喷浆机器人自适应喷涂路径规划研究

为解决目前喷涂作业过程中环境精确感知难、喷涂效果评价难、喷涂路径规划复杂等问题，针对感知识别与路径规划技术进行研究。由于传统喷浆设备喷涂误差累计及不确定性，造成每环喷涂质量参差不齐及回弹量、剥落量居高不下，采用基于轴线归一法的隧道模型构建和多工序扫描策略，实现隧道环境识别、车体定位和喷涂质量感知，提高喷浆机器人外部环境感知能力； 针对传统喷浆设备对多变复杂异构隧道适应能力差，导致无法灵活调整喷涂轨迹问题，提出多工况感知识别及路径规划策略，研究设计最优喷涂路径规划、减少直喷拱架的连续喷涂路径规划方法，降低喷浆机器人与隧道开挖工法的耦合性。在郭达山隧道、任家沟隧道等项目应用，感知识别断面拱架准确率达93%，定位精度、臂姿解算补偿误差控制在50 mm以内，验收质量合格情况下综合回弹率降低至11.9%。     

电缆隧道渗水红外检测装备技术研究

为在地下电缆隧道运行过程中,快速识别和提取隧道管壁渗水特征,研究一种隧道渗水检测装备,利用红外热像仪拍摄隧道的轴径向红外热像图,并对拍摄得到的红外热像图进行图像处理,进而得到隧道管壁渗水区域的渗水特征提取图像。最后以宁波市澄浪电缆隧道某段作为目标测试装备的实际使用效果。测试结果表明:检测装备可以有效地识别并拍摄隧道渗水区域的红外热像图,从红外热像图中提取出的隧道渗水特征具有较高的准确性。     

基于雷视融合感知技术的公路隧道交通管控系统研究

为提高公路隧道交通信息感知水平,实现公路隧道发展数字化、智能化运营管理需求,基于雷视融合感知技术,建立了公路隧道交通管控系统,通过时空匹配、ROI目标融合和距离融合方式依次实现雷视融合感知;构建了公路隧道交通管控系统体系架构,包括设备层、通信层、数据层、应用层和用户层5个层次;以雷视融合、数字孪生等关键技术驱动,建立了三维实景化管控、数据分析研判、应急联动管控和信息共享四大应用平台,实现了全息感知、多源融合、事件研判、辅助决策、智能控制、精细管理等功能。通过济莱高速公路隧道群实例证明：基于雷视融合的公路隧道交通管控系统可精准感知隧道运行状态,为公路隧道信息感知和智能化管控提供技术支撑。     

新型光纤传感高速公路智能电缆的设计与应用

文中介绍了一种适用于高速公路上的智能电缆,该新型电缆结构中包含有光纤光栅阵列光纤作为温度及振动传感器,可对高速公路沿线设备用电缆、隧道中的风机电缆等在运行中进行温度监测和防盗监测,可有效地对温度和振动变化时的电缆进行快速预警,精确定位。     

高速公路隧道电缆监测防盗技术介绍

分析现有电缆监测防盗技术的技术原理及特性,结合高速公路隧道内各用电设备的负载特性,阐述如何通过实时监测电缆电气参数以防止电缆被盗。另外,结合工程项目对电缆监测防盗技术的优点进行总结,为该技术在高速公路隧道中的应用积累经验。     

基于物联网的瓦斯隧道安全监控系统

为解决当前隧道瓦斯监控系统存在的不足和实现监控系统“多网合一”、信息化和智能化的迫切需求,建立基于物联网的瓦斯隧道安全监控系统架构,从功能上分为感知层、传输层和应用层3层结构,并就其中涉及到的无线传感器网络、人员定位、无线甲烷监测系统、MIMO无线传输技术、智能视频系统、手机短信报警系统、爆破监控系统等实现瓦斯隧道内环境、人员、设备状态等全面监控所用到的关键技术进行研究,对便携式甲烷检测报警仪和智能瓦斯报警矿灯等新设备在瓦斯隧道中的运用情况进行分析与总结。实现了瓦斯隧道全面感知,传感数据无线传输,瓦斯移动与定点监测,人员精确定位,爆破人、机、环闭锁,远程与多级多员监控,充分实现了施工过程的智能化和信息化,起到了科学有效的监测监控和预警作用,提升了瓦斯隧道施工安全管理水平。     

基于VR的公路隧道6DoF人员疏散试验系统构建及应用研究

为提高公路隧道火灾场景下人员疏散虚拟现实试验的生态效度，以内嵌Inside-out定位技术的VR（virtual reality）一体机为基础，研发公路隧道6DoF（six degrees of freedom）人员疏散试验系统。该系统应用于试验时，参与者可摆脱鼠标、手柄等控制及设备线缆的束缚，在虚拟场景中6自由度感知信息及自主行动完成试验，且系统可通过对参与者实时跟踪定位获取其速度特征数据。为验证该试验系统的有效性，采用该系统开展真实空地、虚拟空隧道和虚拟火灾事故隧道3种场景下的人员疏散试验，采集30名参与者在不同场景中的移动速度、移动轨迹与情绪反应、沉浸感、临场感等数据，并分别对比真实空地与虚拟空隧道、虚拟空隧道与虚拟火灾事故隧道中的试验结果。试验结果表明： 1）采用该系统进行疏散试验时，头戴VR设备未引起参与者的眩晕感； 2）参与者在虚拟火灾场景中具有较强的临场感，其情绪反应、移动轨迹、移动速度等与在真实场景中基本一致，说明该系统具有较好的应用有效性。     

TGP地震预报技术在隧道超前地质预报中数据异常原因分析及处理措施

隧道施工常采用地震反射波法采集地震波数据,受施工进度、地质情况、现场配合、操作人员水平等因素限制,使得很多采集到的数据出现异常。为提高数据采集质量,避免出现异常数据,通过TGP地震预报技术在铁路隧道工程中的应用实践,从触发与装药、电压(流)干扰、耦合不良、隧道管波、岩性变化5方面分析总结异常数据出现的原因,并提出相应的处理措施:1)提高装药质量;2)远离高压电缆及设备;3)保证成孔质量;4)做好注水和堵孔;5)重视基础地质工作。通过采取以上措施,达到准确预报前方地质情况的目的。     

基于BIM技术的隧道工程信息平台设计与研究

隧道作为重要的交通基础设施,其质量和安全受地质、结构和施工等各类因素的影响。为解决当前隧道建设中信息杂乱、集成化不足、信息传递差的弊病,引入BIM技术建立隧道地质、土建结构、机电设备全BIM模型;以BIM模型为载体,将隧道建设全过程的海量信息汇集整合,实现各类数据的结构化存储、关联和可视化展示,形成BIM模型数据库;在此基础上,通过对构件进行编码及轻量化处理,研发出工程信息管理平台。平台在广东金门隧道工程的应用,不仅有效解决了隧道建设期的地质预警、施工进度、工程质量、资料管理等"痛点"问题,还为后期运营养护提供了精准详实的工程数字化信息,为安全运营奠定了隧道本体结构和设施设备风险预警和防控的优良基础。     

国内与东欧高速公路隧道机电设计方案对比研究

为加强对东欧高速公路隧道机电设计方案的了解,从而为今后中国企业在东欧地区开辟隧道机电建设市场创造基础,以黑山南北高速为例对国内和东欧高速公路隧道机电设计进行了对比研究。从隧道通风、照明、消防、监控、通信和供配电等各类隧道机电设施入手,主要从设计理念、设计规模、设计规范、设计参数、设计方案、设备选型等方面进行了综合对比。将国内和东欧地区规范、黑山南北高速以及国内类似工程进行了综合对比研究。最终得出国内与东欧隧道机电设计理念基本类似,均根据隧道重要性设置照明、通风、消防、监控等各类机电设施,以及疏散、指示等各类安全设施标志;东欧隧道机电设计规模较大,超过400 m隧道各类机电设施配置更为齐全,国内在B级以上才配置各类机电设施;国内设计规范更为系统,而东欧没有统一设计规范,不同规范之间差别较大;东欧设计参数取值与国内类似,但是洞外亮度取值更为科学,通风火灾释放量取值较大;东欧隧道与消防、救援、疏散和逃生相关的设计冗余考虑较多,部分设计方案更加科学、人性化,但国内方案更为经济、合理;东欧隧道设置有国内一般不作要求洞口栏杆、无线电和交通广播等,二者之间设计习惯差别也较大;东欧地区与火灾相关设备的参数要求更高,部分设备参数过于保守。     

软弱围岩地层隧道大断面机械化施工工法应用

为解决我国山岭隧道施工技术落后的问题,对高速铁路大断面隧道的机械化施工工法进行阐述。通过配备成套的隧道机械化工装设备,并经现场试验研究,形成开挖、支护、衬砌、水电缆槽4条隧道施工生产作业线的新型施工组织模式,以实现Ⅳ、Ⅴ级软弱围岩机械化大断面的连续施工。通过全电脑三臂凿岩台车的应用,开挖炮眼精确定位、系统锚杆精准安装、施工信息同步上传等施工难题得以解决; 通过各类大功率机械设备的配置和应用,可缩短各道工序的循环时间,实现软弱围岩早封闭的安全管理理念。根据大量的监测数据和现场实践表明,隧道大断面机械化施工工法的施工质量可靠、施工效率高且施工安全。     

基于全生命周期信息和BIM的隧道运维决策支持系统

针对公路隧道运维管理对象众多、信息分散异构、时空特性复杂等导致管理决策困难的问题,从隧道全生命周期信息出发,建立隧道可视化智能决策系统。系统以标准化、可视化和智能化为设计原则,以隧道BIM运维模型为基础,通过标准化编码和信息映射表实现设计、施工和运维的多源信息集成,由感知层、网络层、数据层、分析层和交互层组成,利用智能分析技术实现结构健康评估和病害追溯、设备异常发现和故障诊断、养护决策优化等功能,通过三维图形化引擎与用户交互,帮助用户快速掌握现场情况,获取自动辅助决策结果,提高运维工作效率和质量。将该决策支持系统应用在上海大连路隧道工程中,可帮助隧道管理者更快速、清晰地了解隧道运营状况,提供运营养护的辅助决策建议,取得了很好的应用效果。     

基于毫米波雷达的路侧感知技术在太湖隧道中的应用

江苏太湖隧道是国内水下超长超宽的隧道,保证其安全和畅通是管理着需要考虑的问题。隧道内的基础设施很多,感知作为重要的一种技术手段,目前现有的感知手段还不足以支撑隧道的营运安全,保障隧道的畅通水平。毫米波雷达是一种新型的雷达形式,可以一定程度的提升太湖隧道的感知水平。本文从太湖隧道的背景入手,分析现有的感知情况,分析视频监控作为感知层面的不足,探索市场上现有的毫米波雷达类型与技术手段,设计了系统架构与功能,描绘了实现的功能场景,使得其感知水平提升,让隧道地区覆盖无盲区、精准感知车辆的位置,使得获得数据更加准确。     

隧道内车辆交通事件智能检测技术综合应用

车辆在隧道环境内行驶时,由于受到光线、环境等影响,极易发生交通事件。目前视频检测仍然是隧道交通事件检测的主流方式,存在检测盲区以及误报率较高等问题。对此,本文归纳分析了隧道内,车辆行驶时容易发生的交通事件类型,在此基础上提出综合利用视频、雷达和光纤多种智能感知设备进行隧道车辆交通事件检测的方法。     

隧道照明智能监控软件系统的设计与实现

为了设计和实现"车进灯亮、车走灯暗"的隧道照明智能监控软件系统,采用车辆行为感知传感器、环境信息感知传感器、监控摄像机、调光控制器、LED照明灯具等设备为系统的硬件基础。软件系统以照明节能和智慧控制为目的;以隧道外部环境亮度、车流量和车辆速度为数据基础,根据隧道照明设计细则计算隧道内部各路段的所需亮度;以监控图像为基础,利用图像处理的方法,实时测量隧道内部路面的实际亮度;利用闭环反馈自适应调光方法根据隧道实际照明亮度和所需亮度对隧道亮度进行有效的调节;通过对路面均匀度的判断,确定隧道内灯具的好坏,从而实现快速维护。监控软件已在吉林省通化市赤柏隧道(右幅)投入使用,使用过程中选择车流量和天气情况都相似的3天,分别采用智能监控软件系统的方法、时间控制的方法和隧道内灯具全亮的方法对3种方法的耗电量进行比较。结果表明,该智能软件系统的方法在保证驾驶员安全舒适的前提下,相比于时间控制的方法节能超过40%;相比于灯具全亮的方法节能超过50%。     

电缆隧道下穿城市桥梁结构数值模拟

以重庆市江北城变电站至五里店站电缆隧道下穿对山立交桥梁工程为背景,利用有限元软件Midas-GTS模拟电缆隧道开挖过程,分析电缆隧道开挖对市政桥梁工程运营的安全性和可行性,并提出电缆隧道施工中应该注意的问题,其对以后类似工程具有良好的参考价值和指导意义。     

管道电伴热系统施工技术

本文结合国家高速公路包头至茂名线(G65)陕西境内黄陵至延安高速公路扩能工程的隧道水消防系统、灭火器系统、管道电伴热系统、水泵房设备、相关信号线缆、隧道横洞防火门,隧道火灾自动报警系统,加压消防水泵设备配电柜及配电柜至潜水泵、液位仪的低压电缆,水泵控制柜,火灾报警设备为控制系统预留的控制接口等工程施工实践,对关键施工工序和技术进行重点讨论,并对施工管理要点进行总结,对同类工程具有一定参考价值。     

隧道检测设备的发展及未来展望

近年来,我国隧道建设规模和运营里程不断增长,且隧道所处的运营环境较为复杂,其结构长期服役安全性能面临极大挑战。目前,隧道衬砌结构安全检测多以传统的人工方法为主,这类方法不仅具有检测结果主观性强、工作劳动量大和效率低等问题,且隧道的不利环境对检测作业人员身体健康存在危害。基于智能方法和无损技术的隧道检测设备的开发可以有效地克服现有人工检测方法的不足,并能提供更加丰富的量化数据来评估隧道的安全状态。介绍了国内外近年来发展的隧道检测设备。基于不同的隧道检测方法,剖析了隧道检测设备的特点,对比了隧道主要检测系统的技术性能,探讨目前隧道检测系统在技术和功能方面存在的不足,并对隧道未来检测系统的研发进行了展望。最后,针对当前隧道检测系统的不足,从公铁两用检测设备、全自动化机器人检测系统、动态智能检测平台、虚拟现实检测技术和检修一体自动化检测系统这5个方面对隧道检测技术体系进行了展望。本综述可为现有隧道检测设备的技术优化和隧道未来检测系统的全自动化、智能化、多功能化、大数据化、高效与高精度的方向发展提供一定的借鉴与指导。     

中条山隧道“智慧之眼”综合监控平台的研究与应用

针对中条山特长隧道内的车辆定位和精确统计难度大、各硬件设备联动性差、安全隐患时有发生的现状,开展了中条山隧道“智慧之眼”综合监控平台的研究工作。该平台创新性地提出“智慧之眼”的概念,依据当前“互联网+”技术和智能交通技术的发展,结合高清卡口分析技术、AI视频图像分析技术、数字孪生技术等,实现融合感知、智能分析,并深度挖掘数据价值,提升特长隧道管理质量,最终实现缩短隧道内的突发事件首次发现时间、提升预判预警能力以及减少公众出行安全隐患的目标。     

大连华昌变电站电缆隧道的套衬加固设计与施工

大连华昌变电站电缆隧道出现了严重的底鼓、衬砌裂缝等病害,采用现场测量、钻芯取样等方法对隧道的病害情况进行全面检测,并对病害产生的原因进行分析,认为病害是由地下水作用、原支护结构强度不足和施工质量差等因素综合引起的,决定采用电缆临时移位、底板钻孔注浆后凿除、加设钢筋混凝土内衬的整治方案。目前该工程已竣工,隧道结构稳定,电缆运行正常,取得了较好的整治效果。实践证明： 大连华昌变电站电缆隧道的病害整治方案是可行的。