公路隧道智能巡检系统标准

1公路隧道智能巡检系统标准本文件规定了公路隧道轨道式智能巡检系统的技术要求、巡检内容和作业流程。本文件适用于已运营的公路隧道日常巡检作业。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GA/T1127-2013安全防范视频监控摄像机通用技术要求GB/T19870-2018工业检测型红外热像仪GB12358-2006作业场所环境气体检测报警仪通用技术要求DL/T1610-2016变电站机器人巡检系统通用技术条件JTGH12-2015公路隧道养护技术规范JTG3370.1—2018公路隧道设计规范第一册土建工程3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1公路隧道轨道式智能巡检系统Highwaytunneltrack-typeintelligentinspectionsystem由公路隧道巡检机器人本体、供电系统、通信系统和监控后台等搭载导航设施和固定视频监控装置，能够通过全自主或遥控模式进行公路隧道巡检作业的智能系统。3.2公路隧道轨道式巡检机器人Highwaytunneltrack-typeinspectionrobot按照预设轨道进行运动，具备自动拍摄、目标识别、信息采集和图像分析等功能，能够在公路隧道内部对设备及环境进行监测巡检任务的移动巡检设备。4公路隧道轨道式智能巡检系统4.1一般规定公路隧道轨道式智能巡检系统包括巡检系统组成、巡检系统结构与各功能模块。4.1.1巡检系统组成。公路隧道轨道式智能巡检系统由巡检机器人本体、轨道平台、供电平台、通信平台、定位模块、后台监控平台等组成。24.1.2巡检系统结构与功能。公路隧道轨道式智能巡检系统采用三层架构，分别为执行层、通讯层和管理层，各结构的组成及功能见表1。表1隧道巡检系统组成架构端4.1.3使用环境巡检机器人的使用环境应满足如下要求：a）环境温度：-40℃~+45℃;b）环境湿度：5%～85%；c）最大风速：8m/s；4.1.4布设原则布设巡检机器人时应符合如下原则：a)安全性原则：巡检设备能够在隧道内自由移动，避开障碍物，确保自身和行驶车辆安全，b)覆盖性原则：巡检设备沿隧道中轴线或边缘纵向布置，可以覆盖到所需检测部位。c)稳定性原则：确保巡检设备工作过程中不出现震动和偏移。4.1.5行走平台行走平台具体参数要求见表2表2隧道巡检系统行走平台参数要求定120°~180°4.2轨道模块4.2.1模块功能3公路隧道巡检机器人应具备承载和导向的结构件，控制机器人运动精度、速度和稳定性能。4.2.2技术要求轨道模块应满足如下技术要求：a）承载重量：不低于50㎏/m；b）转弯半径：≥R600mm，弯曲弧度：0°~45°;c）轨道材质：高强度铝合金；d）布设位置：轨道部署起点距洞口5m～10m开始，沿隧道走向布置，可布设在隧道拱顶或一侧边墙，以不影响车辆通行和日常检修为宜。4.3摄像模块4.3.1模块功能巡检机器人应配置可见光高清摄像机，外部加装辅助可见光源，在巡检过程中拍摄实时视频和巡检点照片，用于故障查找和环境监控。4.3.2技术要求摄像模块应符合GA/T1127的规定，满足如下技术要求：a）上传视频分辨率不小于1920×1080；b）最小光学变焦数：30倍。c）拍摄范围：在0°~360°范围内可自动调整角度d）拍摄频次：每2m～3m拍摄一次,确保路面图像完全覆盖。4.4温湿度检测模块4.4.1模块功能巡检机器人应配置红外热像仪、温湿度传感器。红外热像仪应符合GB/T19870中的要求，显示实时热图像，通过红外视频及相关温度测量数据来进行过程控制及事前报警。温湿度传感器同步测量隧道环境的温度和湿度信息。4.4.2技术要求红外热像仪技术要求如下：a）红外热像仪的成像分辨率不低于320×240；b）红外热像仪测温范围：－40℃~+350℃;温度传感器技术要求如下：a）测量范围：温度：-40℃~+125℃;湿度传感器技术要求如下：a）测量范围：湿度：0%～100%RH；b）测量精度：湿度：±2%RH4.5气体检测模块4.5.1模块功能巡检机器人应配置气体检测仪，以检测隧道中H2S、CO、O2、CH4、PM2.5、PM50、烟雾等环境信息。44.5.2技术要求气体检测模块应符合GB12358的规定，其检测参数应符合表3的要求。表3气体检测模块技术要求HS±3%±3%±1%±3%±5%4.6语音交互模块4.6.1模块功能巡检机器人应搭载双向语音对讲系统，快速实现实时语音交互功能。4.6.2技术要求语音交互模块应符合DL/T1610-2016的规定，满足如下技术要求：a）噪声消除频响范围：20Hz～8kHz；b）拾音设备灵敏度应不小于-30dB。4.7避障模块4.7.1模块功能巡检机器人应搭载超声避障系统，能自动探测周围环境，当识别到在巡检路线上存在障碍物且不能安全通过时，能自动停车并报警。4.7.2技术要求避障模块应满足如下技术要求：a）感应距离：350mm～4000mm；b）响应延时：最小285ms。4.8报警模块4.8.1模块功能巡检机器人应搭载声光报警器，通过警示灯的不同颜色来表示巡检机器人当前的各种状态，如正常运行，停障，发生故障，电池电量不足等。4.8.2技术要求报警模块应符合GB12358的规定，满足如下技术要求：a）警报灯可选用三色灯或呼吸灯；b）防水、防潮、防尘性能好，防护等级IP66。5巡检内容5.1一般规定5巡检内容包括隧道环境巡检、隧道结构巡检、隧道交安设施巡检。5.1.1隧道环境巡检适用范围适用于对隧道内环境气体、温度及湿度、突发状况进行巡检。5.1.2隧道结构巡检适用范围适用于对隧道内衬砌、路面、检修道、吊顶、内装饰等方面内容进行巡检。5.1.3隧道交安设施巡检适用范围适用于对标志、标线、轮廓标、交通标志标线、照明设施及通风设施进行巡检。5.2隧道环境巡检5.2.1隧道内气体巡检隧道内气体巡检应满足如下要求：a）适用条件：适用于对隧道中的H2S、CO、O2、CH4、PM2.5、PM50、烟雾等气体信息进行检测。b）布置条件：使用巡检机器人配置的气体检测模块，对表4中的气体信息进行检测。c）巡检频率：24小时全天巡检d）巡检方法：气体检测仪当检测到隧道内硫化氢（H2S）、一氧化碳（CO）、氧气（O2）、甲烷（CH4）、PM2.5、PM50、烟雾超过检测限值时，实时向工作人员发出警报。表4隧道内环境气体检测规范表6级较钠灯光源提高一级.5.2.2隧道温、湿度巡检隧道温、湿度巡检应满足如下要求：a）适用条件：适用于对隧道内部的日常以及着火等情况进行湿、温度检测，确保隧道在运营过程中的功能。b）巡检位置：日常检测的湿、温度测点应选择在代表隧道各个区域的位置，包括隧道入口、出口、侧洞、通风井等。c）巡检频率：巡检频率应根据隧道所处地理位置，进行每半日一次或每日一次。对于长隧道和特长隧道，进行24小时全天候巡检。d）巡检方法：通过巡检机器人搭载的可见光高清摄像机从多个角度全方位检测隧道内异常光源、烟雾情况，配合红外热像仪对隧道内及隧道地面温度进行精准检测，并通过巡检机器人配置的红外热像仪在测温点进行定点检测。5.2.3突发状况巡检突发状况巡检应满足如下要求：a）适用条件：适用于对隧道内部出现的着火、抛洒物、违章停车等突发状况进行检测，确保隧道内的安全及稳定运行。b）巡检位置：轨道式智能巡检机器人覆盖的隧道内所有位置。c）巡检频率：24小时全天巡检d）巡检方法：智能巡检机器人通过可见光高清摄像机发现隧道内产生异常光源或异常物体；或通过红外热像仪检测到隧道内及隧道地面温度过高时，实时向工作人员发出警报。5.3隧道结构巡检隧道结构巡检应符合JTG3370.1和JTGH12的规定，满足如下要求：a）适用条件：适用于隧道内部结构进行巡检，包括衬砌、路面、检修道、吊顶、内装饰、交通标志标线等方面内容，以便及时发现和评估隧道内部的结构问题和安全状况。b）巡检位置：1）衬砌：包括衬砌裂缝的位置；衬砌表层起层、剥落情况。2）路面：包括路面拱起、沉陷、错台、开裂的范围和程度；路面积水、结冰等范围和程度。3）检修道：包括检修道毁坏、盖板缺损的位置和状况；栏杆变形、锈蚀、缺损等的位置和状况。4）排水系统：包括中央窨井盖、边沟盖板等完好程度的状况；c）巡检频率：进行一日一检或半日一检。d）巡检方法：智能巡检机器人通过红外热像仪、可见光高清摄像机发现隧道内部结构异常后，向工作人员发出警报并记录异常位置。75.4隧道交安设施巡检隧道交安设施巡检应符合JTGH12的规定，满足如下要求：a）适用条件：适用于对隧道内部交通安全设施进行巡检，包括标志、标线、轮廓标、照明设施、通风设施等。b）巡检内容：标志、标线、轮廓标的外观缺损、表面脏污等状况，以及连接件牢固状况、光度是否满足要求等。c）巡检频率：1）标志、标线、轮廓标：采用一天一检的巡检频率。2）照明设施：采用一天一检的巡检频率。3）通风设施：采用一天一检的巡检频率。d）巡检方法：智能巡检机器人搭载红外热像仪、可见光高清摄像机按照预定检测频率，对隧道内交安设施进行全方位巡检，遇到异常情况实时向工作人员发出警报并记录异常位置。6作业流程6.1一般规定6.1.1根据隧道状态及巡检要求，提前编制巡检计划，指导巡检工作。6.1.2巡检系统与隧道内部其他系统自动设备进行对接，通常由巡检系统提供信息传输，联动系统根据。远程现场信息进行操作。6.2人员要求监控管理人员应满足如下要求：a）监控管理人员应具有公路隧道巡检经验，熟悉JTGH12和有关技术标准。b）监控管理人员应通过公路隧道智能巡检系统的相关操作培训和考核。c）监控管理人员应熟悉公路隧道巡检系统的基本工作原理、技术参数和性能，掌握系统的操作程序和日常维护方法。6.3检前准备工作检前准备工作应满足如下要求：a）隧道的结构设计图纸和施工图纸，包括隧道的几何尺寸、材质、结构形式、支护形式等信息。b）隧道的使用情况和历史档案资料，包括隧道的年限、使用频率、维修保养记录等信息。c）隧道的安全标准和规范要求，包括隧道的安全级别、安全通行标准、灾害风险评估等信息。d）隧道周边地形地貌图、地质勘察报告、地下水位和地下水流等信息，隧道周边环境和地质条件。6.4巡检流程图隧道巡检流程图如图1所示。8图1巡检流程图6.5检测作业流程检测作业流程应满足如下要求：a）检查配套设备，包括摄像头、传感器、计算机等，检查设备的完好性和可靠性。b）仪器操作技术人员在检测工作进行时如果发现检测设备有异常情况或设备出现报警状态，应立即停止检测并关闭设备，在异常状态得到修复之后方可继续工作；c）巡检过程中