一种车载数字相机与激光雷达融合算法设计

环境感知是智能辅助驾驶的底层模块，单传感器感知存在易受干扰、所需配置传感器数量多和感知效果差等弊端，为此提出一种车载数字相机与激光雷达融合算法。综合考虑信息融合高效性与系统鲁棒性采取决策级融合策略，利用CENTER POINT算法对雷达点云数据进行处理，再利用Yolo v3算法进行密集型数据训练处理图像数据，最后使用交并比匹配（IOU）和已有文献的D-S论据实现数据融合并输出决策结果。经过KITTI数据集验证，该融合算法输出的识别效果优于单传感器，且在多种路况上均有良好的目标检测效果。     

基于WebGIS的公路养护系统设计与关键算法

针对公路路网巡检养护工作中存在的数据上报困难、巡检工作缺少有效监督监管以及区域路网质量评价模型算法不准确等问题,设计开发了一套基于WebGIS的路网巡检养护系统,并对区域路网质量评价模型的算法进行了研究与改进。该系统由3个部分组成:微信小程序端(移动端)、Web前端、微服务后端。功能模块包括:微信小程序模块、地图服务模块、任务审批验收模块、区域路网质量检评等模块。同时对区域路网质量评价模型的算法进行改进,使用索引表匹配算法来计算检测区域路网长度,使其计算结果更加准确。该平台可以有效降低路网巡检养护作业量,并为路网的巡检养护工作提供信息基础和决策支持。     

基于点云数据的大型复杂钢拱桥智能虚拟预拼装方法

基于点云数据的虚拟预拼装主要包括点云数据采集、拼接控制点提取和拼接控制点匹配。针对完整点云数据存在采集困难、处理成本高等问题，提出用局部点云数据代替完整点云数据进行虚拟预拼装的策略；针对目前拼接控制点提取存在依赖专用软件、效率低且主观性大等问题，基于随机采样一致性、霍夫变换等经典算法和图像处理技术提出大型复杂构件横截面和侧面点云数据的拼接控制点智能提取方法；针对拼接控制点对应关系需人工设定的问题，基于超四点快速鲁棒匹配算法、迭代最近邻算法和广义普氏算法提出拼接控制点智能匹配方法。以大型复杂钢拱桥为例，采用所提的方法对拱肋牛腿-拱间横梁节段和拱肋节段-拱肋节段进行智能虚拟预拼装。工程应用结果表明：所提出的智能虚拟预拼装方法不依赖专用软件、效率高、自动化程度好。研究成果可为钢桥施工质量和安装效率的提升提供理论和算法支撑。     

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VBA矢量图形识别技术的多源地质信息数据化转换方法

机器学习算法是全断面隧道掘进机智能化施工技术研究的重要技术手段,其需要大量全面详细的数据化地质信息为基础,而岩土勘察报告的图、表、文字描述等地质信息却无法直接被机器学习算法辨识。为解决这个问题,提出多源地质信息的数据化转换方法,即通过编程对CAD、Excel进行操作,利用VBA矢量图形识别技术,以给定的参考线为定位基础,自动辨识CAD地质纵断面矢量图中隧道穿越的地层,并与岩土勘察报告中的多源地质信息融合,从而得到机器学习算法可辨识的数据化地质信息。与传统人工法相比,能极大提高效率和数据的准确度,并且可灵活调整数据密度以满足不同需求。通过在全断面隧道掘进机智能辅助掘进研究中进行应用,取得了良好的效果。     

基于视频图像的公路隧道火灾烟雾检测

为有效检测公路隧道火灾烟雾并预警，针对公路隧道传统火灾烟雾探测器存在的反应慢和功能单一等问题，通过分析研究火灾烟雾视频图像的颜色和纹理特征，提出一种基于烟雾图像特征的公路隧道火灾烟雾检测方法。首先，通过改进后的Vibe算法模型提取图像运动区域；然后，在YUV色彩空间中确定疑似烟雾区域后利用颜色滤出方法分割出疑似烟雾区域；最后，用从疑似烟雾区域图像中提取的颜色矩和均匀局部二进制模式（ULBP）与灰度共生矩阵（GLCM）构成机器学习分类器的输入向量进行隧道火灾烟雾识别。为满足复杂的隧道环境，对比分析BP神经网络、支持向量机、随机森林3种机器学习分类器的烟雾识别效果，选出最优算法作为公路隧道烟雾识别分类器。通过模拟公路隧道火灾烟雾试验视频和某实际公路隧道火灾视频对分类器进行试验测试，结果表明： 基于BP神经网络算法的检测系统识别性能最优，选取的烟雾特征具有较高识别精度，能够在隧道复杂环境中识别火灾烟雾。     

面向高级辅助驾驶雷达和视觉传感器信息融合算法的研究

为提高高级辅助系统对车辆前方环境识别的准确性,提出一种基于雷达和视觉传感器信息融合的目标识别方法。雷达与视觉融合算法是基于决策级的雷达与视觉检测目标,在世界坐标系中进行目标时间空间对准、数据关联匹配、滤波,最后根据应用功能输出融合目标信息。结果表明该算法具有较强的环境适应性和准确率,弥补了单一传感器在目标识别中的不足。     

一种汽车电子标识与物理车牌匹配算法

为了应对和完善涉车交通管理和涉车领域服务需求,提出一种汽车电子标识和物理车牌匹配算法,通过精确匹配和模糊匹配相结合的方式,配合物理车牌识别的置信度,以及车辆的外观属性信息,以达到汽车电子标识与物理车牌精准匹配、标识车辆的目的.初步验证表明,物理车牌和汽车电子标识相互促进,有效提高了系统整体识别准确率.     

苏州阳澄西湖隧道提质升级工程实践

为提升公路水下隧道服务品质,保障隧道通行安全，针对检查评定体系亟待建立、土建结构风险点多、机电设施故障率高、预防性养护与养护决策难以实施等问题，开展水下隧道提质升级实践意义重大。依托已建成通车的苏州阳澄西湖隧道，基于特隧特养、安全风险防控和信息化管养理念，系统性提出了设施本体性能改善、管养信息化水平提升及风险防控能力提升的提质升级解决方案。主要开展了以下工作： 1）土建结构病害处治、机电设施改造升级和交安设施性能完善设计与实施； 2）建立了隧道管养信息化系统； 3）研究制定了隧道检查评定体系和运营阶段安全风险识别与防范体系。方案实施后，苏州阳澄西湖隧道的设施技术状况得到明显改善，信息化水平和风险防控能力显著提升。     

基于两阶段分类算法的中国交通标志牌识别

自动驾驶技术对于缓解交通拥堵,降低交通运输成本具有重要作用;高级驾驶辅助系统（ADAS）可以有效增加汽车驾驶的舒适性和安全性。交通标志牌中包含了丰富的语义信息,为自动驾驶汽车和ADAS的决策提供重要约束,因此交通标志牌的识别算法开发至关重要。本文基于中国交通场景特点以及自动驾驶、ADAS对于交通标志牌识别的高准确性需求,提出了一种基于两阶段分类的交通标志牌识别算法框架。算法包含检测和分类两个阶段,检测阶段检测出图像中的交通标志牌,分类阶段对交通标志牌先后进行大类和子类划分。算法通过细化任务,独立提升各算法模块的性能,进而提高整体算法的识别精度。本文对单阶段识别算法进行改进作为算法的检测模块,实验结果表明,提出的算法精度上优于基准单阶段识别算法,mAP平均提升8.52%,并且在检测速度优于传统两阶段识别算法Faster RCNN的情况下,mAP提升40%以上。     

车载式公路隧道快速检测设备应用探讨

传统公路隧道结构病害检查大多采用各类升降平台,由人工对到达部位开展检测工作,存在效率相对较低、影响道路正常通行的问题。以结构外观检查为主的隧道快速检测设备可高效采集隧道表面影像资料,经后处理软件处理后,统计分析出结构病害缺陷特征。结合调研及隧道快速检测设备演示过程中收集的成果资料,比较和分析5个厂家的隧道快速检测设备成像及病害识别现状,得出如下结论:不同厂家设备的成果影像差异较大,关键成果图中的单张照片或展布图病害的清晰度及可识别度仍有待技术突破;当前隧道快速检测设备的应用还不能完全代替人工检查,需要2种方法有效结合,才能更加真实、准确地评定出隧道结构的病害缺陷,确定隧道的养护措施;公路隧道的管理、建设、设计及施工等单位应共同思考如何为后续可能开展的快速检测评定工作创造有利的实施条件。     

川藏铁路隧道钻爆法施工机械化设备选型初探

为解决川藏铁路隧道钻爆法施工机械化设备配套问题，结合隧道9条作业线，针对每条作业线对设备进行分类，从设备性能、结构参数与川藏铁路隧道断面大小、海拔高度、施工效应等方面对国内现行隧道机械化设备进行适宜性评价初探，提出隧道施工9条作业线配套的机械化设备。基于配套设备，初步提出川藏铁路隧道机械化配置模型，将隧道机械化配套划分为3种类型，即低海拔高配型（A）、低海拔低配型（B）、高海拔高配型（C）。A型是以“凿岩台车+混装炸药台车”为代表的机械化配套类型； B型是以“风枪+开挖台架”为代表的机械化配套类型； C型是以“凿岩台车+混装炸药车+高原型挖装设备+电动运渣设备+高原制氧机+移动式免维护空压机”为代表的机械化配套类型。     

基于参数智能化采集的盾构管片自动选型算法研究

为解决人工管片选型给盾构姿态和成型管片质量带来的隐患，将成熟的人工管片选型经验逻辑和合理简化计算模型根植于管片自动选型决策算法的内核，以影响管片选型的施工参数为研究对象，提出综合考虑盾尾间隙、推进油缸行程差和盾构趋势的管片选型计算方法和决策算法，预先考虑各影响因素实际施工中所有可能出现的取值范围以及不同施工工况下的权重变化。该软件首次针对大直径盾构特点开发8组盾尾间隙和6组油缸行程的算法，借助盾尾间隙智能化测量和监控屏幕参数图像识别技术，实现通用型管片选型参数智能化采集。在盾构隧道施工中配套使用，经多个项目现场验证和应用，管片选型算法合理，契合现场施工要求，起到规范或代替人工管片选型施工、保障成型隧道质量和盾构掘进姿态的作用。     

日本铁路隧道病害和运维管理现状及对我国隧道运维技术发展的建议

日本铁路隧道（包括城市轨道交通）经过100余年的发展，产生了隧道老龄化严重、剥落掉块、开裂、劣化以及渗漏水等病害。通过调研日本铁路隧道建设情况、性能要求、病害类型与原因，得出日本铁路隧道约40%的病害与设计施工有关，27%的病害与运行环境有关，23%的病害与所用材料有关，10%的病害与外力变化有关。介绍日本铁路隧道维护管理体系（隧道检查、健康诊断、措施对策、记录存档）、自动检测技术和智能化技术等新技术的发展应用及存在的问题（相同条件下同类隧道的运维无法统一；自动化检测技术因成本过高或未达到标准要求，只能作为辅助检查手段服务于部分隧道；很多信息因保密无法实现资源共享；运维技术人员、隧道专业人才不足及人才老龄化严重等）。指出这些问题不仅阻碍了运维技术的高质量发展，也影响了整个运维成本和质量。针对我国隧道运维技术的发展，提出以降低隧道设施的全生命周期成本与延长服役寿命为目标，构建基于结构性能与成本的“预测型”运维体系，建议发展一体化运维技术、研发快速维修加固技术、开发智慧运维管理系统等，通过多学科融合交叉，构建系统性的运维管理体系。     

浅谈国内外公路隧道检测车发展现状与研究

伴随着中国各省隧道的建成,我国关于隧道的任务正在从大量建造向建造与维护转型,传统的人工检测方法已经不能满足高效、精准的检测要求,急需一种无须封路的快速检测装备,多功能隧道检测车应运而生。文章先介绍了新规范中公路隧道的检测要求,及传统检测和新兴检测方法,阐述了国内外隧道检测车发展现状,分析了已投入使用的隧道检测车存在的问题,探讨了隧道检测车未来技术发展方向。     

面向多源异构信息融合的隧道群组装备数据提取技术研究

为保证隧道施工多源异构设备数据的有效采集，针对施工群组装备运行数据特征，开展散布、异构设备数据的并行采集方案及技术研究； 在先行构建出数据采集系统框架、采集实施流程的基础上，针对设备多维、连续数据生成的特点，开展基于流数据管理（stream-based date management， DSM）的技术方法探究； 通过构建多并发数据采集（forward-oriented optimal concurrency control， FOCC）系统，实现多源异构数据的集采、并采。通过重点对前向乐观并发数据采集管理、采集设备自动组网技术方案进行研发实践，研发多协议集成、多接口并发采集、自组网、自主发送的“数据采集终端”，成功实现了龙门吊、泥水分离系统等隧道施工装备运行数据的实时提取。研究证明，提出的多数据并采技术方案可有效解决多源异构数据采集问题。     

隧道硬岩掘进经济成本对比分析

目前国内山岭隧道多数采用人工开挖,机械化、自动化水平低,不能满足隧道快速施工的要求。结合某隧道施工实践,介绍了人工开挖和双台车开挖机械设备配套、光面爆破技术,统计隧道开挖各工序的消耗时间,预估单台车开挖的时间消耗,并以此为基础详细分析、计算了各自施工成本组成,得出了台车开挖施工成本低,节约循环时间,更有利于快速掘进的结论。     

基于GRA-SSA-Elman的隧洞TBM掘进适应性评价

为准确评价隧洞施工TBM掘进适应性，保障TBM安全、高效施工，提出一种基于灰色关联分析（GRA）与麻雀搜索算法（SSA）优化Elman神经网络的TBM掘进适应性预测模型。首先，从地质条件、掘进参数、不良地质、施工组织4个方面综合考虑，初步选取13个主要影响因素，建立隧洞TBM掘进适应性评价指标体系； 然后，利用GRA分析指标与掘进适应性间的关联性，引入SSA优化Elman神经网络，提高模型性能，并采用留一交叉验证法验证模型的准确性及可靠性，使得模型最接近原始数据分布特征； 最后，结合北疆水利工程某标段中待测样本对模型预测效果进行验证，同时与Elman、PSO-Elman、BP神经网络模型预测结果及现场实际结果对比分析。结果表明： SSA-Elman模型预测结果与实际工程结果吻合度较高，该模型能够正确、有效地对TBM掘进适应性进行预测评价，且具有合理性和可操作性，可为隧洞TBM适应性评价提供一种新方法。     

隧道消防喷淋系统设计优化及防火规范探讨

针对公路隧道自动喷淋消防系统采用单种消防检测报警系统对车辆移动火灾不能快速响应及准确定位的局限性,分析了隧道中央监控系统CCTV事件检测报警的特点,提出了在中控室增设"远程多线制硬启动"方案,采用多种消防检测手段及辅助设施报警方式,由消控室自动/人工启动对应防火分区的喷淋阀组实现快速精准灭火。     

运营铁路隧道病害检测、监测、评估及整治技术发展现状

铁路隧道病害具有一定的发展过程，如何在隧道病害进一步恶化之前采用相关仪器设备进行有效检测和实时监测，并进行定量化的科学评估，是铁路隧道检测、监测和评估领域面临的问题与考验。通过在铁路隧道运营维护领域的多年探索和积累，总结当前运营铁路隧道检测、监测、评估及整治技术的发展现状，对运营铁路隧道的日常运维养修具有重要的参考意义。首先，通过对铁路隧道病害进行普查和调研，对运营期铁路隧道病害进行梳理；然后，利用由验收检测、周期检测、日常检测、重点监测构成的运营铁路隧道检测、监测体系，及时掌握运营铁路隧道的运营状态；此外，基于运营铁路隧道状态评估方法，实现隧道建筑物劣化状态的快速评定；最后，通过对铁路隧道病害类型的归纳和原因分析，总结出一套适用于运营铁路隧道的病害整治技术体系。