农村公路路况快速检测技术与设备发展综述

程鹏飞，焦泉铮，王 原，郑 扬，黄九达

(1.江苏省公路事业发展中心，江苏 南京 212127；2苏交科集团股份有限公司，江苏 南京 211112)

0 引 言

“三分建设，七分养护”，公路养护任务十分繁重，特别是农村公路的养护[1]。江苏省农村公路养护存在建设标准低、量大面广、线形复杂、养护资金不足、机械化水平低、人员专业水平低的特点[2]。“十四五”公路管理发展纲要明确提出，探索推广新型无损检测装备，开发推广应用经济高效自动化检测装备，农村公路基本实现路况自动化检测全覆盖是发展目标之一[3]。

因此，本文聚焦农村公路养护(主要针对典型路宽为3～6 m的农村公路)，从路况快速检测装备与技术方面，调研江苏省农村公路路况快速检测应用情况及现有路况快速检测装备，结合农村公路养护的实际特点，分析快速检测装备在农村公路中的适用性，提出未来农村公路养护装备与技术的需求及研发思路，形成农村公路养护装备与技术需求清单，为江苏省农村公路养护和发展提供借鉴和参考。

1 江苏省农村公路路况快速检测应用情况

农村公路路况检测存在效率较低、人工依赖较强、机械化自动化程度不高等特点[4]。开展江苏省设区市和县(市、区)农村公路路况快速检测应用情况的调研。

经调研，目前农村公路路况快速检测已在南京市、南通市等9个设区市推广应用，扬州市、盐城市、连云港市、镇江市4个设区市尚未落实农村公路路况快速检测，已在江苏省44个县(市、区)进行推广应用，仍有50个县(市、区)尚未进行推广应用。

2 国内农村公路路况快速检测设备调研

2.1 中公高科

中公高科研发的路况快速检测装备，检测指标包括路面破损(PCI)、平整度(RQI)、前方景观和GPS信息等指标[5]。路况快速检测设备包括路面破损检测系统和路面平整度检测系统两大模块，使用了CCD、CMOS数字成像技术的路面破损检测系统，在集成设备选型、图像采集速度、分辨率上表现良好[6]。可以适应100 km/h检测速度的采集工况，路面平整度检测系统具有操作方便、检测精度高、重复性良好、受载具车辆自身悬挂系统影响小、适应绝大多数铺装路面的平整度指标检测等优势。

2.2 武大卓越

农村公路路况快速检测系统以中小型SUV为主要载车平台，特采用嵌入式、模块化设计理念，装备路面破损检测系统、路面平整度检测系统、前方景观检测系统、地理信息检测系统等先进的传感器系统以及车载供电系统、嵌入式集成多传感器同步控制系统等设备，同步快速采集路面技术状况、路域环境图像和地理位置等数据，检测的指标包括路面损坏状况指数(PCI)、路面行驶质量指数(RQI，即国际平整度指数IRI)、沿线设施技术状况指数(TCI)和空间定位信息，完全满足国家及行业关于农村公路检测指标的要求[7]。系统采集数据准确，路面破损覆盖幅宽≥2.6 m，平整度相关性≥90%，为农村公路养护科学决策提供数据基础。

2.3 同济大学

农村公路快速化路况检测装备主要用于路面平整度、破损的智能检测。可实现农村公路平整度、异常颠簸、多类病害等信息的快速采集，检测精度不低于85%，其具备低成本的优势，较现有基于激光的检测手段，有望有效降低近50%的设备采集费用，公路性能检测费用降低至30～100元/km[8]。

2.4 宽凳

基于宽凳高精度地图优势，搭载激光雷达、GPS、IMU及多路高清相机，用于路面病害检测、公路资产盘点及损坏识别等。采用自动化高精度公路数据采集设备获得图像数据、位置姿态数据、激光点云数据[9]。路面病害识别的图像采集频率为60帧/s，工业相机分辨率为2 448×2 048像素。对地两路相机可完整覆盖车道范围内的路面，提供清晰路面细节，单车道双相机横向覆盖约4 000像素，测量精度可达1 mm。

2.5 北京工业大学

北京工业大学“路面性能智能检测及评价系统”适用于各级公路路面的智能化、快速化检测和评价，可以得到路面的平整度、车辙数据，可进行其等级划分并显示在路网上[10]。该系统可快速发现路面存在问题的部位，提高检测针对性。对农村公路而言，具有简便、方便、快速、适用范围广的特点[11]。

2.6 腾讯

腾讯智能巡检方案为巡检车辆配备了常规视角相机、鱼眼相机、惯性导航、GPS等传感器[12]。目前的功能和精度主要针对道路的日常巡检，目前公布的信息没有提及是否达到定检的要求。其检测指标主要为平整度以及路面破损。

2.7 滴滴

滴滴AI视觉团队提出的CFM主要是基于前方图像进行病害识别，类型包括横向裂纹、纵向裂纹、龟裂纹以及坑洼，属性包括损坏程度、面积、长宽比等[13]。不过扁平化的图像识别，在纵断面高程变化上没有检测效力。

3 农村公路路况快速检测装备对比

基于市场上不同设备厂商研制的路况快速检评设备，选择典型的设备进行对比，分析结果如表3所示。

表3 农村公路路况快速检测装备对比

表3(续)

4 结 论

通过对江苏省农村公路路况快速检测应用情况、国内现有路况快速检测技术与装备的调研，对比分析了不同厂商快速检测装备的检测指标和优缺点，得到结论如下。

(1)对江苏省设区市农村公路路况快速检测设备应用进行调研，路况快速检测设备在苏南地区得到广泛应用，苏北地区应用较少，为实现2025年自动化检测在农村公路中的全覆盖，需加大路况快速检测装备在农村公路中的应用。

(2)比对不同厂商农村公路路况快速化检测设备，各厂商检测指标差异性大，但基本能满足农村公路路况检测要求。提出了路况快速检测设备的推荐星级。