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铁路运营隧道检测技术综述

王石磊  高岩  齐法琳  柯在田  李红艳  雷洋  彭湛  
【摘要】:为了解铁路运营隧道检测技术研究与应用情况,梳理了隧道病害特点与检测方法,从表观状态、内部状态、几何形态、高精度地面移动检测机器人和数据信息化5个方面,分析了国内外检测技术现状,探讨了检测技术体系与发展方向。分析结果表明:表观状态检测主要有相机摄像和激光扫描技术,相机摄像系统适用于车载平台,检测速度达80 km·h~(-1),激光扫描系统结构精巧,检测速度约为5 km·h~(-1);图像处理、计算机视觉是表观病害识别的2种技术,拓展设计病害特征、提高识别效率、降低非病害因素干扰是图像处理技术进一步发展方向,计算机视觉推广关键在于构建行业级病害样本库;地质雷达是开展内部状态检测的关键技术,地耦型雷达速度约为10 km·h~(-1),空耦型雷达速度达80 km·h~(-1),空耦型雷达检测系统关键在于优化天线结构、信号增强、抑制电气化设施和机械系统振动干扰,地质雷达、红外热成像、超声层析成像、激光缺陷检测法等检测技术在探测范围、精度、效率等方面具有互补性,可构成多技术综合运用策略;几何形态检测主要有激光扫描、激光摄像、惯性测量技术,激光扫描测量精度高,速度约为10 km·h~(-1),激光摄像速度达60 km·h~(-1),提高激光摄像测量精度关键在于系统标定与振动补偿,可基于惯性测量深化研究开展仰拱上拱变形检测;发展和推广高精度地面移动检测机器人、检测数据信息化是与隧道规模相适应、状态精准管理相匹配的保障措施;检测技术体系建议由"车载式快速综合检测+原位与地面移动精确检测+数据信息化平台"3部分组成,未来发展方向应集中在空耦型雷达快速检测、复合变形快速精确测量、高精度地面移动检测、病害智能识别及多源数据融合分析等方面。

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