基于多分支深度学习的沥青路面多病害检测方法

为了准确、快速地识别路面多病害,采用一种基于多分支框架的深度学习方法,提取并融合路面图像的大、小尺度特征,将路面二维图像和三维图像作为网络输入,增强病害特征.采集裂缝、条状修补、块状修补、坑槽、松散等沥青路面病害图像共计10 562张,进行人工标注.结果表明:500次训练后该方法的平均交并比为0.83,准确率和召回率的调和平均数F值为0.90,优于U-net、PSPNet、DeepLabv3+等方法;在单一类别上,对条状修补、坑槽、松散、桥接缝等分割效果最优,对裂缝、块状修补的识别展现出较强的鲁棒性;所提方法的识别效果高于仅使用单一输入或者单一分支的方法.因此,双通道和多分支的设计方法可以显著提升网络对多类别路面病害的识别精度.

基于语义分割模型的三维沥青路面车辙异常分析方法

车辙深度是路面状况评价和道路养护的一个重要指标。现有车辙深度测量方法未考虑复杂路况下坑槽、松散、裂缝和桥梁接缝等对车辙计算的影响,其有效性和适用性受到了限制,测量结果的真实性也有待进一步验证。有鉴于此,文中提出了一种基于语义分割模型的沥青路面车辙异常检测与校正方法。采用三维线激光技术采集道路横断面高程数据,利用包络线算法提取车辙深度。对于最大车辙深度超过10 mm的横断面,搭建基于深度学习的语义分割框架,提出改进的DeepLabV3+网络对病害类型进行自动辨识和像素定位,并结合最大车辙深度高程点,设计基于拉格朗日插值的校正规则来对异常车辙进行校正。研究结果表明,改进的DeepLabV3+模型能较为准确地识别和定位造成车辙检测异常的路面病害,其对5种路面特征和病害的综合检测准确率达81.63%,在均交并比(MIoU)和大部分交并比(IoU)上的表现均优于U-Net、PSPNet、DeepLabV3+模型。现场验证结果表明,文中方法不仅能够自动分析车辙异常的原因,还能通过对异常车辙的校正排除其他病害的影响,从而较大程度地还原实际车辙深度水平。文中研究成果可为路面预防性养护提供科学数据支撑。

基于深度学习的三维路面裂缝类病害检测方法

为了在路面三维图像的基础上快速、准确、完整地识别裂缝,提出一种基于深度学习的路面裂缝类病害自动检测方法.首先,以子块图像为处理单元,将三维图像划分为裂缝面元和背景面元,其中背景面元包含了路面标线、不同纹理和桥接缝等复杂场景.根据对面元图像的分析,提出一种基于卷积神经网络的PCCNet分类模型,用于路面背景面元和路面裂缝面元的自动识别.然后,为了进一步提取裂缝面元内裂缝的完整轮廓,考虑路面三维图像中裂缝像素级邻域特征,利用PCCNet模型结合裂缝高程检查方法对路面裂缝进行检测.研究结果表明:通过训练集4300张高精度三维图像的训练,模型在3850次迭代之后出现过拟合,且此时PCCNet模型在验证集上的总体F值达到最大,为92.9%;将PCCNet模型结合裂缝高程检查方法应用在测试集的200张三维图像上,方法准确率、召回率和F值分别为87.8%、90.1%和88.9%.与改进Canny方法和种子识别方法对比,所提出的方法在抑制噪声和检测细小裂纹方面具有更强的鲁棒性.

基于沉降点占比的非错台型桥头沉降检测方法

现行国家标准未对非错台型桥头沉降的检测方法作出规定,而现有方法主观低效、普适性低且易受路面病害干扰。针对上述问题,利用车载式检测系统快速采集道路纵坡数据与路面图像,对纵坡数据和行驶距离进行数据预处理后形成道路纵断面线,并将其与图像位置进行了对应。基于此建立了一种非错台型桥头沉降计算模型与算法,其中提出沉降点占比SPR这一计算指标。在3种车速下,分别对各15组距离梯度进行了试验。结果表明:车载式检测系统符合国家规程有关纵坡自动化检测的误差要求。同时对试验对象选取和计算模型取值作出了规定,在宁波境内对100座桥开展了试验。结合试验数据,利用所建模型与算法输出了200组(上、下桥)SPR,并将其与人工测量的桥接缝前后200组纵坡差绝对值进行了相关性和回归分析,两者的相关系数为0.957 4,回归模型决定系数为0.916 6,表明所提方法的输出结果与人工试验结果间有很强的相关性,且回归模型精度较高。因此,检测方法对于检测和定量描述非错台型桥头沉降状况是科学合理的,有效填补了桥头沉降检测的研究空白。

刍议船舶舱室空调送风优化技术

良好的空调系统是保证船舶舱室合适的气流组织分布以及船员舒适性需求的必要条件,合适的送风模式是船舶设计需要着重考虑的重要因素。效的通风和合理的气流组织对于改善室内空气品质,实现健康舒适性空调有着重要的意义。基于此,本文主要对船舶舱室空调送风优化技术进行分析探讨。

船舶低温实验室孔板送风设计和数值模拟

某极地科考船舶上具有如低温实验室等对温湿度有特殊要求的舱室,其舱室空气环境设计面临很大的挑战,传统送风方式难以满足需求,在设计时考虑采用孔板送风以达到设计温度要求。文章针对孔板送风末端在船舶领域的应用经验和设计规范的缺乏等问题,在设计初始阶段采用计算流体力学方法对其进行气流组织模拟分析和优化应用研究。结果表明采用全面孔板送风形式可使该低温实验室温度达到设计要求。文章研究结果对船舶孔板送风末端的应用研究具有参考借鉴意义。

论海藻制氧对改善船舶通风质量的研究

船舶舱室人群密度高,活动空间狭小,室内空气流动性差,舱室内空气污染严重。造成船舶舱室空气污染的污染物种类繁多,据上海某医学研究所采集的舱室空气样本分析,定性鉴别出376中组分。其中有很多对船员的身体有一定的刺激和麻痹作用,甚至影响人体神经系统和造血功能。本文通过海藻制氧的方法,把新鲜的植物氧气通过管路并入船用空调系统中,提高舱室空气的质量,保护船员的身体健康。

船舶中央空调节能技术探讨

船用空调系统作为现代船舶必备的系统之一,它极大的改善了船舶的一些内部环境,而且还提高了船舶工作人员和旅客所处的生活环境,但是其在制冷、制热工况下的能耗也是巨大的。随着各界认识对航运业的清洁环保、绿色船舶理念的日益重视,对船用空调系统的节能减排技术的研究与应用则是十分必要的。