AI技術(shù)在瀝青路面預(yù)防養(yǎng)護(hù)技術(shù)中的應(yīng)用實例分析概述目錄TOC\o"1-3"\h\u29259AI技術(shù)在瀝青路面預(yù)防養(yǎng)護(hù)技術(shù)中的應(yīng)用實例分析概述 1292091.1視覺AI應(yīng)用于路面養(yǎng)護(hù)巡查 157951.2路面養(yǎng)護(hù)中的專家系統(tǒng) 2174291.3新一代智能瀝青道路微波養(yǎng)護(hù)車 3AI技術(shù)由于其自身在實效性、準(zhǔn)確性、客觀性等方面的優(yōu)勢，現(xiàn)已被各行業(yè)廣泛應(yīng)用。在道路養(yǎng)護(hù)領(lǐng)域，AI技術(shù)常用于道路病害的識別、巡查、預(yù)測、決策。相較于傳統(tǒng)的人工手段，AI技術(shù)對目前迅速發(fā)展的道路交通行業(yè)適應(yīng)性更佳。1.1視覺AI應(yīng)用于路面養(yǎng)護(hù)巡查該體系大致可分為三部分，在硬件方面是便攜式快速采集終端，在軟件方面分別是AI智能識別算法和數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。該體系在道路巡查領(lǐng)域的全過程中，可以發(fā)揮出其高效便捷、智能精確的特性，完成對問題的發(fā)現(xiàn)、分析、解決。采集工作具有便捷高效的特點，采集終端搭配有800萬以上像素的高清運動相機，在實際應(yīng)用中，可以充分利用現(xiàn)有的巡查車輛進(jìn)行搭載，無須進(jìn)行后續(xù)的改裝。由于該體系在實際應(yīng)用中需要面對復(fù)雜的場景，因此要求該體系具備以下功能：（1）防抖，良好的防抖性能能夠使其得到完整清晰的圖像；（2）定時拍照功能，為呈現(xiàn)出不同時段的路況對比，需要具備此功能；（3）連接全球定位系統(tǒng)，為實現(xiàn)對病害的精確定位，必須通過GPS進(jìn)行位置信息的傳輸[52]。如圖35所示是該體系檢測結(jié)果的可視化效果。圖35基于檢測結(jié)果的系統(tǒng)可視化呈現(xiàn)[52]在計算機視覺這一全新領(lǐng)域，目標(biāo)檢測占據(jù)著重要地位。由于基于深度學(xué)習(xí)的目標(biāo)檢測算法具備適應(yīng)性強、魯棒性能優(yōu)良等特性，因而得到了很大的發(fā)展。該體系在對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的過程中，選取的算法模型是基于多卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，通過該模型的深度學(xué)習(xí)訓(xùn)練，最終形成一套具備高精度、高效率的輕量化算法。在實際應(yīng)用中，通過對該模型算法的檢測，最終實現(xiàn)對路面病害高效而快速的檢測識別。該體系中的檢測模型識別精度極高，這樣的精度保證了其能夠在路面裂縫剛剛出現(xiàn)時就能被精確捕獲[52]。如圖36是該檢測模型的具體結(jié)構(gòu)，由該圖可看出其對圖像的識別效果非常明顯。圖36檢測模型的具體結(jié)構(gòu)[52]1.2路面養(yǎng)護(hù)中的專家系統(tǒng)美國是世界上第一個應(yīng)用專家系統(tǒng)進(jìn)行道路養(yǎng)護(hù)管理的國家。上世紀(jì)80年代，美國的學(xué)者Ritchie對專家系統(tǒng)進(jìn)行了大量研究之后提出了一個設(shè)想：在技術(shù)要求相對較高的道路養(yǎng)護(hù)管理領(lǐng)域，應(yīng)用專家系統(tǒng)替代傳統(tǒng)的人工進(jìn)行相關(guān)工作，他將這一設(shè)想在北美開發(fā)成功。在此之后，世界各國都開始了對這一方面的研究。國內(nèi)對專家系統(tǒng)的相關(guān)研究中，同濟(jì)大學(xué)走在了前沿。1989年，該校就有學(xué)者將其應(yīng)用在了對路面的評價決策領(lǐng)域[53]。道路工程領(lǐng)域較為經(jīng)典的專家系統(tǒng)有以下幾種。ROSE（RoutingandSealingExpertSystem）系統(tǒng)：在養(yǎng)護(hù)經(jīng)驗方面參考的是加拿大安大略省的養(yǎng)護(hù)經(jīng)驗。因此，該系統(tǒng)主要應(yīng)用于高寒地區(qū)，為高寒地區(qū)提供養(yǎng)護(hù)方面的決策。在進(jìn)行最終決策的過程中，主要需要考慮裂縫類型、病害強度以及目前的破損狀況等[53]。SCEPTRE（SurfaceConditionandPavementRe-habilitationExpertSystem）系統(tǒng)：主要用于對路面破損進(jìn)行分析以及對路面修復(fù)提出可行策略。該系統(tǒng)主要針對于裂縫、車轍等病害進(jìn)行決策支持。在進(jìn)行養(yǎng)護(hù)決策時主要需要參考病害類型、強度等多個因素。此外，該系統(tǒng)在進(jìn)行正常決策之外，還可以評價多個養(yǎng)護(hù)方案[53]。PMAS（PavementMaintenanceAdvisorySystem）系統(tǒng)：主要應(yīng)用于寒帶沿海地區(qū)。該系統(tǒng)有多種用于維修的措施，可根據(jù)具體的病害狀況選用相對應(yīng)的措施。在進(jìn)行最終的決策時，該系統(tǒng)需要對實時的交通量、氣候條件等外在因素進(jìn)行綜合考量，并針對車轍、裂縫、龜裂三種病害給出有效的養(yǎng)護(hù)方案[53]。1.3新一代智能瀝青道路微波養(yǎng)護(hù)車該款微波養(yǎng)護(hù)車由徐工集團(tuán)于2019年推出，采用的主要技術(shù)是微波加熱。因此，該車不僅可以用于對路面坑槽、裂縫等常見的瀝青路面病害進(jìn)行短時高效的修復(fù)，還可以對冬季時節(jié)產(chǎn)生的薄冰進(jìn)行消除。在加熱的過程中不會產(chǎn)生污染，加熱的面積還可以根據(jù)實際情況做相應(yīng)調(diào)整[54]。如圖37所示是處于工作狀態(tài)的養(yǎng)護(hù)車。圖37徐工集團(tuán)微波養(yǎng)護(hù)車[54]在一線施工過程中，該養(yǎng)護(hù)車體現(xiàn)出了以下優(yōu)勢：（1）綠色環(huán)保無污染，全過程不會出現(xiàn)煙霧；（2）加熱均勻，避免出現(xiàn)老化等現(xiàn)象；（3）經(jīng)濟(jì)適用性較好，有效節(jié)約燃油；（4）施工過程簡易，省時省力；（5）修補質(zhì)量高，可以延長道路的使用壽命；（6）管理趨于智能化，可對不同路段不同部位建立專屬檔案；（7）施工全天候，在惡劣天氣也能進(jìn)行養(yǎng)護(hù)工作[54]。該款微波養(yǎng)護(hù)車的主要組成部件有底盤、微波加熱墻等。在有需要時，還可自主安裝微波加熱倉等配套實施以提升其實用