AI快檢試水農村公路 引領養護新風向

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濱海縣農村公路總覽圖

農村公路作為農業和農村發展的先導性、基礎性設施，是服務脫貧攻堅、實施鄉村振興戰略的重要支撐，是全面推進交通強國建設、推動交通運輸高質量發展、滿足人民群眾對美好生活需要的堅實保障。進入新時代，黨中央、國務院作出了一系列重大決策部署，其中，《國務院辦公廳關于深化農村公路管理養護體制改革的意見》（國辦發〔2019〕45號）提出，要全面建成體系完備、運轉高效的農村公路管理養護體制機制，要求進一步提高農村公路治理能力。同時，資源要素緊缺、信息技術高速發展等外部環境變化，也要求加快推動農村公路生態綠色和可持續發展。

截至2019年，全國公路總里程達501萬公里（農村公路420萬公里，占比83.8%），年增長16.6萬公里，漲幅基本來自農村公路（年增長16.08萬公里）。突破資源難題，管理好、養護好農村公路已成為各地公路部門的燃眉之急。江蘇農村公路發展一直走在全國前列，在全面推進“四好農村路”建設中取得了各項優異成績，在科技創新轉型升級時代背景下，江蘇省交通運輸廳公路事業發展中心（簡稱“江蘇公路事業發展中心”）通過思想轉變、鼓勵創新，指導研發了一批新技術、新模式，投入到農村公路養護治理中，有效助力緩解地方公路管養壓力。

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，農耕面積廣袤，現代農業、新興產業發展迅猛，由于其獨特的地理條件和經濟環境，轄區內2000余公里農村公路和4000公里硬質路面（路面寬度2.5米以上），農村公路管養難題在全省14.28萬公里農村公路（平均每個縣1500公里農村公路）中屬壓力較大地區，具有鮮明代表性，是創新轉型的重要突破口。

在引進新養護技術之前，濱海縣農村公路管養工作存在諸多難題。相較于國省干線或城市道路，農村公路的發展建設較晚，在新農村建設時期體量大幅提升，有效帶動了農村區域經濟發展，但大規模集中建設在同等經濟壓力下也使得農路建設標準、質量相對不高，給后期養護留下了不同程度的隱患。十年路面百年橋，截至目前，已有大量農村公路在長期運行使用中產生病害破損，加上傳統人工排查人力不足、效率低、易遺漏，不少農村公路甚至處于失養狀態，對農村交通出行產生了較大的安全隱患。

濱海縣農村公路養護管理特征

農村公路面廣線長 區域差異明顯

濱海縣農村公路路面可分為瀝青與水泥兩種，總長約6000公里，覆蓋范圍非常廣，農村公路日常排查任務量十分艱巨。同時由于人力財力限制，排查工作不到位、不及時，導致問題“由小變大、由輕變重”，各地農村公路由于質量不一、服務強度不一，損壞程度參差不齊，難計劃、難管理，部分道路已經嚴重損壞且尚未得到改善。

管養水平相對不高 管養方法落后

濱海縣農村公路基礎資料和信息更新管理仍然采用紙質文件文檔。管養部門不能及時全面發現并有效處理農村公路上出現的路面破損與裂縫、路基沉降等問題，導致農村公路在使用過程中安全隱患頗多。

農村公路規模較大 路面類型多

濱海縣農村公路的規模較大，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的檢測方式。在實地調研中發現，開車上路巡查，時速一般保持在四五十公里，路面細微病害容易被錯過，從而錯失病害初期的最佳養護時機，相關養護單位難以制定預防性養護計劃，導致養護成本增加。而采用步查的方式全部依靠巡查人員主觀判斷，看清了問題，但效率太低，同時“把問題都記在腦子里”，無法形成可視化的病害數據。采用傳統的人工巡查方式，因巡查、檢修面積小，無法滿足檢測路網路況的持續變化、根治公路病害的問題。

AI快檢系統成農村公路檢測之光

根據以上特征與問題，江蘇公路事業發展中心與江蘇南通市公路事業發展中心聯合指導南京中設航空科技發展有限公司，通過采用人工智能、大數據、數字化管理平臺等新興技術，最終形成了“基于機器視覺的路面養護智能快檢系統”（簡稱“AI快檢系統”）。AI快檢系統是由一套經濟輕便的路面檢測快速采集裝置、一套精準智能的路面檢測數據自動識別算法、一套路面快檢數據可視化管理系統組成。AI快檢產品一方面可以為各級公路管理部門日常養護管理工作提供直觀、可視、科學、高效的檢測技術手段及數據支撐，另一方面為省、市公路管理部門計劃制定、資金統籌安排、定期性考核提供科學決策依據。

產品構成圖

AI快檢系統具備快速便捷、操作簡單，經濟適用，智能化、自動化程度高，可視化程度高、直觀性強等優點。2019年開始，南通公路事業發展中心帶領如東、通州、海門等分中心率先嘗試使用AI快檢系統，對轄區內普通國省干線公路開展日常巡查工作。

通過積累試點應用的經驗，2020年7月AI快檢系統在濱海縣正式投入應用。采用AI快檢系統后，公路管理部門僅用一個月時間便完成了第一批檢測，共計檢測了2556公里農村公路路面，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%。檢測后的數據上傳至大數據云端服務器分析，便可生成準確率達90%以上的分析報告。

目前，基于AI快檢系統的第二批檢測已按照“盡排盡查”的工作目標高效推進，改變了傳統養護巡檢低效、不及時的局面，可以徹底而專業地排查濱海縣全域農村公路。公路養護部門越早發現路面問題，越有助于在問題輕微時及時處理，防止道路病害的擴大與加劇，AI快檢系統的出現有針對性地解決了濱海縣長期以來所面臨的農村公路養護難題。

AI快檢系統的技術特點

高效化、操作便捷。AI快檢系統使用門檻低、快速便捷，通過視覺AI技術快速分析采集影像，自動識別路面病害，可應用于公路路面日常養護快速巡查。采集裝置安裝于普通巡查車輛上即可作業，無需封路，平均每公里數據采集不到2分鐘，數據采集當天即可出檢測結果。一線養護管理人員經過簡短培訓后即可自行操作，在成本大幅降低的同時，還減輕了公路巡查的負擔，大大提高了養護排查的作業效率。

單個病害定位展示

自動化、精準分析。AI快檢系統可自動識別瀝青路面病害中，橫向裂縫、縱向裂縫、塊狀裂縫、龜裂、坑槽、修補，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、修補等主要病害。系統由“快速采集裝置”“自動識別算法”“智能化管理、分析系統”等研發技術構成，適用于公路日常養護管理的一體化路面快速檢測，可完成路面數據自動采集、自動分析識別、結果可視化展示、后端管理跟蹤統計，為日常養護管理工作提供直觀、可視、科學、高效的檢測技術手段。

經濟化、物美價實。AI快檢系統由一個快速采集終端、一組AI智能識別算法和一套管理系統組成。整套系統在一個縣域區內使用一年的總費用約為50萬元至60萬元。

智能化、可靠性高。AI快檢系統檢測全過程自動拍攝，無需人工干預。數據導入系統后，基于視覺AI算法自動分析計算，簡單復核即可，擺脫了人工對數據的干預，可靠性更高。

可視化、直觀性強。AI快檢系統宏觀上對于全域范圍路面技術狀況一目了然，微觀上可將路面病害具體位置的病害影像調出。檢測路段路面損壞狀況指數PCI準確率在90%以上，數據還可接入“一網一平臺”，形成統一管理。

AI快檢系統未來可期

濱海縣取得的運用成果，來源于更早期的試點技術積累。自2019年以來，AI快檢系統已先后在江蘇省南通市、鎮江市、鹽城市各區縣開展試點應用，累計檢測里程近萬公里，取得了良好的應用效果。

通過中設航空專業的技術人員對一線養護巡查人員開展內外業培訓、簡單的硬件搭載和軟件系統使用培訓后，養護巡查人員便可順利完成硬件采集設備的搭載、采集數據的導入。數據導入系統后可自動分析識別，并生成巡查報告，快速查看路況病害評價。整個過程自動化程度高，具有很強的可操作性，可明顯提升日常養護巡檢效率。

AI快檢系統是人工智能識別與大數據管理平臺在公路養護實際應用中的成功案例，它通過采用多卷積神經網絡模型深度學習訓練，反復迭代，形成輕量化、高精度的路面病害目標檢測算法模型。AI快檢系統已累計采集瀝青路面樣本照片超20萬張，標定病害數量超4.6萬處，水泥路面樣本照片達30萬張，標定病害數量超5.7萬處。隨機測試顯示，AI快檢系統的瀝青路面、水泥路面各類型路面病害問題識別準確率均達到90%。通過試點和項目應用，AI快檢系統的圖像識別算法已經涵蓋日常路面養護中的全部病害。

2020年，江蘇省句容市公路管理處農村公路管理辦公室、江蘇省鹽城市濱海縣交通運輸局等單位，通過采購技術服務形式，已采用AI快檢系統全面摸查了管轄內的農村公路路況病害。AI快檢系統首次成功應用于瀝青路面、水泥路面交錯的大規模復雜路面采集和檢測，為基層養護管理部門掌握路損情況一手資料提供了科學智能的手段，為養護經費的規劃預算提供了可靠依據。

相對于純人工檢查，AI快檢系統大大提升了工作效率，同時解決了人工檢查中不可避免的數據遺漏、主觀性強、結果不直觀、具體問題難以定位等問題。各應用單位對應用效果均表示滿意，并計劃在下階段繼續采用AI快檢系統定期開展農村公路日常巡查工作，及時掌握農村公路養護狀況變化情況。

AI快檢系統做出的創新成果是農村公路養護體系升級的一大亮點。截至2019年底，全國農村公路超420萬公里，隨著各地對日常養護巡查要求的不斷提高，低成本高效率的新養護解決方案將有更多的用武之地。目前，中設航空已與河南、海南、山東、四川、新疆等多個省區建立聯系，將在各地陸續開展相應的試點與推廣。

源自江蘇的AI快檢系統，為傳統養護向智能養護轉變提供了一套完整的標準化外業內業操作規程，高度契合實際應用需求，且易于在全國各地快速復制推廣。未來，不斷迭代升級的AI快檢系統，將普及到全國更多的省市，助力農村公路養護系統的升級轉型。