[发明专利]基于温度变化匹配的隧道衬砌渗漏水感知方法及系统

说明书

本发明具体涉及基于温度变化匹配的隧道衬砌渗漏水感知方法及系统。方法包括：对隧道衬砌的待检区域进行热激励生成对应的待检温度变化曲线；将待检区域的待检温度变化曲线与预设的各种渗漏水工况对应的温度变化对比曲线进行匹配，若匹配成功，则将待检区域作为疑似渗漏水区域；获取疑似渗漏水区域在热激励下的渗漏水热图像在渗漏水热图像中确定渗漏水点；基于渗漏水点对渗漏水热图像进行图像分割得到对应的渗漏水区域；计算渗漏水区域的渗漏水面积，确定疑似渗漏水区域的渗漏水严重程度。本发明还公开了一种隧道衬砌渗漏水感知系统。本发明能够在衬砌渗漏水初期实现渗漏水检测，并保证渗漏水检测的准确性，从而能够提高隧道维保的有效性。

技术领域

本发明涉及隧道安全检测技术领域，具体涉及基于温度变化匹配的隧道衬砌渗漏水感知方法及系统。

背景技术

隧道是道路通行的一个重要地段，承载着道路上大部分的车辆，隧道通行的安全一直是交管部门注意的焦点之一。隧道的定期维护是保证隧道安全的一个重要环节，隧道在运行过程中容易产生各种类型的病害，如：衬砌渗漏水、衬砌裂损、衬砌侵蚀和衬砌支护结构质量缺陷等，其中衬砌渗漏水是最常见的病害，也是维护人员很头疼的问题。

由于隧道内光线昏暗，现阶段采用的人工观察的方式，在水渍没有渗透出隧道衬砌表面产生痕迹的时候，很难发现甚至无法发现，这对隧道的维护造成了很大困扰。为此，公开号为CN209727713U的中国专利公开了《一种利用热成像技术的隧道渗漏水检测装置》，其包括导轨、安装座、热成像装置、控制装置、定位装置、行走装置、通讯模块以及电源。该现有方案中的隧道渗漏水检测装置，能够利用热成像技术检测出隧道衬砌表面有无渗漏水。

但申请人发现，上述现有方案仅能够检测衬砌表面已经出现渗漏水的情况，此时水已经渗穿整个衬砌，衬砌的结构强度已经遭受不可逆的破坏，进而导致隧道衬砌维保的有效性不好。想要更好的实现隧道衬砌的维保，需要在衬砌渗漏水的初期(衬砌表面未渗漏水、内部已渗漏水)完成渗漏水检测。因此，如何设计一种能够在衬砌渗漏水初期实现渗漏水检测的方法，以提高隧道维保的有效性是亟需解决的技术问题。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种基于温度变化匹配的隧道衬砌渗漏水感知发方法，以能够在衬砌渗漏水初期实现渗漏水检测，并保证渗漏水检测的准确性，从而能够提高隧道维保的有效性，进而能够对隧道健康检测与智能管理系统的研究进行安全监控，为隧道的管理和决策提供科学依据。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

基于温度变化匹配的隧道衬砌渗漏水感知方法，包括以下步骤：

S1：对隧道衬砌的待检区域进行热激励，生成对应的待检温度变化曲线；

S2：将待检区域的待检温度变化曲线与预设的各种渗漏水工况对应的温度变化对比曲线进行匹配，若匹配成功，则将待检区域作为疑似渗漏水区域；

S3：获取疑似渗漏水区域在热激励下的渗漏水热图像，在渗漏水热图像中确定渗漏水点；

S4：基于渗漏水点对渗漏水热图像进行图像分割，得到对应的渗漏水区域；

S5：计算渗漏水区域的渗漏水面积，进而确定疑似渗漏水区域的渗漏水严重程度。

优选的，步骤S1中，通过红外辐射单元发射特定波长的红外线形成热辐射对待检区域进行热激励，以使得待检区域产生温度变化。

优选的，步骤S1中，获取待检区域的实际温度，并根据指定时段内或待检区域升温至指定温度时的温度变化情况生成对应的待检温度变化曲线；

通过如下公式计算待检区域的实际温度：