介绍
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%。
与此同时,国家和地方政府对路面灾害检测也逐步重视, 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。
传统巡查VS数字智能化巡检
传统的路害巡查,主要分为日常车巡,人工步查,以及年度整体检查,可以比较明显的发现,整个检测巡查过程中,都是以人为基础的判断标注,容易存在主观粗放,容易漏检,难以回溯等问题,而人工步查,则也存在上述问题,同时整体效率较低。道路安全急需数字化手段进行。
启用数字智能化巡检具备以下优势:
1.积累养护大数据,基于大数据决策,可以有效提升养护资金使用效率
2.可以及时有效进行数字巡检,可以掌握最新的路面信息,开展及时针对性的养护。
3.降低检测成本,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。
4.支持多种路段检测,公路,高速等。检测结果可以平台化展示,回溯。
基本技术介绍
路害检测(Road Anomaly Detection)是指通过使用视觉和图像处理技术,对道路上的异常情况和损坏进行自动检测和识别的过程。这些异常情况包括道路表面的破损、裂缝、坑洞、沉降以及其他损坏或不正常的道路条件。
路害检测的目的是及时发现和识别道路上的异常状况,以便采取相应的维修和维护措施。通过使用图像采集设备(如摄像头或无人机),收集道路图像或视频,并应用计算机视觉算法来分析和处理这些图像数据,可以实现自动化的路害检测。
在路害检测中,常用的算法和技术包括:
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图像预处理:对采集到的图像进行预处理,包括图像去噪、图像增强、图像配准等操作,以提高后续的处理效果。
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特征提取:通过分析图像的纹理、颜色、形状等特征,提取与路害相关的特征信息,用于后续的分类和识别。
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异常检测:利用机器学习算法或深度学习模型,对道路图像中的异常区域进行检测和标记。常见的方法包括基于统计的方法、基于像素级别的分割算法和基于深度学习的目标检测算法等。
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分类和识别:将检测到的异常区域进行分类和识别,判断它们属于哪种具体的路害类型,如坑洞、裂缝等。这通常涉及训练和使用分类器或卷积神经网络进行图像识别和分类。
目前精度识别相对较好的是基于深度学习的目标检测和分类算法,可以较好的进行不同类型的路害检测和识别。
具体进行模型训练和数据采集时候,还需要明确每个阶段的重点,分界点及明确的表达。
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数据采集质量:确保采集的道路图像或视频质量良好,包括适当的分辨率、光照条件、角度和视野范围。低质量的图像可能会导致误检或漏检。
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数据多样性:确保采集的数据集涵盖不同的道路类型、交通流量和气候条件。这样可以增加算法的鲁棒性,并能更好地适应各种环境。
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数据标注准确性:如果需要标注异常区域的数据集,确保标注的准确性和一致性。标注人员应该具备专业知识,能够正确识别并标注不同类型的路害。
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异常区域的定义和分类:定义清楚不同类型的路害,并制定准确的分类标准。确保标注和检测算法对于不同类型的路害有一致的理解。
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模型训练和验证:使用合适的数据集进行模型训练,并进行充分的验证和评估。验证数据集应包含各种路害情况,以确保模型的泛化能力和准确性。
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算法调优和性能优化:根据实际情况对算法进行调优和优化,以提高检测的准确性和效率。这可能包括调整算法的参数、网络结构和模型选择等。
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定期维护和更新:路害检测系统需要定期进行维护和更新,以适应道路条件的变化和技术的发展。这可能包括重新训练模型、更新数据集和优化算法等。
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结果验证和人工复核:检测到的路害结果应进行人工复核和验证,以确保准确性。复核人员应具备专业知识,能够判断检测结果的正确与否。
这样才能得到优质数据,高精度模型,以及更准确的上层指标,同时结合人工信息进行二次确认,可以不断训练迭代系统。