“水怪”难辨？AI给堤防巡检一双“慧眼”

用无人机集成边沿盘算套件停止及时智能巡检。■本报记者 叶满山在天然灾祸频发的明天，堤防作为抵抗大水侵袭的主要屏蔽，其保险机能至关主要。但是，传统人工巡检方法不只效力低、危险高，并且在面临庞杂情况时每每力所能及，尤其是在植被茂密、地形庞杂的地区，渗漏、管涌等险情隐患犹如埋伏的“水怪”难以捉摸，永利棋牌官网存在溃堤的危险。克日，中国迷信院东南生态情况资本研讨院提出一种基于无人机热红外成像与深度进修的堤防险情隐患高效检测方式，并胜利利用及时边沿盘算技巧，为防洪减灾供给了智能化巡检的翻新技巧计划。相干论文宣布于《水资本研讨》。堤防巡检的“火眼金睛”堤防巡检是一项与时光竞走的义务。每年冬季，大水来势汹汹，巡检职员须要在短时光内实现年夜范畴的堤防检讨。2021年，应急治理部、产业跟信息化部以及迷信技巧部依据国度须要结合宣布了揭榜攻关名目，堤防险情检测就是此中之一。东南生态情况资本研讨院正高等工程师罗破辉回想道：“当时咱们认识到，必需找到一种更高效、更精准的巡检方法。”于是，团队将无人机与人工智能（AI）技巧联合起来。无人机犹如长了同党的“侦察”，可能轻松飞越庞杂地形，AI技巧则付与它一双“慧眼”，可能智能辨认并剖析空中情景。针对堤防渗漏、管涌灾祸的隐藏性跟随机性，研讨团队提出“空-天-地”协同的智能巡检系统。这一系统不只涵盖了高空中的无人机巡检，将来还能联合卫星、呆板狗、无人船及水下传感器等多源数据，实现全方位的智能巡检。为构建这一智能巡检系统，团队停止了大批模仿试验，网络了涵盖晴雨日夜、差别植被笼罩及地形场景的5995张热红外图像，构建了堤防渗漏数据集。罗破辉表现：“这一数据集为后续深度进修模子练习供给了可贵的数据支撑。”无人机挂载热红别传感器，可能捕获物体因温度差别收回的红外辐射，并将其转化为可视化图像。这一技巧不只能穿透植被笼罩，发明堤防外部的温度异样地区，还能经由过程对照差别时光跟气象前提下的热红外图像，剖析堤防的稳固性变更。“热红外成像技巧就像给无人机装上‘火眼金睛’，可能发明人眼看不到的隐患。AI则是这双眼睛背地的‘年夜脑’，可能智能剖析图像，精准辨认险情。”罗破辉说。搭建智能数据库与及时辨认但是，仅仅依附无人机拍摄图像并停止前期剖析，依然无奈满意防洪减灾的及时性需要。为此，研讨团队引入边沿盘算技巧，将GPU盘算模块直接搭载在无人机上，实现了对堤防险情隐患的即时辨认与呼应。“边沿盘算技巧的中心在于及时性。”罗破辉说明说，“无人机在飞翔中捕捉的图像跟视频数据，可能被敏捷传输至搭载边沿盘算功效的小型装备中停止及时处置，增加了数据传输的耽误，明显晋升了应急呼应速率。”经由AI练习，模子可能辨认温度开元官方网站入口异样地区的外形、巨细跟散布，实现对潜伏险情隐患的疾速正确检测，均匀检测精度达97.7%，单张图像处置仅需0.015秒。这象征着无人机在飞翔进程中能够及时捕获渗漏地区，为后续应急呼应供给可贵的时光窗口。“咱们胜利将无人机技巧、热红别传感器与边沿盘算技巧翻新性融会在一同。”罗破辉说，“这一进程并非灵感乍现的产品，而是树立在有数次实验、一直遭受掉败，以及保持不懈从新实验的基本上。”防洪减灾的“聪明年夜脑”从“人巡”到“机巡”，罗破辉跟他的博士生陈白丽、段群滔经由过程无人机与AI技巧的联合，为防洪减灾任务带来变更。这一智能巡检系统存在全天候顺应性、高效及时性、场景普适性等凸起上风。现在，相干技巧已在长江、淮河道域及鄱阳湖地区胜利停止了试点利用，并获得了很好的后果。“无人性能够在多少分钟内实现年夜范畴巡检，AI模子可能精准辨认隐患，边沿盘算技巧则实现了及时预警，年夜幅晋升了应急呼应速率。”罗破辉说。别的，该智能巡检系统还存在普遍实用性。研讨团队在长江、淮河、鄱阳湖等差别地质前提的堤防段停止了验证，均表示出优良的机能。这象征着该系统能够在天下范畴内停止推广跟利用，为堤防的保险运转供给无力保证。“AI技巧不只在堤防裂痕、植物窟窿等检测方面表示杰出，在铁路、公路、电力设备、输油管线、年夜坝等诸多行业中也存在宏大的利用潜力沙巴体育官方网站入口。”罗破辉说，“咱们盼望经由过程这项技巧，为更多行业带来智能化变更。”相干论文信息：https://doi.org/10.1029/2024WR038931