寒区公路隧道群养护技术信息化应用探讨

中国公路学会养护与管理分会第七届学术年会论文集张冠华宋捷郭骞摘关键词：一、引言截止底[1]我国公路通车总里程达457.73万隧道/1268.39万米中辽宁公路隧道总数量达座万延米隧道已由大规模建设期向运营养护期转变众多隧道

经历了多年的运营由于受到外界环境荷维修养护等因素影响隧道结构与设

施经常发生损伤和故障甚至导致交通安全事故目隧道的养护研究通常集中于隧道土建结构、发展较缓，应息区应路养

得到相关技术人员的关注。本文重点对寒区公路隧道群养护技术的信息化应用进行了研究与探讨。二、隧道群养护信息化由于隧道数量众多复杂容广泛点分散设备众多普通作业手段费时费力，

通过信息化手段，将互联网+传统作业模式相结合，规模化处理隧道群的养护管理工作，形成检测、监

测、维修养护、管理等工作的信息化，有效为养护部门提供准确、全面的信息，便于检测评估智能化、

资产管理信息化化地提高养护工作效率病害使用寿命获得良好的隧道和群社的规效模使新新设新材料在养护工作中的推广应用成本大幅降低利于科研成果与提高养护的科技含量，促进隧道养护向集约化方向发展，提高养护的质量与效率。

隧道具有与时间的相关性、隐蔽性、信息量大等特点，这些特点加剧了公路隧道的养护困难程度，但多吉祖勤道养护的信息化工作取得了一定进展。[2]根据数据库的设计原理、方法，结合高速公路养护管理系统的实际应用环境和操作业务流设计出适用于高速公路养护管理系统最优的数据库模式并建立了通用的数据库使得养–48–中国公路学会养护与管理分会第七届学术年会论文集护管理关宝树能够进行路面性能评价、性能预测和养护维修决策。[3]根据铁路隧道维修养护的基本经验，汇集、提炼、发掘了专家和专业技术人员的知识和经验，采用知识工程的技术手法，开发研制了铁路隧道变异诊断专家系统（TDD并得到一定的应用。

福建省交通科学技术研究所等联合研制出隧道管理系统[4]，能查询各种的隧道信息，并根据各种需要，陕西的厅特点、现状以及发展的需要开发了“地市级公路数据库管理系统”[5]。像统综可合处决统沿线图定出空态查询地理信息据与图形图

综合上述国内的研究现状及相关规范[6-9]，现有隧道管理系统多对隧道的某种状态或某一地区进行众多虑现养护赛区隧道群养护技术信息化特点隧道群专业化养护工作由事后维修向更加科学地预防性养护转变，使得养护工作规范化、标准化；

检测维修施工现场业程序标准设备设施系统规范化形成数据达到效果一致，有利隧道养护隧命，达到资源的合理利用，以提高隧道的社会价值。

GIS信息将土建电设施及其它设施设备的检测价维修和运营管理融为一体供依据基于资

据理集终端机隧电道各施设编施设体设利机实现与隧道技基

过隧道群术道时图所究也与理结地改率与水平。三、寒区公路隧道群养护技术信息化应用（一）隧道管理系统隧道管理系统利用现代的信息化手段隧道的安全科学养护运营为目隧道养护咨询和决策用，系特评主定知养权、修方案及使有限的养护资金发挥该系统具有

1．信息数据管理子系统包括隧道土建、机电和其它设施等的基本信息数据库、设计文件和竣工文件。–49–中国公路学会养护与管理分会第七届学术年会论文集2．土建结构子系统维修方案报告等模块了隧道土建结构技术状况评判包指护选修及方定护方价

3．机电设施子系统包括机电设维修方案报告等模块编制了科学的机电设备编码

体建立了设备台账了机电设备信息化与图形化建立了以设备完好率为基础的机电设施

技术状况评价体系、计算方法和流程；提出适合辽宁地区的机电设施维修与养护建议、养护报告。4．其它工程设施子系统包括维修方案建议报告等模块建立相应的评价病害指标和技术状况评价养护建议与报告。5．地理信息系统以辽宁省交通信息共享平台为基础实现了公路隧道的空间地理定位了隧道业务数据的快速查提、形力及相关单位全面准确地

隧道养护管理系统实现了隧道检测价维修和运营管理的一体化了公路隧道检查

与评价的工作程序与机电及其他设施的检修流程。图1隧道管理系统界面图2隧道群图示（二）隧道检测移动终端基于辽宁省高速公路隧道群的管养特点检测传统检测手段移动采集终端数道据护集理处相使隧，极大隧工业效系率供方便快捷的数据采集录入价等服务具放易扩可观检测系统由于隧道衬砌表观检测需要封闭直接影响通行效率且存在较大的安全隐患缩短检测所

需的封闭甚至不封闭可利用衬砌表观检测该系统基于图像识别利用扫描–50–中国公路学会养护与管理分会第七届学术年会论文集光源及控扫描得到隧道衬砌表面高清图片图像预处拼智能识

别等技术，自动得到检测报告。图3移动终端界面图4管理操作界面非接触式隧道衬砌表观检测系统改变传统的隧道衬砌表观病害检测具有检测时间短可大幅响大少幅养小准确减少了工程师因经验不足对检测结果造成的影图5原理机图6病害拼接及识别（四）隧道监测系统对于寒区公路隧道而言隧道衬砌结构在地下水冻胀作用下会发生较大变形开裂甚影道运全彻底报废隧道中一旦发生冻害治修复困难且费用十分巨别隧

[10]此对我省公路隧道的冻害状况及措施展开研究了对隧道冻害主控因素指标行监测系统选测包括气象条件、座隧道作

为依托隧道洞口的气象条件洞内气温岩温衬砌地速等项目进行了监测由要采位气如图变等数据传统方式进行现场采集需要耗费大量力集次技术手段可将监测数据实时采集与传且节省采集传统方式数据

23天监测方式两年采集周期内可节约采集人员～个工作日，极大地提高了工作效率。–51–中国公路学会养护与管理分会第七届学术年会论文集图7依托工程方位图图8气象监测图9应变传感器布设通过对不同隧道的采集数据统计分析可以发现寒区隧道内温度沿隧道进深变化具有一定的规律，季节冻结层冻结深度表现为进（五）基于BIM技术的隧道管养方式探讨BIM是用技术、信息技术、专业软件、管理方法等实现项目周期信息共享、协同工作的方式，

主要用于项目的设阶段BIM技术具有数字化可视化多维化协可的特点，在方案汇报、出图、计算工程量、施工期4D模及建筑物全生命周期的应用相比于传统方式

有着无可比拟的优势。BIM技术将可能颠覆传统的设计、施工、运营维护管理工作模式。基于BIM技术的隧道管养工作，实质上是将离散的资源管理模式规范到一个平台上，通过三维模

型，展示隧道的病害等信息，更加精细、直观立体。将BIM技术应用于在役隧道的管理养护中，可通多建元信群养供参宏进修略提高

养护质量、工作效率和科学管理水平，同时降低管养综合成本。图10隧道BIM模型界面–52–中国公路学会养护与管理分会第七届学术年会论文集四、结语本文结合辽宁省近年来寒区公路隧道群的养护技术信息化研究简介了隧检

测移动终端系统、非接触式隧道衬砌表观检测系统以及基于BIM的道管养方案。通过上述养护技术投息资的的盲目性提策效佳。

隧道群专业化养护工作是复杂目前上述养护技术信息化工作取得了初了生产效率可为其他隧道管养单位及相关单位提供借鉴经验摸索出一条合适我国隧道群特点的养护

道路。参考文献[1]中华人民共和国交通运输部年公路水路交通运输行业发展统计公报[R].北京，

[2]吉祖勤黄卫石子石.速公路养护管理系统数据库的设计[J].东南大学学（自然科学版200103：2016.[3]关宝树.铁路隧道病害（变异）诊断专家系统[A].中国岩石力学与工程学会青年工作委员会

首届全国青年岩石力学学术研讨会论文集[C].中国岩石力学与工程学会青年工作委员会1991：.73-75.[4]黄章树.隧道养护管理信息系统的设计与实现[J].电脑发与应用，，：2-3.8.[5]朱经训，李子成，孙庆翔.地市级公路数据库管理系统的开发[J].交通与计算机，，：[6]JTG/TD7