【科技牛成果推荐】城市地下基础设施全寿命安全状态快速采集与设备研发

城市地下基础设施全寿命安全状态快速采集与设备研发

【项目简介】

城市地下基础设施包括各类永久性（地铁和道路隧道、综合管廊等）和临时性（基坑围护结构等）的地下建(构)筑物结构。随着城市地下基础设施的日益增多，其建设与运营全寿命安全状态倍受关注，亟需对其进行高效监测、检测和评估分析。地下基础设施建设与运营期周边环境复杂，大范围固定式的安全状态信息采集工作代价昂贵；且受运营使用条件的约束，可用于地下基础设施安全状态信息的采集时间极为有限。因此，实现移动条件下地下基础设施安全信息的高精度快速采集和多种安全状态指标同时获取难度极高。

该项目聚焦城市地下基础设施安全状态采集与设备研发的这一重大需求，针对目前采集手段有限、精度不足、速度慢、数据管理效率低下等瓶颈问题，攻克并研发了复杂环境下地下基础设施建设安全状态数字照相的高精度快速采集技术、运营安全状态自动化快速检测关键技术及装备，建立了地下基础设施全寿命安全状态智慧服务平台和评估方法，形成了具有完全自主知识产权和经工程验证的核心技术成果体系，实现了城市地下基础设施安全状态快速、便捷和低成本的高精度采集与评估分析，主要包括：

针对建设期地下基础设施，创新性地提出了基于数字照相的基坑开挖深度和支撑位置的自动化识别方法，误差率小于2%，开挖深度测量误差小于5%；提出了软土隧道监测数据的可靠性分析方法; 提出了隧道施工复杂环境下基于数字照相的岩体结构面三维重构和基于三维点云的信息高精度自动提取方法。在此基础上，研发了相应的安全状态自动化检测软件，建立了基于数字照相的高精度可视化快速采集技术。

针对运营期地下基础设施，研发了地下结构的裂缝、接缝、渗漏水数字照相的高精度检测技术，裂缝和接缝检测精度达到0.1mm；对于地铁隧道结构的病害采集，提出了一种高效的自动化快速采集方法。创新性研制了基于数字照相和激光扫描的地铁隧道结构的安全状态快速检测车载装备，行进速度为5km/h，变形检测精度达到1mm，在移动条件下隧道变形的检测达到国际领先水平，实现了多种安全状态指标的高精度自动化快速获取，极大地提高了地下基础设施安全状态的检测效率；首次研制了隧道结构病害调查手持式数据记录仪，取代了传统的纸质记录，将隧道结构病害日常巡查的工作效率提高了约30%。

创造性提出了反映隧道结构材料劣化、结构变形程度和结构病害的隧道服役性能指标（TSI），实现了隧道结构综合安全状态的定量化评价方法；开发了基础设施全寿命数据采集、处理、表达、分析的一体化智慧决策服务系统（iS3），极大地提高了地下基础设施安全状态数据管理效率和信息化水平。