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濱?？h農(nóng)村公路總覽圖

農(nóng)村公路作為農(nóng)業(yè)和農(nóng)村發(fā)展的先導(dǎo)性、基礎(chǔ)性設(shè)施，是服務(wù)脫貧攻堅(jiān)、實(shí)施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的重要支撐，是全面推進(jìn)交通強(qiáng)國(guó)建設(shè)、推動(dòng)交通運(yùn)輸高質(zhì)量發(fā)展、滿足人民群眾對(duì)美好生活需要的堅(jiān)實(shí)保障。進(jìn)入新時(shí)代，黨中央、國(guó)務(wù)院作出了一系列重大決策部署，其中，《國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于深化農(nóng)村公路管理養(yǎng)護(hù)體制改革的意見》（國(guó)辦發(fā)〔2019〕45號(hào)）提出，要全面建成體系完備、運(yùn)轉(zhuǎn)高效的農(nóng)村公路管理養(yǎng)護(hù)體制機(jī)制，要求進(jìn)一步提高農(nóng)村公路治理能力。同時(shí)，資源要素緊缺、信息技術(shù)高速發(fā)展等外部環(huán)境變化，也要求加快推動(dòng)農(nóng)村公路生態(tài)綠色和可持續(xù)發(fā)展。

截至2019年，全國(guó)公路總里程達(dá)501萬(wàn)公里（農(nóng)村公路420萬(wàn)公里，占比83.8%），年增長(zhǎng)16.6萬(wàn)公里，漲幅基本來(lái)自農(nóng)村公路（年增長(zhǎng)16.08萬(wàn)公里）。突破資源難題，管理好、養(yǎng)護(hù)好農(nóng)村公路已成為各地公路部門的燃眉之急。江蘇農(nóng)村公路發(fā)展一直走在全國(guó)前列，在全面推進(jìn)“四好農(nóng)村路”建設(shè)中取得了各項(xiàng)優(yōu)異成績(jī)，在科技創(chuàng)新轉(zhuǎn)型升級(jí)時(shí)代背景下，江蘇省交通運(yùn)輸廳公路事業(yè)發(fā)展中心（簡(jiǎn)稱“江蘇公路事業(yè)發(fā)展中心”）通過(guò)思想轉(zhuǎn)變、鼓勵(lì)創(chuàng)新，指導(dǎo)研發(fā)了一批新技術(shù)、新模式，投入到農(nóng)村公路養(yǎng)護(hù)治理中，有效助力緩解地方公路管養(yǎng)壓力。

江蘇鹽城市濱海縣地處淮河流域下游、東瀕黃海，灘涂資源豐富，農(nóng)耕面積廣袤，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，由于其獨(dú)特的地理?xiàng)l件和經(jīng)濟(jì)環(huán)境，轄區(qū)內(nèi)2000余公里農(nóng)村公路和4000公里硬質(zhì)路面（路面寬度2.5米以上），農(nóng)村公路管養(yǎng)難題在全省14.28萬(wàn)公里農(nóng)村公路（平均每個(gè)縣1500公里農(nóng)村公路）中屬壓力較大地區(qū)，具有鮮明代表性，是創(chuàng)新轉(zhuǎn)型的重要突破口。

在引進(jìn)新養(yǎng)護(hù)技術(shù)之前，濱海縣農(nóng)村公路管養(yǎng)工作存在諸多難題。相較于國(guó)省干線或城市道路，農(nóng)村公路的發(fā)展建設(shè)較晚，在新農(nóng)村建設(shè)時(shí)期體量大幅提升，有效帶動(dòng)了農(nóng)村區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展，但大規(guī)模集中建設(shè)在同等經(jīng)濟(jì)壓力下也使得農(nóng)路建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、質(zhì)量相對(duì)不高，給后期養(yǎng)護(hù)留下了不同程度的隱患。十年路面百年橋，截至目前，已有大量農(nóng)村公路在長(zhǎng)期運(yùn)行使用中產(chǎn)生病害破損，加上傳統(tǒng)人工排查人力不足、效率低、易遺漏，不少農(nóng)村公路甚至處于失養(yǎng)狀態(tài)，對(duì)農(nóng)村交通出行產(chǎn)生了較大的安全隱患。

濱?？h農(nóng)村公路養(yǎng)護(hù)管理特征

農(nóng)村公路面廣線長(zhǎng) 區(qū)域差異明顯

濱?？h農(nóng)村公路路面可分為瀝青與水泥兩種，總長(zhǎng)約6000公里，覆蓋范圍非常廣，農(nóng)村公路日常排查任務(wù)量十分艱巨。同時(shí)由于人力財(cái)力限制，排查工作不到位、不及時(shí)，導(dǎo)致問(wèn)題“由小變大、由輕變重”，各地農(nóng)村公路由于質(zhì)量不一、服務(wù)強(qiáng)度不一，損壞程度參差不齊，難計(jì)劃、難管理，部分道路已經(jīng)嚴(yán)重?fù)p壞且尚未得到改善。

管養(yǎng)水平相對(duì)不高 管養(yǎng)方法落后

濱?？h農(nóng)村公路基礎(chǔ)資料和信息更新管理仍然采用紙質(zhì)文件文檔。管養(yǎng)部門不能及時(shí)全面發(fā)現(xiàn)并有效處理農(nóng)村公路上出現(xiàn)的路面破損與裂縫、路基沉降等問(wèn)題，導(dǎo)致農(nóng)村公路在使用過(guò)程中安全隱患頗多。

農(nóng)村公路規(guī)模較大 路面類型多

濱海縣農(nóng)村公路的規(guī)模較大，且包含多種路面類型，通常采用開車上路和人工步查兩種傳統(tǒng)的檢測(cè)方式。在實(shí)地調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，開車上路巡查，時(shí)速一般保持在四五十公里，路面細(xì)微病害容易被錯(cuò)過(guò)，從而錯(cuò)失病害初期的最佳養(yǎng)護(hù)時(shí)機(jī)，相關(guān)養(yǎng)護(hù)單位難以制定預(yù)防性養(yǎng)護(hù)計(jì)劃，導(dǎo)致養(yǎng)護(hù)成本增加。而采用步查的方式全部依靠巡查人員主觀判斷，看清了問(wèn)題，但效率太低，同時(shí)“把問(wèn)題都記在腦子里”，無(wú)法形成可視化的病害數(shù)據(jù)。采用傳統(tǒng)的人工巡查方式，因巡查、檢修面積小，無(wú)法滿足檢測(cè)路網(wǎng)路況的持續(xù)變化、根治公路病害的問(wèn)題。

AI快檢系統(tǒng)成農(nóng)村公路檢測(cè)之光

根據(jù)以上特征與問(wèn)題，江蘇公路事業(yè)發(fā)展中心與江蘇南通市公路事業(yè)發(fā)展中心聯(lián)合指導(dǎo)南京中設(shè)航空科技發(fā)展有限公司，通過(guò)采用人工智能、大數(shù)據(jù)、數(shù)字化管理平臺(tái)等新興技術(shù)，最終形成了“基于機(jī)器視覺的路面養(yǎng)護(hù)智能快檢系統(tǒng)”（簡(jiǎn)稱“AI快檢系統(tǒng)”）。AI快檢系統(tǒng)是由一套經(jīng)濟(jì)輕便的路面檢測(cè)快速采集裝置、一套精準(zhǔn)智能的路面檢測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)識(shí)別算法、一套路面快檢數(shù)據(jù)可視化管理系統(tǒng)組成。AI快檢產(chǎn)品一方面可以為各級(jí)公路管理部門日常養(yǎng)護(hù)管理工作提供直觀、可視、科學(xué)、高效的檢測(cè)技術(shù)手段及數(shù)據(jù)支撐，另一方面為省、市公路管理部門計(jì)劃制定、資金統(tǒng)籌安排、定期性考核提供科學(xué)決策依據(jù)。

產(chǎn)品構(gòu)成圖

AI快檢系統(tǒng)具備快速便捷、操作簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)適用，智能化、自動(dòng)化程度高，可視化程度高、直觀性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。2019年開始，南通公路事業(yè)發(fā)展中心帶領(lǐng)如東、通州、海門等分中心率先嘗試使用AI快檢系統(tǒng)，對(duì)轄區(qū)內(nèi)普通國(guó)省干線公路開展日常巡查工作。

通過(guò)積累試點(diǎn)應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)，2020年7月AI快檢系統(tǒng)在濱海縣正式投入應(yīng)用。采用AI快檢系統(tǒng)后，公路管理部門僅用一個(gè)月時(shí)間便完成了第一批檢測(cè)，共計(jì)檢測(cè)了2556公里農(nóng)村公路路面，其中瀝青路面860公里，占總里程的30%；水泥路面1696公里，占總里程的70%。檢測(cè)后的數(shù)據(jù)上傳至大數(shù)據(jù)云端服務(wù)器分析，便可生成準(zhǔn)確率達(dá)90%以上的分析報(bào)告。

目前，基于AI快檢系統(tǒng)的第二批檢測(cè)已按照“盡排盡查”的工作目標(biāo)高效推進(jìn)，改變了傳統(tǒng)養(yǎng)護(hù)巡檢低效、不及時(shí)的局面，可以徹底而專業(yè)地排查濱?？h全域農(nóng)村公路。公路養(yǎng)護(hù)部門越早發(fā)現(xiàn)路面問(wèn)題，越有助于在問(wèn)題輕微時(shí)及時(shí)處理，防止道路病害的擴(kuò)大與加劇，AI快檢系統(tǒng)的出現(xiàn)有針對(duì)性地解決了濱?？h長(zhǎng)期以來(lái)所面臨的農(nóng)村公路養(yǎng)護(hù)難題。

AI快檢系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)

高效化、操作便捷。AI快檢系統(tǒng)使用門檻低、快速便捷，通過(guò)視覺AI技術(shù)快速分析采集影像，自動(dòng)識(shí)別路面病害，可應(yīng)用于公路路面日常養(yǎng)護(hù)快速巡查。采集裝置安裝于普通巡查車輛上即可作業(yè)，無(wú)需封路，平均每公里數(shù)據(jù)采集不到2分鐘，數(shù)據(jù)采集當(dāng)天即可出檢測(cè)結(jié)果。一線養(yǎng)護(hù)管理人員經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)短培訓(xùn)后即可自行操作，在成本大幅降低的同時(shí)，還減輕了公路巡查的負(fù)擔(dān)，大大提高了養(yǎng)護(hù)排查的作業(yè)效率。

單個(gè)病害定位展示

自動(dòng)化、精準(zhǔn)分析。AI快檢系統(tǒng)可自動(dòng)識(shí)別瀝青路面病害中，橫向裂縫、縱向裂縫、塊狀裂縫、龜裂、坑槽、修補(bǔ)，以及水泥路面中破碎板、裂縫、板角斷裂、邊角剝落、接縫料損壞、坑洞、露骨、修補(bǔ)等主要病害。系統(tǒng)由“快速采集裝置”“自動(dòng)識(shí)別算法”“智能化管理、分析系統(tǒng)”等研發(fā)技術(shù)構(gòu)成，適用于公路日常養(yǎng)護(hù)管理的一體化路面快速檢測(cè)，可完成路面數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、自動(dòng)分析識(shí)別、結(jié)果可視化展示、后端管理跟蹤統(tǒng)計(jì)，為日常養(yǎng)護(hù)管理工作提供直觀、可視、科學(xué)、高效的檢測(cè)技術(shù)手段。

經(jīng)濟(jì)化、物美價(jià)實(shí)。AI快檢系統(tǒng)由一個(gè)快速采集終端、一組AI智能識(shí)別算法和一套管理系統(tǒng)組成。整套系統(tǒng)在一個(gè)縣域區(qū)內(nèi)使用一年的總費(fèi)用約為50萬(wàn)元至60萬(wàn)元。

智能化、可靠性高。AI快檢系統(tǒng)檢測(cè)全過(guò)程自動(dòng)拍攝，無(wú)需人工干預(yù)。數(shù)據(jù)導(dǎo)入系統(tǒng)后，基于視覺AI算法自動(dòng)分析計(jì)算，簡(jiǎn)單復(fù)核即可，擺脫了人工對(duì)數(shù)據(jù)的干預(yù)，可靠性更高。

可視化、直觀性強(qiáng)。AI快檢系統(tǒng)宏觀上對(duì)于全域范圍路面技術(shù)狀況一目了然，微觀上可將路面病害具體位置的病害影像調(diào)出。檢測(cè)路段路面損壞狀況指數(shù)PCI準(zhǔn)確率在90%以上，數(shù)據(jù)還可接入“一網(wǎng)一平臺(tái)”，形成統(tǒng)一管理。

AI快檢系統(tǒng)未來(lái)可期

濱?？h取得的運(yùn)用成果，來(lái)源于更早期的試點(diǎn)技術(shù)積累。自2019年以來(lái)，AI快檢系統(tǒng)已先后在江蘇省南通市、鎮(zhèn)江市、鹽城市各區(qū)縣開展試點(diǎn)應(yīng)用，累計(jì)檢測(cè)里程近萬(wàn)公里，取得了良好的應(yīng)用效果。

通過(guò)中設(shè)航空專業(yè)的技術(shù)人員對(duì)一線養(yǎng)護(hù)巡查人員開展內(nèi)外業(yè)培訓(xùn)、簡(jiǎn)單的硬件搭載和軟件系統(tǒng)使用培訓(xùn)后，養(yǎng)護(hù)巡查人員便可順利完成硬件采集設(shè)備的搭載、采集數(shù)據(jù)的導(dǎo)入。數(shù)據(jù)導(dǎo)入系統(tǒng)后可自動(dòng)分析識(shí)別，并生成巡查報(bào)告，快速查看路況病害評(píng)價(jià)。整個(gè)過(guò)程自動(dòng)化程度高，具有很強(qiáng)的可操作性，可明顯提升日常養(yǎng)護(hù)巡檢效率。

AI快檢系統(tǒng)是人工智能識(shí)別與大數(shù)據(jù)管理平臺(tái)在公路養(yǎng)護(hù)實(shí)際應(yīng)用中的成功案例，它通過(guò)采用多卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型深度學(xué)習(xí)訓(xùn)練，反復(fù)迭代，形成輕量化、高精度的路面病害目標(biāo)檢測(cè)算法模型。AI快檢系統(tǒng)已累計(jì)采集瀝青路面樣本照片超20萬(wàn)張，標(biāo)定病害數(shù)量超4.6萬(wàn)處，水泥路面樣本照片達(dá)30萬(wàn)張，標(biāo)定病害數(shù)量超5.7萬(wàn)處。隨機(jī)測(cè)試顯示，AI快檢系統(tǒng)的瀝青路面、水泥路面各類型路面病害問(wèn)題識(shí)別準(zhǔn)確率均達(dá)到90%。通過(guò)試點(diǎn)和項(xiàng)目應(yīng)用，AI快檢系統(tǒng)的圖像識(shí)別算法已經(jīng)涵蓋日常路面養(yǎng)護(hù)中的全部病害。

2020年，江蘇省句容市公路管理處農(nóng)村公路管理辦公室、江蘇省鹽城市濱海縣交通運(yùn)輸局等單位，通過(guò)采購(gòu)技術(shù)服務(wù)形式，已采用AI快檢系統(tǒng)全面摸查了管轄內(nèi)的農(nóng)村公路路況病害。AI快檢系統(tǒng)首次成功應(yīng)用于瀝青路面、水泥路面交錯(cuò)的大規(guī)模復(fù)雜路面采集和檢測(cè)，為基層養(yǎng)護(hù)管理部門掌握路損情況一手資料提供了科學(xué)智能的手段，為養(yǎng)護(hù)經(jīng)費(fèi)的規(guī)劃預(yù)算提供了可靠依據(jù)。

相對(duì)于純?nèi)斯z查，AI快檢系統(tǒng)大大提升了工作效率，同時(shí)解決了人工檢查中不可避免的數(shù)據(jù)遺漏、主觀性強(qiáng)、結(jié)果不直觀、具體問(wèn)題難以定位等問(wèn)題。各應(yīng)用單位對(duì)應(yīng)用效果均表示滿意，并計(jì)劃在下階段繼續(xù)采用AI快檢系統(tǒng)定期開展農(nóng)村公路日常巡查工作，及時(shí)掌握農(nóng)村公路養(yǎng)護(hù)狀況變化情況。

AI快檢系統(tǒng)做出的創(chuàng)新成果是農(nóng)村公路養(yǎng)護(hù)體系升級(jí)的一大亮點(diǎn)。截至2019年底，全國(guó)農(nóng)村公路超420萬(wàn)公里，隨著各地對(duì)日常養(yǎng)護(hù)巡查要求的不斷提高，低成本高效率的新養(yǎng)護(hù)解決方案將有更多的用武之地。目前，中設(shè)航空已與河南、海南、山東、四川、新疆等多個(gè)省區(qū)建立聯(lián)系，將在各地陸續(xù)開展相應(yīng)的試點(diǎn)與推廣。

源自江蘇的AI快檢系統(tǒng)，為傳統(tǒng)養(yǎng)護(hù)向智能養(yǎng)護(hù)轉(zhuǎn)變提供了一套完整的標(biāo)準(zhǔn)化外業(yè)內(nèi)業(yè)操作規(guī)程，高度契合實(shí)際應(yīng)用需求，且易于在全國(guó)各地快速?gòu)?fù)制推廣。未來(lái)，不斷迭代升級(jí)的AI快檢系統(tǒng)，將普及到全國(guó)更多的省市，助力農(nóng)村公路養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)的升級(jí)轉(zhuǎn)型。