改革開(kāi)放40年來(lái)，我國(guó)高速公路得到飛速發(fā)展，截至2016年底，我國(guó)公路通車總里程數(shù)達(dá)到469.63萬(wàn)公里，其中高速公路通車總里程數(shù)為13.6萬(wàn)公里。隨著使用年限的增加，這些道路的養(yǎng)護(hù)將變得越來(lái)越重要。公路路面病害種類繁多，包括龜裂、塊裂、縱裂、橫裂、坑槽、松散、沉陷、修補(bǔ)不良等十余種，對(duì)于公路養(yǎng)護(hù)來(lái)說(shuō)，公路病害的準(zhǔn)確分類以及嚴(yán)重程度的準(zhǔn)確判斷，直接影響路面質(zhì)量的綜合判斷及養(yǎng)護(hù)任務(wù)的下達(dá)和執(zhí)行。

公路路面的自然形態(tài)千差萬(wàn)別，拍攝成像時(shí)又受到天氣和氣候的影響，同一種病害在不同公路路面圖像中的顏色、紋理、對(duì)比度、走勢(shì)等的差別很大。采用傳統(tǒng)的機(jī)器學(xué)習(xí)方法，無(wú)法有效構(gòu)造出所有病害特征的特征描述子，無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)。因此，雖然幾年前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了公路路面圖像的自動(dòng)化采集，但是路面病害的檢測(cè)，依然主要依靠人工對(duì)路面圖像進(jìn)行逐幅查看。

采用人工智能深度學(xué)習(xí)技術(shù)，可以自動(dòng)學(xué)習(xí)并構(gòu)造公路路面病害的缺陷特征，并實(shí)現(xiàn)對(duì)公路路面病害種類的自動(dòng)識(shí)別以及嚴(yán)重程度的自動(dòng)判斷，改變了公路路面檢測(cè)勞動(dòng)密集型的歷史，可大大降低路面病害圖片分析的人力成本，以廣東省部分路段為例，按每車道每公里路面病害檢測(cè)費(fèi)用1800元計(jì)算，每年兩次對(duì)路面破損進(jìn)檢測(cè)，3年節(jié)省的總費(fèi)用超過(guò)了3千萬(wàn)元，相當(dāng)于創(chuàng)造了3千多萬(wàn)的經(jīng)濟(jì)效益，如果項(xiàng)目成果推廣到全省乃至全國(guó)，經(jīng)濟(jì)效益將更可觀。同時(shí)，該成果克服了人工檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一的問(wèn)題，有效保障了路面養(yǎng)護(hù)的規(guī)范性和一致性。

創(chuàng)新點(diǎn)：

1. 設(shè)計(jì)一種基于語(yǔ)義分析的深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)，提取公路路面病害高層語(yǔ)義信息，有效克服了路面病害局部特征不明顯的問(wèn)題；

2. 設(shè)計(jì)一種自編碼解碼網(wǎng)絡(luò)，將病害特征圖重構(gòu)成可以描述公路病害實(shí)例區(qū)域的圖像掩模，實(shí)現(xiàn)了公路病害圖像的像素級(jí)檢測(cè)；

3. 設(shè)計(jì)一種條件生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)（cGAN）來(lái)生成更多的訓(xùn)練數(shù)據(jù)，為公路病害的分割和分類網(wǎng)絡(luò)提供數(shù)據(jù)保障。