[發明專利]一種地鐵隧道結構綜合檢測車

有效

• 申請號: 201910387411.3
• 申請日: 2019-05-10
• 公開（公告）號: CN110161043B
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 劉學增;劉新根;朱愛璽;陳瑩瑩
• 申請（專利權）人: 同濟大學;上海同巖土木工程科技股份有限公司
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88;G01C21/16;G01S17/08;G01B11/02;G01S13/88;B61D15/12
• 代理公司: 上?？剖⒅R產權代理有限公司 31225
• 代理人: 陳源源

本發明涉及一種地鐵隧道結構綜合檢測車，包括定位系統、采集系統和軌道平板車，軌道平板車在地鐵隧道的軌道上運行，定位系統和采集系統均安裝在軌道平板車上，定位系統包括激光測距模塊和慣性導航模塊，檢測車還包括安裝在軌道平板車上的獨立供電系統和中央控制系統；獨立供電系統用于為采集系統、定位系統和中央控制系統供電；中央控制系統包括采集工控機和定位工控機，分別連接采集系統和定位系統。與現有技術相比，本發明具有自動化程度高、實現隧道結構表觀及內部多參數多功能綜合檢測、隧道縱向及環向厘米級定位等優點。

技術領域

本發明涉及地鐵運營隧道工程檢測領域，尤其是涉及一種地鐵隧道結構綜合檢測車。

背景技術

地鐵承擔城市交通運輸中發揮著重要的作用。地鐵隧道結構在運營過程中，長期受列車振動荷載、材料弱化及地面、周邊建筑物負載及土體擾動等因素的影響，管片結構會可能產生裂縫、滲漏水、剝落、錯臺、背后空洞等病害，進而會導致結構和軌道變形，影響隧道使用性能和列車行車安全。目前對地鐵隧道的病害和變形檢測，主要還是以人工現場檢測為主，配備鋼尺、游標卡尺、手電筒、裂縫測寬儀、裂縫測深儀、記錄板等常用設備，進行人工書面記錄調查信息。傳統方法耗時費力，效率低下，并且檢測質量受人為因素干擾大，目前越來越難以滿足日益增多的地鐵隧道檢測業務需求。

發明專利《一種地鐵隧道病害檢測裝置及檢測方法》(CN201710030407.2)提出了一種基于隧道平板機車，集成相機、激光測距儀和慣性導航儀的隧道病害檢測裝置，對隧道裂縫進行非接觸檢測；實用新型《一種用于運營地鐵隧道結構病害綜合快速檢測裝置》(CN201420554338.7)基于人力小推車，集成相機、照明和計算機實現對運營地鐵隧道結構表觀和變形數據的快速采集。但是上述方法都存在以下問題：1、都是只對隧道的表面進行視覺檢查，檢測設備功能單一，缺乏隧道結構內部病害的檢測項目。2、檢測裝置在進行檢測時無法進行精確的定位，導致建立的隧道模型數據存在一定的誤差，無法準確確定病害的位置。3、為完成隧道檢測作業需要多種不同檢測設備的配合使用，多種數據集成難度大，需要大量的后期工作，導致檢測成本增加，作業效率不高，不利于隧道病害數據的綜合分析和實時比對。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種地鐵隧道結構綜合檢測車。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種地鐵隧道結構綜合檢測車，包括定位系統、采集系統和軌道平板車，所述軌道平板車在地鐵隧道的軌道上運行，所述定位系統和采集系統均安裝在軌道平板車上，定位系統包括激光測距模塊和慣性導航模塊，所述檢測車還包括安裝在軌道平板車上的獨立供電系統和中央控制系統；

所述獨立供電系統用于為采集系統、定位系統和中央控制系統供電；

所述中央控制系統包括采集工控機和定位工控機，分別連接采集系統和定位系統；

所述定位系統還包括光電旋轉編碼器和扣件圖像模塊，所述光電旋轉編碼器安裝在軌道平板車的一對車輪上，所述扣件圖像模塊安裝在平板車的底部，包括紅外槍式攝像機和補光裝置，紅外槍式攝像機和補光裝置均徑向照向軌道的扣件部位。

進一步地，安裝后的紅外槍式攝像機拍攝范圍沿軌道方向至少0.7米，環向方向至少0.3米，并且每幅圖像中均能拍攝到扣件，扣件位于拍攝范圍的隧道縱向中心線處。

進一步地，所述的定位工控機中安裝有軟件程序用于實現以下步驟：

S1、獲取紅外槍式攝像機拍攝的圖像；

S2、對圖像中的扣件進行識別和重復性剔除，記錄扣件個數N和當前扣件圖像中心于圖像中的像素X方向的坐標值a；

S3、通過扣件個數N和扣件安裝間距S計算檢測車每個時刻的行駛里程L，其表達式為：

L＝(N-1)×S+a×B/x；