城市道路病害檢測(cè)設(shè)備檔案管理系統(tǒng)在智慧城市建設(shè)中的作用

摘要：在城市發(fā)展中，道路病害問題嚴(yán)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(hù)效率和管理的智能化水平。道路病害檢測(cè)設(shè)備檔案管理系統(tǒng)集成高精度傳感器、圖像識(shí)別技術(shù)和地理信息系統(tǒng)，有助于實(shí)現(xiàn)對(duì)道路病害的高效監(jiān)測(cè)、診斷與維護(hù)。系統(tǒng)支持實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、病害分析、維修決策支持，能夠促進(jìn)維修效率提升、城市管理智能化、交通安全和經(jīng)濟(jì)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(hù)管理水平，降低了維護(hù)成本，保障了交通安全，促進(jìn)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(cè)；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(yùn)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(xiǎn)，影響行人和車輛的安全與舒適度。因此，高效監(jiān)測(cè)、及時(shí)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(cè)設(shè)備檔案管理系統(tǒng)概述

道路病害檢測(cè)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(shí)現(xiàn)對(duì)城市道路病害的高效監(jiān)測(cè)、診斷和維護(hù)。系統(tǒng)通過(guò)集成高精度傳感器、圖像識(shí)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(cè)和檔案管理設(shè)計(jì)，能夠自動(dòng)識(shí)別道路裂縫、坑洼、水損等多種病害類型。通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)道路狀況，系統(tǒng)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，支持決策者進(jìn)行快速響應(yīng)和維修安排。系統(tǒng)功能不僅限于病害檢測(cè)，還包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、分析、報(bào)告生成和歷史記錄管理，以支持長(zhǎng)期的道路維護(hù)規(guī)劃和病害趨勢(shì)分析。在系統(tǒng)組成與技術(shù)架構(gòu)方面，道路病害檢測(cè)設(shè)備檔案管理系統(tǒng)采用分層架構(gòu)設(shè)計(jì)，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(dòng)檢測(cè)車輛或無(wú)人機(jī)搭載的傳感器和相機(jī)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(jī)器學(xué)習(xí)算法，對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理和病害檢測(cè)，識(shí)別道路病害的種類和程度。應(yīng)用服務(wù)層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的管理、分析和報(bào)告生成。用戶接口層通過(guò)Web或移動(dòng)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(bào)告、統(tǒng)計(jì)分析和維護(hù)建議。數(shù)據(jù)收集與處理流程是系統(tǒng)的核心，從實(shí)地?cái)?shù)據(jù)采集開始，利用車載或無(wú)人機(jī)傳感器系統(tǒng)對(duì)道路表面進(jìn)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(guò)預(yù)處理，如圖像去噪、對(duì)比度增強(qiáng)和特征提取等，然后通過(guò)深度學(xué)習(xí)模型進(jìn)行病害識(shí)別和分類。繼而，將識(shí)別結(jié)果與地理信息結(jié)合，形成詳細(xì)的道路病害地圖。最后，系統(tǒng)根據(jù)病害類型、嚴(yán)重程度和位置信息，生成維修建議和計(jì)劃，為決策者提供科學(xué)的維護(hù)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(hù)效率

在智慧城市建設(shè)中，城市道路病害檢測(cè)設(shè)備檔案管理系統(tǒng)顯著提高了道路維護(hù)的效率，這一成果得益于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與快速響應(yīng)、準(zhǔn)確的病害定位與分析、高效的維修計(jì)劃制定等三個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)的緊密配合。系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)能力確保了道路病害能夠在發(fā)生后立即被檢測(cè)到，無(wú)論是裂縫、坑洼還是其他形式的病害。通過(guò)安裝在關(guān)鍵路段的高精度監(jiān)測(cè)設(shè)備，如地面掃描儀和攝像頭，能夠不間斷地對(duì)道路狀況進(jìn)行監(jiān)控，一旦檢測(cè)到病害即刻發(fā)出警報(bào)。這種實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和即時(shí)反饋機(jī)制大幅縮短了從病害發(fā)現(xiàn)到處理的時(shí)間，為快速響應(yīng)提供了技術(shù)保障。與實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)相配合，系統(tǒng)中的準(zhǔn)確病害定位與分析技術(shù)進(jìn)一步提高了道路維護(hù)的效率。通過(guò)高級(jí)數(shù)據(jù)處理和分析技術(shù)，系統(tǒng)能夠精確識(shí)別病害的位置、類型和嚴(yán)重程度，甚至能夠預(yù)測(cè)病害的發(fā)展趨勢(shì)。這種準(zhǔn)確的定位和深入的分析技術(shù)，不僅為維修團(tuán)隊(duì)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(duì)性和有效性?；趯?shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和準(zhǔn)確分析能力，系統(tǒng)支持制定高效的維修計(jì)劃。利用系統(tǒng)生成的詳盡報(bào)告，管理者可以輕松制定針對(duì)性強(qiáng)、覆蓋全面的維修計(jì)劃。這些計(jì)劃不僅考慮了當(dāng)前的病害狀況，也預(yù)見了未來(lái)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(lái)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(dòng)化和智能化減少了人為因素對(duì)維修計(jì)劃制定的干擾，保證了計(jì)劃的科學(xué)性和合理性。

（二）促進(jìn)城市管理的智能化

城市道路病害檢測(cè)設(shè)備檔案管理系統(tǒng)在促進(jìn)城市管理智能化方面起到了關(guān)鍵作用，特別是通過(guò)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)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(dòng)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(guò)實(shí)時(shí)收集和分析道路病害信息，提供了基于事實(shí)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(dāng)前道路狀況和未來(lái)趨勢(shì)做出科學(xué)的維護(hù)和修復(fù)決策[2]。例如，系統(tǒng)能夠識(shí)別哪些路段病害最嚴(yán)重，哪些路段可能會(huì)因?yàn)椴『Χ绊懡煌髁浚瑥亩鴰椭芾碚邇?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(guò)程不僅提高了道路維護(hù)工作的及時(shí)性和有效性，也確保了城市資金在道路維護(hù)上的投入能夠產(chǎn)生最大的社會(huì)效益。與此同時(shí)，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(jìn)一步拓展了其在城市管理中的作用。通過(guò)與交通管理系統(tǒng)的集成，道路病害信息可以實(shí)時(shí)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(cè)到某一主要路段出現(xiàn)嚴(yán)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(shí)，或是通過(guò)信息發(fā)布系統(tǒng)告知司機(jī)避開該路段，同時(shí)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(píng)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(dá)事故或?yàn)?zāi)害現(xiàn)場(chǎng)。這種即時(shí)的信息共享和資源協(xié)調(diào)，顯著提高了城市對(duì)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(cè)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(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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(yùn)作確保了對(duì)道路病害的快速識(shí)別和準(zhǔn)確評(píng)估，從而使得相關(guān)管理部門能夠及時(shí)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(xiǎn)因素。這些病害如果不被及時(shí)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(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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(shí)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(wú)損是保證車輛平穩(wěn)行駛的基本條件，對(duì)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(guò)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(duì)性和有效性，從而大大提高了道路的維護(hù)質(zhì)量。維護(hù)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(jìn)而提高了公眾對(duì)城市交通系統(tǒng)的整體滿意度。

（四）促進(jìn)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展

城市道路病害檢測(cè)設(shè)備檔案管理系統(tǒng)在促進(jìn)經(jīng)濟(jì)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(guò)降低道路維護(hù)成本、減少交通擁堵、增強(qiáng)城市基礎(chǔ)設(shè)施的長(zhǎng)期可持續(xù)性，為城市的可持續(xù)發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的支撐。系統(tǒng)通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和精確分析道路病害，使得道路維護(hù)工作能夠更有效率、更具針對(duì)性，從而顯著降低道路的維護(hù)成本[4]。傳統(tǒng)的道路維護(hù)通常需要定期的人工檢查，不僅耗時(shí)耗力，而且很難做到全面和及時(shí)，導(dǎo)致維護(hù)成本居高不下。相比之下，該系統(tǒng)能夠自動(dòng)識(shí)別并精準(zhǔn)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(fèi)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)維護(hù)資源的優(yōu)化配置。同時(shí)，系統(tǒng)對(duì)道路病害的及時(shí)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(huì)嚴(yán)重影響交通流暢性。通過(guò)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(duì)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(qiáng)了城市基礎(chǔ)設(shè)施的長(zhǎng)期可持續(xù)性。通過(guò)對(duì)道路病害的有效監(jiān)控和管理，延長(zhǎng)了道路的使用壽命，減少了因頻繁維修或重建而對(duì)環(huán)境造成的負(fù)擔(dān)。長(zhǎng)期來(lái)看，這不僅可以節(jié)約大量的公共資源，也可減少建筑活動(dòng)對(duì)自然環(huán)境的影響，從而有助于促進(jìn)城市發(fā)展與環(huán)境保護(hù)的和諧共生[5]。

四、國(guó)內(nèi)應(yīng)用案例分析

為了探索城市道路病害檢測(cè)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(gè)應(yīng)用案例進(jìn)行分析。杭州市是浙江省的省會(huì)，也是一座歷史文化名城和國(guó)際旅游名城，擁有約1.1萬(wàn)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(dān)著巨大的交通壓力，同時(shí)也面臨著多種病害的侵蝕，如裂縫、坑槽、車轍、龜裂、沉陷等，嚴(yán)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(hù)帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。為了提高城市道路的養(yǎng)護(hù)管理水平，杭州市交通運(yùn)輸局引入了基于人工智能的公路病害智能巡檢評(píng)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(jìn)的 AI 圖像識(shí)別技術(shù)，使用便攜圖像攝影設(shè)備，基于數(shù)百萬(wàn)張病害圖像數(shù)據(jù)和其獨(dú)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(zhǔn)確地檢測(cè)路面病害，為智能化、預(yù)防性養(yǎng)護(hù)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(píng)估，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題、適時(shí)保養(yǎng)維修，減少道路大修的頻度，延長(zhǎng)道路使用壽命，降低整體養(yǎng)護(hù)成本，為道路巡檢由人力模式進(jìn)化到高效、智能化模式打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

該系統(tǒng)的主要功能和優(yōu)勢(shì)如下：支持對(duì)路表和路面內(nèi)部數(shù)據(jù)的同步采集，無(wú)需人工檢測(cè)或租賃激光雷達(dá)專用監(jiān)測(cè)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(cè)成本，實(shí)現(xiàn)了智能化的日常巡檢。支持對(duì)路表和路面內(nèi)部病害的同步檢測(cè)，對(duì)路表病害的檢測(cè)精度可達(dá)毫米級(jí)，對(duì)內(nèi)部病害的識(shí)別準(zhǔn)確率大于90%，病害定位精度達(dá)厘米級(jí)，可實(shí)現(xiàn)路表與內(nèi)部病害分布圖的自動(dòng)導(dǎo)出，為病害分析和維修計(jì)劃提供可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)。支持對(duì)路況指標(biāo) PCI、RQI、RDI、路面厚度等參數(shù)的模塊化采集、自動(dòng)化導(dǎo)出功能，可為道路性能評(píng)估和優(yōu)化提供科學(xué)的參考標(biāo)準(zhǔn)。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(shí)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(cè)效率和準(zhǔn)確性，節(jié)省了人力和物力資源，降低了檢測(cè)成本，提升了檢測(cè)質(zhì)量。有效提高了道路維修的效率和質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，減少了道路大修的頻次，延長(zhǎng)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(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的決策支持，優(yōu)化了道路資源的配置和利用，促進(jìn)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(cè)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(gè)方面：提高道路維護(hù)效率，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與快速響應(yīng)、準(zhǔn)確的病害定位與分析、高效的維修計(jì)劃制定。促進(jìn)城市管理的智能化，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)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(jìn)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，降低道路維護(hù)成本，減少交通擁堵，降低環(huán)境污染，增強(qiáng)城市基礎(chǔ)設(shè)施的長(zhǎng)期可持續(xù)性。

五、結(jié)束語(yǔ)

智慧城市建設(shè)是應(yīng)對(duì)城市化進(jìn)程加速發(fā)展挑戰(zhàn)的關(guān)鍵策略，其中，道路病害檢測(cè)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(hù)的效率和質(zhì)量。通過(guò)高度集成的技術(shù)手段，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)道路病害的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、精準(zhǔn)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(jìn)了經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。杭州市的應(yīng)用案例進(jìn)一步證明了系統(tǒng)在實(shí)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(yáng) 中瑞浩祥科技有限公司

參考文獻(xiàn)

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