Platinum GPU • NVIDIA Tesla P4 / Quadro P4000 / Tesla T4 （ 16GB 以上显存） 内存 • 64GB 以上 磁盘空间 • 1TB 以上 （具体根据视频规模而定 、每小时视频约 15GB 以上） 依赖环境 • Python 3.6 以上 浏览器 • 推荐使用 Chrome 等浏览器 镜头视角 • 水平： 约 145 度 • 垂直： 约 76 度 分辨率 • 640 x 360 以上 视频格式 • MP4 帧率 • 30~60 FPS （注： 高速道路检测需要相机帧率支持 60FPS ） 码率 • 4Mbps 以上 （ bit rate ： 分辨率为 640 x 360 时） 其他 • 支持 GPS 定位 、拍摄最高车速≤ 90KM/h 推荐设备配置 -GPU 服务器和摄像 机 （推荐使用： GoPro Hero7/8/9 ） GPU 服务器 摄像机 13 ④ 拍摄路面视频通过客户端程序上传服务 器 14 分析评估 ① 视频上传服务器后， 系统自动开始 AI 路面病害检 测 视频采集 ①GoPro 相机磁吸放置于引擎盖前方 ③ 通过 GoPro Quik 手机应用遥控开始 、停止拍 摄 （蓝牙方式连接相机） ② 检测结果汇总分析后， 保存到数据库 。 用户通过 Web UI 查看 路面巡检评估结果 。 使用场景示意 ② 拍摄角度向下 30 度， 确保红框有效区内图像清 晰 目录 CONTENTS 需求痛点 实地验证 解决方案 01 03 02 两处路段为“良” 视频时长 10 分 08 秒 检测里程 4.5 公里 平均车速 62 km/h 检测对象 武汉某路 、下行 、 中间车道 桩号信息 — 路面状况 整体为“优”， 两处路段相对较差 、为“良” 病害 以“纵向裂纹”为主 武汉某道路： 检测概 况 质 量 状 况 指 标 PQI 16 总体倾向 病害以“纵向裂纹”为主 横向裂纹 零星散发， 无聚集 纵向裂纹 两处路段相对聚集发生 龟裂 零星散发， 无聚集 坑洞 零星散发， 无聚集 武汉某道路： 病害构 成 17 武汉某道路： 病害分析 • 横向裂纹较少 （ 29 处） ， 散发无 聚集 • 集中于 200m 至 400m 、 3650m 至 3850m 路段 • 有较长纵向裂纹 • 纵向裂纹相对较多 （ 232 处） , 两处 聚集 阴影处也可以识别 18 武汉某道路： 病害分析 • 整体龟裂较少 （ 25 处） ， 散发无 聚集 • 坑洞较少 （ 20 处） ， 散发无聚集 阴影处也可以识别 武汉某道路： 问题路段 • 路段① • 起点 250m 至 400m 、近某地铁站 • 状况为“良”， 纵向裂纹较多 、较长 • 路段② • 起点 3650m 至 3850m 、近某桥 辅路 • 状况为“良”， 纵向裂纹较多 。 20 路线名称 XX 路 ~YY 路 检测方向 下行 检测时间 2021-4-29 起点桩号 K0+000 终点桩号 K4+500 路段长度 4500 米 路段 # 起点距离 ( 米 ) 纵向裂纹 横向裂纹 龟裂 坑洞 病害图片编号 个数 面积 （㎡） 个数 面积 （㎡） 个数 面积 （㎡） 个数 面积 （㎡） 0 1 0 .356 0 0 0 0 0 0 25 16 1 0 .387 0 0 0 0 0 0 91 63 1 1 .222 0 0 0 0 0 0 317 63 1 0 .311 0 0 0 0 0 0 321 104 1 1 .429 0 0 0 0 0 0 481 104 1 0 .584 0 0 0 0 0 0 489 104 1 0 .685 0 0 0 0 0 0 497 120 0 0 1 0 .401 0 0 0 0 550 128 0 0 1 0 .866 0 0 0 0 583 146 0 0 0 0 1 0 .3 0 0 671 148 0 0 0 0 0 0 1 0 .297 691 155 1 0 .333 0 0 0 0 0 0 751 226 1 0 .099 0 0 0 0 0 0 1030 226 1 1 .43 0 0 0 0 0 0 1036 237 1 1 .319 0 0 0 0 0 0 1051 237 1 1 .07 0 0 0 0 0 0 1054 237 1 1 .43 0 0 0 0 0 0 1057 237 1 1 .43 0 0 0 0 0 0 1060 … … 武汉某道路： 详细报告 （节 选） 21 感谢！