Проблему дорог решают ИИ, дроны и камеры

«Это опасное дело, Фродо, выходить за порог. Стоит ступить на дорогу и, если дашь волю ногам, неизвестно, куда тебя занесет».

― Дж. Р. Р. Толкиен, «Властелин колец»

Дороги Европы самые безопасные в мире. Статистика показывает, что здесь на один миллион жителей приходится 50 смертельных случаев, тогда как в мире в целом — 174 смерти на миллион человек. И все же каждая потеря остается трагедией. В 2017 году на европейских дорогах погибло 25 300 человек.

Причины этих аварий разные — от человеческих ошибок и погодных условий до повреждений дорожного полотна и конструкций. Некоторые вещи контролю не поддаются, но дорожные условия и состояние мостов — переменные величины, которыми можно управлять.

Как только дорога уложена, движущийся по ней транспорт и погодные явления начинают разрушать покрытие. Не замеченные вовремя трещины, выбоины и другие дефекты могут быстро привести к возникновению более серьезных проблем, включая дорогостоящий ремонт, помехи движению и, в худшем случае, создание аварийных условий. У мостов те же проблемы, особенно когда целостность конструкции зависит от состояния бетона. Чем раньше будут обнаружены дефекты, тем быстрее они будут устранены, а это позволит сэкономить время и деньги и свести к минимуму вероятность возникновения серьезных проблем. В конечном счете это помогает сделать дороги более безопасными для тех, кто передвигается по ним.

Однако искать дефекты вручную очень сложно, особенно из-за того, что трещины в начале их образования трудно обнаружить невооруженным глазом. Предсказать, где появится дефект, чтобы заранее принять соответствующие меры, тоже весьма непросто. К счастью, на помощь приходят информационные технологии.

Строительство мостов 

Подвесной мост Большой Бельт, построенный более 20 лет назад, соединяет датские острова Фюн и Зеландия. Холдинговая компания Sund & Bælt, отвечающая за техническое обслуживание моста, совместно с Microsoft разработала инновационное решение, которое объединяет мобильность дронов с мощью искусственного интеллекта (ИИ).

Дроны облетают мост и получают тысячи снимков бетонной конструкции. Это намного безопаснее и быстрее, чем поручать рабочему спускаться по веревке, зависать на высоте 200 метров и делать фотографии вручную. Вместо этого опыт и знания работников используются для тренировки алгоритма машинного обучения, который может автоматически обнаруживать трещины на поверхности бетона после загрузки фотографий в облако Microsoft Azure. ИИ создает список участков, вызывающих беспокойство, а эксперты определяют, какие из них нуждаются в обслуживании и ремонте.

Если оставить маленькие трещины без присмотра, они могут увеличиться и обнажить стальной каркас, лежащий в основе моста. Если сталь начинает ржаветь, теряется ее прочность, и тогда единственным вариантом остается замена участка моста. «Бетон не разрушается в одночасье, это медленный процесс. Поэтому возможность заблаговременного обнаружения и прогнозирования возможных точек повреждения чрезвычайно полезна», — говорит Миккель Хеммингсен, генеральный директор компании Sund & Bælt.

Конечным результатом стал процесс, который повышает безопасность и при этом экономит время и деньги. Кроме того, он позволил компании применять свои знания при создании новых мостовых конструкций. Компания планирует продолжить обучение алгоритма, применив этот же метод к мостам Малый Бельт, Вайле-фьорд и к Эресуннскому мосту.

«Основное внимание мы уделяли созданию решения, которое позволило бы поддерживать и повышать эффективность, но быстро поняли: чем больше мы используем это решение, тем лучше оно становится. Поэтому мы решили применять его к другим мостам», — говорит Хеммингсен.

От мостов к дорогам 

Многонациональная строительная компания BAM Infra Nederland и ведущий интегратор программного обеспечения Orange NXT разработали систему с использованием Microsoft Azure, машинного обучения и искусственного интеллекта для обучения алгоритмов, которые могут точно обнаруживать и классифицировать различные типы повреждений на твердых поверхностях.

Раньше BAM отправляла водителей на автомобилях, оборудованных камерами, чтобы получать фото- и видеоизображения дорожных покрытий. Затем инспекторы изучали собранный материал, чтобы найти поврежденные участки, пометить их и составить план их устранения. «Этот процесс был долгим, дорогостоящим и утомительным, — говорит Киттинг Ли (Kitting Lee), директор BAM Infra Nederland по коммерции и инновациям. — Нам нужно было более умное решение».

Новое решение позволяет автомобилям, оснащенным 360-градусными камерами, записывать видео под любым углом. Полученные записи загружаются в облако Azure, где алгоритмы на базе ИИ автоматически помечают все сомнительные участки. Эти записи включают геопространственные данные, что позволяет инспекторам точно находить проблемные места на реальных дорогах. Это повышает скорость, качество, эффективность и точность осмотров, дает возможность прогнозировать техническое обслуживание асфальта и в то же время снижать затраты, а также освобождает инспекторов от рутины, позволяя применять знания и опыт там, где это действительно необходимо.

«В основном дороги проверялись только раз в год, — продолжает Ли. — Мы знали: если будем проверять чаще, то сможем предотвратить превращение мелких дефектов в большие дыры, а это повысит общественную безопасность, позволит проводить профилактическое обслуживание и уменьшит количество аварийных ремонтов, во время которых движение транспорта перекрывается».

Помимо очевидного повышения эффективности расходования времени и средств, новая система делает работу более интересной и позволяет привлекать новых талантливых специалистов. Вместо того чтобы часами просматривать видеозаписи неповрежденных дорог, инспекторы теперь могут заниматься исключительно теми участками, которые требуют внимания. Это ускоряет ремонты и повышает удовлетворенность работой.

Учитывая успех нового решения для проверки асфальта, Orange NXT и BAM рассматривают возможность продажи нового процесса по принципу «программное обеспечение как услуга» в других странах и для других целей, открывая новые возможности для бизнеса и сохраняя его конкурентоспособность.

Интеллектуальные технологии помогут сделать мосты, дороги и все остальные элементы транспортной инфраструктуры максимально безопасными.