玩轉(zhuǎn)“A超”交通創(chuàng)新賽道，他們用無(wú)人機(jī)給橋梁“看病”

原標(biāo)題：用無(wú)人機(jī)給橋梁診病——看廣西交職院師生如何玩轉(zhuǎn)“A超”交通創(chuàng)新賽道

“獲獎(jiǎng)了！”比賽現(xiàn)場(chǎng)，隊(duì)伍里幾個(gè)學(xué)生正盯著臺(tái)上看，聽到自己學(xué)校名字時(shí)，不禁歡呼起來(lái)。

近日，在AI賦能千行百業(yè)超級(jí)聯(lián)賽交通創(chuàng)新大賽“AI+低空巡檢”賽項(xiàng)決賽中，廣西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院參賽項(xiàng)目《基于無(wú)人機(jī)與AI視覺(jué)的橋梁表觀病害智能巡檢與數(shù)字孿生應(yīng)用研究》獲得銀獎(jiǎng)。

忙活了大半年，這個(gè)關(guān)于以AI賦能、用無(wú)人機(jī)給橋“看病”的項(xiàng)目，一經(jīng)亮相，就引發(fā)了行業(yè)一線的關(guān)注。

團(tuán)隊(duì)飛手正在進(jìn)行無(wú)人機(jī)起飛前準(zhǔn)備工作。

兩架飛機(jī)干活，就是比一架快

賽道擠得很。

“A超”交通創(chuàng)新大賽由自治區(qū)交通運(yùn)輸廳主辦，廣西北部灣投資集團(tuán)有限公司、河內(nèi)建設(shè)大學(xué)、華為技術(shù)有限公司聯(lián)合承辦，旨在搭建中國(guó)與東盟交通人工智能創(chuàng)新合作平臺(tái)。所以，光是這個(gè)“AI+低空巡檢”賽道，就有來(lái)自國(guó)內(nèi)各省區(qū)和東盟國(guó)家的52支隊(duì)伍報(bào)名。最后能進(jìn)決賽的隊(duì)伍，只有30支。聚焦“無(wú)人機(jī)+橋梁巡檢”核心場(chǎng)景，臺(tái)上比的是真家伙，不是光講PPT。

廣西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院參賽團(tuán)隊(duì)共10人，既有來(lái)自北上廣地區(qū)擅長(zhǎng)AI算法深度開發(fā)的研究員，也有本土培養(yǎng)的資深飛手和數(shù)字孿生頭部企業(yè)技術(shù)骨干。

輪到他們上場(chǎng)實(shí)操的時(shí)候，場(chǎng)面有點(diǎn)不一樣。在15分鐘的無(wú)人機(jī)采集橋梁病害環(huán)節(jié)中，別的隊(duì)大多規(guī)規(guī)矩矩，一架無(wú)人機(jī)升空，沿著設(shè)定好的路線“嗡嗡”地飛。他們這邊，直接出去了兩架，任務(wù)分得也很明白。

“團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新提出‘雙機(jī)飛行’方案，一臺(tái)無(wú)人機(jī)負(fù)責(zé)查找細(xì)微病害，另一臺(tái)進(jìn)行全橋范圍快速掃描，實(shí)現(xiàn)病害采集全覆蓋。”團(tuán)隊(duì)成員魏煒興奮地告訴記者，他們僅用13分鐘就完成了第一階段任務(wù)。

就這樣，無(wú)人機(jī)操作組成員熟練地操控?zé)o人機(jī)，精準(zhǔn)捕捉橋梁病害影像并實(shí)時(shí)回傳。AI算法團(tuán)隊(duì)迅速啟動(dòng)核心算法，確保模型高效運(yùn)轉(zhuǎn)。整個(gè)過(guò)程緊張有序，團(tuán)隊(duì)成員默契配合，展現(xiàn)了出色的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

“快”是他們?cè)缇拖牒玫牟呗裕�而快的基礎(chǔ)是高效的核心算法。

“這就涉及AI大模型的升級(jí)改進(jìn)。”主攻核心算法的團(tuán)隊(duì)成員、博士后研究員胡文博解釋，“現(xiàn)有的目標(biāo)檢測(cè)模型發(fā)展日新月異，但直接拿來(lái)用還是不行，太‘笨重’。”于是，他們那幾個(gè)月就在“減肥”和“提速”上下功夫，針對(duì)橋梁病害對(duì)原始模型進(jìn)行適應(yīng)性改進(jìn)，優(yōu)化特征處理模塊和剪枝設(shè)計(jì)，大幅提升了推理速度。比賽結(jié)果也顯示，團(tuán)隊(duì)每小時(shí)可完成超過(guò)1750平方米橋表檢測(cè)，這個(gè)效率在AI目標(biāo)缺陷識(shí)別并生成報(bào)告環(huán)節(jié)表現(xiàn)出色。

當(dāng)然，無(wú)人機(jī)能飛得這么溜，也是平常刻苦練出來(lái)的。團(tuán)隊(duì)里的覃家飛，是具備中國(guó)民用無(wú)人駕駛航空器操控員（CAAC）教員資格的無(wú)人機(jī)教練員。他說(shuō)，經(jīng)常一訓(xùn)練就是一天，“飛控的手感，還有對(duì)距離、角度的判斷，都是飛出來(lái)的。練到后來(lái)，飛機(jī)就像自己手的延伸，我?guī)缀跄芨惺艿剿�的每一個(gè)動(dòng)作，想讓它去哪，稍微動(dòng)動(dòng)桿就行。”

比賽時(shí)，他和隊(duì)友們熟練配合，不放過(guò)任何一個(gè)檢測(cè)區(qū)域，確保數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性和完整性。這種專注和細(xì)致，最終幫助他們脫穎而出。

比賽現(xiàn)場(chǎng)，展示“雙機(jī)飛行”方案。

野外橋梁成了參賽隊(duì)員的“移動(dòng)實(shí)驗(yàn)室”。

好技術(shù)，是橋上曬出來(lái)的

領(lǐng)獎(jiǎng)的風(fēng)光后背，是師生們?cè)谝巴獗灰粋�(gè)個(gè)日頭曬出來(lái)的真功夫。

項(xiàng)目研究階段，為了收集各種真實(shí)的橋梁病害照片給AI“學(xué)習(xí)”，廣西交職院的團(tuán)隊(duì)成員們將野外橋梁變成了他們的“移動(dòng)實(shí)驗(yàn)室”。公路橋、鐵路橋、市里的高架橋，老的新的，好的壞的，廣西境內(nèi)不同類型的橋，他們都去看了。采集的每一張照片、每一段視頻都經(jīng)過(guò)精細(xì)化標(biāo)注，不放過(guò)任何一個(gè)細(xì)節(jié)。

“那段時(shí)間，睜眼閉眼都是橋。”團(tuán)隊(duì)成員孫鵬回憶說(shuō)，為采集特殊角度病害圖像，大家在橋下陡坡上往返好幾趟，汗水濕透衣服是常事。

考察現(xiàn)場(chǎng)，隊(duì)員們還要反復(fù)調(diào)試航線規(guī)劃軟件，模擬不同橋梁輪廓優(yōu)化飛行路徑，確保航測(cè)全橋無(wú)盲區(qū)覆蓋，且最大限度提升數(shù)據(jù)采集效率。“我們就像是一支特種部隊(duì)，每個(gè)成員都有自己的專長(zhǎng)，但又緊密協(xié)作，共同完成任務(wù)。”團(tuán)隊(duì)成員汪進(jìn)說(shuō)，團(tuán)隊(duì)分工協(xié)作明確，他們負(fù)責(zé)重點(diǎn)提升無(wú)人機(jī)飛控平臺(tái)的穩(wěn)定性，針對(duì)航線規(guī)劃、數(shù)據(jù)傳輸安全等提出改進(jìn)建議。

這僅僅只是開始。外出采集數(shù)據(jù)回來(lái)，才是更磨人的時(shí)候。無(wú)人機(jī)拍回來(lái)的不是幾十張、幾百?gòu)垐D片，而是成千上萬(wàn)張高清照片和視頻片段。

這些橋梁病害數(shù)據(jù)采集完成后，團(tuán)隊(duì)圍繞參賽題目，聚焦AI大模型訓(xùn)練與數(shù)字孿生技術(shù)融合，給AI學(xué)習(xí)制作“課本”。

香港理工大學(xué)的博士后研究員負(fù)責(zé)搭建算法模型框架，以解決傳統(tǒng)算法對(duì)細(xì)微病害識(shí)別精度不足的問(wèn)題；中南大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)結(jié)合土木工程經(jīng)驗(yàn)優(yōu)化模型，使其適應(yīng)廣西環(huán)境；廣西交職院教師團(tuán)隊(duì)?wèi){借技術(shù)優(yōu)勢(shì)，提出“結(jié)構(gòu)化報(bào)告自動(dòng)生成+病害數(shù)據(jù)孿生映射”的技術(shù)需求，讓識(shí)別結(jié)果轉(zhuǎn)化為易懂的數(shù)據(jù)，并關(guān)聯(lián)至橋梁數(shù)字孿生模型。

校長(zhǎng)李文勇有空就會(huì)來(lái)看看項(xiàng)目進(jìn)展，他的話很實(shí)在：“東西好不好，別在實(shí)驗(yàn)室里自嗨。老師們要堅(jiān)持場(chǎng)景應(yīng)用為王，以項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)任務(wù)，在橋梁巡檢、三維建模等低空交通常見應(yīng)用場(chǎng)景去鍛煉技能，并在實(shí)踐中傳授給我們的學(xué)生。”所以，他們一次次把設(shè)備拉到不同的橋上去“干活”，邊干邊改。就這樣，系統(tǒng)反應(yīng)速度一點(diǎn)點(diǎn)提上來(lái)了，技術(shù)也運(yùn)用到實(shí)際場(chǎng)景當(dāng)中了。

經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)個(gè)深夜的討論與調(diào)試，團(tuán)隊(duì)最終實(shí)現(xiàn)了“單個(gè)病害處理時(shí)間僅需300毫秒，每小時(shí)可完成超過(guò)1750平方米橋表的全覆蓋數(shù)據(jù)采集與病害分析”的突破。對(duì)于該成果，有指導(dǎo)老師如是評(píng)價(jià)：“這組數(shù)據(jù)很過(guò)硬。”

AI算法，處理橋梁病害數(shù)據(jù)。

這項(xiàng)技術(shù)已運(yùn)用到新建橋梁外立面巡檢輔助竣工驗(yàn)收當(dāng)中。（本文圖片均由受訪學(xué)校供圖）

獎(jiǎng)牌是認(rèn)可，更是下一步的起點(diǎn)

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間努力和無(wú)數(shù)次試驗(yàn)，廣西交職院的團(tuán)隊(duì)終于迎來(lái)了收獲時(shí)刻。

“這不僅僅是我們的勝利，更是學(xué)校在踐行‘北上廣研發(fā)+廣西集成+東盟應(yīng)用’發(fā)展路徑中邁出的重要一步。”廣西交職院副校長(zhǎng)邱實(shí)激動(dòng)地說(shuō)。

面對(duì)項(xiàng)目技術(shù)攻關(guān)的重重困難，廣西交職院通過(guò)設(shè)立“人工智能+”與“低空創(chuàng)新應(yīng)用場(chǎng)景”雙例會(huì)，聚焦一線需求，確保研發(fā)貼近實(shí)際。同時(shí)，學(xué)校逐步推進(jìn)平臺(tái)建設(shè)，2023年成立廣西基礎(chǔ)設(shè)施三維數(shù)字孿生工程研究中心，嵌入AI數(shù)據(jù)分析模塊；2024年獲批廣西低空交通創(chuàng)新應(yīng)用中心，搭建無(wú)人機(jī)實(shí)訓(xùn)場(chǎng)與AI數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；2025年成立“廣西交通運(yùn)輸行業(yè)低空多場(chǎng)景融合重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”，升級(jí)AI算力支撐，形成“數(shù)字孿生—低空+AI—多場(chǎng)景融合”的技術(shù)體系。在人才培養(yǎng)上，學(xué)校遴選骨干教師，搭配一線專家，組建核心團(tuán)隊(duì)，錘煉青年教師的復(fù)合能力。

11月27日，比賽前一天晚上，校領(lǐng)導(dǎo)特意看望參賽隊(duì)員。沒(méi)說(shuō)什么大道理，就是鼓勵(lì)大家：“你們已經(jīng)做得非常出色，相信自己。”比賽時(shí)，指導(dǎo)老師一直坐在臺(tái)下，每當(dāng)無(wú)人機(jī)順利起飛或完成高難度數(shù)據(jù)采集工作時(shí)，都會(huì)報(bào)以熱烈的掌聲，讓隊(duì)員們心里有底。

他們搗鼓出來(lái)的這套東西，已經(jīng)不是純粹的比賽作品了。如今，團(tuán)隊(duì)研發(fā)的技術(shù)已在廣西部分橋梁養(yǎng)護(hù)中試點(diǎn)應(yīng)用。“這項(xiàng)技術(shù)不僅提高了巡檢效率，還大大降低了人工巡檢的風(fēng)險(xiǎn)。”廣西交職院黨委書記陳湘如表示，這項(xiàng)技術(shù)還將拓展至隧道、大壩、建筑外墻等結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測(cè)領(lǐng)域。

此次“A超”，廣西交職院不止這一個(gè)項(xiàng)目露面。在另一個(gè)叫“AI+交通變革”的賽道上，學(xué)校的參賽項(xiàng)目《中泰數(shù)字孿生智慧港——宋卡府油碼頭智能航道與結(jié)構(gòu)安全一體化示范工程》，榮獲“東盟合作特色獎(jiǎng)”。對(duì)這些花了大力氣的師生來(lái)說(shuō)，“獎(jiǎng)牌是認(rèn)可，更是下一步的起點(diǎn)。后面，還得接著忙”。

報(bào)紙版面。