一、案例简介

案例名称：智能检测技术与公路信息化综合解决方案

案例描述：本解决方案从高频高精度三维测量技术与三维测量传感器、线扫描断面点云数据处理方法等方面展开研究，可实现对各种路面病害、隧道病害、路面弯沉值的统一测量，形成数据采集、处理、分析、管理、决策与应用发布的完整解决方案。

案例类别：数字化技术应用典型案例

二、案例背景

道路是国家经济发展和社会进步强有力的交通运输保障。道路承载能力降低必然引发和加剧路面病害，路面病害则可能诱发或预示路基或基层承载能力变化，隧道作为道路和铁路交通的重要组成部分，衬砌裂缝或水害将严重威胁通行安全。

本方案实施初期，评估道路服务能力的使用性能指标（破损、平整度和车辙等）普遍采用可视化技术结合线结构光方法，存在精度差，数据处理效率低，坑槽等变形病害无法检测和破损类病害只能依赖人工识别等问题；隧道病害检测只能采用人工徒步目视方法检测，精度难以保障，通行安全隐患大；评估道路整体质量的承载能力（弯沉）指标普遍采用贝克曼梁或落锤式弯沉仪（FWD）法人工抽检，效率低、事故频发。因此系统地研究面向复杂场景的基于统一技术路线的智能检测技术与公路信息化综合解决方案，攻克指标检测不全、数据多源处理难、装备复杂度高、价格昂贵等问题，建立静态数据高精度测量，状态数据高动态检测和设施大数据高效管理的管养技术体系，将有效提高我国道路管养水平，提升我国道路高端养护装备国际竞争力。

三、案例介绍

3.1体系框架

智能检测技术与公路信息化综合解决方案的体系框架主要分为路网监测、数据中心以及数据应用三个层次（如图3.1所示），其中：

路网监测：建立路网状况监测平台，利用多种类型的检测设备检测路网状况数据，实现对路网的智能感知与监测；

数据中心：建立数据综合处理平台，对多种类型的公路数据进行存储管理，对数据进行分析、管理和发布，最后通过数据服务建立业务支撑平台；

数据应用：建立公路业务平台，针对不同性质的单位的利用数据中心的数据开展不同的公路业务，最终为政府、企业以及公众提供不同的服务。

图3.1解决方案的体系框架

3.2数据采集装备

本方案所包含的数据采集装备主要包括多功能路况快速三维检测系统、隧道快速测量系统、激光动态弯沉测量系统。

多功能路况快速三维检测系统（见图3.2a）采用丰田考斯特等车型作为载车平台，集成两个三维测量传感器，辅助控制、定位定姿、供电和存储等系统协同工作，能在120公里/小时时速下连续测量路面病害并自动处理。

隧道快速测量系统（见图3.2b）以轻卡作为载车平台，通过无损检测方式，在0-80km/h速度下，对隧道各项性能指标进行动态连续检测。本系统以瑞典原装进口VOLVO二类底盘车作为载车平台，在平台上安装多个传感器设备，如POS惯性导航系统、工业面阵相机、LED灯、扫描仪、红外热像仪、发电机等，完成隧道综合数据的采集。

激光动态弯沉测量系统（见图3.2c）利用多普勒测速原理，在检测车以正常交通速度（15-80km/h）行驶过程中，由安装在车辆内的多个测速传感器同步测量载荷轮前方的路面弯沉变形速度，再通过路基路面弹性力学的数学模型，反演出路面的动态弯沉值。其中采集车主要包括牵引车及挂车、方舱与测量横梁、各测量传感器及其同步控制器、计算机及数据采集设备、电源及控制、方舱环境维持装备、人机操作界面以及数据采集软件等组成。

a）多功能路况快速三维检测系统

b）隧道快速测量系统

c）激光动态弯沉测量系统

图3.2数据采集装备

3.3技术创新点

本解决方案涉及的创新点主要包括：

(1)创新性的提出通过线扫描三维测量技术统一道路养护指标测量技术路线，发明了高频线扫描三维精细成像传感器，断面扫描频率超20kHz、分辨率达4096点，测量精、度达0.05毫米，发明了精度达1/64像素的自动标定方法，提出了基于硬件电路的断面数据实时预处理和压缩的并行处理方法，解决了高动态高精度结构化线状场景三维数据可靠获取与精密测量难题。

(2)国内首次发明并研制了具有完全自主知识产权的系列道路三维检测装备，达到国际领先水平，填补国内空白，获国家重点新产品称号，国内广泛应用，并推广到澳大利亚、香港等地。

(3)建立了道路基础设施数据智能感知、高效处理和深度应用的完整技术体系，研制了道路基础设施高精度采集装备，研发了基础设施大数据管理平台，实现路桥隧涵管养一体化，将道路基础设施管理模式从各级分离管理调整到省、市（州）和县多级一体化管理新模式。

3.4应用情况

相关产品均已经实现产业化，具备批量生产条件和能力，多功能路况快速三维检测系统装备在全国30多个省、市、自治区的公路、市政道路及机场等单位得到广泛应用，覆盖了不同区域的高速公路、国省道及城市道路等多种道路环境，累计检测里程1000多万公里，提高了检测效率数十倍以上，大幅降低检测费用和作业安全风险；隧道快速测量装备批量生产5台套，在福建、云南、广西、江西、湖南、浙江及湖北等多省市1000多座大型隧道检测得到推广应用。激光动态弯沉测量装备批量生产4台套，分别在新疆、云南、重庆、贵州、陕西、吉林、湖南、湖北、江西、广东等省市得到应用，检测里程近10万公里。据新疆、云南、福建、吉林等用户反馈表明，装备可适用于高等级公路、普通公路、市政道路、机场跑道和沙漠区道路等地域环境条件。近三年累计新增产值2.29亿元，新增利税6609万元。成果推广到澳大利亚、香港等地。

四、典型经验提炼

4.1具体措施和成效

武大卓越始终秉承自主创新，科技报国的经营理念，持续创造领先于行业的科技体验。在产学研方面，武大卓越充分依托武汉大学测绘遥感国家重点实验室和武汉大学交通研究中心的技术支持，利用其世界范围的学术交流和自身造诣，确保公司技术线路的正确性和先进性。在人才、基础研发、实验条件、技术交流、产业化等方面建立了良好的产学研合作模式。公司每年投入大量研发经费，专门从事科技创新活动，致力于为行业客户提供优质的产品和服务，形成了集研究、开发、设计、服务于一体的科技创新体系，创造一条适合集成公司发展的自主创新之路。

多年来，公司坚持技术创新和市场并重的市场原则，致力于智能交通领域的研究，在国家863计划和湖北省重大科技专项等项目支持下，项目组发明了高精度线扫描三维成像传感器，发明研制了系列道路三维检测装备，研发了设施大数据平台，达到国际领先水平，填补国内空白，形成了设施静态数据高精度测量、状态数据高动态检测和设施大数据高效管理的管养技术体系。

截至目前，武大卓越核心产品均已通过科技成果鉴定，达到国际领先水平。其中，多功能路况快速三维检测系统装备国内市场占有率第一，激光动态弯沉测量系统、隧道快速测量系统国内唯一，公司产品的性价比和售后服务方面有一定优势，在道路检测设备的技术、品牌形象与市场占有率方面具有一定的积累和沉淀；在市政、高速公路（高速公路局）、设计院方面有较强的客户关系优势；重视客户体验是公司的一项重要宗旨，因此武大卓越在业界拥有良好的商誉。

智能检测技术与公路信息化综合解决方案，其相关系统产品已在全国30多个省、市、自治区的百余家公路、市政以及机场等道路养护管理单位得到广泛应用，覆盖了不同区域的高速公路、国省道以及城市道路等多种复杂道路环境，提高了检测效率数十倍以上，大幅降低检测费用和作业安全风险。道路无损快速检测技术及装备是未来我国交通基础设施由大规模建设向大规模养护转型的必备装备。通过技术及装备在我国交通运输领域基础设施检测方面的应用推广，提升了我国交通基础设施检测技术水平到国际先进水平，具有良好的经济和社会效益。通过激光动态弯沉测量的弯沉计算路面回弹模量，解决了道路工程科学研究中动态模量获取的科学难题，对拓展和深化道路工程材料本构关系研究奠定坚实基础，促使公路工程科学研究从基于静态回弹弯沉向基于动态弯沉转变，具有重大的理论意义和工程实践价值。其系列产品克服了传统检测方法效率低、安全性差、交通影响大、测量结果无法适应道路评价发展要求等诸多难题，极大保护了作业人员的生命与财产安全，保障作业时的交通秩序。变道路大修为小修、小修为日常养护，促进养护工作又快又好又省。

4.2借鉴意义

武大卓越在智能交通检测领域，已实现了总集成总承包服务，并可根据用户需求提供系统解决方案。主要经验总结如下：

1.坚持自主创新，提升企业研发实力。公司每年投入大量研发经费，专门从事科技创新活动，致力于为行业客户提供优质的产品和服务，形成了集研究、开发、设计、服务于一体的科技创新体系，创造一条适合集成公司发展的自主创新之路。

2.创新经营模式和营销方式。武大卓越由单纯卖产品转向整体服务型收费（销售维护运营一体化），直接为客户提供完整的数据采集、处理、管理和分析决策等检测服务，实现行业资源有效整合和最大化利用，在推动行业快速发展的同时，发挥自身优势，实现自身利益最大化。