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研究生: 蘇坤茂
Sue, Kun-Mao
論文名稱: AI辨識技術汛期前道路損壞預警系統之初步研究---以台南為例
A Preliminary Study of Artificial Intelligence Identification Technology For Road Damage Warning System Before Flood Season --- Taking Tainan As An Example
指導教授: 陳璋玲
Chen, Chung-Ling
呂珍謀
Leu, Jan-Mou
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 水利及海洋工程學系碩士在職專班
Department of Hydraulic & Ocean Engineering (on the job class)
論文出版年: 2022
畢業學年度: 110
語文別: 中文
論文頁數: 64
中文關鍵詞: AI辨識技術道路損壞預警系統汛期前道路鋪面巡查道路鋪面維護管理
外文關鍵詞: AI recognition technology, road damage warning system, road pavement inspection before flood season, road pavement maintenance management
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  • 道路鋪面損壞形成原因很多,尤其於汛期(每年5月至11月)前或豪雨及颱風過境之後,道路鋪面破損更加嚴重,因此道路鋪面巡查工作,是維護修補道路損壞一項重要之前置作業,傳統性道路鋪面巡查工作是採人工巡查方式,會因人為身體或是情緒因素造成道路鋪面巡查工作枯燥費時又耗力,且人工巡查道路鋪面亦無法依序細判道路損壞方式狀況,因此本研究以科技結合巡查車巡查道路鋪面影像,透過巡檢影像經過電腦數位演算以即時性自動辨識道路鋪面情況,依據內政部營建署出版之《市區道路管理維護與技術規範手冊研究》一書,其針對柔性鋪面之分類為有以下幾種類型:坑洞、龜裂、龜裂、裂縫(橫向、縱向及塊狀)、人孔高差、薄層剝離、及車轍…等14種。
    本研究針對道路鋪面情況最嚴重,需要立即派工修補坑洞為研究目的,於汛期前養護道路經過人工智慧(Artificial Intelligence,AI)道路巡查缺失即時自動辨識系統(以下簡稱AI道路巡查系統)判別,並將道路鋪面拍攝影像照片,由車機工業電腦經4G或5G數位網速上傳至後端高階伺服器電腦再經演算法方式及數位電腦深度學習判別道路鋪面坑洞狀況,其不僅可以加速巡查工作也可以於汛期前,將道路判別狀況立即回報後勤道路鋪面修補人員,讓道路鋪面修復人員迅速妥善安排調度道路鋪面工作,並可全面性展開道路鋪面修補範圍,則可提高執行效能及節省經費,甚至可以增進民眾行的安全,避免民怨產生或是國賠事件發生,因此未來善加利用AI道路巡查辨識系統,導入道路鋪面巡查作業方式是道路鋪面維護管理另一種創新的作業方式,本研究也將列舉台南實況案例分析汛期前演示道路缺失即時自動辨識查報技術與巡查通報,並由後端派工實際運用修繕道路鋪面處理狀況,已達修復養護管理之效益。

    This research aimed to identify the most serious potholes on road pavement which needs a dispatchment for repair immediately. Artificial Intelligence Real-Time Road Inspection and Damage Identification System (for short, AI Road Inspection and
    Identification System) uploads the photos of road pavement via the 4G or 5G digital network speed from the vehicle-mounted industrial computer to the digital computer of the high back-end server. Then the pothole condition of road pavement is judged by algorithm method and digital computer deep learning.
    Taking West Central District of Tainan City as an example, from January to March of this year (2022), this study examined the identification accuracy of the road damage (potholes) on roads wider than 8 meters. AI Road Damage Warning System identified 59 potholes in January and 24 potholes in March, and the pothole identification accuracy has improved from 71% to 77%. The cost per kilometer of AI Road Damage Warning System is about NT$41, and the cost of human observation per kilometer is about NT$82. In addition to the good accuracy of AI road inspection and identification, the cost is also competitive.
    In the future, if the AI image recognition technology is more mature, AI road inspection system can not only replace human observation in road pavement inspection and identification, but also provide competent agency for detailed surveys as one of the sources to understand current road condition. In addition, through big data analysis, we can also understand the area where potholes are distributed, as well as their positions on the road (such as: fast lane, slow lane), etc., as a reference for subsequent road pavement maintenance units.
    Keywords: AI recognition technology, road damage warning system, road pavement inspection before flood season, road pavement maintenance management

    摘要 I 目錄 XIV 圖目錄 XVI 第壹章 緒論 1 第一節 緣起 1 第二節 研究目的3 第三節 研究方法 4 第四節 研究論文架構 6 第貳章 文獻回顧 7 第一節 國內歷年研究蒐集整理 8 第二節 國內道路巡查方式與類型 13 第三節 國內智慧型檢測車類型 17 第四節 汛期、雨量與坑洞影響 21 第參章 原理及相關技術與道路辨識系統性質 22 第一節 AI發展史 22 第二節 AI的三大技術 24 第三節 人工智慧(AI)的應用領域 28 第四節 AI道路辨識系統介紹、相關技術 30 第肆章 辨識成果分析與討論 38 第一節 功能介面簡介 38 第二節 坑洞巡查結果 39 第三節 AI道路辨識資料分析與人工巡查比較 51 第四節 AI道路自動巡查辨識系統對汛期影響 58 第伍章 結論及建議 60 第一節 結論 60 第二節 建議 62 參考文獻 63

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