地鐵隧道表面缺陷快速智能檢測系統(tǒng)
系統(tǒng)概述
玖瑞科技與北京工業(yè)大學(xué)聯(lián)合研發(fā)的地鐵隧道表面缺陷快速智能檢測測系統(tǒng)可安裝于專用的地鐵檢測工程車,，在線快速實時準(zhǔn)確獲取隧道表面圖像及測量隧道輪廓幾何參數(shù),，通過編制傳統(tǒng)與深度學(xué)習(xí)融合的圖像處理算法及點云數(shù)據(jù)處理算法,，獲取隧道表面缺陷（裂紋,、掉塊,、漏水等）信息及形變數(shù)據(jù),，建立隧道工程大數(shù)據(jù)庫,，再通過采用人工智能算法對隧道大數(shù)據(jù)的處理和分析，結(jié)合隧道工程經(jīng)驗,，可智能提供隧道維修維護(hù)建議及預(yù)警,，提高隧道的安全可靠性，降低維護(hù)維修的成本,，最終實現(xiàn)隧道維修維護(hù)的智能化、無人化作業(yè),。
該系統(tǒng)取得發(fā)明專利6項,，實用新型5項，軟件著作權(quán)1項,，曾獲“北京市教育委員會市屬高校創(chuàng)新能力提升計劃”項目資助,，是世界范圍內(nèi)首次成功研發(fā)。
驗證試驗場
主要技術(shù)
系統(tǒng)是快速運動狀況下高清晰圖像獲取技術(shù),、圖像識別與測量技術(shù),、激光動態(tài)三維測量技術(shù)、工業(yè)智能大數(shù)據(jù)技術(shù),、深度學(xué)習(xí)等人工智能算法技術(shù),、工業(yè)云技術(shù)在隧道表面缺陷及形變檢測過程中的成功典型應(yīng)用。
系統(tǒng)技術(shù)規(guī)格
系統(tǒng)安裝于搭載平臺（如：地鐵隧道檢測采用中車集團(tuán)株洲電力機車有限公司生產(chǎn)的ZER系列蓄電池電力工程車）所形成的隧道專用檢測工程車的技術(shù)規(guī)格參數(shù)如下：
（1）檢測時的最大行進(jìn)速度不大于21.6km/h；
（2）圖像分辨力不低于0.1mm*0.1mm,；
（3）裂縫檢測范圍：寬度 ≥0.3mm且長度 ≥50mm,，寬度檢測誤差不大于±0.1mm；
（4）漏水最小檢測面積：不小于100cm2,；
（5）隧道形變測量精度：不低于±2mm,；
（6）缺陷里程定位誤差：±50cm；
（7）里程定位精度：1%（總行駛里程）,；
（8）多次測量同一位置里程定位一致,，精準(zhǔn)匹配；
（9）多次測量,，100%能自動識別同一表面缺陷的形態(tài)變化,，精準(zhǔn)匹配；
（10）隧道表面自動檢測識別率不小于80%,，可識別范圍內(nèi)表面缺陷自動正確識別率不小于95%（與隧道結(jié)構(gòu)相關(guān)）,；
（11）前端圖像及數(shù)據(jù)采集防護(hù)等級：IP67；
（12）供電：機車220VAC或電池供電,；
（13）溫度范圍 -10～+45℃,；
（14）濕度范圍 20%～85%RH（無凝露）；
（15）規(guī)格尺寸：按需求進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計,，滿足需求,。
系統(tǒng)功能
（1）系統(tǒng)適用于各種類型的隧道表面缺陷及形變檢測；
（2）系統(tǒng)具備快速檢測功能（15-21.6km/h),；
（3）系統(tǒng)高精度檢測,，符合隧道建筑缺陷測量規(guī)范（如:裂紋寬度0.3mm）；
（4）系統(tǒng)具備多功能性,，可同時一次性獲取多項隧道信息（如：裂紋,、漏水、掉塊,、形變,、隧道設(shè)備變化、三維高精度地圖等）,；
（5）高可靠性,，不易損壞；
（6）系統(tǒng)采用多項技術(shù),，滿足較復(fù)雜惡劣現(xiàn)場工況要求,；
（7）采用多項包括人工智能算法在內(nèi)的前沿技術(shù),精確測量和數(shù)據(jù)匹配，可智能分析,、預(yù)測,、預(yù)警,，提供維修建議；
（8）系統(tǒng)采取模塊化設(shè)計,，可實現(xiàn)多種功能組合,，適應(yīng)不同應(yīng)用場景；
（9）系統(tǒng)具備遠(yuǎn)傳及工業(yè)互聯(lián)功能,；
（10）系統(tǒng)可提供“隧道大數(shù)據(jù)云”平臺,，遠(yuǎn)程訪問及操控；
（11）使用方便簡單,。
系統(tǒng)算法
通過有機融合傳統(tǒng)算法與深度學(xué)習(xí)（DNN）開發(fā)的圖像處理算法,，可快速識別隧道表面缺陷（如裂紋、掉塊,、滲漏水等）,，并測量缺陷的各項幾何參數(shù)（如：寬度、長度,、面積等）,，為隧道缺陷數(shù)據(jù)的智能處理提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。
圖像處理識別算法的展示
裂紋檢測圖例 漏水檢測圖例
系統(tǒng)軟件
地鐵隧道表面缺陷快速智能檢測系統(tǒng)提供了較為豐富的功能,，如：接收和存儲隧道圖像數(shù)據(jù)和測距數(shù)據(jù)文件,，并在數(shù)據(jù)庫中建立圖像文件的索引信息；通過對圖像數(shù)據(jù)的處理檢測到裂紋,、漏水等目標(biāo),；可以對同一隧道多次檢測到的目標(biāo)進(jìn)行比較以評估目標(biāo)的變化及其趨勢；可以將圖像數(shù)據(jù)拼接生成隧道內(nèi)壁的3維圖像等,。
軟件界面部分展示
系統(tǒng)應(yīng)用
（1）可直接適用于或安裝在不同的搭載平臺上適用于地鐵隧道,、大鐵隧道、引水及過水隧道,、排污隧道,、公路隧道的快速智能表面缺陷及形變檢測；
（2）可適用于TBM/盾構(gòu)挖掘的圓形隧道,、鉆爆法挖掘的馬蹄形,、方形及不規(guī)則形狀的隧道表面缺陷及形變檢測；
（3）檢測原理也可用于其它土木建筑領(lǐng)域,，如：橋梁、大壩,、路面等建筑或建筑構(gòu)件的快速智能缺陷及形變檢測與測量,；
（4）可應(yīng)用于各類科學(xué)研究中。
