專利名稱：一種隧道病害的檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種隧道病害的檢測方法，屬于隧道滲漏檢測領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
滲漏水、裂縫、接縫張開是運(yùn)營中的地鐵盾構(gòu)隧道中普遍存在的病害現(xiàn)象，通常會安排定期的人工檢測去發(fā)現(xiàn)存在的病害現(xiàn)象，但是傳統(tǒng)的人工檢測很難找出全部的病害現(xiàn)象。此外，由于盾構(gòu)隧道中條件的局限性，很多病害現(xiàn)象是人工無法發(fā)現(xiàn)的。傳統(tǒng)的人工定期檢測法，不僅效率不高，耗費(fèi)人力、物力大；對于前期病害現(xiàn)象也很難發(fā)現(xiàn)，無法保證盾構(gòu)隧道長期安全運(yùn)行。本發(fā)明為運(yùn)營中的地鐵盾構(gòu)隧道提供一種病害現(xiàn)象的檢測方法，取代傳統(tǒng)的人工定期檢測法，彌補(bǔ)了人工定期檢測法的多種不足之處。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種隧道滲水的預(yù)警方法，有效地掌控隧道中可能出現(xiàn)危害的滲漏水現(xiàn)象，并及時采取措施。為達(dá)到以上目的，本發(fā)明所采用的解決方案是一種隧道病害的檢測方法，其包括以下步驟1)通過攝像系統(tǒng)獲取隧道結(jié)構(gòu)的圖像；2)將采集的圖像去噪聲后直接識別出圖像上的結(jié)構(gòu)輪廓，在已識別出結(jié)構(gòu)輪廓的基礎(chǔ)上進(jìn)行2次圖像識別，識別出隧道中的病害現(xiàn)象；3)將有病害現(xiàn)象的部分儲存為塊文件，通過塊文件中的像素點(diǎn)來求出塊文件中病害現(xiàn)象的面積，推出病害現(xiàn)象的類別。所述步驟；3)是通過計(jì)算像素點(diǎn)之間的距離，通過計(jì)算病害現(xiàn)象所占的像素點(diǎn)，識別出病害現(xiàn)象的范圍、大小。其還針對病害現(xiàn)象設(shè)定面積閥值，大于閥值的為滲漏水，小于閥值的為裂縫、接縫；接縫現(xiàn)象只出現(xiàn)在管片與管片之間，可從圖像中直接識別。本發(fā)明還可以根據(jù)地下工程防水規(guī)范編制要求建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，將上述病害現(xiàn)象的相關(guān)數(shù)據(jù)導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)庫便可統(tǒng)計(jì)出所需要的指標(biāo)(如裂縫寬度、滲漏水面積、接縫張開寬度等等)，當(dāng)統(tǒng)計(jì)得到的指標(biāo)值超出規(guī)范的要求值時，數(shù)據(jù)庫能及時向用戶報(bào)警，用戶可通過數(shù)據(jù)庫查詢得到每個病害現(xiàn)象的具體位置，及時發(fā)現(xiàn)可能潛在的危害現(xiàn)象。由于采用了上述方案，本發(fā)明具有以下特點(diǎn)本發(fā)明的檢測方法，代替?zhèn)鹘y(tǒng)人工分析檢測數(shù)據(jù)，可以快速、有效、全面的統(tǒng)計(jì)分析出地鐵盾構(gòu)隧道中的病害現(xiàn)象。


圖1是本發(fā)明檢測方法的裝置原理圖。
圖2是本發(fā)明檢測方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖所示實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。一種隧道病害的檢測方法，其包括以下步驟1)通過攝像系統(tǒng)獲取隧道結(jié)構(gòu)的圖像；2)將采集的圖像去噪聲后直接識別出圖像上的結(jié)構(gòu)輪廓，在已識別出結(jié)構(gòu)輪廓的基礎(chǔ)上進(jìn)行2次圖像識別，識別出隧道中的病害現(xiàn)象，可靠度可保證在95%以上；3)將有病害現(xiàn)象的部分儲存為塊文件，通過塊文件中的像素點(diǎn)來識別處塊文件中現(xiàn)象的面積，通過計(jì)算像素點(diǎn)之間的距離，通過計(jì)算病害現(xiàn)象所占的像素點(diǎn)，可識別出病害現(xiàn)象的范圍、大小等，推出病害現(xiàn)象的類別。并把這些含有病害現(xiàn)象定的塊文件導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫，方便后續(xù)的統(tǒng)計(jì)分析。計(jì)算出病害現(xiàn)象的范圍大小后，可以設(shè)定面積閥值，大于閥值的為滲漏水，小于閥值的為裂縫、接縫；由于接縫現(xiàn)象只出現(xiàn)在管片與管片之間，很容易從照片中識別處接縫。4)根據(jù)地下工程防水規(guī)范編制要求建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，將上述病害現(xiàn)象的相關(guān)數(shù)據(jù)導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)庫便可統(tǒng)計(jì)出所需要的指標(biāo)(如裂縫寬度、滲漏水面積、接縫張開寬度等等)，當(dāng)統(tǒng)計(jì)得到的指標(biāo)值超出規(guī)范的要求值時，數(shù)據(jù)庫能及時向用戶報(bào)警，用戶可通過數(shù)據(jù)庫查詢得到每個病害現(xiàn)象的具體位置，及時發(fā)現(xiàn)可能潛在的危害現(xiàn)象。下面以地鐵盾構(gòu)隧道為例，詳細(xì)說明本發(fā)明。本發(fā)明采用如圖1所示的地鐵隧道的結(jié)構(gòu)檢測車1，其在隧道內(nèi)行走并拍攝隧道結(jié)構(gòu)的圖像，地鐵隧道的結(jié)構(gòu)檢測車1包括檢測車及安裝于檢測車上的推行系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、攝像系統(tǒng)、攝像系統(tǒng)支撐裝置、行程測量系統(tǒng)、紅外觸發(fā)裝置、計(jì)算機(jī)和供電系統(tǒng)，推行系統(tǒng)為檢測車提供動力，控制檢測車運(yùn)行；制動系統(tǒng)為檢測車提供制動力，控制檢測車停止運(yùn)行；攝像系統(tǒng)支撐裝置用于安裝支撐攝像系統(tǒng)；攝像系統(tǒng)拍攝照片獲得隧道的現(xiàn)象狀況；行程測量系統(tǒng)測量檢測車行進(jìn)的距離；紅外觸發(fā)裝置用于觸發(fā)計(jì)算機(jī)和攝像系統(tǒng)進(jìn)行工作；計(jì)算機(jī)接收行程測量系統(tǒng)及攝像系統(tǒng)采集的信息并存儲；供電系統(tǒng)為檢測車提供電力能源。拍攝的圖像被傳送至后臺分析處理設(shè)備進(jìn)行處理，后臺分析處理設(shè)備包括儲存檢測數(shù)據(jù)的服務(wù)器2、對檢測數(shù)據(jù)中的病害現(xiàn)象進(jìn)行病害識別的系統(tǒng)3、用于對病害數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析的數(shù)據(jù)庫。儲存檢測數(shù)據(jù)的服務(wù)器2，將結(jié)構(gòu)檢測車檢測得到的影響數(shù)據(jù)資料儲存在大容量服務(wù)器中，便于檢測數(shù)據(jù)的統(tǒng)一分析、管理。病害現(xiàn)象識別系統(tǒng)3，將采集的圖像去噪聲后直接識別出圖片影像上的結(jié)構(gòu)輪廓， 在已識別出結(jié)構(gòu)輪廓的基礎(chǔ)上進(jìn)行2次圖像識別，識別出隧道中的病害現(xiàn)象，。同時，將有病害現(xiàn)象的部分儲存為塊文件，數(shù)據(jù)庫在識別分析這些塊文件的時候，便能通過塊文件中的像素點(diǎn)來識別出塊文件中現(xiàn)象的面積，例如設(shè)定面積閥值，大于閥值的為滲漏水，小于閥值的為裂縫，接縫；由于接縫現(xiàn)象只出現(xiàn)在管片與管片之間，很容易從照片中識別處接縫。 通過計(jì)算像素點(diǎn)之間的距離，如圖像采用1200*1600，對應(yīng)實(shí)際的拍攝范圍M00*3000(根據(jù)現(xiàn)場的隧道直徑而定)，可計(jì)算得出圖片中每個像素點(diǎn)之間的間距，通過計(jì)算病害現(xiàn)象塊文件中的像素點(diǎn)，可計(jì)算得到每個病害現(xiàn)象的面積(如果是接縫張開、裂縫現(xiàn)象，現(xiàn)象肯定為直線型，可統(tǒng)計(jì)出兩種現(xiàn)象的寬度)。將這些病害現(xiàn)象儲存成塊文件，是為了方便后續(xù)的統(tǒng)計(jì)分析。統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)庫，根據(jù)地下工程防水規(guī)范編制要求建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，將識別系統(tǒng)中得到的數(shù)據(jù)導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)庫變可統(tǒng)計(jì)出所需要的指標(biāo)(如裂縫寬度、滲漏水面積、接縫張開寬度等等)，當(dāng)統(tǒng)計(jì)得到的指標(biāo)值超出規(guī)范的要求值時，數(shù)據(jù)庫能及時向用戶報(bào)警，用戶可通過數(shù)據(jù)庫查詢得到每個病害現(xiàn)象的具體位置，及時發(fā)現(xiàn)可能潛在的危害現(xiàn)象。本發(fā)明在試驗(yàn)階段時，在隧道盾構(gòu)管片上人為制作3mm、5mm、7mm不同寬度的裂縫，并用本方法進(jìn)行測量后得到的裂縫寬度和實(shí)際裂縫寬度一致，誤差很小，可忽略。滲漏水也做過相同試驗(yàn)，用本發(fā)明方法測得的滲漏水面積和濕跡滲漏水面積也相差不大，誤差很小，完全能滿足檢測的要求。上述的對實(shí)施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對這些實(shí)施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應(yīng)用到其他實(shí)施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動。因此，本發(fā)明不限于這里的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，對于本發(fā)明做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種隧道病害的檢測方法，其特征在于其包括以下步驟1)通過攝像系統(tǒng)獲取隧道結(jié)構(gòu)的圖像；2)將采集的圖像去噪聲后直接識別出圖像上的結(jié)構(gòu)輪廓，在已識別出結(jié)構(gòu)輪廓的基礎(chǔ)上進(jìn)行2次圖像識別，識別出隧道中的病害現(xiàn)象；3)將有病害現(xiàn)象的部分儲存為塊文件，通過塊文件中的像素點(diǎn)來求出塊文件中病害現(xiàn)象的面積，推出病害現(xiàn)象的類別。
2.如權(quán)利要求1所述的隧道病害的檢測方法，其特征在于所述步驟3)是通過計(jì)算像素點(diǎn)之間的距離，通過計(jì)算病害現(xiàn)象所占的像素點(diǎn)，識別出病害現(xiàn)象的范圍、大小。
3.如權(quán)利要求1所述的隧道病害的檢測方法，其特征在于其還針對病害現(xiàn)象設(shè)定面積閥值，大于閥值的為滲漏水，小于閥值的為裂縫、接縫；接縫現(xiàn)象只出現(xiàn)在管片與管片之間，從圖像中直接識別。
4.如權(quán)利要求1所述的隧道病害的檢測方法，其特征在于根據(jù)地下工程防水規(guī)范編制要求建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，將病害現(xiàn)象的相關(guān)數(shù)據(jù)導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)庫統(tǒng)計(jì)出所需要的指標(biāo)，當(dāng)統(tǒng)計(jì)得到的指標(biāo)值超出規(guī)范的要求值時，數(shù)據(jù)庫能及時向用戶報(bào)警，用戶可通過數(shù)據(jù)庫查詢得到每個病害現(xiàn)象的具體位置，及時發(fā)現(xiàn)可能潛在的危害現(xiàn)象。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種隧道病害的檢測方法，其包括通過攝像系統(tǒng)獲取隧道結(jié)構(gòu)的圖像；將采集的圖像去噪聲后直接識別出圖像上的結(jié)構(gòu)輪廓，在已識別出結(jié)構(gòu)輪廓的基礎(chǔ)上進(jìn)行2次圖像識別，識別出隧道中的病害現(xiàn)象；將有病害現(xiàn)象的部分儲存為塊文件，通過塊文件中的像素點(diǎn)來求出塊文件中病害現(xiàn)象的面積，推出病害現(xiàn)象的類別。從而針對病害現(xiàn)象進(jìn)行報(bào)警，且本發(fā)明代替?zhèn)鹘y(tǒng)人工分析檢測數(shù)據(jù)，可以快速、有效、全面的統(tǒng)計(jì)分析出地鐵盾構(gòu)隧道中的病害現(xiàn)象。
文檔編號G06K9/00GK102346153SQ20111010595
公開日2012年2月8日 申請日期2011年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月26日
發(fā)明者姚旭鵬, 柳獻(xiàn), 艾青, 范帥, 袁勇, 賀志龍, 黃永杰 申請人:同濟(jì)大學(xué)