[发明专利]一种隧道健康监测系统及方法

说明书

本发明公开了一种隧道健康监测系统及方法，系统包括设置在检修车上的环形架，环形架与所在的检修车行进方向垂直或者呈非零的一定角度，在弧形架上布设有拍摄隧道全景图像的多个图像传感器,为图像传感器提供照度的多个补光灯，对隧道内壁进行距离测量的测距模块；图像传感器为一组或分为多组前后并列且纵向对应布设在环形架上；该系统通过不同位置拍摄同一视场图像来增加图像采集精度，进而提高隧道健康监测精度；实现隧道的全景监测，监测范围大；中央处理器对测量数据进行离线分析处理，有效避开地铁停运时段过短带来的人为漏判问题，大大延长了地铁隧道监测天窗期，对隧道健康实时监测。

技术领域

本发明涉及隧道检测领域，特别是涉及一种隧道健康监测系统及方法。

背景技术

城市轨道中的盾构隧道因穿越的工程地质以及水文地质等条件复杂多变，长期受地表水和地下水有害作用的影响，以及受隧道修建时期的设计与施工条件的限制，早期修建的隧道时常发生隧道形变、盾构片开裂，脱空、边墙渗水、盾构壁漏筋等隧道病害，这将会严重影响隧道的使用寿命，甚至威胁到地铁运营安全，因此如何对现役营运隧道以及在建隧道进行健康评估和实时监测就变得尤为重要。

目前城市轨道交通行业的隧道健康评估和线路巡检在日常监测和定期监测两个方面存在如下问题。

日常监测受环境影响，不能对病害及时反馈，主要表现在：

地铁的日常监测依靠人工完成，在地铁运营时段之外，由检修巡查人员乘坐隧道网轨检修车进入地铁隧道，使用补光灯或手电光照亮后目检隧道墙和盾构壁的状态，因人眼限制，尤其是在曝光不足的条件下，不能识别细微的裂缝和隧道相对形变，另外，巡检效果还会受巡检人员自身职业道德规范和主观想法影响，不能有效形成对病害的实际跟踪，存在安全隐患。

定期监测周期长，效率不高，主要表现在：

为了对地铁隧道的综合健康状态进行全面评估，地铁运营公司通常会定期(如每年)委托专业监测公司对地铁隧道进行综合监测。相较于日常人工监测维护，专业监测设备监测结果比较理想，但是其所需要得出监测结果和给出评估报告周期较长(通常需要3个月)，不能及时反映当前地铁隧道健康状态，也不能实时和有效地进行安全预警。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种隧道健康监测系统及方法。

为了实现本发明的上述目的，根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种隧道健康监测系统，包括设置在检修车上的环形架，所述环形架与所在的检修车行进方向垂直或者呈非零的一定角度，在所述弧形架上布设有拍摄隧道全景图像的多个图像传感器,为所述图像传感器提供照度的多个补光灯，对隧道内壁进行距离测量的测距模块；

所述图像传感器分一组或分为多组前后并列且纵向对应布设在环形架上；

还包括采集所述图像传感器输出图像的图像采集模块，实时同步获取所述图像采集模块和测距模块的输出数据的主控子系统，以及接收所述主控子系统输出数据并进行健康分析处理的位于监控室的中央处理器。

上述技术方案的有益效果为：该系统在不同位置拍摄同一视场图像来增加图像采集精度，进而提高隧道健康监测精度；环形架上布设多个图像传感器可实现隧道的全景监测，监测范围大；主控子系统实时采集图像采集模块、测距模块的输出数据并传输至监控室的中央处理器进行离线分析处理，有效避开地铁停运时段过短带来的人为漏判问题，大大延长了地铁隧道监测天窗期，对隧道健康实时监测。

在本发明的一种优选实施方式中，还包括位于监控室的显示操控模块，所述显示操控模块的数据端与所述中央处理器的显控数据端通信连接。

上述技术方案的有益效果为：通过显示操控系统的启动和关闭，并实时显示隧道全景三维图像、裂缝轮廓图像、以及报警信息等，便于人机交互。