中交路橋科技是從事工程檢測監(jiān)測、城市安全監(jiān)測預警與評價、數(shù)字智能化研發(fā)為一體的復合型高新技術(shù)集團企業(yè)。
美國土木工程師學會（ASCE）每四年編纂一份《美國基礎(chǔ)設(shè)施使用狀況報告》，評估本國基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)用與養(yǎng)護情況，以字母等第打分。2017年，ASCE在報告中打出了D+級，并指出，全美基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)依舊興盛，但對基礎(chǔ)設(shè)施養(yǎng)護的投入?yún)s持續(xù)走低，這一情況亟需改善。
城市基礎(chǔ)設(shè)施不斷老化的同時，交運隧道與市政排水設(shè)施的養(yǎng)護成本卻在不斷攀升。積極應(yīng)用現(xiàn)代化的創(chuàng)新檢測工具，將有助于基礎(chǔ)設(shè)施的全生命周期管理。本期，就聽聽來自McMillen Jacobs Associates的專家觀點！
人工探查
Manual Inspections
過去的數(shù)十年間，隧道養(yǎng)護檢測大多是由工人直接進入隧道內(nèi)進行直接觀察。這種傳統(tǒng)的方法固然準確度有所保障，但隨之而來的也是高昂的“隱性出成本”：
■ 人工探查要求隧道受檢部分停止運營，包括將輸水/排水隧道完全排空，不僅耗時耗力，而且為了保障正常給排水還需要備用設(shè)施。備用設(shè)施若非長期使用，短期租賃價格較高；
■ 隧道內(nèi)的排水作業(yè)可能會對設(shè)計條件下充滿水的隧道內(nèi)部帶來意外的結(jié)構(gòu)應(yīng)力，除了對隧道結(jié)構(gòu)本身產(chǎn)生一定風險之外，對于進入隧道內(nèi)的工人也是一種威脅；
■ 工人進入隧道之前需要配備大量安全裝備，包括氧氣、防水、防墜落與通信設(shè)備等；此外，在北美，這樣的工作本身的人力成本就相當高昂。
遙控機器人探查
ROV Inspections
遙控機器人（ROV）探查技術(shù)是時下一種流行的方案。ROV通過臍帶電纜連接，操作人員在地面上進行控制，而ROV則潛入水下的隧道結(jié)構(gòu)內(nèi)拍攝照片，視頻并采集聲吶數(shù)據(jù)，之后將數(shù)據(jù)傳輸至ROV控制中樞并轉(zhuǎn)移至計算機內(nèi)儲存，用于日后分析。
■ ROV工作的安全要求極低，操作人員也不存在任何安全風險，隧道內(nèi)無需進行排水，隧道在完成檢查后即可立刻恢復運營；
■ 但由于操作人員無法親自潛入水下，因此需要在作業(yè)前需要詳細制定ROV的行進路線，防止臍帶電纜在檢測過程中出現(xiàn)纏繞、卡住等現(xiàn)象。
自主水下航行器（AUV）則是ROV技術(shù)的衍生——這一類設(shè)備與ROV相類似，但它具備了自主行進功能，因此不再需要臍帶電纜連接。
■ 設(shè)備配有大量傳感器與攝像頭，可與周邊隧道結(jié)構(gòu)保持一定距離避免碰撞，甚至可以按照事先設(shè)定的路線自動巡航至指定位置開始探查；
■ 到達指定位置后，先進的AUV系統(tǒng)可以直接對搜集到的圖像與視頻資料進行分析與上傳，根據(jù)隧道檢測所需的信息詳細程度，這一過程可能會非常耗時；
■ 取消電纜在提高靈活性的同時也犧牲了續(xù)航能力，AUV的工作時間受到了數(shù)據(jù)儲存能力與電池電量的限制；但在一個人工甚至ROV都無法抵達的隧道深處，該技術(shù)是目前少數(shù)能夠獲取探查結(jié)果的有效工具。
除了水下機器人外，日本還開發(fā)了用于地面的自走式機器人：
大林組開發(fā)自走式檢測機器人，自動勘測山嶺隧道開挖工作面
無人機探查
Underground Construction Cost Drivers
對于無水的交通隧道與地下空間檢測，無人機技術(shù)（UAV）已經(jīng)得到廣泛使用，其原理與ROVA類似，并且在遠程獲取地下隧道內(nèi)的圖像與視頻的同時，可以為隧道內(nèi)結(jié)構(gòu)創(chuàng)建三維點云，之后再導入至CAD軟件中分析。
目前，無人機探查主要用于人工檢測安全風險極大的工況，如邊坡檢查、超大直徑隧道頂部襯砌檢查、大型儲罐的內(nèi)部空間檢查等。
無人機正在成為隧道檢測的全新發(fā)展方向，不僅適用于小直徑管線，也適用于大型污水隧道與地鐵隧道，小編曾為您介紹過其在北美的更多應(yīng)用：
在地下飛翔——無人機技術(shù)在北美隧道工程中的應(yīng)用
AI探查
AI technology
利用以上工具的進行檢測后都會產(chǎn)生成千上萬的照片，而如今在AI技術(shù)的助力下，這些老照片在或許能成為未來隧道管養(yǎng)的關(guān)鍵。
To Be Contiuned
選擇隧道檢測工具時，需要對美中方案的優(yōu)劣進行對比，最終才能選擇出“最具性價比”的方案。 除了技術(shù)的挑戰(zhàn)之外，隧道行業(yè)內(nèi)本身的觀念也是需要克服的難題，AI技術(shù)的出現(xiàn)必然會對人工作業(yè)帶來極大的沖擊，或許在一些技術(shù)難題被攻克、固有觀念被改變之后，人工智能將為隧道工程開辟全新的發(fā)展道路。
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