城市道路病害檢測設備檔案管理系統在智慧城市建設中的作用

摘要：在城市發展中，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。道路病害檢測設備檔案管理系統集成高精度傳感器、圖像識別技術和地理信息系統，有助于實現對道路病害的高效監測、診斷與維護。系統支持實時監測、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、交通安全和經濟環境的可持續發展。杭州市的應用案例表明，系統顯著提高了道路養護管理水平，降低了維護成本，保障了交通安全，促進了城市的可持續發展。

關鍵詞：智慧城市；道路病害檢測；設備檔案管理；交通安全；可持續發展

一、引言

城市發展與人民生活質量的提升密切相關，而道路作為城市基礎設施的重要組成部分，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，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，還增加了發生交通事故的風險，影響行人和車輛的安全與舒適度。因此，高效監測、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。

二、道路病害檢測設備檔案管理系統概述

道路病害檢測設備檔案管理系統是智慧城市建設中的關鍵技術之一，旨在實現對城市道路病害的高效監測、診斷和維護。系統通過集成高精度傳感器、圖像識別技術和地理信息系統（GIS），提供從數據采集到病害分析、維修決策支持的全流程管理解決方案。在系統定義與功能方面，該系統專為城市道路病害檢測和檔案管理設計，能夠自動識別道路裂縫、坑洼、水損等多種病害類型。通過實時監測道路狀況，系統能夠及時發現問題，支持決策者進行快速響應和維修安排。系統功能不僅限于病害檢測，還包括數據存儲、分析、報告生成和歷史記錄管理，以支持長期的道路維護規劃和病害趨勢分析。在系統組成與技術架構方面，道路病害檢測設備檔案管理系統采用分層架構設計，包括數據采集層、數據處理層、應用服務層和用戶接口層。數據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據。數據處理層利用圖像處理技術和機器學習算法，對采集的數據進行預處理和病害檢測，識別道路病害的種類和程度。應用服務層負責數據的管理、分析和報告生成。用戶接口層通過Web或移動應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、統計分析和維護建議。數據收集與處理流程是系統的核心，從實地數據采集開始，利用車載或無人機傳感器系統對道路表面進行高清掃描，捕捉裂縫、坑洼等病害特征。采集到的數據經過預處理，如圖像去噪、對比度增強和特征提取等，然后通過深度學習模型進行病害識別和分類。繼而，將識別結果與地理信息結合，形成詳細的道路病害地圖。最后，系統根據病害類型、嚴重程度和位置信息，生成維修建議和計劃，為決策者提供科學的維護指導[1]。

三、系統在智慧城市建設中的作用

（一）提高道路維護效率

在智慧城市建設中，城市道路病害檢測設備檔案管理系統顯著提高了道路維護的效率，這一成果得益于實時監測與快速響應、準確的病害定位與分析、高效的維修計劃制定等三個關鍵環節的緊密配合。系統的實時監測能力確保了道路病害能夠在發生后立即被檢測到，無論是裂縫、坑洼還是其他形式的病害。通過安裝在關鍵路段的高精度監測設備，如地面掃描儀和攝像頭，能夠不間斷地對道路狀況進行監控，一旦檢測到病害即刻發出警報。這種實時監測和即時反饋機制大幅縮短了從病害發現到處理的時間，為快速響應提供了技術保障。與實時監測相配合，系統中的準確病害定位與分析技術進一步提高了道路維護的效率。通過高級數據處理和分析技術，系統能夠精確識別病害的位置、類型和嚴重程度，甚至能夠預測病害的發展趨勢。這種準確的定位和深入的分析技術，不僅為維修團隊提供了清晰的作業指導，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。基于實時監測和準確分析能力，系統支持制定高效的維修計劃。利用系統生成的詳盡報告，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，也預見了未來可能出現的問題，使得維修工作既能解決眼前的緊急問題，又能預防未來可能發生的病害，最大化提升維修效率和成果。此外，系統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備檔案管理系統在促進城市管理智能化方面起到了關鍵作用，特別是通過數據驅動的決策支持和與其他智慧城市系統的集成，如交通管理系統和應急響應系統等，顯著提升了城市管理的效率和響應能力。數據驅動的決策支持是智慧城市管理不可或缺的一環。該系統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。這種依據使城市管理者能夠根據當前道路狀況和未來趨勢做出科學的維護和修復決策[2]。例如，系統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，從而幫助管理者優先處理影響最大的問題區域。這種基于數據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生最大的社會效益。與此同時，該系統與其他智慧城市系統的集成，如交通管理系統和應急響應系統，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的集成，道路病害信息可以實時反饋給交通調度中心，幫助調度人員根據道路狀況調整交通流量，優化交通指揮，減少因道路病害引發的交通擁堵。例如，如果檢測到某一主要路段出現嚴重病害，交通管理系統可以立即調整該路段的交通燈配時，或是通過信息發布系統告知司機避開該路段，同時安排維修。在應急響應方面，系統能夠在自然災害（如洪水、地震）后快速評估道路狀況，為應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害現場。這種即時的信息共享和資源協調，顯著提高了城市對緊急情況的響應速度和處理能力。

（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備檔案管理系統發揮重要作用的領域之一，尤其體現在減少因道路病害引發的交通事故和提升道路使用的舒適度與安全性上。通過實時監測和精確分析道路狀況，該系統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現和修復，極有可能導致交通事故，尤其是在復雜的交通環境或惡劣的天氣條件下[3]。通過實時監測道路病害并迅速響應，該系統大大降低了因病害引起的交通事故發生率，為駕駛者和行人提供了更安全的道路環境。此外，道路病害的及時修復不僅減少了交通事故的發生，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，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的整體滿意度。

（四）促進經濟與環境的可持續發展

城市道路病害檢測設備檔案管理系統在促進經濟與環境的可持續發展方面發揮著重要作用，其通過降低道路維護成本、減少交通擁堵、增強城市基礎設施的長期可持續性，為城市的可持續發展提供了堅實的支撐。系統通過實時監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，導致維護成本居高不下。相比之下，該系統能夠自動識別并精準定位病害，為維修工作提供精確的數據支持，避免了不必要的重復工作和資源浪費，實現了對維護資源的優化配置。同時，系統對道路病害的及時修復有效減少了交通擁堵。道路病害是導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，從而對減少環境污染起到積極作用。此外，該系統的應用還增強了城市基礎設施的長期可持續性。通過對道路病害的有效監控和管理，延長了道路的使用壽命，減少了因頻繁維修或重建而對環境造成的負擔。長期來看，這不僅可以節約大量的公共資源，也可減少建筑活動對自然環境的影響，從而有助于促進城市發展與環境保護的和諧共生[5]。

四、國內應用案例分析

為了探索城市道路病害檢測設備檔案管理系統在智慧城市建設中的作用，本文選取了杭州市的一個應用案例進行分析。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。為了提高城市道路的養護管理水平，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。該系統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，使用便攜圖像攝影設備，基于數百萬張病害圖像數據和其獨有的深度神經網絡學習技術研發而成。該系統能夠高效、準確地檢測路面病害，為智能化、預防性養護提供數據支撐。該系統可應用于高速公路、城市道路、城際和農村道路、橋梁道路等各種道路的巡檢評估，能夠及時發現問題、適時保養維修，減少道路大修的頻度，延長道路使用壽命，降低整體養護成本，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。

該系統的主要功能和優勢如下：支持對路表和路面內部數據的同步采集，無需人工檢測或租賃激光雷達專用監測車，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，實現了智能化的日常巡檢。支持對路表和路面內部病害的同步檢測，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，可實現路表與內部病害分布圖的自動導出，為病害分析和維修計劃提供可靠的數據依據。支持對路況指標 PCI、RQI、RDI、路面厚度等參數的模塊化采集、自動化導出功能，可為道路性能評估和優化提供科學的參考標準。支持與其他智慧城市系統的集成，如交通管理系統、應急響應系統等，實現數據共享和協同作業，有助于提高城市管理的智能化水平。

該系統在杭州市的應用效果如下：有效提高了道路病害的檢測效率和準確性，節省了人力和物力資源，降低了檢測成本，提升了檢測質量。有效提高了道路維修的效率和質量，實現了預防性養護，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，實現了數據驅動的決策支持，優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發展。

綜上所述，城市道路病害檢測設備檔案管理系統在智慧城市建設中的作用主要體現在以下幾個方面：提高道路維護效率，實現實時監測與快速響應、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，實現數據驅動的決策支持，與其他智慧城市系統的集成，提升城市管理的協調性和效能。保障城市交通安全，減少因道路病害引發的交通事故，提升道路使用的舒適度和安全性。促進經濟與環境的可持續發展，降低道路維護成本，減少交通擁堵，降低環境污染，增強城市基礎設施的長期可持續性。

五、結束語

智慧城市建設是應對城市化進程加速發展挑戰的關鍵策略，其中，道路病害檢測設備檔案管理系統的應用顯著提升了城市道路養護的效率和質量。通過高度集成的技術手段，系統實現了對道路病害的實時監測、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，促進了經濟和環境的可持續發展。杭州市的應用案例進一步證明了系統在實際操作中的有效性，展示了科技創新在智慧城市建設中的作用力。

作者單位：沈陽 中瑞浩祥科技有限公司

參考文獻

[1]唐咸燕.路面病害智能識別和養護管理系統應用[J].交通與運輸，2021，37（05）：39-43.

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[3]關永勝，楊陽，張志祥，等.一種道路病害識別方法，系統，設備及存儲介質.CN202211167654.4.

[4]陳杰，楊衛民，唐畢勝，等.道路病害位置確定方法，系統，裝置和計算機設備：CN202211322068.2.

[5]王忠恩，喬志東，梅楠，等.道路橋梁養護管理檔案信息系統研發與利用——以臨沂市為例[J].大科技，2020.