記者李育道/苗栗報導
公路局自108年起導入無人機、AI影像辨識與自動化橋檢車,一座過去要動員8人、花2天才能完成的橋梁,如今最久只要4小時,橋面甚至4分鐘就能完成檢測。(圖/記者李育道攝影)全台橋梁超過2.6萬座,其中不少橋梁已進入30到50年的「中高齡期」,在颱風、地震、豪雨與鹽害長期侵蝕下,橋梁安全面臨更高挑戰。為降低人員高空、車流作業風險並縮短檢測時間,公路局自108年起導入無人機、AI影像辨識與自動化橋檢車,一座過去要動員8人、花2天才能完成的橋梁,如今最久只要4小時,橋面甚至4分鐘就能完成檢測,且多數情況下無須交通管制,正式翻轉傳統橋梁檢測模式。
中區養護工程分局負責苗栗、台中、彰化、南投等地,境內就有1047座省道橋梁,數量為全國最多。(圖/記者李育道攝影)全台橋梁超過2.6萬座 中區養工分局就管1047座
全國橋梁總數達26116座,包含車行橋、鐵道橋、自行車橋與人行橋,其中車行橋梁22985座。公路局轄管省道橋梁3348座,分屬5個分局管理;其中中區養護工程分局負責苗栗、台中、彰化、南投等地,境內就有1047座省道橋梁,數量為全國最多。
這些橋梁分布從濱海、市區到高山深谷,型態複雜,有些位在河口、外海或深谷,人員難以到達,長年只能靠吊臂車、船隻或望遠鏡勉強查看,留下不少檢測死角。
中高齡橋梁增加 檢測壓力愈來愈大
從建設時序來看,台灣多數橋梁集中在民國70到90年代興建,換算下來,目前已有大量橋梁使用年齡落在20到50年間,逐步邁入「中高齡階段」。在颱風、地震、豪雨、土石流及海風鹽害影響下,橋梁構件長期承受侵蝕與疲勞,劣化速度往往比理論設計年限更快,也讓檢測與養護的壓力年年增加。
南方澳大橋1996年1月開工興建,1998年完工並驗收完成,於2019年10月1日(建橋20年)發生斷橋事故。(圖/空勤總隊攝影)過去南方澳大橋20年即倒塌的案例,更讓社會正視「橋梁健康」不能只靠年齡判斷,而必須靠更密集、更精準的檢測,才能及早發現隱藏風險。
有些橋塔高達數十公尺甚至上百公尺,爬梯沒有護籠,沒人敢爬,只能用望遠鏡遠看,關鍵構件因此成為長年檢測盲點。(圖/記者李育道攝影)傳統人工橋檢又慢又危險 一次就要8人2天
以台61線後龍觀海大橋為例,全長約1公里,位於感潮河段,過去採傳統橋檢車作業時,臂架需不斷升降避開橋墩與路燈,單座橋就要花2天完成,至少動用8人、4台車,還得出動LED警示車與緩撞拖車進行交通管制。檢測人員長時間高空作業,吃喝拉撒都在橋上,不但辛苦,也伴隨高度風險。
有些橋塔高達數十公尺甚至上百公尺,爬梯沒有護籠,沒人敢爬,只能用望遠鏡遠看,關鍵構件因此成為長年檢測盲點。
目前無人機完成14座跨河及感潮河段橋梁實地檢測。(圖/記者李育道攝影)無人機結合AI上路 公路局108年啟動智慧橋檢
為改善人力吃緊與職安風險,公路局自民國108年起推動無人機自動化橋梁檢測及橋梁劣化影像AI分析研究,並完成「無人機AI智慧橋梁檢測系統」與「AI智慧橋梁橋檢車」開發,朝全橋自動化檢測邁進。
這套技術由公路局中區養護工程分局主導,陸續與黎明工程顧問、工研院及台達電合作,第一年由5個分局同步試辦,最後以中區分局成果最具可行性,其餘分局暫停試辦,中區持續推動至今。
目前無人機完成14座跨河及感潮河段橋梁實地檢測,針對橋下構件與人員不易到達區域,透過無人機自主飛行結合AI劣化影像辨識與評等功能,自動產出檢測報告,大幅提升效率與精準度。
據了解,無人機雖能大幅節省橋梁檢測所需時間與人力,但在風力達六級陣風以上時即無法飛行,天候限制仍是一大變數;此外,多數橋梁興建時並未建立完整數位模型,缺乏初始數據可供比對,即使完成無人機檢測,也較難精準判讀橋梁長期健康變化,這些因素也成為目前難以在全台全面推動的重要原因之一。(圖/記者李育道攝影)橋面也不用人走 AI橋檢車時速可達80公里
除了橋下靠無人機,橋面則由AI智慧橋檢車負責。橋檢車搭載多顆高速攝影鏡頭,結合AI影像辨識技術,針對橋護欄、伸縮縫、排水設施等橋面構件進行檢測,可在時速40到80公里行車狀態下完成作業,取代傳統徒步檢測。
以後龍觀海大橋為例,導入新技術後,橋面無人車只要來回約4分鐘就能完成檢測;橋下無人機約4小時內完成。整座橋僅需5人、一台車加一台無人機即可完成,且多數情況下無須交通管制,大幅降低社會成本與交通衝擊。
李坤哲回憶橋檢血汗史 從高風險走向自動化
負責公路局中區橋檢的黎明工程顧問公司副總經理李坤哲表示,早期橋檢多靠人力,很多橋位在深谷、海上或高塔位置,人員不是得划船,就是得攀爬沒有護籠的爬梯,危險又容易留下死角。後來嘗試用無人機,才發現許多過去看不到的地方,其實都能拍得一清二楚。
不過,橋下常收不到GPS訊號,團隊還開發利用陀螺儀與飛行演算技術,在沒有GPS的環境下也能精準定位,並結合橋梁模型自動規劃飛行路徑,降低人為操控誤差。
他也說,無人機雖能飛橋下,但受法規限制不能飛越高速公路與快速道路,因此才發展AI橋檢車補齊橋面檢測缺口,避免人員走在車流中作業,「緩撞車平均三天就被撞一次,沒有人真的敢一直站在高速公路上檢查橋。」
目前這套系統已連續追蹤14座橋梁兩年,比對不同年度影像,掌握劣化變化情形,作為後續養護決策依據。
公路局AI智慧橋梁橋檢車僅需1個橋檢車駕駛、1個操作人員。(圖/記者李育道攝影)不是每座橋都適合無人機 但智慧橋檢已成趨勢
李坤哲也指出,並非所有橋梁都適合或需要使用無人機與AI檢測,小型或環境單純的橋,人工反而更快、更省,但在高風險、難到達或需交通管制的橋梁,新技術能大幅降低成本與風險,是未來不可逆的趨勢。
公路局表示,未來將持續深化AI技術研發與跨域合作,逐步建立智慧化、數位化且永續的橋梁維護管理模式,朝向「平安、安全、安心」的三安幸福公路橋梁邁進。
現場人員正在使用無人機、AI影像辨識進行橋樑檢測,過往人難以檢驗的死角都能輕鬆看到。(圖/記者李育道攝影)
公路局採用的無人機超過70%主要零組件來自台灣供應鏈,作業成本約為傳統橋檢60%。(圖/記者李育道攝影)
公路局中區養護工程分局養護科科長蔡宜宏(左)、黎明工程顧問股份有限公司副總經理李坤哲(右)。(圖/記者李育道攝影)
自動化橋檢車可即時傳送橋段檢測過程影像。(圖/記者李育道攝影)
公路局自108年起導入無人機、AI影像辨識與自動化橋檢車,一座過去要動員8人、花2天才能完成的橋梁,如今最久只要4小時,橋面甚至4分鐘就能完成檢測。(圖/記者李育道攝影)