ICS號XX.XXX

中國標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)分類號XXX

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/JSUSSXX—202X

隧道內(nèi)軌道式病害監(jiān)測機(jī)器人

技術(shù)規(guī)程

Technicalspecificationsfortracktyperobotsofdiseasemonitoring

intunnels

202X-XX-XX發(fā)布202X-XX-XX實(shí)施

江蘇省地下空間學(xué)會發(fā)布

I

1范圍

1.0.1為規(guī)范隧道內(nèi)軌道式病害監(jiān)測機(jī)器人系統(tǒng)的實(shí)施，實(shí)現(xiàn)隧道病害監(jiān)測智

能、精確、常態(tài)和全覆蓋，制定本規(guī)程。

1.0.2本規(guī)程用于指導(dǎo)新建隧道內(nèi)采用軌道式機(jī)器人進(jìn)行結(jié)構(gòu)裂縫、接縫變形

和滲漏水等病害的監(jiān)測作業(yè)，既有隧道可參照此規(guī)程執(zhí)行。

1.0.3隧道病害監(jiān)測作業(yè)以及軌道式機(jī)器人設(shè)計(jì)及運(yùn)行，除滿足本規(guī)程外，尚

應(yīng)符合國家有關(guān)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)。

1

2規(guī)范性引用文件

本規(guī)程引用下列標(biāo)準(zhǔn)。其中，注日期的，僅對該日期對應(yīng)的版本適用本規(guī)程；

不注日期的，其最新版適用于本規(guī)程。

JTGH12《公路隧道養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》

GB50911城市軌道交通工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范

GB11291.1工業(yè)環(huán)境用機(jī)器人的安全要求第1部分：機(jī)器人

GB11291.2工業(yè)環(huán)境用機(jī)器人的安全要求第2部分：機(jī)器人系統(tǒng)與集成

GB/T12642工業(yè)機(jī)器人性能規(guī)范及其試驗(yàn)方法

GB/T12643機(jī)器人與機(jī)器人裝備詞匯

GB/T17626.2電磁兼容試驗(yàn)和測量技術(shù)靜電放電抗擾度試驗(yàn)

GB/T17626.3電磁兼容試驗(yàn)和測量技術(shù)射頻電磁場輻射抗擾度試驗(yàn)

GB/T17626.8電磁兼容試驗(yàn)和測量技術(shù)工頻磁場抗擾度試驗(yàn)

GB/T4208外殼防護(hù)等級(IP代碼)

GB/T33263機(jī)器人軟件功能組件設(shè)計(jì)規(guī)范

GB/T38873分揀機(jī)器人通用技術(shù)條件

JTG3370.1公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范第一冊土建工程

DL/T1636電纜隧道機(jī)器人巡檢技術(shù)導(dǎo)則

DB32T4243水下隧道結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)規(guī)程

DL/T664-2016帶電設(shè)備紅外診斷應(yīng)用規(guī)范

2

3術(shù)語和定義

3.0.1隧道病害tunneldamage

在隧道建設(shè)或運(yùn)營過程中，由于各種原因?qū)е碌乃淼澜Y(jié)構(gòu)損傷、劣化或功能

失效。本規(guī)范中特指的結(jié)構(gòu)裂縫、滲漏水、接縫變形。

3.0.2滲漏水waterleakage

隧道圍巖地下水或地表水，以滲漏或涌出方式進(jìn)入隧道內(nèi)的工程地質(zhì)現(xiàn)象。

3.0.3接縫變形jointdeformation

隧道接縫在內(nèi)、外部作用下發(fā)生的錯(cuò)臺、收縮、張開現(xiàn)象。

3.0.4軌道式機(jī)器人railwayrobots

移動操作平臺為軌道行進(jìn)式，可實(shí)現(xiàn)自主前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)彎和爬坡等行為的

機(jī)器人。下稱機(jī)器人。

3.0.5監(jiān)測路線inspectionroute

結(jié)合監(jiān)測機(jī)器人和隧道特點(diǎn)設(shè)計(jì)，以滿足病害監(jiān)測要求的，機(jī)器人監(jiān)測作業(yè)

時(shí)的運(yùn)行路線。

3.0.6配套設(shè)計(jì)supportingdesign

為滿足隧道內(nèi)監(jiān)測機(jī)器人的運(yùn)行而進(jìn)行的協(xié)同設(shè)計(jì)，包括機(jī)器人運(yùn)行空間、

能源供給、通信等內(nèi)容。

3.0.7監(jiān)測平臺inspectionplatform

由計(jì)算機(jī)（服務(wù)器)、通信設(shè)備、監(jiān)控分析軟件和數(shù)據(jù)庫等組成，用于控制

機(jī)器人動作、存儲、分析監(jiān)測數(shù)據(jù)、做出報(bào)警以及展示隧道內(nèi)情況。

3

4監(jiān)測作業(yè)規(guī)定

4.1一般規(guī)定

4.1.1根據(jù)隧道特點(diǎn)、功能、運(yùn)營需求等綜合評估實(shí)施機(jī)器人監(jiān)測的必要性。

4.1.2在隧道狹小空間或人員無法到達(dá)的監(jiān)測空間，宜采用軌道式機(jī)器人進(jìn)行

監(jiān)測。

4.1.3隧道機(jī)器人病害監(jiān)測應(yīng)與隧道結(jié)構(gòu)自動化監(jiān)測、人工巡檢等相互配合，

準(zhǔn)確反映隧道結(jié)構(gòu)狀態(tài)。

4.1.4新建隧道應(yīng)在設(shè)計(jì)階段，結(jié)合監(jiān)測空間、監(jiān)測內(nèi)容、隧道結(jié)構(gòu)、隧道功

能等特點(diǎn)，綜合確定機(jī)器人病害監(jiān)測方案。

4.1.5既有隧道內(nèi)新增機(jī)器人應(yīng)進(jìn)行專項(xiàng)設(shè)計(jì)，除滿足4.1.4之外，還應(yīng)綜合考

慮隧道的運(yùn)營情況、病害發(fā)展、既有監(jiān)測及檢測數(shù)據(jù)等。

4.2監(jiān)測項(xiàng)目和方式

4.2.1本規(guī)程所指監(jiān)測項(xiàng)目為隧道結(jié)構(gòu)裂縫、接縫變形和滲漏水。

4.2.2機(jī)器人監(jiān)測方式分為正常監(jiān)測、異常監(jiān)測和特殊監(jiān)測，并符合以下規(guī)定：

1正常監(jiān)測是指機(jī)器人按一定的周期，對隧道內(nèi)的監(jiān)測項(xiàng)目進(jìn)行定期監(jiān)測

工作。

2異常監(jiān)測是指為查明隧道內(nèi)某處的異常情況、監(jiān)測機(jī)器人經(jīng)正常監(jiān)測后

判斷為異常的情況、或追蹤其他已知異常情況等進(jìn)行的監(jiān)測工作。

3特殊監(jiān)測是指隧道受臨近施工活動、上覆荷載重大變化、重大自然災(zāi)害、

安全事故等特殊情況下，對隧道開展的監(jiān)測工作。

4.3監(jiān)測范圍和路線

4.3.1機(jī)器人的監(jiān)測范圍，宜覆蓋隧道全線，實(shí)現(xiàn)全天候、常態(tài)化監(jiān)測；確有

困難時(shí)可僅選取代表性區(qū)段；重點(diǎn)區(qū)段可增設(shè)監(jiān)測路線。

4.3.2代表性區(qū)段應(yīng)包含以下位置：

1發(fā)生危及隧道結(jié)構(gòu)安全的事故處。

2隧道結(jié)構(gòu)裂縫、滲漏水、接縫變形等病害顯著處。

3運(yùn)營、監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示結(jié)構(gòu)運(yùn)行狀態(tài)不佳處。

4

4隧道施工過程中的地層起伏、地質(zhì)突變、斷層、地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育、地下水

壓較大以及工程事故發(fā)生位置。

4.3.3機(jī)器人的監(jiān)測工作不應(yīng)影響隧道正常運(yùn)行，監(jiān)測路線設(shè)置可參照下列規(guī)

定執(zhí)行：

1公路隧道可在煙道層內(nèi)、行車層、廊道層內(nèi)設(shè)置機(jī)器人監(jiān)測路線；

2地鐵隧道可在不影響地鐵運(yùn)行非軌行區(qū)、煙道層設(shè)置機(jī)器人監(jiān)測路線；

3機(jī)器人不應(yīng)侵入隧道建筑限界，且應(yīng)與隧道內(nèi)的帶電設(shè)施、強(qiáng)電設(shè)備保

持安全距離。

4.4監(jiān)測精度和頻率

4.4.1監(jiān)測機(jī)器人進(jìn)行結(jié)構(gòu)裂縫、接縫變形監(jiān)測時(shí)，檢測精度應(yīng)不小于0.1mm；

進(jìn)行滲漏水監(jiān)測時(shí)，應(yīng)可識別不小于0.0001m2的濕漬。

4.4.2根據(jù)隧道運(yùn)行情況，可采用監(jiān)測頻率如下：

1正常監(jiān)測，監(jiān)測機(jī)器人的監(jiān)測頻率不宜小于1次/1天，新建隧道運(yùn)營初

期可適當(dāng)提高監(jiān)測頻率。

2異常監(jiān)測，異常狀態(tài)解除前不宜小于1次/1小時(shí)，部分異常情況可能產(chǎn)

生較大危害時(shí)，應(yīng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

3特殊監(jiān)測，根據(jù)具體情況，確定監(jiān)測頻率。

4.4.3機(jī)器人完成監(jiān)測任務(wù)后，應(yīng)及時(shí)形成監(jiān)測記錄表，記錄內(nèi)容如附件A。

4.5監(jiān)測作業(yè)要求

4.5.1監(jiān)測作業(yè)人員應(yīng)滿足以下要求：

1具有隧道養(yǎng)護(hù)經(jīng)驗(yàn)，可根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)，迅速判斷各類異常并做出隧道養(yǎng)

護(hù)決策。

2通過監(jiān)測機(jī)器人的監(jiān)測作業(yè)培訓(xùn)后，方可進(jìn)行機(jī)器人的監(jiān)測作業(yè)、本體

維護(hù)等工作。

3熟悉監(jiān)測機(jī)器人基本工作原理、技術(shù)參數(shù)和性能，掌握系統(tǒng)的操作程序

和日常維護(hù)方法。

4.5.2軌道式機(jī)器人應(yīng)該滿足以下要求：

1機(jī)器人應(yīng)為工藝成熟的穩(wěn)定產(chǎn)品，通過型式試驗(yàn)和出場試驗(yàn)，檢測合格。

2機(jī)器人應(yīng)由專人負(fù)責(zé)，定期進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)。

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3機(jī)器人的供貨商或者研發(fā)單位，應(yīng)提供完善的用戶資料，包括機(jī)器人軟

硬件版本信息、相關(guān)檢驗(yàn)報(bào)告、使用手冊等。

4.5.3軌道式機(jī)器人作業(yè)環(huán)境要求：

1使用軌道式機(jī)器人進(jìn)行監(jiān)測作業(yè)的隧道，應(yīng)設(shè)置相關(guān)標(biāo)志，避免其他運(yùn)

維工作對機(jī)器人造成損失。

2應(yīng)對軌道式機(jī)器人的監(jiān)測環(huán)境進(jìn)行檢查，對非設(shè)計(jì)工況下的障礙進(jìn)行及

時(shí)清除。

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5配套設(shè)計(jì)

5.1一般規(guī)定

5.1.1隧道配套設(shè)計(jì)應(yīng)具備以下資料：

1隧道結(jié)構(gòu)、機(jī)電、裝飾等設(shè)計(jì)圖紙。

2機(jī)器人的運(yùn)行空間、能源補(bǔ)給、信息傳輸?shù)刃枨笮畔ⅰ?/p>

5.1.2隧道的配套設(shè)計(jì)，應(yīng)在滿足監(jiān)測工作要求的前提下，選擇工程量較小、

經(jīng)濟(jì)合理的設(shè)計(jì)方案。

5.1.3軌道式機(jī)器人配套設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合隧道內(nèi)部空間、機(jī)器人運(yùn)行安全、能源補(bǔ)

給、通訊信號等方面綜合考慮。

5.1.4配套設(shè)計(jì)應(yīng)采用BIM模型進(jìn)行檢驗(yàn)、驗(yàn)收，驗(yàn)證監(jiān)測空間、路徑、范圍

等設(shè)計(jì)成果。

5.2設(shè)備、設(shè)施設(shè)計(jì)

5.2.1機(jī)器人運(yùn)行軌道應(yīng)協(xié)同設(shè)計(jì)隧道內(nèi)的各類設(shè)施、設(shè)備位置及尺寸進(jìn)行專

項(xiàng)設(shè)計(jì)，應(yīng)保持軌道式機(jī)器人軌道的線連續(xù)，提高單臺監(jiān)測機(jī)器人監(jiān)測范圍。

5.2.2機(jī)器人運(yùn)行軌道宜與及內(nèi)部結(jié)構(gòu)構(gòu)件固定安裝。

5.2.3軌道機(jī)器人運(yùn)行軌道應(yīng)滿足以下要求：

1承載重量要求，可承載整體機(jī)器人重量；

2剛度要求，保證機(jī)器人在高速、高精度運(yùn)動時(shí)不會出現(xiàn)震動和抖動；

3平滑度要求，確保機(jī)器人在運(yùn)動過程中不會出現(xiàn)卡頓或阻滯現(xiàn)象；

4精度要求，確保機(jī)器人可以精確地執(zhí)行所需的運(yùn)動和操作；

5耐久性要求，確保機(jī)器人系統(tǒng)可以持久穩(wěn)定地運(yùn)行。

5.2.4充電設(shè)備的位置，應(yīng)結(jié)合機(jī)器人的電池容量、供電方案、運(yùn)行功耗、病

害監(jiān)測方案等綜合確定。

5.2.5信息傳輸應(yīng)結(jié)合監(jiān)控、自動化監(jiān)測等系統(tǒng)的信息傳輸渠道進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì)。

5.2.6信息傳輸方案采用無線傳輸時(shí)，應(yīng)優(yōu)先借助運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)；當(dāng)運(yùn)營商網(wǎng)

絡(luò)不滿足要求時(shí)，可布設(shè)WIFI設(shè)備搭建網(wǎng)絡(luò)。

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6機(jī)器人系統(tǒng)

6.1一般規(guī)定

6.1.1機(jī)器人所用材料、外購元器件和部件質(zhì)量應(yīng)可靠，具備產(chǎn)品質(zhì)量證書，

符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

6.1.2機(jī)器人宜采用模塊化設(shè)計(jì)，并滿足互換性要求，便于維護(hù)保養(yǎng)。

6.1.3機(jī)器人應(yīng)具有良好的環(huán)境適應(yīng)性，在下列條件下應(yīng)能正常工作：

1環(huán)境溫度：-25℃至﹢50℃。

2環(huán)境相對濕度：5%至95%（無冷凝水）。

3環(huán)境氣壓：86kPa至110kPa。

4運(yùn)行軌道：積灰、積水、積油等不利于機(jī)器人運(yùn)動的條件。

6.2機(jī)器人系統(tǒng)

6.2.1機(jī)器人本體設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下要求：

1機(jī)器人應(yīng)具有足夠的承載能力，可承載所有的搭載模塊；

2機(jī)器人結(jié)構(gòu)應(yīng)緊湊、輕巧，以便于安裝和維護(hù)；

3機(jī)器人本體應(yīng)具有一定的抗腐蝕性及抗沖擊性，具備足夠的強(qiáng)度和剛度，

以確保長期使用的穩(wěn)定性；

4機(jī)器人控制系統(tǒng)應(yīng)留有足夠接口，便于后期加裝各類平臺；

5機(jī)器人外殼密封性高，可滿足潮濕環(huán)境工作需要；

6機(jī)器人能夠提供足夠的空間容納傳感器和其他設(shè)備。

6.2.2機(jī)器人結(jié)構(gòu)及外觀應(yīng)滿足以下要求：

1機(jī)器人外殼表面應(yīng)有保護(hù)涂層或防腐設(shè)計(jì)，外表應(yīng)光潔、均勻，不應(yīng)有

傷痕、毛刺等缺陷；

2外殼應(yīng)采取必要的防靜電及抗電磁干擾等屏蔽措施；

3外殼和電氣部件的外殼均不應(yīng)帶電；

4內(nèi)部電氣線路應(yīng)排列整齊、固定牢靠、走向合理，便于安裝，維護(hù)，并

用醒目的顏色和標(biāo)志加以區(qū)分。

6.2.3機(jī)器人應(yīng)具有良好的運(yùn)動功能，可準(zhǔn)確完成監(jiān)測作業(yè)所需的平移、旋轉(zhuǎn)、

8

俯仰等動作。

6.2.4機(jī)器人的性能要求運(yùn)動性能，應(yīng)滿足以下要求：

1額定運(yùn)行速度≥0.3m/s；

2最小轉(zhuǎn)彎半徑≤1.5倍最大車身尺寸，且滿足隧道環(huán)境對于監(jiān)測覆蓋率和

監(jiān)測效率的要求。

3在0.3m/s運(yùn)行速度下，制動距離不大于0.5m；最大爬坡坡度≥30%。

4承載能力不低于2kg。

5機(jī)器人運(yùn)動重復(fù)定位誤差水平方向不大于±10mm，垂直方向不大于±

10mm：

6.2.5機(jī)器人應(yīng)具有防碰撞功能，在監(jiān)測過程中如遇到障礙物，能夠自動停止、

改變運(yùn)動方向或做出相應(yīng)動作規(guī)避障礙物。

6.2.6機(jī)器人應(yīng)具有通信功能，能實(shí)現(xiàn)監(jiān)測平臺和監(jiān)測機(jī)器人之間的雙向通信。

6.2.7機(jī)器人應(yīng)具有自檢功能，自檢內(nèi)容包括電源、驅(qū)動、通訊和檢測設(shè)備等

部件的工作狀態(tài)，發(fā)生異常時(shí)應(yīng)能及時(shí)報(bào)警，并能上傳故障信息。

6.2.8機(jī)器人的續(xù)航性能及充電性能，應(yīng)滿足以下要求：

1單次連續(xù)工作時(shí)間≥4h；

20.5h內(nèi)可將電量由30%補(bǔ)充至80%；

3電量補(bǔ)充至100%的時(shí)間不超過1.5h。

6.2.9監(jiān)測機(jī)器人的電磁兼容性應(yīng)滿足以下要求:

1機(jī)器人應(yīng)能承受GB/T17626.2規(guī)定的嚴(yán)酷等級為4級的靜電放電抗擾度

試驗(yàn)；

2機(jī)器人應(yīng)能承受GB/T17626.3規(guī)定的嚴(yán)酷等級為2級的射頻電磁場輻射

抗擾度試驗(yàn)；

3機(jī)器人應(yīng)能承受GB/T17626.8規(guī)定的嚴(yán)酷等級為4級的工頻磁場抗擾度

試驗(yàn)。

6.3定位與遠(yuǎn)程控制

6.3.1機(jī)器人應(yīng)具有精準(zhǔn)定位功能，能夠準(zhǔn)確定位自身在隧道中的位置，定位

精度為±10mm。

4.3.2軌道式機(jī)器人可在軌道上設(shè)置RFID標(biāo)簽、二維碼等靜態(tài)指標(biāo)，結(jié)合測

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距類傳感器進(jìn)行定位。

6.3.2機(jī)器人應(yīng)具備遠(yuǎn)程控制功能，操作人員通過互聯(lián)網(wǎng)或無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)控制

機(jī)器人。

6.3.3機(jī)器人的遠(yuǎn)程控制，通過在隧道內(nèi)部鋪設(shè)基站，以wifi、藍(lán)牙或4G/5G

網(wǎng)絡(luò)為傳輸媒介，通過手機(jī)、電腦等用戶界面，實(shí)時(shí)查看機(jī)器人的位置、狀態(tài)和

采集反饋的數(shù)據(jù)；發(fā)送控制指令，調(diào)整機(jī)器人操作。

6.4信息采集

6.4.1機(jī)器人的信息采集傳感器應(yīng)依據(jù)隧道內(nèi)的可作業(yè)空間、機(jī)器人結(jié)構(gòu)、工

作距離、監(jiān)測范圍、監(jiān)測內(nèi)容等因素進(jìn)行選型、研發(fā)、設(shè)計(jì)制造與安裝。

6.4.2機(jī)器人的信息采集傳感器應(yīng)充分考慮隧道襯砌表面特征、接縫處的病害

類型以及監(jiān)測工作的速度、精度、準(zhǔn)確率、魯棒性。

6.4.3機(jī)器人的信息采集傳感器，應(yīng)完成內(nèi)參標(biāo)定、傳感器與機(jī)器人標(biāo)定。根

據(jù)傳感器與機(jī)器人之間的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)移關(guān)系、機(jī)器人導(dǎo)航與定位系統(tǒng)提供的機(jī)器人

位姿信息，實(shí)現(xiàn)采集信息的精確定位。

6.4.4結(jié)構(gòu)裂縫、接縫變形的監(jiān)測傳感器，宜采用相機(jī)和具有深度信息的3D

傳感器，具體選型和設(shè)計(jì)根據(jù)工作距離、精度、傳感器尺寸、傳感器中組件結(jié)構(gòu)

等進(jìn)行確定。

6.4.5視覺相機(jī)應(yīng)滿足以下要求：

1像素當(dāng)量小于0.05mm/pix；

2相機(jī)幀率高于60幀/秒；

3具備低光照下的防抖功能；

6.4.63D傳感器應(yīng)滿足以下要求：

1z軸方向精度高于0.05mm；

2傳感器數(shù)據(jù)采集速度高于30Hz；

3x方向檢測長度不低于50mm；

6.4.7滲漏水的監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集應(yīng)采用紅外熱

成像傳感器和視覺相機(jī)或線陣相機(jī)。

6.4.8滲水區(qū)域由于溫度較低可，在紅外熱像

圖像中清晰辨認(rèn)，紅外波段應(yīng)根據(jù)隧道常年溫度

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變化范圍，結(jié)合波長λ與溫度T之間的關(guān)系按圖6-1進(jìn)行選擇，當(dāng)隧道溫度在-20℃

至150℃°時(shí)，宜選用波長8um至14um范圍的波段紅外成像儀。

6.4.9紅外監(jiān)測設(shè)備應(yīng)滿足以下要求：

1紅外檢測設(shè)備成像分辨率不低于320×240：

2熱靈敏度應(yīng)不低于60mK：

3測溫范圍為-20℃～350℃：

4測溫精度應(yīng)小于士2℃或±2%FS(取較大值)：

5其他要求符合DL/T664-2016的規(guī)定。

6.4.10機(jī)器人信息采集模塊可采用網(wǎng)口、串口與機(jī)器人建立通訊，采集的數(shù)據(jù)

可保存到本地硬盤，也可由處理系統(tǒng)進(jìn)行直接處理后傳入監(jiān)測平臺。

6.5信息處理與傳輸

6.5.1機(jī)器人信息處理系統(tǒng)應(yīng)實(shí)現(xiàn)對采集信息篩選、異常分析、檢測項(xiàng)目測值

的計(jì)算等功能。

6.5.2機(jī)器人信息傳輸系統(tǒng)應(yīng)滿足處理后數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)測平臺的高容量、低延

遲、穩(wěn)定性、安全性等要求。

6.5.3機(jī)器人信息處理與傳輸系統(tǒng)，可采用基于開放式系統(tǒng)架構(gòu)的邊云協(xié)同計(jì)

算系統(tǒng)，并符合下列要求：

1邊緣硬件平臺包括嵌入式AI單板機(jī)與無線局域網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)；

2宜采用嵌入式Linux操作系統(tǒng)；

3邊緣端配置TensorFlowLite嵌入式AI平臺，基于開源容器化代碼定制

部署。

6.5.4邊云協(xié)同計(jì)算系統(tǒng)應(yīng)滿足時(shí)序病害特征降維與相似性度量的要求，可采

用隧道圖像高階張量降維算法、隱變量空間表征、隱變量空間特征點(diǎn)相似性度量

算法，將隧道結(jié)構(gòu)灰度圖像表征為隱變量空間的特征向量或特征點(diǎn)間距的度量，

降低數(shù)據(jù)交換流量。

6.5.5部署到邊緣端的AI模型，應(yīng)完成基于TensorFlow深度學(xué)習(xí)算法的隧道

結(jié)構(gòu)裂縫、接縫變形、滲漏水病害特征數(shù)據(jù)集的訓(xùn)練，具備監(jiān)測圖像或點(diǎn)云數(shù)據(jù)

病害特征的實(shí)時(shí)分類與識別、結(jié)構(gòu)裂縫及接縫變形非接觸式測量與時(shí)序病害特征

匹配等功能。

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6.5.6邊緣AI單機(jī)運(yùn)行的視覺檢測算法，宜綜合采用以下算法：

1隧道結(jié)構(gòu)圖像集合空間定位與自動匹配算法；

2基于隧道結(jié)構(gòu)裂縫及接縫數(shù)據(jù)集的隧道結(jié)構(gòu)裂縫及接縫自動識別算法；

3圖像非參數(shù)非監(jiān)督閾值選擇算法；

4圖像自適應(yīng)差分進(jìn)化尋優(yōu)算法；

5多步邊緣提取算法等算法。

6.5.7結(jié)構(gòu)裂縫、接縫變形的監(jiān)測，通過邊緣AI單機(jī)板運(yùn)行視覺檢測算法，計(jì)

算出每張圖像中的接縫寬度。

6.5.8滲漏水的監(jiān)測，通過監(jiān)測圖像或點(diǎn)云數(shù)據(jù)病害特征的實(shí)時(shí)分類與識別、

時(shí)序病害特征匹配。

6.6使用與維護(hù)

6.6.1機(jī)器人的使用，應(yīng)結(jié)合廠家的提供的指導(dǎo)文件，必要時(shí)可結(jié)合隧道內(nèi)的

工作任務(wù)制定專項(xiàng)使用手冊。

6.6.2機(jī)器人的保養(yǎng)維護(hù)工作，應(yīng)包括以下內(nèi)容：

1機(jī)器人外殼和部件清潔。定期使用干凈的布或刷子清除機(jī)器人表面的灰

塵和雜物，并對關(guān)鍵部件進(jìn)行清洗；

2電源和連接線路檢查。確保機(jī)器人的電源插頭和連接線路沒有損壞或松

動。如有任何問題，應(yīng)立即修復(fù)或更換；

3機(jī)器人軟件和固件檢查。定期更新機(jī)器人的軟件和固件，以確保其正常

運(yùn)行和安全；

4機(jī)器人機(jī)械部件潤滑與清理。根據(jù)制造商的要求，在規(guī)定的時(shí)間間隔內(nèi)

對機(jī)器人機(jī)械部件進(jìn)行潤滑和清理；

5機(jī)器人電池定期檢查。檢查機(jī)器人電池的充電狀態(tài)和使用壽命。如發(fā)現(xiàn)

電池出現(xiàn)問題，應(yīng)及時(shí)更換。

6機(jī)器人傳感器檢查。定期檢查機(jī)器人傳感器的工作狀態(tài)，確保其準(zhǔn)確性

和靈敏度。如有任何異常，應(yīng)立即修復(fù)或更換。

7機(jī)器人性能檢測與標(biāo)定。定期對機(jī)器人進(jìn)行性能的檢測與標(biāo)定，如速度、

精度和準(zhǔn)確性等。

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7監(jiān)測平臺

7.1一般規(guī)定

7.1.1監(jiān)測平臺硬件應(yīng)滿足精度、參數(shù)、穩(wěn)定性等要求，并具有良好的可維護(hù)

性。

7.1.2監(jiān)測平臺的軟件應(yīng)與硬件相匹配，且具有兼容性、可擴(kuò)展性、易維護(hù)性

和良好的用戶使用性能。

7.1.3監(jiān)測平臺運(yùn)行期間，應(yīng)安排專業(yè)人員定期對系統(tǒng)進(jìn)行檢查和維護(hù)，專業(yè)

人員應(yīng)滿足下列要求:

1應(yīng)熟悉系統(tǒng)硬件組成及性能；

2應(yīng)熟練操作系統(tǒng)軟件，能有效處理系統(tǒng)中出現(xiàn)的各類常見故障。

7.2數(shù)據(jù)處理

7.2.1監(jiān)測平臺的數(shù)據(jù)處理，是指對機(jī)器人傳輸至監(jiān)測平臺的數(shù)據(jù)再次處理。

7.2.2監(jiān)測平臺的數(shù)據(jù)處理應(yīng)包括對數(shù)據(jù)進(jìn)行的統(tǒng)計(jì)、分析和展示，如趨勢分

析、預(yù)警分析、異常檢測、數(shù)據(jù)可視化展示等，提高數(shù)據(jù)的可讀性。

7.2.3結(jié)構(gòu)裂縫、接縫變形的統(tǒng)計(jì)分析,應(yīng)包括以下內(nèi)容：

1應(yīng)給出最大值、最小值、平均值、均方根值得、累計(jì)值等統(tǒng)計(jì)值；

2應(yīng)給出以日、月、年為單位的分布統(tǒng)計(jì)。

7.2.4滲漏水病害的統(tǒng)計(jì)分析，應(yīng)包括以下內(nèi)容：

1對滲漏水病害的存在與否進(jìn)行檢驗(yàn)；

2適配有視覺傳感器時(shí)，應(yīng)回傳滲漏水現(xiàn)場照片；

3應(yīng)給出以日、月、年為單位的滲漏水位置分布情況。

7.2.5數(shù)據(jù)處理軟件應(yīng)具備數(shù)據(jù)備份、清除和故障修復(fù)等功能。

7.3數(shù)據(jù)儲存

7.3.1數(shù)據(jù)儲存與管理子系統(tǒng)應(yīng)實(shí)現(xiàn)快速顯示、高效儲存、生成報(bào)告和數(shù)據(jù)歸

檔等功能。

7.3.2原始監(jiān)測數(shù)據(jù)應(yīng)定期儲存、備份存檔，傳輸至平臺系統(tǒng)的數(shù)據(jù)不宜小于

6個(gè)月，其中判定為病害發(fā)展的數(shù)據(jù)宜永久儲存。

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7.3.3服務(wù)器宜采用工作組服務(wù)器。

7.3.4監(jiān)測數(shù)據(jù)宜采用云計(jì)算技術(shù)進(jìn)行儲存或管理。

7.4狀態(tài)評估與預(yù)警

7.4.1隧道狀態(tài)評估方法可采用指標(biāo)對比法、層次分析法、大數(shù)據(jù)模型算法、

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等方法，各方法應(yīng)經(jīng)論證后實(shí)施。

7.4.2隧道病害預(yù)警應(yīng)實(shí)現(xiàn)以下功能：

1發(fā)布、調(diào)整和解除預(yù)警信息。

2實(shí)時(shí)、自動和明顯的預(yù)警方式

7.4.3結(jié)構(gòu)裂縫、接縫變形的預(yù)警，通過采集的結(jié)構(gòu)裂縫、接縫變形數(shù)值的大

小進(jìn)與相關(guān)閾值的比較，實(shí)現(xiàn)進(jìn)行預(yù)警和預(yù)警解除；滲漏水監(jiān)測的預(yù)警，通過隧

道內(nèi)滲漏水點(diǎn)的出現(xiàn)與消失，實(shí)現(xiàn)預(yù)警。

7.4.4結(jié)構(gòu)裂縫、接縫變形的預(yù)警控制值，應(yīng)根據(jù)隧道的地質(zhì)條件、隧道尺寸、

運(yùn)營歷史等情況綜合確定。根據(jù)控制值，將預(yù)警宜分為五個(gè)級別，詳見表7-1。

表7-1結(jié)構(gòu)裂縫、接縫變形預(yù)警

預(yù)警級別級別描述控制行為閾值取值顏色標(biāo)識

I特別嚴(yán)重紅色預(yù)警＞控制值紅色RGB(255，0，0)

II嚴(yán)重橙色預(yù)警＞3/4控制值橙色RGB(255，125，0）

III較重黃色預(yù)警＞1/2控制值黃色RGB(255，255，0)

IV一般藍(lán)色預(yù)警＞1/4控制值藍(lán)色RBG(0，0，255)

Ⅴ正常無＜1/4控制值無

7.4.5滲漏水的預(yù)警控制，機(jī)器人監(jiān)測過程中發(fā)現(xiàn)新增滲漏水點(diǎn)時(shí)，立即發(fā)布

預(yù)警，采用紅色RBG（255，0，0），相應(yīng)位置滲漏水狀態(tài)消失后，消除預(yù)警。

7.4.6預(yù)警方式應(yīng)滿足以下要求：

1病害預(yù)警信息應(yīng)由專門的發(fā)布機(jī)構(gòu)或被授權(quán)機(jī)構(gòu)進(jìn)行管理。

2病害預(yù)警方式應(yīng)明顯和多樣化，可包括指示燈、聲音、網(wǎng)絡(luò)、可變情報(bào)

板、路側(cè)廣播等。

3病害預(yù)警信息應(yīng)形成日志，內(nèi)容應(yīng)包括預(yù)警事件概況、始末時(shí)間、警示

事項(xiàng)等。

7.5用戶界面

7.5.1用戶界面應(yīng)與數(shù)據(jù)庫無縫銜接，保證數(shù)據(jù)交換高效。

7.5.2用戶界面宜選擇Brower/Server模式。

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7.5.3用戶界面應(yīng)采用加密、分級授權(quán)等網(wǎng)絡(luò)安全措施，具備通過互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程

安全登錄、查閱系統(tǒng)監(jiān)測數(shù)據(jù)和報(bào)告的功能。

7.5.4用戶界面應(yīng)清晰友好地顯示監(jiān)測數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)處理與控制工作狀態(tài)、數(shù)據(jù)

存儲與管理情況、安全評估及預(yù)警結(jié)果等信息，用戶界面應(yīng)開放兼容、美觀友好、

操作便利。

7.5.5用戶界面應(yīng)設(shè)計(jì)有進(jìn)入數(shù)據(jù)分析模塊的通道，并有鏈接、存儲、調(diào)用或

顯示各類分析結(jié)果、報(bào)告的窗口。

7.5.6監(jiān)測數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)預(yù)警信息應(yīng)實(shí)時(shí)在線顯示，并將預(yù)警信息傳送給隧道相

關(guān)管理與養(yǎng)護(hù)單位等。

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8實(shí)施與驗(yàn)收

8.1一般規(guī)定

8.1.1配套設(shè)計(jì)的設(shè)備設(shè)施、機(jī)器人、監(jiān)測平臺的實(shí)施單位應(yīng)建立項(xiàng)目組織機(jī)

構(gòu)、安全管理制度、施工質(zhì)量控制和檢驗(yàn)制度。

8.1.2配套設(shè)計(jì)的設(shè)備設(shè)施、機(jī)器人、監(jiān)測平臺實(shí)施中，應(yīng)做好以下質(zhì)量和安

全保障工作：

1建立安全和技術(shù)交底制度，作業(yè)前應(yīng)對施工人員進(jìn)行安全與技術(shù)交底；

2使用的原材料、安全防護(hù)用品、機(jī)械設(shè)備和生產(chǎn)工具等為合格產(chǎn)品；