铁路隧道检测技术现状及发展趋势

传统隧道质量检测方法以人工检查为主,结果依赖于检测人员水平,效率极低,远不能满足现场需求。为了检测设备的研制和保障铁路隧道运营安全,通过调研国内外多种隧道检测新技术和不同类型的综合检测车,分析现有隧道检测技术的特点,结果表明:目前的检测技术存在病害检测指标相对单一、自动识别程度低、检测速度较慢等问题。提出铁路隧道检测环境与公路隧道及城市轨道交通相比存在的一些差别,得出铁路隧道检测技术有以下发展趋势:(1)隧道衬砌质量无接触式检测;(2)激光扫描将成为表面病害主要检测方式;(3)检测设备高度集成化;(4)检测数据采集和处理自动化;(5)铁路隧道检测车需采用专用轨道车辆。     

地铁隧道渗漏水病害快速检测及图像处理技术

检测盾构隧道渗漏水的传统人工检测方法工效低,无法满足大量运营地铁隧道快速检测的需求。隧道渗漏水快速检测系统包括快速摄像设备及与之配套的图像分析处理器。快速摄像设备是基于工业定焦相机和自动化控制技术集成开发的,可实现对地铁隧道渗漏水病害的快速摄像。与快速摄像系统配套的图像分析与数据处理器,是根据地铁隧道结构宏观特征和结构构件空间几何关系开发的,能实现病害特征的快速计算,并对病害进行分类。该隧道渗漏水快速检测系统在上海地铁中的应用效果良好,现场摄像速度达5km/h,渗漏水病害检测准确率达到95%。     

铁路隧道衬砌表观病害智能检测技术

针对铁路隧道衬砌表观病害检测需求，梳理并分析技术现状，介绍隧道衬砌表观病害智能检测系统的研制情况和系统组成。提出铁路隧道衬砌表观病害智能检测面临的技术难点，分析图像快速采集、病害智能识别、病害样本库构建等智能检测关键技术。通过基于实测数据集以及现场检测复核等手段，验证铁路隧道衬砌表观病害智能检测系统关键参数。结合现场运用情况，分析铁路隧道衬砌表观病害智能检测系统运用效率。智能检测系统应用表明，铁路隧道衬砌表观病害智能检测技术可大幅提升隧道衬砌病害检测的自动化和智能化水平。     

隧道检修一体化机器人系统设计及关键技术分析

机器人作为一种能替代人工且能大幅度提高工作效率的创新技术,在隧道维护方面的应用倍受关注。近年来,研究者基于机器人系统开发了各种隧道检测设备,但难以同步实现隧道修复的功能。目前,我国运营隧道的检测与维修均是分开进行的,且维修过程仍以传统的人工维修为主,导致一些较为严重的隧道结构病害未及时修复而产生巨大安全隐患,同时检修与维修作业人员会长时间处于复杂、密闭的隧道环境中而不利于身体健康。基于此,本文提出一种隧道检修一体化机器人系统概念,并对该系统三维成像结构形式和技术、隧道检修优化方法进行分析,可解决隧道病害成像、修复定位、修复能力等关键检修问题。结合当前隧道机器人检测系统,设计了检修一体化机器人系统,为我国运营隧道的检修与维修方法提供新的思路。     

隧道表面图像多目标智能识别算法研究

隧道表面病害已经成为轨道交通基础设施巡检的重要任务之一,人工巡检方法耗时长、强度高,需要智能化、自动化的目标检测与病害识别算法研究。提出一种隧道多目标分类方法和智能识别理论模型,对采集的隧道表面图像进行精细化标注并建立数据集,采用基于语义分割的理论模型对隧道图像目标进行智能分类识别。考虑隧道纹理的特殊性,本研究对算法中模型结构进行改进优化,实现隧道多种目标的智能化检测。试验中,通过测试集和隧道正线图像进行对比试验,其中隧道典型病害裂缝的检测率为94.2%,渗漏水的检测率为96.9%,验证了模型和算法的有效性。     

贵广客专隧道衬砌渗漏水病害检测及整治

本文针对贵广客专隧道渗漏水病害现状,分析了隧道检测、整治难点,通过改进检测方法,并将人工检查和无损检测有效结合,实现了隧道断面全覆盖检测;同时重点介绍了堵漏、防水、引流、减压等整治方法,为渗漏水病害检测及整治积累了经验。     

朔黄铁路隧道衬砌表观病害检测技术

为实现朔黄铁路隧道衬砌表观病害远距离非接触快速检测,提出一种基于多源数据深度融合的隧道病害检测方法。首先利用高清线阵相机、激光扫描传感器等检测设备获取隧道衬砌表观高清图像和激光点云数据,然后利用特征提取网络提取图像和点云特征图,并采用空间变换方法将图像特征图投影到点云特征俯视图上得到融合特征图,最后利用候选区域网络和金字塔场景分析网络对融合特征图进行检测识别,输出病害的类型与位置信息。在朔黄铁路重点隧道开展的现场试验表明,该方法能检测隧道裂缝、掉块、渗水等表观病害状态,有效提升重载铁路隧道运维的智能化程度及综合检测水平。     

基于改进Yolov5的地铁隧道附属设施与衬砌表观病害检测方法

随着地铁隧道服役时间增长,隧道衬砌在多因素影响下病害频发,对隧道结构及临近附属设施造成不良影响,严重危及到行车安全。因此,亟需精确高效的地铁隧道病害及设施检测技术。然而,地铁隧道存在内部环境复杂,附属设施与衬砌病害纹理及灰度相似、目标尺度不一等检测难点,传统的人工巡检及数字图像处理方法均存在局限。针对上述问题,提出一种基于改进Yolov5的地铁隧道附属设施及衬砌表观病害检测模型。针对设施及病害的位置特征引入坐标注意力(Coordinate attention)引导模型对目标区域赋予更高权重,抑制背景噪声;采用Bi FPN(Bi-directional Feature Pyramid Network)特征融合网络提升小目标病害检测效果;并利用Ghost Bottleneck替代部分卷积减少模型参数,提高检测效率。为验证改进后模型检测性能,进行现场实验,构建样本数量为843的地铁隧道衬砌图像数据集。并采用随机裁剪、镜像翻转等数据增强方法,将样本量扩充至4 072。数据集上的实验结果表明,改进模型的平均精度均值(m AP)可达89.2%,较原模型提高了3.7%,有效提升了隧道环境中小目标病害...     

铁路隧道拱顶病害分析及整治措施

运营铁路隧道拱顶常存在掉块、脱空等病害,直接影响列车的运营安全和结构的健康服役。由于运营铁路隧道内作业天窗时间短、空间小,对高空作业技术要求高。以侯月线杨树庄1#隧道衬砌拱顶病害整治工程为例,提出一种在拱顶空洞灌注高分子膨胀材料结合锚杆加固的新型病害整治方案,形成一套行之有效的新材料与新设备配套的施工工艺,提高隧道拱顶的承载能力,改善结构的受力性能,取得良好的工程效果,为类似工程提供参考。     

我国铁路隧道建造方法沿革及智能建造技术体系与展望

隧道建造工艺工法主要包含依靠人工的早期建造方法、钻爆法和隧道掘进机工法。近年来,得益于机械化、现代传感技术、网络技术、自动化技术以及人工智能技术的快速发展及深度融合,隧道智能建造理念已经得到世界工程界的重视。隧道智能建造技术作为我国"智能铁路"的一个重要组成部分,代表了未来隧道修建技术的发展方向。在系统梳理隧道建造方法沿革的基础上,阐述隧道智能建造的概念与核心,提出总体框架与技术体系框架,论述关键技术难题与实现方法,并对我国铁路隧道智能建造发展前景进行展望,以期为隧道建造工作者提供理论支撑。     

隧道病害维修保养技术方案设计

为保障铁路隧道安全运营,在分析国内外车辆技术、作业平台技术和检测技术现状的基础上,从车辆技术、作业平台技术、检测技术和作业模式4方面,提出隧道病害维修保养技术方案设计思路,设计一套整合隧道病害维修保养相关技术装备及检测模式方案.该方案采用内燃电传动及蓄电池电传动集成的混合动力传动系统,搭载三作业平台,配备探地雷达系统、...     

接触网和轨道同步检测技术研究

将车体振动姿态检测数据引入到接触网检测系统,以消除由车体振动造成的接触网几何参数检测误差。采用接触网检测系统,通过对锚段、支柱、吊弦等关键零部件的识别,实现检测数据定位;,将定位数据与数据库中公里标称信息相关联,可消除轮径定位造成的累计误差,提高轨道检测数据定位精度。基于传统接触网和轨道检测技术,构建同步检测系统,实现接触网和轨道检测数据的共享,对于指导现场维护工作具有重要意义。     

图像处理技术在钢轨表面缺陷检测和分类中的应用

采用图像处理、模式识别及机器视觉等理论,对现役钢轨缺陷进行检测和分类.完成自动提取缺陷图像和最小化缺陷图像,以减少处理量并降低存储空间需求,自动判断缺陷类别.文章对采集到的缺陷图像进行处理,实验结果证明该方法能够正确实现检测轨道表面缺陷检测,并具有一定的适用性.此方法可以克服人工检测方法的许多弊端,提高检测速度和精度.     

红外探测技术在隧道超前地质预报中优、缺点探讨

红外探测技术在隧道超前地质预报中发挥着重要作用,通过实践对仪器的性能和适用范围进行探讨和研究,可以对红外探测仪器的改进起到指导作用。详细阐述红外探水的基本原理、特点、测线布置方式和预报判读依据,结合沪昆客运专线贵州段玉屏至凯里段隧道工程实例,多次准确预报出掌子面前方存在的隐伏含水构造,从而成功避免了隐伏含水构造对隧道施工带来的安全隐患,同时对红外探测技术在隧道超前地质预报中的优、缺点进行分析、探讨。     

盾构管片模具三维激光扫描检测关键技术

目前盾构管片模具主要采用传统的人工和激光跟踪测量技术进行检测,存在检测点位少,精度低等缺点,不能很好地指导管片模具的修复工作,直接影响到管片尺寸的生产精度,易造成盾构隧道管片破损、开裂及渗漏水等现象,为后期的运营埋下了安全隐患。宁波市轨道交通利用三维激光扫描技术对管片模具进行检测,通过理论分析、现场试验及数据分析,确定了点云数据的拼接方式、扫描分辨率、基准模型及模型对齐的方式,成功克服了现有的管片模具检测中存在的测量点位少、精度低等缺点,实现了对管片模具的全方位检测,大大提高了管片模具的检测精度。同时在参考现有规范及经验的基础上,制定出了盾构管片模具三维激光扫描检测标准,很好地指导了管片模具的修复工作,提高了盾构管片尺寸的生产精度,确保盾构隧道的施工质量。     

机器视觉在钢轨磨耗检测中的应用研究

随着铁路运输的快速发展,钢轨磨耗测量对保障铁路运输安全越来越重要,机器视觉技术作为一种非接触式的测量手段,可以对钢轨状态进行快速、精确、连续测量,大大提高了钢轨磨耗检测的效率。介绍机器视觉的概念、主要组成部分、工作原理以及工作特点,对其在钢轨磨耗测量中的国内外应用状况进行分析和总结,并对其检测方式做出了分类和比较,得出机器视觉技术相对于传统钢轨磨耗测量方式的优越性。机器视觉以其快速获取大量信息、易于自动处理、检测结果可靠等一系列优点,越来越受到国内铁路科研单位的重视。可以预见,随着机器视觉技术的日益成熟和发展,其在包括钢轨磨耗测量在内的轨道状态检测领域的应用将越来越广泛。     

保障轨道交通安全运行的轨道检测技术及设备

随着上海轨道交通运营里程的增加,工务部门检测的任务也日益繁重.目前的人工检测手段不仅效率低,而且容易出现错判、漏判,从而给安全运行埋下隐患.通过介绍国内外一些先进检测技术,强调工务部门应着手采用诸如轨检车和探伤车等大型无损检测设备,以便对线路的平顺性、限界及钢材和轨道下部混凝土结构的伤损进行快速检查.实现工务管理由人工静态型向仪器动态型转变,保证轨道交通运行的安全、准点、平稳运行.     

探地雷达检测盾构隧道试验效果研究与应用

为了确认探地雷达检测盾构隧道的效果,在不同工况下开展试验和验证,为探地雷达检测盾构隧道背后充填质量提供实践依据。研究表明,管片密集的钢筋结构对电磁波产生一定的屏蔽作用并引起管片内多次波震荡,检测时不同测线位置的结构差异更增加了检测难度。通过合理选用天线并优化采集过程,探地雷达可以检测到盾构隧道管片背部的界面异常,以单个管片为最小判定单位,定性判断管片背后注浆密实度是可行的,雷达图像异常强弱与缺陷大小的对应关系还应进一步检验确认。