智能巡检系统及智能巡检方法

智能巡检系统及智能巡检方法

陈苏

宿迁市公路事业发展中心，江苏 宿迁 223800

摘要：随着我国基础设施建设不断加速，尤其是公路建设领域得到了飞速发展，与此同时，我国车辆以较快的速度增长，公路交通经常出现拥堵的情况，交通事故的数量不断增加，危害也越来越大。近年来，公路交安设施建设也越来越完善，交通标志、标线、护栏等设施保护了人们的生命及财产安全，有效地降低事故发生之后的伤亡率，但随着交安设施数量、种类的不断增长，也使公路交安设施养护管理工作有了更高的要求。智能化巡检技术的应用能够有效提高公路安全巡检工作的效率，全面了解交通标志、标线、护栏等公路交通安全设施的基础数据，迅速准确的掌握公路交通安全设施的日常养护情况，采集并统计养护巡查数据，完成公路交安设施养护方案的决策等工作。

关键词：智能巡检；系统功能；技术方案；公路养护

引言

公路是保障人们正常出行的基础，只有加强公路管理与养护工作，才能够保障公路的稳定性，发挥公路交通标志、护栏等安全设施的效用，为车辆与行人提供指引，保障公路交通的安全性。道路巡检作为道路管养的基础，管理部门通过巡检的方式获取公路安全设施以及路面相关信息，并根据巡检信息组织开展公路维护以及管理工作。对此，各部门应融合信息技术、大数据技术以及自动化技术实现智能化公路巡检，构建智能巡检系统，实现自动化、智能化公路巡检，提高数据信息收集的全面性以及信息上传与处理的有效性，同时还能减少巡检管理人员的工作量，极大提升公路巡检与管理的效率。本文将论述公路智能巡检系统开发的意义，并介绍三种公路智能巡检系统，以供参考。

1 公路智能巡检系统开发的意义

智能巡检技术的应用能够完善公路管理数据体系，提高公路交安设施管养数据采集效率。大多数智能巡检系统由前方相机、GPS定位终端、计算机软件分析系统共同组成，之后再利用日常养护巡查车辆将各类检测设备集成到车上，这样一来，巡查车辆平均每公里采集数据所需时间甚至不足两分钟，大大降低了人工巡查负担，工作效率比纯人工检查提高约10倍，且集成设备后车辆的整体高度和宽度与原车基本无差异，不但能较好的适应各种路况，而且车子的通过性也较好。使用门槛低，一线工作人员经过简单培训即可使用，能够广泛应用于面广量大的普通国省干线公路和农村公路的公路交安设施巡检^[1]。其次，智能巡检系统的有效应用还能够帮助实现公路交安设施养护内业、外业的数据共享，极大的提高了内业办公效率。通过使用公路交安设施管养智能巡检系统，可以将公路交安设施养护管理人员从人工抄写、填报文件等繁琐事务中解放出来，专注业务水平的提高。公路交安设施养护管理巡查数据只需要驾车沿路走一遍，就可以在系统平台中实现数据处理、任务派发的功能，改变了传统公路巡查手书写后，回去还要人工整理、再按问题路段所属责任单位一一下发整改通知的情况^[2]。

2 智能巡检系统与智能巡检方法

2.1 车载轻量化道路智能巡检系统

本智能巡检系统旨在实现道路健康及路侧设施快速巡检功能，系统应用了轻量化复合传感器以及人工智能算法，有效提升了道路设施健康巡检系统的巡检工作速度，拓展了巡检系统的覆盖面，能够实现对路面裂缝、坑槽、龟裂等病害进行识别，同时还能够准确定位路侧的各种交通安全指示牌情况，减少人工巡检工作的压力，提高道路管理工作的效果。与智能巡检系统协同工作的还有道路健康诊断平台，该平台负责发布道路的相关信息，构成“采集-分析-决策-发布”一体化服务解决体系，一方面为路面管养单位提供工作信息，另一方面为公众展示道路现状。该智能巡检系统具备两套分析算法，能够实现对道路标识以及路面情况的智能识别。硬件设备则能够细化和改造不同区域公路的使用场景，自动形成与其相适应的产品。此外，该智能巡检系统平台将不断扩展，完善全路健康监测平台，能够兼顾各等级道路，实现对路面、内侧交通安全设施以及附属设施的健康监测^[3]。

2.2 公路安全巡检智能管理系统

根据公路智能安全巡检的要求提出以下系统设计思路，第一步应根据高速公路的规划与功能确定巡检的路线与地点，并根据以上位置地点编排巡检项口，之后使用具有RFID电子标签的ID编码信息的巡更点预先安装于相关项口处，作为巡检标记。在实际的巡检工作中，巡检人员将按照预定的流程和顺序逐项检查巡检项口，并使用定制的巡检终端采集巡检信息，之后将所有信息传输至集中管理平台，保障巡检信息的实时性与规范性。在整个智能巡检管理系统中，各信息点构筑了具备较广覆盖面的区域，能够保障道路巡检信息的集中性与全面性，进而为管理人员以及车辆提供有效的道路信息。本高速公路智能管理系统方案组网架构如图1所示。

图1 组网架构图

首先，技术人员需要将感应式巡更点安装在巡检线路以及交管设备上，利用管理软件将巡更点与RFID电子标签ID号一一绑定，之后在管理软件中输入对应巡更地点以及管理人员姓名，利用管理软件自动生成巡检计划再将巡检计划发送至巡检人员终端。在整个巡检工作中，工作人员应携带指定巡检设备，按照巡检计划时间到达巡检地点开展巡检工作，使用巡检设备感应相关信息，存储之后将信息上传至管理平台中。针对特殊路段可能存在的信号不足以及无信号情况，巡检信息存储之后可以选择延时发送和上传，工作人员也可以选择通过4G网络、5G网络或者WIFI热点接入等多种方式进行信息上传。后台管理人员能够通过管理软件查看路面巡检结果，查询巡检人员的工作情况，为道路管养提供准确的依据

^[4]。

2.3 雷达融合的公路智能巡检机器人预警系统

与普通雷达智能巡检方式相比，雷达融合的智能巡检机器人预警系统不仅能够准确定位和描述道路异物信息，同时还能够利用雷达与视频之间数据的相互验证功能排除虚假以及无关的信息，提高系统的精准性与鲁棒性。普通的雷达系统能够探测目标位置，并将其转化为视觉系统坐标，而智能机器人在巡检工作中的应用能够直接确定坐标转化的公式。针对环境中存在车辆信息干扰的情况，此时车辆与异物尺寸在Z轴上的高度差异比较大，因此可以采取雷达融合技术识别Z轴的坐标尺寸，当系统识别结果为车辆高度信息且相对速度接近机器人巡检速度的时候就说明该车辆存在违停现象，系统就会报警，及时传递信息。系统主控板接收到报警信号后将自动开启音频与报警灯，告知车主违停现象并让其驶离现场，整个过程将被机器人使用高清摄像机进行拍摄，通过多种拍摄形式进行图像采集。系统获得图像信息之后将会对图像进行分割，识别图像的基本特征，提取车牌号、驾驶人图像等关键信息并进行保存，以便开展后续处理工作^[5]。

3 结束语

综上所述，智能巡检技术与系统的应用能够提高道路巡检工作的效率，减少人工巡检的工作量，同时还能够提高数据信息收集以及分析的准确性。因此，道路管养部门技术人员应致力于智能巡检系统的开发与完善，不断提高道路管养工作水平，促进我国交通运输事业的发展。

参考文献：

[1]刘博.基于雷视融合的高速公路智能巡检机器人预警系统研究[J].机电信息,2021,(28):67-68.

[2]杨峰,王莹,程仁慧,吴楠昊,李培涛.高速公路智能巡检养护管理系统研究与开发[J].工程建设与设计,2021,(07):103-105.

[3]常光照.车载轻量化道路智能巡检系统探析[J].中国安防,2020,(09):100-104.