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南通大学 - 《南通大学校报》

打造城市道路上的“智慧眼”

我校学生团队研发出“路面病害识别系统”

作者:钟钰婷    
2025-04-16     浏览(8)     (0)

虹固长通团队获得全国智慧城市与智能建造大学生创新创业竞赛一等奖,利用人工智能技术研发路面健康监测系统,提高监测数据处理效率,实现“从0到1再到优”的三级跳突破。该项目通过三位一体的养护系统为城市道路诊断号脉,提高养护作业效率和品质。此外,还增加了更多路面病害数据案例,以促进更多层面监测和养护的贡献,并为智慧交通领域的发展做出贡献。原文中所描述的团队是“虹固长通”团队,他们在城市道路上的“智慧眼”的研发过程中发挥了重要作用。


  “虹固长通”团队在获奖后合影 张 娜/摄


道路与桥梁作为物流交通的重要载体,是安全工程的重点建设对象。我校交通与土木工程学院“虹固长通”团队利用人工智能技术,搭配高精度相机和传感器,自主研发数据处理技术配合图像识别手段,打造“三位一体”的路面健康监测系统,精准解决道路安全痛点,打造城市道路上的“智慧眼”。获得第五届全国智慧城市与智能建造大学生创新创业竞赛一等奖。

“有需求就能有技术”

“一座桥梁每个月的监测数据量庞大。”工管223班曹玉钱说道,“我们想开发出一种数据自动化处理技术。”现行的监测技术缺乏针对性,城市桥梁群有大量数据难以快速处理。此外,错误数据、无用数据混杂其中,需要大量人工资源参与分析,传统监测工作量十分繁重。

团队利用matlab编程实现对数据自动化存储,利用小波重构等技术对庞大的数据进行筛选,结合计算机多核处理器提高自动化处理速度,监测分析效率有了质的飞跃。

在提高监测数据处理效率的同时,成员们还思考着如何将系统功能变得完善。“预防才是最有效的解决办法。”土木224班陆玠宇介绍,“我们利用动态载荷反演理论,只需简单的应力应变,配合交管部门安装的传感器,就可以实现超载车辆的识别。”相比较原动态称重系统,成本可降到原来的百分之60到80。

针对摄像头识别到的路面病害,成员们还加入了道路养护的建议提供功能。将无人车和巡检车结合,实现“有路就能测”的全覆盖监测模式。利用智慧力带动生产力,最大发挥人工智能服务的工作效能,做到“望、闻、问、切、诊”的完美闭环,为城市道路诊断号脉。

“从0到1再到优”

系统识别的精确度是团队最关心的技术指标。团队的自研系统数据库就像是一块海绵,通过学习成员们采集的路面常见病害,实现标注、分类、识别。从早上七点到凌晨两点完成上万张病害图标注工作,数据集一天天丰富起来,“当时都有点魔怔了,在路上看到一些缝隙都想把它圈起来。”成员们笑着说。

随着案例越来越丰富,成员们发现,识别系统的优化涨幅越来越慢,虽此时模型监测已远超现有的相关技术水平,“我们希望更精确一点。”

大家决定从改进入手,添加对识别效果有提升的注意力机制模块,进行多组实验对比。截至目前,各项各类识别指标最高已能达80%,完美达到了联合企业单位的预期要求,收获了一致好评。

耗时三个月,从社会需求为切入点,以降本增效为目标,团队自研“识别-分析-处理”三位一体的路面病害识别养护系统,实现“从0到1再到优”的三级跳突破。

“竭尽所能,为城市号脉”

项目平台自建成以来,不断优化创新,贴合市政设施的日常养护工作,助力城市生命线工程的高品质建设,现已保障城市桥梁群健康运行4年,年均处理病害4.5万起,设施养护作业效率和品质大幅度提升。平台出具季度、年度、特殊事件报告100余份,支撑管养工作决策及应急指挥调度,成功开展多次联合治超实践。

“这是一个充满活力与创新,多样与团结协作的特质团队。”指导老师项子儒骄傲地评价道。项目初期,由于调研不足,缺乏数据支持。“我们积极进行分工,各自负责不同领域。”研23土木工程王文森表示,“我们不仅克服了备赛中的各种挑战,还建立了深厚的友谊和信任。”

以赛促练,以练促学,谈及未来规划,曹玉钱表示,“我们会添加更多的路面病害数据案例,让数据库更加丰富。”除此之外,还会关注存于地表之下的隐藏病害,多层面关注路面病害的监测和养护,为智慧交通领域的发展贡献更多力量。(本报学生记者 钟钰婷)