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。     

海底管线隧道运营检测体系的建立与应用实践

文章分析了建立海底管线隧道运营检测体系的必要性,提出建立运营检测体系须考虑海底隧道的结构安全、水文地质环境特点、运营条件和使用工况以及管线要求等因素,认为检测体系应分成日常检查、定期检测、特别检测和专项检测4类,并给出了检测频率、检测内容、检测方法、技术状况评定标准和各分项指标的权重。最后以深圳前湾隧道为例,采用上述检测体系对隧道进行了定期检测,并摘录了部分检测结果。结论表明,文中给出的检测内容和评定标准能够客观反映海底管线隧道的安全性能及工况状态,采用文中提出的检测方法可准确获得上述指标,从而为隧道病害整治提供科学的决策依据和技术支撑。     

运营铁路隧道衬砌背后较大空洞的精确检测技术

目前采用地质雷达等无损检测技术可快速、准确检测衬砌厚度和衬砌中钢筋数量等参数,并可有效判识衬砌背后空洞等缺陷沿隧道纵向和环向长度,但对这类缺陷的径向尺度因介电常数的差异、反射面的识别等原因而无法准确判识。依托西南地区某运营铁路隧道衬砌背后存在较大空洞的工程实际,结合现场钻孔调查和地质雷达无损检测,首次运用钻孔三维激光扫描技术对运营铁路隧道衬砌背后空洞进行扫描,实现精确检测,得到衬砌背后空洞的三维形态和具体尺寸,检测成果可为隧道病害整治提供准确的数据,可设计出更具针对性和操作性的整治方案。提出的“物探+钻孔三维激光扫描”技术,能实现衬砌背后空洞“粗中有细”的全面检测。     

公路隧道机电系统综述

论述了公路隧道机电系统的构成与特点，以实际调查数据为基础，分析了发展现状与存在的主要问题，提出信息检测数字化、信息交流网络化、运营状态可视化、系统控制智能化、系统管理科学化是我国公路隧道机电系统自必然发展趋势：     

公路隧道病害快速检测技术发展和应用现状

随着中国公路隧道通车里程的逐年增长,公路隧道检测和养护工作也愈加繁重,传统人工检测方式存在效率低、安全隐患大、主观性强以及需要交通管制等缺点,隧道快速检测技术的应用能有效解决人工检测方式的诸多缺点。该文主要介绍了基于激光扫描技术与摄影拍照技术的隧道快速检测技术及其代表性设备,并对其优缺点进行了综合比较,总结了现阶段隧道快速检测技术实践应用中存在的问题,为中国隧道快速检测技术的改进与推广应用提供参考与借鉴,同时明确了隧道快速检测技术今后的发展方向。     

多源数据互补的隧道运营安全智能监测系统设计与应用

隧道作为高速公路重要的一环,以“人-车-环境”为主要因素的运营安全问题一直为管理者所关注。通过系统平台的架构与功能设计,以基于深度学习的视频事件检测技术为基础,适当增加如“雷达+视频”的融合检测技术、隧道态势感知技术、智能球机联动功能,提高了异常事件的检出效率,可掌握隧道实时运行状态以及事后的智能聚焦查看。解决了依靠人工巡检视频监控隧道交通事件的难题,其智能化、及时性、准确性对于预防二次事故的发生和控制事态发展,具有重要作用。     

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。     

铁路盾构隧道智能建造技术现状与展望

我国铁路盾构隧道智能化理论方法还不成熟,智能技术较落后,大部分理论研究成果缺乏实用性;盾构隧道各环节未建立起有效信息交换渠道,没有形成盾构隧道全生命周期系统的完整体系。为了推动智能化建造在我国铁路盾构隧道中的发展应用,通过对铁路盾构隧道智能化建造在地质勘察、设计、施工、运维全生命周期过程中的研究现状、存在问题进行总结分析,提出建立完善的盾构隧道智能建造技术体系,完善铁路盾构隧道智能建造理论创新,启动铁路盾构隧道智能建造相关规程的编制,完备标准体系,是铁路盾构隧道智能化建造技术发展的方向。     

基于BIM技术的高速公路隧道安全运营管理应用研究

随着我国社会经济的快速发展,国家高速公路的建设规模日益扩大,截至2018年底全国高速公路通车总里程已超过14万公里。其中山区高速公路的桥隧比普遍在60%～70%,极端特殊情况下,可高达90%[1],并且信息化管理程度也在逐年快速发展。根据国务院在《"十三五"现代综合交通运输体系发展规划》的要求,以智能化带动交通运输现代化,将信息化和智能化发展贯穿于交通运行服务的各个环节,推动云计算、大数据、物联网、智能控制等技术与交通运输深度融合,基于BIM技术的高速公路隧道全新管理理念应运而生,即通过建立高速公路隧道全真三维模型,并将模型与数据库中所有相关设计变更图纸、施工和运营管理维护信息等相关联,真实全面地在管理平台中展现隧道资产和运营管理状况,以提高隧道现代化安全运营管理水平。     

巡检机器人在公路隧道运营中的应用

针对衬砌病害智能化检测在公路隧道运营中的应用,介绍国内外智能检测技术硬件装备和基于衬砌图像的病害检测算法,并重点梳理隧道巡检机器人的关键技术方案和应用情况,提出了巡检机器人在交通隧道应用面临的技术问题和解决思路,展望了隧道巡检机器人在交通隧道运营安全方面的应用前景。     

城市主干路隧道段智慧化系统研究应用

伴随着我国经济的迅速发展、城市人口的急剧增长以及城市主干路隧道建设的逐年推进和道路运力需求的快速增加，国家相关部门提出重点推进智慧交通基础设施建设。其中逐步实现我国公路隧道智能化、信息化、集成化、绿色节能化是智慧交通发展的关键。以实际案例进行城市主干路隧道段智慧化研究分析，通过智慧运营管理平台、数据交互、共享信息等一系列技术手段，在设备控制、事件预警、流程管理、应急处理等方面提升隧道运营管理的业务能力。     

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。     

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。     

模糊评价法在铁路运营隧道安全状态综合评判中的应用

影响铁路运营隧道安全性的因素众多。该文从铁路运营隧道安全性研究的需要出发,构建评价指标体系。在对铁路运营隧道安全性的主要因素分析基础上,通过相应指标的主要参数划分等级,提出定性和定量结合的多指标、多参数运营隧道安全性评定模型和方法。在评价因素选取、权重分配方面对各种因素给予考虑。并根据隶属函数的性质确定了综合评判矩阵的计算方法。该模糊综合评价模型与我国既有隧道安全性评价方法相比,更能反映铁路运营隧道的实际情况,具有良好的可靠性和准确性。     

沉管隧道智能化通风系统软件开发与节能分析

依托港珠澳大桥沉管隧道工程,利用多目标智能化控制方法与风机变频技术,研究在隧道风机最优运行效率与交通运营安全条件下的车辆平均行驶速度、交通运营安全、废弃物排放量三者之间的最佳匹配曲线,形成"主动式"的隧道风机控制方式与节能方法,建立高效运转、低值能耗、低量废弃物排放的隧道通风系统,实现通风的智能化控制,建立一整套沉管隧道智能通风控制模式。基于该智能通风控制模式,以Visual Studio2012为开发平台,采用C#开发语言,开发了沉管隧道智能通风模拟系统,实现"隧道内有多少车辆,开启洞内多少台风机"的通风智能化控制,实现真正意义上的节能控制。     

新一代公路（道路）隧道机电设备综合管控系统设计

为解决当前隧道机电设备种类繁多,软件系统独立,应急处置时需人工操作多系统实现设备联动控制,以及设备缺乏预防性养护的问题,依托物联网、云计算等先进技术,建设隧道机电设备综合管控系统。系统主要功能如下： 1）将隧道外场机电设备分为PLC控制设备和非PLC控制设备,针对不同类型的设备采取不同的数据采集手段,实现对隧道机电设备状态的监测与故障报警; 2）根据相关规范要求,结合交通事件发生位置与区域影响,制定机电设备联动控制应急预案,实现隧道交通综合管控与交通诱导; 3）采集机电设备历史养护数据,依托云平台提供的大数据技术,对海量历史检测数据进行数据清洗与分析,重点关注检测数据存在异常变动的机电设备,实现机电设备“预防性养护”与差异化清洁维护。通过建立该系统,实现隧道运维阶段的智能化和信息化, 提高运营经济效益,提升隧道安全运营管理水平。     

基于BIM技术的物联网运营地铁结构健康监测系统设计与实现

为对运营隧道的健康状态进行实时监测，提高监测的准确性，以武汉地铁3号线王宗区间监测项目为背景，研究基于BIM技术的物联网运营地铁结构健康系统架构。针对监测指标的具体特征（例如沉降、倾角、加速度），阐述传感器网络的布设与监测数据的传输方案，进行预警分析和评估结果系统界面演示。通过BIM核心数据库的内容构建，基于DYNAMO参数化提出运营隧道三维建模方案，实现三维模型与多级预警制度的集成，实现监测预警的可视化，为运营隧道结构健康监测系统设计、传输方案选取、监测量预警分析与预警可视化方向提供思路。     

基于参数化的铁路隧道辅助设计系统开发

分析目前我国铁路隧道CAD技术现状,提出了开发以参数化技术为核心的铁路隧道CAD系统的必要性,重点介绍如何在铁路隧道中实现参数化设计。     

基于GPS／GIS／GSM的公路隧道运营管理研究

本概述了我国长大公路隧道的建设情况和GPS／GIS／GSM技术的内容与概念，剖析了长大公路隧道的运营特征；提出来用基于GPS／GIS／GSM的公路隧道运营管理模式和系统设计方案，实现现代长大公路隧道的远程监控与管理。     

隧道无损检测技术在铁路改扩建中的应用

依托新建巴万高速羊子岭隧道工程,调查并无损检测了既有羊子岭隧道运营健康状态。具体包括开展近接段既有羊子岭隧道回弹、裂缝、脱空、渗漏等项目的无损检测,确定了既有铁路隧道安全控制指标,评估了无上跨公路隧道条件下既有铁路隧道的健康安全状态。其结论可为类似工程提供参考和借鉴。