Projekt J7-50096

Naslov in šifra projekta / GA no.

J7-50096

Izboljšanje sistema B-WIM na osnovi masovnih podatkov in umetne intelligence (BrAId)

Improving B-WIM performance with big data and Artificial Intelligence (BrAId)

Partnerji projekta in njihovi logotipi

Vodja projekta:
doc. dr. Aleš Žnidarič, univ. dipl. inž. grad.

Vodja projekta na ZAG:
doc. dr. Aleš Žnidarič, univ. dipl. inž. grad.

Trajanje projekta: 1. 10. 2023 – 30. 9. 2026

Višina financiranja: 300.00,00€

Povzetek projekta SI:

Vse večje število težkih tovornih vozil, kot so tovornjaki in avtobusi, ter nove transportne rešitve z npr. cestnimi vlaki in elektronsko vodenimi konvoji, vpliva na varnost in upravljanje cestne infrastrukture. Preobremenjena vozila posebej povzročajo težave, saj povečujejo varnostna tveganja in pospešeno uničujejo ceste. Nadzor teže vozil je ključen za preprečevanje nezakonite uporabe cest.

Tradicionalne metode tehtanja, kot je statično tehtanje, so natančne, a drage in neučinkovite za gost promet. Zato se uporabljajo sistemi za tehtanje vozil med vožnjo (WIM). Vendar je namestitev večine WIM sistemov težavna in lahko poškoduje cestno površino. Alternativa je mostni sistem B-WIM, ki ne zahteva rezanja ceste ali cestnih zapor, vendar trenutno njegova natančnost in zanesljivost ne izpolnjujeta zakonskih standardov za kaznovanje kršiteljev.

B-WIM sistemi temeljijo na merjenju deformacij mostu, kar povzroča napake, še posebej na daljših mostovih ali z več osmi na mostu. Zanesljivo merjenje osnih obremenitev je tako še vedno odprto vprašanje.

Predlagani projekt namerava odpraviti te pomanjkljivosti z uporabo umetne inteligence (UI). Cilji projekta vključujejo razvoj metod ocenjevanja zanesljivosti meritev B-WIM z UI, izboljšanje natančnosti meritev s kombiniranjem podatkov iz meritev deformacij, rezultatov B-WIM in fotografij prometnih kamer, ter ustvarjanje javnega repozitorija podatkov B-WIM za nadaljnje raziskave. Ta pristop bi lahko bistveno izboljšal natančnost in zanesljivost meritev B-WIM ter odprl novo področje raziskav na tem področju.

Povzetek projekta EN:

The increasing number of heavy commercial vehicles, such as trucks and buses, along with new transportation solutions like road trains and electronically controlled convoys, impacts the safety and management of road infrastructure. Overloaded vehicles in particular cause issues as they increase safety risks and accelerate road damage. Vehicle weight control is crucial to prevent illegal road use.

Traditional weighing methods, such as static weighing, are accurate but expensive and inefficient for heavy traffic. Therefore, systems for weighing vehicles while driving (WIM) are used. However, installing most WIM systems is problematic and can damage the road surface. An alternative is the B-WIM bridge system, which does not require cutting the road or road closures, but currently, its accuracy and reliability do not meet legal standards for penalizing violators.

B-WIM systems are based on measuring bridge deformations, which causes errors, especially on longer bridges or with multiple axles on the bridge. Reliable measurement of axle loads remains an open question.

The proposed project aims to address these shortcomings using artificial intelligence (AI). The project’s objectives include developing methods to evaluate the reliability of B-WIM measurements with AI, improving measurement accuracy by combining data from deformation measurements, B-WIM results, and traffic camera photographs, and creating a public B-WIM data repository for further research. This approach could significantly improve the accuracy and reliability of B-WIM measurements and open a new field of research in this area.

Faze projekta in opis realizacije (delovni sklopi)

Št. delovnega sklopa Naslov delovnega sklopa Opis dela
1 Obdelava in objava podatkov B-WIM WP1 se osredotoča na pripravo in objavo podatkov B-WIM za strojno učenje, vključno z vzpostavitvijo javnega repozitorija. Delo vključuje predobdelavo označenih podatkov, oblikovanje treh stebrov podatkov (senzorski signali, rezultati B-WIM, slike prometnih kamer) in ustvarjanje repozitorija podatkov ter SDK.
2 Oblikovanje metod nadzora kakovosti (QC) za trenutne sisteme B-WIM WP2 obravnava razvoj metod nadzora kakovosti za trenutne sisteme B-WIM. Vključuje analizo trenutnih hevristik B-WIM, identifikacijo ključnih podatkovnih značilnosti za optimizacijo, razvoj metod za zagotavljanje zanesljivostnih ocen in uporabo umetne inteligence za izboljšanje zanesljivosti obstoječih meritev B-WIM.
3 Uporaba metod strojnega učenja (ML) na podatkih B-WIM WP3 se osredotoča na uporabo metod strojnega učenja na podatkih B-WIM, s ciljem izboljšanja natančnosti in zanesljivosti merjenj. Vključuje pregled in oceno obstoječih metod ML, analizo označenih podatkov z uporabo nadzorovanih metod ML in razvoj algoritmov za zaznavanje osi iz slik prometnih kamer.
4 Izdelava hibridnega modela AI-BWIM WP4 je namenjen razvoju hibridnega modela AI-BWIM, ki združuje razvite tehnike in modele ML iz prejšnjih delovnih sklopov z vizualnim zaznavanjem osi. Delo vključuje analizo možnih pristopov ML, razvoj hibridnega sistema, oceno hibridnega modela v scenariju brez povezave in optimizacijo razvitih algoritmov.
5 Validacija hibridnega modela AI-BWIM WP5 se ukvarja z validacijo hibridnega modela AI-BWIM skozi obsežno in-situ testiranje. Vključuje implementacijo v realnem času, in-situ testiranje avtonomnega sistema QC in razvitega hibridnega sistema B-WIM, ter pripravo smernic in akcijskega načrta za nove tržne priložnosti na podlagi rezultatov testiranja.