摘要：在城市發(fā)展中，道路病害問題嚴重影響交通安全與市民出行舒適度，智慧城市建設(shè)需致力于提高道路維護效率和管理的智能化水平。道路病害檢測設(shè)備檔案管理系統(tǒng)集成高精度傳感器、圖像識別技術(shù)和地理信息系統(tǒng)，有助于實現(xiàn)對道路病害的高效監(jiān)測、診斷與維護。系統(tǒng)支持實時監(jiān)測、病害分析、維修決策支持，能夠促進維修效率提升、城市管理智能化、交通安全和經(jīng)濟環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。杭州市的應(yīng)用案例表明，系統(tǒng)顯著提高了道路養(yǎng)護管理水平，降低了維護成本，保障了交通安全，促進了城市的可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：智慧城市；道路病害檢測；設(shè)備檔案管理；交通安全；可持續(xù)發(fā)展

一、引言

城市發(fā)展與人民生活質(zhì)量的提升密切相關(guān)，而道路作為城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，其健康狀況直接影響城市運行效率和居民出行安全。城市道路面臨諸多挑戰(zhàn)，包括裂縫、坑洼、水損等病害，這些問題不僅降低了道路的使用壽命，還增加了發(fā)生交通事故的風(fēng)險，影響行人和車輛的安全與舒適度。因此，高效監(jiān)測、及時治理城市道路病害，成為提升城市管理水平和保障公共安全的重要任務(wù)。

二、道路病害檢測設(shè)備檔案管理系統(tǒng)概述

道路病害檢測設(shè)備檔案管理系統(tǒng)是智慧城市建設(shè)中的關(guān)鍵技術(shù)之一，旨在實現(xiàn)對城市道路病害的高效監(jiān)測、診斷和維護。系統(tǒng)通過集成高精度傳感器、圖像識別技術(shù)和地理信息系統(tǒng)（GIS），提供從數(shù)據(jù)采集到病害分析、維修決策支持的全流程管理解決方案。在系統(tǒng)定義與功能方面，該系統(tǒng)專為城市道路病害檢測和檔案管理設(shè)計，能夠自動識別道路裂縫、坑洼、水損等多種病害類型。通過實時監(jiān)測道路狀況，系統(tǒng)能夠及時發(fā)現(xiàn)問題，支持決策者進行快速響應(yīng)和維修安排。系統(tǒng)功能不僅限于病害檢測，還包括數(shù)據(jù)存儲、分析、報告生成和歷史記錄管理，以支持長期的道路維護規(guī)劃和病害趨勢分析。在系統(tǒng)組成與技術(shù)架構(gòu)方面，道路病害檢測設(shè)備檔案管理系統(tǒng)采用分層架構(gòu)設(shè)計，包括數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)處理層、應(yīng)用服務(wù)層和用戶接口層。數(shù)據(jù)采集層利用移動檢測車輛或無人機搭載的傳感器和相機收集道路圖像和傳感數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理層利用圖像處理技術(shù)和機器學(xué)習(xí)算法，對采集的數(shù)據(jù)進行預(yù)處理和病害檢測，識別道路病害的種類和程度。應(yīng)用服務(wù)層負責數(shù)據(jù)的管理、分析和報告生成。用戶接口層通過Web或移動應(yīng)用為用戶提供交互界面，使得管理人員可以輕松訪問病害報告、統(tǒng)計分析和維護建議。數(shù)據(jù)收集與處理流程是系統(tǒng)的核心，從實地數(shù)據(jù)采集開始，利用車載或無人機傳感器系統(tǒng)對道路表面進行高清掃描，捕捉裂縫、坑洼等病害特征。采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過預(yù)處理，如圖像去噪、對比度增強和特征提取等，然后通過深度學(xué)習(xí)模型進行病害識別和分類。繼而，將識別結(jié)果與地理信息結(jié)合，形成詳細的道路病害地圖。最后，系統(tǒng)根據(jù)病害類型、嚴重程度和位置信息，生成維修建議和計劃，為決策者提供科學(xué)的維護指導(dǎo)[1]。

三、系統(tǒng)在智慧城市建設(shè)中的作用

（一）提高道路維護效率

在智慧城市建設(shè)中，城市道路病害檢測設(shè)備檔案管理系統(tǒng)顯著提高了道路維護的效率，這一成果得益于實時監(jiān)測與快速響應(yīng)、準確的病害定位與分析、高效的維修計劃制定等三個關(guān)鍵環(huán)節(jié)的緊密配合。系統(tǒng)的實時監(jiān)測能力確保了道路病害能夠在發(fā)生后立即被檢測到，無論是裂縫、坑洼還是其他形式的病害。通過安裝在關(guān)鍵路段的高精度監(jiān)測設(shè)備，如地面掃描儀和攝像頭，能夠不間斷地對道路狀況進行監(jiān)控，一旦檢測到病害即刻發(fā)出警報。這種實時監(jiān)測和即時反饋機制大幅縮短了從病害發(fā)現(xiàn)到處理的時間，為快速響應(yīng)提供了技術(shù)保障。與實時監(jiān)測相配合，系統(tǒng)中的準確病害定位與分析技術(shù)進一步提高了道路維護的效率。通過高級數(shù)據(jù)處理和分析技術(shù)，系統(tǒng)能夠精確識別病害的位置、類型和嚴重程度，甚至能夠預(yù)測病害的發(fā)展趨勢。這種準確的定位和深入的分析技術(shù)，不僅為維修團隊提供了清晰的作業(yè)指導(dǎo)，也確保了維修資源能夠被集中用于最需要的地方，從而提高了維修工作的針對性和有效性?；趯崟r監(jiān)測和準確分析能力，系統(tǒng)支持制定高效的維修計劃。利用系統(tǒng)生成的詳盡報告，管理者可以輕松制定針對性強、覆蓋全面的維修計劃。這些計劃不僅考慮了當前的病害狀況，也預(yù)見了未來可能出現(xiàn)的問題，使得維修工作既能解決眼前的緊急問題，又能預(yù)防未來可能發(fā)生的病害，最大化提升維修效率和成果。此外，系統(tǒng)的高度自動化和智能化減少了人為因素對維修計劃制定的干擾，保證了計劃的科學(xué)性和合理性。

（二）促進城市管理的智能化

城市道路病害檢測設(shè)備檔案管理系統(tǒng)在促進城市管理智能化方面起到了關(guān)鍵作用，特別是通過數(shù)據(jù)驅(qū)動的決策支持和與其他智慧城市系統(tǒng)的集成，如交通管理系統(tǒng)和應(yīng)急響應(yīng)系統(tǒng)等，顯著提升了城市管理的效率和響應(yīng)能力。數(shù)據(jù)驅(qū)動的決策支持是智慧城市管理不可或缺的一環(huán)。該系統(tǒng)通過實時收集和分析道路病害信息，提供了基于事實的、量化決策依據(jù)。這種依據(jù)使城市管理者能夠根據(jù)當前道路狀況和未來趨勢做出科學(xué)的維護和修復(fù)決策[2]。例如，系統(tǒng)能夠識別哪些路段病害最嚴重，哪些路段可能會因為病害而影響交通流量，從而幫助管理者優(yōu)先處理影響最大的問題區(qū)域。這種基于數(shù)據(jù)的決策過程不僅提高了道路維護工作的及時性和有效性，也確保了城市資金在道路維護上的投入能夠產(chǎn)生最大的社會效益。與此同時，該系統(tǒng)與其他智慧城市系統(tǒng)的集成，如交通管理系統(tǒng)和應(yīng)急響應(yīng)系統(tǒng)，進一步拓展了其在城市管理中的作用。通過與交通管理系統(tǒng)的集成，道路病害信息可以實時反饋給交通調(diào)度中心，幫助調(diào)度人員根據(jù)道路狀況調(diào)整交通流量，優(yōu)化交通指揮，減少因道路病害引發(fā)的交通擁堵。例如，如果檢測到某一主要路段出現(xiàn)嚴重病害，交通管理系統(tǒng)可以立即調(diào)整該路段的交通燈配時，或是通過信息發(fā)布系統(tǒng)告知司機避開該路段，同時安排維修。在應(yīng)急響應(yīng)方面，系統(tǒng)能夠在自然災(zāi)害（如洪水、地震）后快速評估道路狀況，為應(yīng)急救援車輛提供清晰的道路信息，確保救援資源能夠快速、安全地到達事故或災(zāi)害現(xiàn)場。這種即時的信息共享和資源協(xié)調(diào)，顯著提高了城市對緊急情況的響應(yīng)速度和處理能力。

（三）保障城市交通安全

保障城市交通安全是城市道路病害檢測設(shè)備檔案管理系統(tǒng)發(fā)揮重要作用的領(lǐng)域之一，尤其體現(xiàn)在減少因道路病害引發(fā)的交通事故和提升道路使用的舒適度與安全性上。通過實時監(jiān)測和精確分析道路狀況，該系統(tǒng)有效避免了許多潛在的安全隱患，為城市交通安全提供了有力保障。系統(tǒng)的高效運作確保了對道路病害的快速識別和準確評估，從而使得相關(guān)管理部門能夠及時了解道路表面的損壞情況，包括裂縫、坑洼等各種潛在的危險因素。這些病害如果不被及時發(fā)現(xiàn)和修復(fù)，極有可能導(dǎo)致交通事故，尤其是在復(fù)雜的交通環(huán)境或惡劣的天氣條件下[3]。通過實時監(jiān)測道路病害并迅速響應(yīng)，該系統(tǒng)大大降低了因病害引起的交通事故發(fā)生率，為駕駛者和行人提供了更安全的道路環(huán)境。此外，道路病害的及時修復(fù)不僅減少了交通事故的發(fā)生，還顯著提升了道路使用的舒適度。道路表面的平整無損是保證車輛平穩(wěn)行駛的基本條件，對減少車輛磨損、降低噪聲污染、提高行車速度都有重要作用。該系統(tǒng)通過精確的病害定位和分析，為維修工作提供了明確的指導(dǎo)，確保了維修措施的針對性和有效性，從而大大提高了道路的維護質(zhì)量。維護后的道路更加平順安全，顯著提升了駕駛和行走的舒適度，進而提高了公眾對城市交通系統(tǒng)的整體滿意度。

（四）促進經(jīng)濟與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展

城市道路病害檢測設(shè)備檔案管理系統(tǒng)在促進經(jīng)濟與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展方面發(fā)揮著重要作用，其通過降低道路維護成本、減少交通擁堵、增強城市基礎(chǔ)設(shè)施的長期可持續(xù)性，為城市的可持續(xù)發(fā)展提供了堅實的支撐。系統(tǒng)通過實時監(jiān)測和精確分析道路病害，使得道路維護工作能夠更有效率、更具針對性，從而顯著降低道路的維護成本[4]。傳統(tǒng)的道路維護通常需要定期的人工檢查，不僅耗時耗力，而且很難做到全面和及時，導(dǎo)致維護成本居高不下。相比之下，該系統(tǒng)能夠自動識別并精準定位病害，為維修工作提供精確的數(shù)據(jù)支持，避免了不必要的重復(fù)工作和資源浪費，實現(xiàn)了對維護資源的優(yōu)化配置。同時，系統(tǒng)對道路病害的及時修復(fù)有效減少了交通擁堵。道路病害是導(dǎo)致交通擁堵的重要原因之一，特別是在城市主要交通干道，病害引起的車輛減速或繞行會嚴重影響交通流暢性。通過減少這些因病害導(dǎo)致的交通擁堵，不僅能夠提高道路的通行效率，也可間接降低車輛排放的有害氣體，從而對減少環(huán)境污染起到積極作用。此外，該系統(tǒng)的應(yīng)用還增強了城市基礎(chǔ)設(shè)施的長期可持續(xù)性。通過對道路病害的有效監(jiān)控和管理，延長了道路的使用壽命，減少了因頻繁維修或重建而對環(huán)境造成的負擔。長期來看，這不僅可以節(jié)約大量的公共資源，也可減少建筑活動對自然環(huán)境的影響，從而有助于促進城市發(fā)展與環(huán)境保護的和諧共生[5]。

四、國內(nèi)應(yīng)用案例分析

為了探索城市道路病害檢測設(shè)備檔案管理系統(tǒng)在智慧城市建設(shè)中的作用，本文選取了杭州市的一個應(yīng)用案例進行分析。杭州市是浙江省的省會，也是一座歷史文化名城和國際旅游名城，擁有約1.1萬公里的城市道路，其中高速公路約500公里，主干道約1000公里，次干道約2000公里，支路約6000公里。杭州市的城市道路承擔著巨大的交通壓力，同時也面臨著多種病害的侵蝕，如裂縫、坑槽、車轍、龜裂、沉陷等，嚴重影響了道路的使用壽命、安全性和舒適度，也給城市管理和維護帶來了巨大的挑戰(zhàn)。為了提高城市道路的養(yǎng)護管理水平，杭州市交通運輸局引入了基于人工智能的公路病害智能巡檢評估系統(tǒng)。該系統(tǒng)由北京某軟件科技有限公司提供，采用了先進的 AI 圖像識別技術(shù)，使用便攜圖像攝影設(shè)備，基于數(shù)百萬張病害圖像數(shù)據(jù)和其獨有的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)技術(shù)研發(fā)而成。該系統(tǒng)能夠高效、準確地檢測路面病害，為智能化、預(yù)防性養(yǎng)護提供數(shù)據(jù)支撐。該系統(tǒng)可應(yīng)用于高速公路、城市道路、城際和農(nóng)村道路、橋梁道路等各種道路的巡檢評估，能夠及時發(fā)現(xiàn)問題、適時保養(yǎng)維修，減少道路大修的頻度，延長道路使用壽命，降低整體養(yǎng)護成本，為道路巡檢由人力模式進化到高效、智能化模式打下了堅實基礎(chǔ)。

該系統(tǒng)的主要功能和優(yōu)勢如下：支持對路表和路面內(nèi)部數(shù)據(jù)的同步采集，無需人工檢測或租賃激光雷達專用監(jiān)測車，普通巡檢車輛搭載攝像頭即可完成，大幅降低了路面病害的檢測成本，實現(xiàn)了智能化的日常巡檢。支持對路表和路面內(nèi)部病害的同步檢測，對路表病害的檢測精度可達毫米級，對內(nèi)部病害的識別準確率大于90%，病害定位精度達厘米級，可實現(xiàn)路表與內(nèi)部病害分布圖的自動導(dǎo)出，為病害分析和維修計劃提供可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)。支持對路況指標 PCI、RQI、RDI、路面厚度等參數(shù)的模塊化采集、自動化導(dǎo)出功能，可為道路性能評估和優(yōu)化提供科學(xué)的參考標準。支持與其他智慧城市系統(tǒng)的集成，如交通管理系統(tǒng)、應(yīng)急響應(yīng)系統(tǒng)等，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和協(xié)同作業(yè)，有助于提高城市管理的智能化水平。

該系統(tǒng)在杭州市的應(yīng)用效果如下：有效提高了道路病害的檢測效率和準確性，節(jié)省了人力和物力資源，降低了檢測成本，提升了檢測質(zhì)量。有效提高了道路維修的效率和質(zhì)量，實現(xiàn)了預(yù)防性養(yǎng)護，減少了道路大修的頻次，延長了道路的使用壽命，保障了道路交通安全。有效提高了道路管理的智能化水平，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)驅(qū)動的決策支持，優(yōu)化了道路資源的配置和利用，促進了城市交通的暢通和可持續(xù)發(fā)展。

綜上所述，城市道路病害檢測設(shè)備檔案管理系統(tǒng)在智慧城市建設(shè)中的作用主要體現(xiàn)在以下幾個方面：提高道路維護效率，實現(xiàn)實時監(jiān)測與快速響應(yīng)、準確的病害定位與分析、高效的維修計劃制定。促進城市管理的智能化，實現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動的決策支持，與其他智慧城市系統(tǒng)的集成，提升城市管理的協(xié)調(diào)性和效能。保障城市交通安全，減少因道路病害引發(fā)的交通事故，提升道路使用的舒適度和安全性。促進經(jīng)濟與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，降低道路維護成本，減少交通擁堵，降低環(huán)境污染，增強城市基礎(chǔ)設(shè)施的長期可持續(xù)性。

五、結(jié)束語

智慧城市建設(shè)是應(yīng)對城市化進程加速發(fā)展挑戰(zhàn)的關(guān)鍵策略，其中，道路病害檢測設(shè)備檔案管理系統(tǒng)的應(yīng)用顯著提升了城市道路養(yǎng)護的效率和質(zhì)量。通過高度集成的技術(shù)手段，系統(tǒng)實現(xiàn)了對道路病害的實時監(jiān)測、精準分析和有效維修，極大地提高了城市管理的智能化水平，保障了交通安全，促進了經(jīng)濟和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。杭州市的應(yīng)用案例進一步證明了系統(tǒng)在實際操作中的有效性，展示了科技創(chuàng)新在智慧城市建設(shè)中的作用力。

作者單位：沈陽 中瑞浩祥科技有限公司

參考文獻

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