公路隧道檢測車現狀及發展趨勢

邱雨

摘 要：文章介紹了公路隧道檢測車現狀，由于我國隧道里程長，依賴于傳統人工檢測使隧道檢測效率低，不能滿足目前市場需求。與國外隧道檢測車相比，我國隧道檢測車病害檢測指標單一、隧道病害識別自動化程度低、作業時間長。但在我國隧道檢測市場需求大的背景下，我國隧道檢測車行業也在快速發展，向著價格低、操作方便、檢測功能全面、隧道病害自動化識別等趨勢發展。

關鍵詞：隧道檢測車;隧道檢測技術;隧道病害;隧道病害識別

中圖分類號：U459.2? 文獻標識碼：A? 文章編號：1671-7988（2020）22-237-02

Abstract： The current status of highway tunnel inspection vehicles is introduced. Due to the long mileage of tunnels in our country， relying on traditional manual inspections results in low tunnel inspection efficiency and cannot meet current market demands. Compared with foreign tunnel inspection vehicles， my country's tunnel inspection vehicles have a single disease detection index， low degree of tunnel disease identification automation， and long operation time. However， under the background of high demand in my country's tunnel inspection market， my country's tunnel inspection vehicle industry is also developing rapidly， with low prices， easy operation， comprehensive inspection functions， and automatic identification of tunnel diseases.

Keywords： Tunnel inspection vehicle; Tunnel detection technology; Tunnel disease; Tunnel disease identification

CLC NO.： U459.2? Document Code： A? Article ID： 1671-7988（2020）22-237-02

引言

自2000年以來，我國公路隧道在國家開發戰略背景下高速發展，隨著我國公路網向萬壑千巖的偏遠地區發展，截止2018年底，我國公路隧道17738座，總長達17236.1km，與2017年相比，隧道數目增加了9.3%，隧道里程增加了12.8%。同時，公路隧道的養護問題也映入眼簾。

在上個世紀八十年代，美國和瑞典研制出了當時最先進的隧道檢測系統：PAVUR系統和PCES系統。其依靠轉換器將系統采集的模擬量轉換成計算機能夠處理的數字量，提高了檢測效率。

現在，公路隧道檢測技術正逐步向自動化方向完善，傳統檢測方式依靠技術人員在隧道內行走，手持檢測儀器，通過目視觀測判斷隧道病害已經不能滿足現如今的隧道檢測任務;而隧道檢測車可以不影響隧道運營，又能滿足高速公路隧道檢測的快速性、準確性。

1 國內外隧道檢測車現狀

1.1 國外隧道檢測車現狀

進入到21世紀后，由于電荷耦合裝置CCD的出現，它能夠將圖像信息實時的傳送到計算機中，并能對圖像信息進行存儲和處理，提高隧道病害檢測效率，但大大提升了硬件成本，使得檢測車十分昂貴。由于日本由于地理環境特殊，隧道檢測技術已發展到成熟階段，在2014年，日本三菱電機會社推出公路隧道檢測車MIMM-R，其檢測系統由MIS（移動圖像采集系統）和MMS（移動地圖構建系統）構成。MIS系統獲得的隧道襯砌的高分辨率圖像，可以檢測0.2mm寬的裂縫、滲水點。MMS系統用于測量隧道的3D形狀和隧道線形。其測量技術先進，配備由高精度激光掃描儀，可獲得高密度點云數據，可以快速準確地獲得隧道襯砌裂縫、漏水等隧道襯砌病害。無需接觸即可測量，能以50km/h的速度進行檢測，消除了交通管制，檢測成本比傳統方法大大降低了。

1.2 國內隧道檢測車現狀

我國在上世紀由于經濟和技術條件的制約，隧道檢測技術發展較慢。隨著改革開放，我國經濟飛速發展，交通運輸建設也飛速發展，在我國地形復雜區域，隧道成為了公路交通運輸中不可或缺的一部分。隨著隧道的增加，在給隧道進行養護任務時，人工檢測耗時耗力，且需交通管制，在此背景下，我國科研人員在自動化檢測技術方面取得了極大進步。其中，武大卓越的隧道檢測車能以0-80km/h的速度連續8-10h檢測，并且安裝了能自旋轉的傳感器安裝平臺，實現隧道整體檢測，可檢測0.2mm寬裂縫，其在國內交付，打破了國外壟斷;上海同巖科技同樣也擁有隧道檢測技術，其隧道檢測車特點在于雙車道檢測，實現隧道檢測數據采集自動控制，裂縫寬度識別精度達0.2mm，構建隧道三維點云模型。我國隧道檢測車起步慢，檢測設備性能指標沒有國外先進，同時受于國外先進硬件設備出口限制，須加快自主研發道路，打造符合我國自己公路隧道檢測環境的隧道檢測車。

2 隧道檢測車發展趨勢

國外隧道檢測車發展較早于我國，但隨著我國的科學技術的發展，我國隧道檢測車也在追趕國外先進技術。國內外公路隧道檢測車主要不同點是隧道襯砌病害圖像數據的采集方案不同，主要分為基于線陣相機的線激光照明方案和基于面陣相機的LED頻閃照明方案。同時各公司或單位隧道檢測車上均安裝有慣導系統和光點編碼系統進行車輛定姿和定位，且各車主要通過采集隧道襯砌圖像進行隧道襯砌病害檢測，盡管相機的類型不同，但相機及照明的數量的不同，最終使得最終生產成本基本持平。目前隧道檢測技術可能面臨的部分問題：（1）目前市面上隧道檢測車售價過高，難以廣泛普及。（2）隧道襯砌病害識別主要為人工標識，需要研究一種高魯棒性、高準確性的隧道襯砌圖像病害自動識別方法。（3）檢測車在運行中受到地面以及車體自身的發動機、傳動系等激勵對車載系統以及圖像采集系統的影響導致的圖像采集誤差。目前隧道檢測車正在向價格低、操作簡單和檢測功能全面等方面發展，推動隧道檢測車的普及，淘汰現有落后的檢測技術，使隧道檢測更加的方面、快捷，對整個隧道產業的變革起到關鍵作用。

3 結語

本文分析了公路隧道檢測車的現有技術，以及國內外隧道檢測車特點，著重介紹了我國一些公司或單位研發的隧道檢測車，其與國外檢測車的共同點及差異，指出了目前隧道檢測車發展趨勢和亟待發展的先進技術。

在我國公路隧道飛速發展的背景下，對公路隧道系統的養護需要投入大量的人力、物力。隧道檢測車為隧道養護提供了很大便利，使隧道檢測車檢測功能全面、操作方面、普及廣泛，對我國隧道養護產業來說是一個巨大的改變，推動公路隧道檢測車的發展對我國公路交通建設具有重要意義。

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