2025MathorCup大数据竞赛A题思路分析模型代码,完整论文见文末名片

赛道 A基于计算机视觉的集装箱智能破损检测
随着全球贸易的快速发展,集装箱作为国际货物运输的核心载体,
被广泛应用于海运、陆运及多式联运环节。长期的装卸、堆叠、运输
过程中,集装箱常常受到机械冲击、腐蚀、变形等外力作用,导致箱
体外表面产生裂纹、凹陷、穿孔、锈蚀等不同类型的损伤。这些破损
不仅会影响集装箱的结构强度与密封性能,造成货物泄漏、污染或丢
失,还可能引发运输安全事故以及造成经济损失。因此,如何实现对
集装箱破损的高效、准确、标准化检测,已成为港口运输管理与国际
物流安全中的关键问题。
传统的集装箱破损检测主要依赖人工巡检或简单图像比对,存在
检测效率低、主观性强、环境适应性差等问题,难以满足港口自动化
和大规模作业的需求。近年来,随着计算机视觉与深度学习技术的迅
速发展,基于图像识别的自动检测方法成为研究热点。随着港口自动
化、智能化的发展,通过固定摄像头或龙门吊摄像头自动采集集装箱
图像已成为可能。通过引入卷积神经网络(CNN)、目标检测模型(如
YOLO、Faster R-CNN 等),可以在复杂背景下自动识别多类型破损,
实现集装箱状态的智能化评估和实时监测,为智慧港口建设和安全运
输提供了技术支撑。
初赛问题
请你们队利用提供的集装箱外表面图像数据集,构建智能识别模型。该模型需要完成以下任务

咱们先把这两个赛道的核心区别拎清楚——赛道A是纯纯“看图片干活”,专门找集装箱上的破损;赛道B是“扒表格算账”,琢磨物流理赔的风险,俩方向完全不搭边,咱们逐个赛道、逐个问题掰开揉碎了说,都用大白话,不整那些生僻术语。

先看赛道A,集装箱破损检测这块,适合的学生得是玩过图片识别的,比如计算机科学、人工智能、自动化这些专业,尤其是平时接触过“看图片找东西”的同学,上手会快很多。咱们先讲第一个问题:判断图片里的集装箱有没有残损。这是A赛道里最基础的活,不用找破损在哪,就给个“有”或“没有”的答案,有点像你刷手机看图,判断“这张图里有没有猫”一样,只是对象换成了集装箱的破损。用到的模型也不用自己从零搭,像ResNet、EfficientNet这些现成的图片分类框架,网上一搜全是代码,改改输入输出就能用。但重点不在模型多复杂,而在“处理图片”——你想啊,港口的图片里乱七八糟的,有机器、天空、地面,还有反光、阴影、下雨天的水痕,这些都容易让模型认错,得先给图片“做个大扫除”,比如裁掉没用的背景、调调亮度去掉阴影;另外,没残损的图片可能比有残损的多好多,要是模型光看这些“没问题”的图,最后可能就偷懒只认“没残损”,漏了真正有问题的,所以得想办法平衡数据,比如多复制点有残损的图,或者少用点没残损的图,这才是这个问题的关键。

接下来是A赛道的第二个问题,也是最难的:既要找到破损在哪,还得说出是“凹陷” “裂纹”还是“锈蚀”。这就比第一个问题难多了,不光要知道“有”,还得用框把破损圈出来,甚至精确到每个像素——比如裂纹就几像素宽,得让模型能“看见”这么小的东西,还得区分开长得像的破损,比如深凹痕和破洞,一不小心就认错了。用到的模型一般是能同时干“找位置+标细节”的,比如Mask R-CNN,既能画框又能标像素;要是想快点出结果,也能用YOLO先画框找位置,再用U-Net补细节标分割。这里最头疼的是“多尺度检测”,大的锈蚀还好认,小的裂纹可能就一条细线,模型很容易漏看,所以得让模型像用放大镜一样,一层一层看图片的不同大小细节;另外,区分相似破损也得下功夫,可能得专门给这些像的破损样本做标注,让模型多学几遍。

最后是A赛道的第三个问题,评估前两个模型好不好用。这就简单了,不用建模,就是给模型“打分”。比如第一个问题判断“有没有破损”,不能只看“准确率”——因为没残损的图多,准确率高不代表能把所有有破损的都找出来,得看“召回率”,也就是到底漏了多少有破损的;第二个问题检测分割,要看“框得准不准”(行业里叫mAP)和“分割得对不对”(叫mIoU)。这些指标用Python的sklearn库就能算,重点是选对指标,别用错了——比如第一个问题用准确率,看似分高,其实没意义;另外,还得分析结果,比如召回率低,到底是因为小裂纹没看见,还是背景干扰太大,得说清楚原因,不能光甩个分数就完事。

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