中交路橋科技是從事工程檢測(cè)監(jiān)測(cè)、城市安全監(jiān)測(cè)預(yù)警與評(píng)價(jià)、數(shù)字智能化研發(fā)為一體的復(fù)合型高新技術(shù)集團(tuán)企業(yè)。
美國(guó)土木工程師學(xué)會(huì)（ASCE）每四年編纂一份《美國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施使用狀況報(bào)告》，評(píng)估本國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)用與養(yǎng)護(hù)情況，以字母等第打分。2017年，ASCE在報(bào)告中打出了D+級(jí)，并指出，全美基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)依舊興盛，但對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施養(yǎng)護(hù)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(shí)，交運(yùn)隧道與市政排水設(shè)施的養(yǎng)護(hù)成本卻在不斷攀升。積極應(yīng)用現(xiàn)代化的創(chuàng)新檢測(cè)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(diǎn)！
人工探查
Manual Inspections
過去的數(shù)十年間，隧道養(yǎng)護(hù)檢測(cè)大多是由工人直接進(jìn)入隧道內(nèi)進(jìn)行直接觀察。這種傳統(tǒng)的方法固然準(zhǔn)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(yùn)營(yíng)，包括將輸水/排水隧道完全排空，不僅耗時(shí)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(zhǎng)期使用，短期租賃價(jià)格較高；
■ 隧道內(nèi)的排水作業(yè)可能會(huì)對(duì)設(shè)計(jì)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(duì)隧道結(jié)構(gòu)本身產(chǎn)生一定風(fēng)險(xiǎn)之外，對(duì)于進(jìn)入隧道內(nèi)的工人也是一種威脅；
■ 工人進(jìn)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(dāng)高昂。
遙控機(jī)器人探查
ROV Inspections
遙控機(jī)器人（ROV）探查技術(shù)是時(shí)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(jìn)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(jì)算機(jī)內(nèi)儲(chǔ)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(fēng)險(xiǎn)，隧道內(nèi)無需進(jìn)行排水，隧道在完成檢查后即可立刻恢復(fù)運(yùn)營(yíng)；
■ 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(xì)制定ROV的行進(jìn)路線，防止臍帶電纜在檢測(cè)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(jìn)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(dòng)巡航至指定位置開始探查；
■ 到達(dá)指定位置后，先進(jìn)的AUV系統(tǒng)可以直接對(duì)搜集到的圖像與視頻資料進(jìn)行分析與上傳，根據(jù)隧道檢測(cè)所需的信息詳細(xì)程度，這一過程可能會(huì)非常耗時(shí)；
■ 取消電纜在提高靈活性的同時(shí)也犧牲了續(xù)航能力，AUV的工作時(shí)間受到了數(shù)據(jù)儲(chǔ)存能力與電池電量的限制；但在一個(gè)人工甚至ROV都無法抵達(dá)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(jī)器人外，日本還開發(fā)了用于地面的自走式機(jī)器人：
大林組開發(fā)自走式檢測(cè)機(jī)器人，自動(dòng)勘測(cè)山嶺隧道開挖工作面
無人機(jī)探查
Underground Construction Cost Drivers
對(duì)于無水的交通隧道與地下空間檢測(cè)，無人機(jī)技術(shù)（UAV）已經(jīng)得到廣泛使用，其原理與ROVA類似，并且在遠(yuǎn)程獲取地下隧道內(nèi)的圖像與視頻的同時(shí)，可以為隧道內(nèi)結(jié)構(gòu)創(chuàng)建三維點(diǎn)云，之后再導(dǎo)入至CAD軟件中分析。
目前，無人機(jī)探查主要用于人工檢測(cè)安全風(fēng)險(xiǎn)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(chǔ)罐的內(nèi)部空間檢查等。
無人機(jī)正在成為隧道檢測(cè)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(jī)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(jìn)行檢測(cè)后都會(huì)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(cè)工具時(shí)，需要對(duì)美中方案的優(yōu)劣進(jìn)行對(duì)比，最終才能選擇出“最具性價(jià)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(huì)對(duì)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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