[发明专利]一种地铁隧道衬砌裂缝渗漏水病害快速检测装置及其检测方法

说明书

本发明公开了一种地铁隧道衬砌裂缝渗漏水病害快速检测装置及其检测方法，涉及隧道检测技术领域，该方法包括在地铁隧道进行第一次检测时，检测装置采用低速行驶、低帧率以及高分辨率采集图像信息并进行图像识别，获得隧道的病害区和相对安全区，对同一条地铁隧道再次检测时，检测装置在相对安全区采用中高速行驶、较低帧率采集图像信息并识别以判断是否有新病害区域，如有，将该区域划分到下一次检测时的病害区，在病害区采用高帧率采集图像信息。本发明通过基于变频(帧率)拍照以实现在检测装置在高速行驶下保证病害点的有效采集，节省图像采集时间、提高存储与传输速度，依托深度学习中的YOLO模型，达到实时快速检测的同时保证较高的准确率。

技术领域

本发明涉及隧道检测技术领域，具体讲是一种地铁隧道衬砌裂缝渗漏水病害快速检测装置及其检测方法。

背景技术

近十年来，随着全国城市基础设施建设持续快速推进，中国地铁隧道发展极为迅速。截至2020年底，已经有44座城市开通地铁，运营总里程达7773公里，占全球总里程的28％。地铁隧道的安全运营对于保证城市地铁交通安全，具有极其重要的意义。

目前，我国地铁隧道正处于建设与维修整治并重阶段。受地形、地质、气候条件和建筑材料及勘察、设计、施工、运营等各种因素影响，运营期隧道病害问题日益突出，经常出现衬砌渗漏水、衬砌裂缝、混凝土劣化、衬砌背后脱空等病害。其中，最为常见也是最多的两种病害是衬砌渗漏水和衬砌裂缝。

衬砌开裂多与使用条件，环境条件，材料性质，施工等因素有关，它会降低衬砌结构对围岩的承载能力，影响隧道的结构安全。此外，一定深度的裂缝还会成为渗漏水的通道，加速衬砌的破坏。衬砌渗漏水主要来自于自然降水和地下水，通常具有一定的腐蚀性，长时间的渗水腐蚀会造成隧道衬砌混凝土结构的损坏，降低衬砌对隧道岩体的围护性能；特别是在一些冬季较为寒冷的地区，隧道缝隙中渗漏水的反复冻融很容易造成隧道衬砌出现裂隙等问题，严重影响隧道结构安全和使用年限。因此定期检测隧道内衬砌裂缝和渗漏水对于保证隧道结构安全，保证列车的通行安全具有重要意义。

传统的人工检测方法效率低，主观性强，费时费力，而且由于地铁隧道横断面直径通常大于电缆隧道，隧道顶部微小的裂缝和渗漏水痕迹不易被人眼捕捉到，因此需要一种自动检测装置才能满足大规模地铁隧道网络的裂缝与渗漏水检测要求。近些年来陆续发明了多种自动化检测设备，部分设备已经可以较为准确的识别隧道衬砌渗漏水和裂缝等病害，但在检测过程中仍面临图片采集清晰度与病害快速实时检测识别相协调的困难。即当采集图片清晰度过高时，模型运算时间较长，难以实现图片中病害的实时识别；若为了保证模型运算速度较快，图片的清晰度偏低，对于细小的裂缝检测不到。为了保证设备在拍出高精度照片的同时，能够实时快速准确的处理海量信息的数据，提高检测效率，还需要发明一种新的铁路隧道检测设备。随着自动化、智能化技术的兴起，当前许多隧道表观病害的新型检测技术被提出：

申请号为201811222356.4的中国专利提供了一种隧道裂缝检测方法、系统及终端设备，所述检测方法包括：获取待检测图像，待检测图像为隧道区域图像，提取待检测图像的特征信息，根据特征信息得到待检测图像的检测结果，若检测结果为包含裂缝，则确定待检测图像对应的隧道区域为裂缝区域，当确定出裂缝区域后，便自动进行双目立体测量，确定裂缝的几何参数，几何参数包含裂缝长度和裂缝宽度，几何参数获取速度快，无需人工进行检测以及测量裂缝，提高了对隧道裂缝几何参数的获取效率。该方法未提供如何实现双目立体测量，仅提出了一种双目测量过后的检测平台，而且该双目立体测量主要用于裂缝的识别，无判断方位、障碍物等功能。