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無人機巡查港口設(shè)施
韓國建設(shè)技術(shù)研究院（院長金炳錫）5月17日宣布，開發(fā)出可靠的空中檢查系統(tǒng)，可以通過無人機和人工智能分析技術(shù)檢查難以進入港口設(shè)施的區(qū)域并定量評估損壞程度。 .
港口設(shè)施是重要的社會基礎(chǔ)設(shè)施，處理了韓國90%以上的進出口貨物量，在物流中發(fā)揮著舉足輕重的作用。截至2020年，截至2020年，30年以上的設(shè)施數(shù)量為284個，占比約26%，預(yù)計到2040年將超過80%。在港口設(shè)施老化快速推進的同時，氣候變化引發(fā)自然災(zāi)害的可能性不斷增加，對港口老設(shè)施進行檢查和管理的必要性日益凸顯。
在檢查港口設(shè)施時，檢查人員很難直接接近船上的設(shè)施進行檢查，檢查裂縫和損壞的位置，并在進行檢查時測量損壞程度。此外，由于進出困難，可能無法正常進行巡檢，造成巡檢盲區(qū)，巡檢過程中也可能發(fā)生安全事故。
因此，建設(shè)研究中心的研究團隊（團隊負責(zé)人：Min Ji-young博士）開發(fā)了一種檢查系統(tǒng)，以便可以將在各個領(lǐng)域使用的無人機用于港口設(shè)施檢查。開發(fā)的使用無人機的港口設(shè)施檢查系統(tǒng)具有重要意義，因為它不僅可以確保設(shè)施的安全，還可以確保檢查員的安全。此外，通過制定量化評估標(biāo)準(zhǔn)，利用人工智能對無人機拍攝的圖像進行分析，提高了評估體系的可靠性。
在基于無人機的港口設(shè)施巡查系統(tǒng)中，一架固定翼飛機形狀的固定翼無人機在不到150m的高空拍攝圖像，對港口內(nèi)整個設(shè)施的形態(tài)變化進行檢查和評估。此外，直升機形狀的旋翼無人機接近設(shè)施達7m，詳細檢查和評估港口設(shè)施的裂縫、破損和腐蝕等損壞情況。建設(shè)研究所使用無人機構(gòu)建了一個混合檢查系統(tǒng)，可以評估結(jié)構(gòu)的形狀和損壞，并開發(fā)了一個量化管理數(shù)據(jù)的過程。
▲ 使用 AI 模型進行損傷檢測和評估
就港口設(shè)施而言，不僅會發(fā)生一般基礎(chǔ)設(shè)施的損壞，還會發(fā)生更詳細的損壞，例如船舶或波浪（海水的周期性運動）造成的損壞、磨損、侵蝕和沖擊損壞。
此外，根據(jù)國土交通省的《設(shè)施安全維護實施細則》，與定量評估損壞的橋梁和隧道不同，港口設(shè)施是由檢查員進行定性評估和評估，因此沒有區(qū)別。評估結(jié)果取決于主觀判斷?？赡軙l(fā)生。
用無人機近距離拍攝的檢查圖像需要量化評估標(biāo)準(zhǔn)，通過AI技術(shù)而不是檢查員的視覺判斷，以量化的數(shù)字來分析損壞程度。據(jù)此，聽取了港務(wù)局、國土安全管理服務(wù)局、港口設(shè)施診斷檢驗公司、無人機運營商的意見，對現(xiàn)行的檢驗指標(biāo)和評價標(biāo)準(zhǔn)進行了完善，以適應(yīng)無人機檢驗體系。
在開發(fā)的無人機使用港口設(shè)施檢查系統(tǒng)中，損傷評估檢查指標(biāo)分為因使用年限流逝造成的自然“劣化損傷”和船舶、海浪造成的“外因損傷”。
為了通過人工智能技術(shù)評估損壞程度，需要構(gòu)建學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，包括裂縫、剝落（由于鋼筋腐蝕導(dǎo)致混凝土覆蓋層脫落）和港口設(shè)施發(fā)生的損壞等損壞。此時，線狀裂紋、平面剝離、剝離、破損、沖擊損傷等被分類。表面形狀損傷包括劣化損傷和外部因素造成的損傷，為了區(qū)分它們，要確定內(nèi)部鋼筋是否外露。當(dāng)鋼筋外露時，形狀損傷可歸為劣化損傷，無鋼筋損傷可歸為外因損傷。根據(jù)建研院已有的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，應(yīng)用最新的AI分析模型對損傷進行評估，準(zhǔn)確率達到90%以上。
目前，港口設(shè)施安全檢查對象約100個，每個港口設(shè)施投入8人，至少需要10天以上的時間。由于每年至少要進行兩次定期安全檢查，因此需要大量的人力和時間。仁川港務(wù)局相關(guān)人士表示：“使用無人機，即使是從陸地難以到達的區(qū)域，也可以進行高效檢查，不僅可以降低維護成本，而且在人力管理方面也很出色。 。”
韓國建設(shè)研究院院長 Kim Byung-seok 表示：“與現(xiàn)有的常規(guī)檢查方法相比，開發(fā)的使用無人機的港口設(shè)施檢查系統(tǒng)是一種快速、準(zhǔn)確和安全檢查的實用方法?！?/p>
該成果來源于產(chǎn)業(yè)通商資源部無人機利用服務(wù)支持項目“以工業(yè)無人機為中心的沿海地區(qū)的主動管理技術(shù)和商業(yè)模式開發(fā)（2020~2022）”任務(wù)。
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