[发明专利]地铁隧道病害智能监测装置及使用方法

说明书

本发明涉及地铁隧道病害智能监测装置，包含承载单元、驱动单元、数据采集单元、控制单元；承载单元包含车体；驱动单元包含电机；数据采集单元包含安装座；安装座连接支撑板、摄像头、红外扫描器、全息投影器；控制单元包含MCU。本发明还涉及地铁隧道病害智能监测装置的使用方法，包含步骤：将本监测装置放置于起点，初始化定位；激活设备；计算路径，车体运动；采集数据；数据预处理后保存；全息投影器即时将显示；实时分析数据，得到病害分析结果，建立隧道病历；即时显示。本发明自动巡检，实时回传病害信息，速度快、信息准确，即时得出病害分析结果，无人工参与，监测效率提升，漏检率降低；杜绝人员安全问题减少震动，稳固。

技术领域

本发明涉及地铁隧道病害监测技术领域，具体地涉及地铁隧道病害智能监测装置及使用方法。

背景技术

新时代的中国正处于城市化进程的重要阶段，城市发展需要基础设施提档升级，轨道交通管网建设是新基础设施的显著标志。随着轨道交通建设和人工智能成为经济社会发展的新引擎、新动能，地铁建设作为改善城市交通状况的重要方式已成为破解城市发展难题、内涵城市发展动力和拓展城市发展空间的主要举措。

中国城市轨道交通协会《城市轨道交通2019年度统计和分析报告》指出，截至2019年底，中国大陆地区(不含港澳台)共有40个城市开通城市轨道交通(以下简称城轨交通)运营线路208条，运营线路总长度6736.2公里；其中，地铁运营线路5180.6公里，占比76.9％；在实施的建设规划线路总长7339.4公里(不含已开通运营线路)。

地铁运营过程中，以混凝土材料为主的隧道结构出现渗漏水或者裂缝、剥落等表观缺陷，以及隧道断面形变，都是无法避免的病害现象，而且病害机理的长期发展对随到的安全性造成不可逆转的负面影响。因此，在地铁运营中对隧道结构的维护是为保障隧道长期运营的必要手段。

目前主流的运营隧道的日常监测工作方法，仍然是采用人工作业；人工作业分为两种：人工巡检和人工助力巡检。

人工巡检即由监测人员进入待监测隧道，步行走完全程；全程采用监测人员随身携带的设备对隧道的各部分逐一检查，效率极低，非常容易漏检。

人工助力巡检则是将大部分地铁隧道病害监测传感器的安装都依靠简单的结构支架固定在监测车辆上，监测人员仍然步行对隧道的各部分逐一检查，监测车辆随人速度前行；在监测过程中，检测车辆仅仅只是一个监测设备的载具，具体的病害识别、确认工作仍然需要人工参与；例如，隧道衬砌裂缝的监测，是采用人工肉眼识别，然后用标尺测量，相机拍照记录裂缝特质形态，人工记录裂缝位置信息。对于拱腰以上和拱顶的衬砌裂缝监测，则需要采用脚手架或者高空升降平台车，监测人员才能近距离接触到隧道内壁，采用手电筒照明，肉眼查看拱腰和拱顶的病害。

由上可知，人工助力巡检的监测车辆及人工作业的方法具有以下缺陷：

1.人工作业准确率低，容易漏检，且监测效率低；

2.在监测过程中，人员安全性差；

3.病害数据的采集过程离不开传感器的参与，现阶段运行过程中机械振动、固定安装的不牢固等问题都会对数据采集产生不良影响，甚至造成传感器不可逆损坏。

发明内容

本发明针对上述问题，提供地铁隧道病害智能监测装置及使用方法，自动寻径、自动巡检，使巡检过程中由传感器实时回传病害信息，速度快、信息准确；采用计算机自动对回传的各种数据信息进行判断分拣，即时得出病害分析结果，使人工无需参与，使监测效率得到极大提升，使漏检率极大降低。

为解决上述问题，本发明提供的技术方案为：

地铁隧道病害智能监测装置，适用于在地铁隧道的日常病害监测工作中替代人工作业，包含用于装载本监测装置其他部件的承载单元、用于驱动本监测装置运动的驱动单元、用于采集隧道图像数据的数据采集单元和用于控制本监测装置工作的控制单元；其中：