AI技術在瀝青路面預防養(yǎng)護技術中的應用實例分析概述目錄TOC\o"1-3"\h\u29259AI技術在瀝青路面預防養(yǎng)護技術中的應用實例分析概述 1292091.1視覺AI應用于路面養(yǎng)護巡查 157951.2路面養(yǎng)護中的專家系統(tǒng) 2174291.3新一代智能瀝青道路微波養(yǎng)護車 3AI技術由于其自身在實效性、準確性、客觀性等方面的優(yōu)勢，現(xiàn)已被各行業(yè)廣泛應用。在道路養(yǎng)護領域，AI技術常用于道路病害的識別、巡查、預測、決策。相較于傳統(tǒng)的人工手段，AI技術對目前迅速發(fā)展的道路交通行業(yè)適應性更佳。1.1視覺AI應用于路面養(yǎng)護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智能識別算法和數據管理系統(tǒng)。該體系在道路巡查領域的全過程中，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，在實際應用中，可以充分利用現(xiàn)有的巡查車輛進行搭載，無須進行后續(xù)的改裝。由于該體系在實際應用中需要面對復雜的場景，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進行位置信息的傳輸[52]。如圖35所示是該體系檢測結果的可視化效果。圖35基于檢測結果的系統(tǒng)可視化呈現(xiàn)[52]在計算機視覺這一全新領域，目標檢測占據著重要地位。由于基于深度學習的目標檢測算法具備適應性強、魯棒性能優(yōu)良等特性，因而得到了很大的發(fā)展。該體系在對數據進行分析的過程中，選取的算法模型是基于多卷積神經網絡模型，通過該模型的深度學習訓練，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構，由該圖可看出其對圖像的識別效果非常明顯。圖36檢測模型的具體結構[52]1.2路面養(yǎng)護中的專家系統(tǒng)美國是世界上第一個應用專家系統(tǒng)進行道路養(yǎng)護管理的國家。上世紀80年代，美國的學者Ritchie對專家系統(tǒng)進行了大量研究之后提出了一個設想：在技術要求相對較高的道路養(yǎng)護管理領域，應用專家系統(tǒng)替代傳統(tǒng)的人工進行相關工作，他將這一設想在北美開發(fā)成功。在此之后，世界各國都開始了對這一方面的研究。國內對專家系統(tǒng)的相關研究中，同濟大學走在了前沿。1989年，該校就有學者將其應用在了對路面的評價決策領域[53]。道路工程領域較為經典的專家系統(tǒng)有以下幾種。ROSE（RoutingandSealingExpertSystem）系統(tǒng)：在養(yǎng)護經驗方面參考的是加拿大安大略省的養(yǎng)護經驗。因此，該系統(tǒng)主要應用于高寒地區(qū)，為高寒地區(qū)提供養(yǎng)護方面的決策。在進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行分析以及對路面修復提出可行策略。該系統(tǒng)主要針對于裂縫、車轍等病害進行決策支持。在進行養(yǎng)護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)在進行正常決策之外，還可以評價多個養(yǎng)護方案[53]。PMAS（PavementMaintenanceAdvisorySystem）系統(tǒng)：主要應用于寒帶沿海地區(qū)。該系統(tǒng)有多種用于維修的措施，可根據具體的病害狀況選用相對應的措施。在進行最終的決策時，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)護方案[53]。1.3新一代智能瀝青道路微波養(yǎng)護車該款微波養(yǎng)護車由徐工集團于2019年推出，采用的主要技術是微波加熱。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行短時高效的修復，還可以對冬季時節(jié)產生的薄冰進行消除。在加熱的過程中不會產生污染，加熱的面積還可以根據實際情況做相應調整[54]。如圖37所示是處于工作狀態(tài)的養(yǎng)護車。圖37徐工集團微波養(yǎng)護車[54]在一線施工過程中，該養(yǎng)護車體現(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）經濟適用性較好，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，在惡劣天氣也能進行養(yǎng)護工作[54]。該款微波養(yǎng)護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