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　一、系統(tǒng)概述
　　公路交通是一個(gè)國(guó)家發(fā)達(dá)程度的重要標(biāo)志之一，是支撐經(jīng)濟(jì)、政治、文化等建設(shè)的重要基礎(chǔ)設(shè)施，其中高速公路是構(gòu)筑交通現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)。美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家高速公路設(shè)施十分發(fā)達(dá)，覆蓋率高，已經(jīng)建設(shè)成為高速公路網(wǎng)。我國(guó)公路交通的建設(shè)和發(fā)展也十分迅速，建國(guó)之初，我國(guó)瀝青和水泥公路共計(jì)300公里，截至2019年底，我國(guó)公路總里程達(dá)484.65萬(wàn)公里、高速公路達(dá)14.26萬(wàn)公里，居世界第一。
　　隨著道路建設(shè)、地鐵建設(shè)和地下空間開(kāi)發(fā)的步伐日益加快，城市車輛急劇增加，與此同時(shí)，因道路車流量不斷增大、路面老化、路基沉降、雨水沖刷、路面滲水、地下管道漏水等原因，導(dǎo)致路面局部不平整、局部坑洼、路面裂縫、坑槽、壅包、啃邊、脫落、掉渣、推擠、爛邊等現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，情況嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致道路路面開(kāi)裂、變形、沉降、塌陷等問(wèn)題，這些都不同程度地影響汽車行駛速度、行車舒適度等，部分道路路基結(jié)構(gòu)受到破壞，會(huì)影響行車安全，甚至造成交通事故，對(duì)社會(huì)影響極大。因此，通過(guò)有效的檢測(cè)手段，積極開(kāi)展城市道路病害的檢測(cè)和控制，減少道路病害引發(fā)的交通問(wèn)題，顯得尤為重要。
　　傳統(tǒng)的路面檢測(cè)工作需要人工走查來(lái)完成，在進(jìn)行路面檢查過(guò)程中一名檢查員每天只能進(jìn)行不到十公里的檢測(cè)，不僅耗費(fèi)大量的時(shí)間和精力，工作效率不高，而且存在著巨大的安全隱患。
　　為解決以上難題，許多國(guó)家開(kāi)始研究采用高新技術(shù)改造現(xiàn)有的道路交通系統(tǒng)和交通管理體系。美國(guó)、西歐及日本等發(fā)達(dá)國(guó)家為解決交通問(wèn)題，投入大量的人力、物力，開(kāi)展路面自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)的研究。其中，最著名的當(dāng)屬美國(guó)ICC公司，該公司自行研制了一款多功能路況檢測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要基于線掃描相機(jī)技術(shù)和激光技術(shù)，已經(jīng)十分成熟，但由于售價(jià)高昂，功能不夠全面，國(guó)內(nèi)推廣困難。
　　由蕪湖廣豐軟件有限公司自主研發(fā)的車載式道路養(yǎng)護(hù)智能檢測(cè)系統(tǒng)是一個(gè)集攝像、通信、檢測(cè)、互聯(lián)網(wǎng)和人工智能等技術(shù)于一體的綜合系統(tǒng)，為國(guó)內(nèi)首創(chuàng)。本系統(tǒng)在日常養(yǎng)護(hù)巡檢過(guò)程中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)，檢測(cè)種類豐富，僅需在養(yǎng)護(hù)車輛上安裝攝像機(jī)即可，改裝方便且成本低，可較好地適應(yīng)目前使用需求。通過(guò)實(shí)時(shí)視頻拍攝公路路面和路邊包含的重要信息，如裂縫，坑槽，窨井蓋，道路交通標(biāo)志和綠化帶垃圾，實(shí)時(shí)提供所有信息給人工智能算法，及時(shí)檢測(cè)道路中需要養(yǎng)護(hù)的部分，提高道路養(yǎng)護(hù)的效率，保證駕駛安全，避免交通事故的發(fā)生，系統(tǒng)功能見(jiàn)圖1。

圖1 國(guó)內(nèi)首創(chuàng)車載式道路養(yǎng)護(hù)智能檢測(cè)系統(tǒng)的系統(tǒng)功能展示

　　目前本系統(tǒng)已與上海市某區(qū)公路署展開(kāi)合作（軟件界面見(jiàn)圖2），公路署聯(lián)合18家養(yǎng)護(hù)公司，建設(shè)區(qū)轄道路病害智能巡查系統(tǒng)，安裝智能巡查設(shè)備54輛，以平均每輛車速度30Km/h，每天巡查3小時(shí)計(jì)算，所有智能設(shè)備全部運(yùn)行，每日覆蓋道路長(zhǎng)度達(dá)4800多公里，視頻圖像AI道路養(yǎng)護(hù)識(shí)別技術(shù)基于高度優(yōu)化的深度學(xué)習(xí)算法，通過(guò)對(duì)視頻圖像自迭代的智能分析，精確識(shí)別道路設(shè)備損壞、道路路面病害，解決復(fù)雜交通場(chǎng)景下識(shí)別精準(zhǔn)度的問(wèn)題，提升交通事件處置和道路病害養(yǎng)護(hù)的及時(shí)性。

圖2 上海市某區(qū)城市大腦-道路管養(yǎng)平臺(tái)

　　二、系統(tǒng)架構(gòu)
　　在物理結(jié)構(gòu)上，系統(tǒng)設(shè)備包含養(yǎng)護(hù)車前端設(shè)備和后端服務(wù)器兩部分，分別為：車載前端攝像頭，工控機(jī)，路由器，GPS定位儀，平板控制器和后端服務(wù)器。養(yǎng)護(hù)車前端設(shè)備實(shí)現(xiàn)路面病害檢測(cè)，道路交通標(biāo)志遮擋識(shí)別，路邊綠化帶垃圾識(shí)別，GPS位置信息記錄，時(shí)間記錄和數(shù)據(jù)傳輸，車上平板控制器協(xié)助道路服務(wù)工作人員進(jìn)行手動(dòng)記錄當(dāng)前路面情況，幫助收集客觀上算法難識(shí)別的道路病害圖片；后端服務(wù)器實(shí)現(xiàn)識(shí)別結(jié)果，GPS位置信息和時(shí)間的保存，養(yǎng)護(hù)車前端設(shè)備如圖3所示：

圖3 車載前端設(shè)備圖

　　本系統(tǒng)軟件部分工作流程為：通過(guò)車載主機(jī)獲取車載攝像機(jī)視頻圖像，采用深度學(xué)習(xí)（如YOLOv3神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)）和傳統(tǒng)圖像分析等技術(shù)，車輛在行駛過(guò)程中智能檢測(cè)并識(shí)別裂縫、坑槽，高或低于路面的窨井蓋等道路病害，檢測(cè)識(shí)別道路交通標(biāo)志是否被遮擋，破損，丟失，以及甄別綠化帶是否含有垃圾，并保存相應(yīng)圖片和記錄當(dāng)前GPS位置信息且解析具體路名信息；最后，通過(guò)4G網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至后臺(tái)中心服務(wù)器，并進(jìn)行FTP圖片存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)庫(kù)信息存儲(chǔ)，方便客戶通過(guò)后臺(tái)中心平臺(tái)界面隨時(shí)查看檢索所有道路養(yǎng)護(hù)的相關(guān)圖片和道路位置；同時(shí)支持手動(dòng)拍照功能，并疊加路名、GPS位置、設(shè)備編號(hào)、路面異常類型，時(shí)間等重要信息，通過(guò)4G網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至后臺(tái)中心進(jìn)行確認(rèn)；此外，客戶可選擇是否需要相應(yīng)手機(jī)app。

蕪湖廣豐軟件有限公司（原中江網(wǎng)絡(luò)），成立于2005年，經(jīng)過(guò)10多年定制開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，積累了大量技術(shù)儲(chǔ)備和定制開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，是一家集軟件研發(fā)、互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用為一體的綜合信息技術(shù)服務(wù)提供商。公司擁有核心的策劃團(tuán)隊(duì)和專業(yè)的技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)，致力于采用領(lǐng)先的信息技術(shù)，長(zhǎng)期為涉及智慧園區(qū)/廠區(qū)/校園領(lǐng)域的各個(gè)企業(yè)提供快速、高效、安全的信息技術(shù)支持。公司立足智慧園區(qū)和智慧教育行業(yè)，通過(guò)軟硬件的研發(fā)和互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，疏通各企業(yè)間“端到端”的信息傳輸，靈活滿足智慧園區(qū)和智慧教育企業(yè)間不同用戶的需求，為其提供完善的信息化解決方案。