[發(fā)明專利]一種用于高速列車上的隧道病害監(jiān)測系統(tǒng)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110141203.2
• 申請日: 2021-02-02
• 公開（公告）號: CN112945096B
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 洪開榮;馮歡歡;郭衛(wèi)社;冉海軍;劉永勝;賈建波;司景釗;李鳳遠(yuǎn);張俊;張兵;馬亮
• 申請（專利權(quán)）人: 中鐵隧道局集團(tuán)有限公司
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G01B11/24
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11562
• 代理人: 王穎

本發(fā)明公開了一種用于高速列車的隧道病害監(jiān)測系統(tǒng)和方法，包括：車載激光掃描裝置，用于獲取當(dāng)前隧道三維圖形數(shù)據(jù)；定位器，用于獲取當(dāng)前隧道位置信息；云端服務(wù)器，用于將當(dāng)前隧道三維圖形數(shù)據(jù)和當(dāng)前隧道位置信息發(fā)送至隧道病害監(jiān)控平臺；隧道病害監(jiān)控平臺，用于將當(dāng)前隧道三維圖形數(shù)據(jù)和當(dāng)前隧道位置信息，與BIM模型數(shù)據(jù)庫預(yù)先存儲的原始隧道三維圖形數(shù)據(jù)和原始隧道位置信息進(jìn)行數(shù)據(jù)對比，將得到的隧道病害信息通返回至云端服務(wù)器。采用本發(fā)明的技術(shù)方案，能夠利用車載激光掃描裝置全程實(shí)時監(jiān)控隧道的整體情況，全面精確的檢測出隧道病害數(shù)據(jù)以迅速完成隧道病害檢測，從而快速準(zhǔn)確得到隧道病害位置以對隧道進(jìn)行病害處理。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于隧道監(jiān)測設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于高速列車的隧道病害監(jiān)測系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

隧道是埋置于地層內(nèi)的工程建筑物，是人類利用地下空間的一種形式。隧道可分為交通隧道、水工隧道、市政隧道、礦山隧道；隨著我國國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長，隧道作為公路的咽喉，尤其是在偏遠(yuǎn)地山區(qū)公路建設(shè)中，由于客觀地形條件，在保證汽車或高速列車行駛需要的根本上，修建隧道進(jìn)而縮短交通里程的路線設(shè)計方案一直被廣泛的應(yīng)用。

但隧道運(yùn)營過程中往往會出現(xiàn)很多的病害，隧道病害類型包括隧道內(nèi)積水，隧道由于山體滑坡等情況被堵塞，隧道自身變形及開裂等，這種隧道病害會大大縮短隧道的使用壽命；因此如何在隧道運(yùn)營期間，及時有效的檢測和監(jiān)控隧道的各種病害，受到越來越多道路工作者的關(guān)注。

現(xiàn)如今，隧道檢測只考慮到各單項(xiàng)的如隧道內(nèi)積水、開裂等評價指標(biāo)，這些評價指標(biāo)人為因素影響較大，所檢測的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，不利于對隧道的病害進(jìn)行處理，隧道的病害處理缺乏全程及實(shí)時的監(jiān)控，一旦某段隧道出現(xiàn)病害問題，難以快速準(zhǔn)確的對隧道進(jìn)行病害處理，影響了隧道的安全使用，也影響了行駛在隧道內(nèi)高速列車的安全行駛。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種用于高速列車上的隧道病害監(jiān)測系統(tǒng)和方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中檢測數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，不利于對隧道的病害進(jìn)行處理，隧道的病害處理缺乏全程及實(shí)時的監(jiān)控，難以快速準(zhǔn)確的對隧道進(jìn)行病害處理，影響隧道安全使用的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種用于高速列車的隧道病害監(jiān)測系統(tǒng)，包括:

車載激光掃描裝置，用于獲取當(dāng)前隧道三維圖形數(shù)據(jù)；

定位器，用于獲取當(dāng)前隧道位置信息；

云端服務(wù)器，用于將所述當(dāng)前隧道三維圖形數(shù)據(jù)和當(dāng)前隧道位置信息發(fā)送至隧道病害監(jiān)控平臺；

隧道病害監(jiān)控平臺，用于將所述當(dāng)前隧道三維圖形數(shù)據(jù)和當(dāng)前隧道位置信息，與BIM模型數(shù)據(jù)庫預(yù)先存儲的原始隧道三維圖形數(shù)據(jù)和原始隧道位置信息進(jìn)行數(shù)據(jù)對比，得到隧道病害信息，同時將所述隧道病害信息通返回至云端服務(wù)器。

作為優(yōu)選，所述隧道病害監(jiān)控平臺包括：：

去噪模塊，用于對所述當(dāng)前隧道三維圖形數(shù)據(jù)和當(dāng)前隧道位置信息進(jìn)行去噪處理，得到去噪后的當(dāng)前隧道三維圖形數(shù)據(jù)和當(dāng)前隧道位置信息；

處理模塊，用于將原始隧道三維圖形數(shù)據(jù)、原始隧道位置信息與去噪后的當(dāng)前隧道三維圖形數(shù)據(jù)、當(dāng)前隧道位置信息進(jìn)行三維BIM模型數(shù)據(jù)整合，得到隧道三維圖形數(shù)據(jù)輪廓差圖，所述輪廓差圖為隧道三維圖形數(shù)據(jù)坐標(biāo)差形成的三維圖；

輸出模塊，用于對所述輪廓差圖中的輪廓差部分標(biāo)注坐標(biāo)，得到隧道的病害位置；同時根據(jù)所述輪廓差圖，確定隧道病害類型和病害輪廓面積。

作為優(yōu)選，所述車載激光掃描裝置：包括：安裝于高速列車車頭頂端的支撐架、固定于所述支撐架背部并安裝于所述高速列車車頭頂端的橫板、安裝于所述橫板上的接收裝置、以及安裝于所述支撐架頂端的激光掃描單元。