DB15-T 3710-2024 公路隧道轨道式智能巡检系统技术规范

ICSCCS93.080.3015IDB15/T3710—2024前言 12规范性引用文件 13术语和定义 14系统组成与技术要求 15巡检内容 66作业流程 8附录A（资料性）巡检记录表 DB15/T3710—2024本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本文件由内蒙古农业大学提出。本文件由内蒙古自治区交通运输厅归口。本文件起草单位：内蒙古农业大学、内蒙古交通集团蒙通养护有限责任公司、内蒙古科技大学、河南省中工设计研究院集团股份有限公司、内蒙古交通集团有限公司、内蒙古交科路桥建设有限公司、内蒙古高速实业有限责任公司、内蒙古自治区大数据中心、呼和浩特城市交通投资建设集团有限公司、乌审旗环保投资有限公司、内蒙古自治区交通运输事业发展中心。本文件主要起草人：李永翔、王海晓、张鸿志、张宝华、朱战伟、闫旭亮、米世忠、赵胜、吴平、贾俊、高健、王宇、王占军、胡江三、贾永杰、赵建雄、田璐、徐海林、郝瑞君、贺慧鋆、段尚泽、党忠、马东梅、丁旭、季天行、陈发、杨宁、赵龙伟。DB15/T3710—20241公路隧道轨道式智能巡检系统技术规范本文件规定了公路隧道轨道式智能巡检系统组成与技术要求、巡检内容和作业流程。本文件适用于已运营的各等级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。GB12358作业场所环境气体检测报警仪通用技术要求GB/T19870工业检测型红外热像仪DL/T1610变电站机器人巡检系统通用技术条件GA/T1127安全防范视频监控摄像机通用技术要求JTGH12公路隧道养护技术规范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、轨道平台、供电系统、通信平台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巡检机器人inspectionrobot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系统组成与技术要求4,1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、轨道平台、供电系统、通信平台和监控后台组成。4.2巡检机器人DB15/T3710—202424.2.1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。4.2.2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沿轨道自由运行，避开障碍物，确保巡检机器人本体和行驶车辆安全；b)覆盖性原则：巡检机器人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：巡检机器人运行过程中，应确保其震动加速度不超过0.5倍重力加速度（约4.94.2.3养护要求巡检机器人养护应符合以下要求：a)结构养护：每月需清洁传感器、摄像头和其他巡检系统相关部件，防止尘土积聚影响性能；同时检查机壳和电气接头，确保无腐蚀和损坏情况；b)系统检查：每月需检查软件系统的运行状态，更新必要的系统版本；检查硬件组件，包括电池、电机和与轨道平台的连接系统，确保功能正常。4.2.4功能模块巡检机器人由摄像模块、温湿度检测模块、气体检测模块、语音交互模块、避障模块、存储模块等功能模块组成。4.2.5摄像模块4.2.5.1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。4.2.5.2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：在水平、垂直方向0°~360°范围内可自动调整角度；d)拍摄频次：每2m～3m拍摄一次，确保检测区域内图像完全覆盖；e)使用温度：-40℃~45℃。4.2.6温湿度检测模块4.2.6.1模块功能DB15/T3710—20243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。4.2.6.2技术要求技术要求包括：a)红外热像仪技术要求如下：1)红外热像仪的成像分辨率不低于320×240；2)红外热像仪测温范围40℃~350℃。b)温度传感器技术要求如下：1)温度传感器测量范围：-40℃~125℃;2)温度传感器测量精度：±0.5℃。c)湿度传感器技术要求如下：1)湿度传感器测量范围：0%～100%RH；2)湿度传感器测量精度：±2%RH。4.2.7气体检测模块4.2.7.1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。4.2.7.2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1的要求。表1气体检测模块技术要求HS4.2.8语音交互模块4.2.8.1模块功能隧道轨道式巡检机器人应配备智能语音交互模块，支持双向语音对讲和实时语音指令传输，语音识别准确率不低于95%，支持语义理解和指令反馈，达到工业级智能语音交互水平。系统支持全程语音指挥，具备多轮对话处理能力，确保巡检任务的持续控制。4.2.8.2技术要求语音交互模块应符合DL/T1610的规定，满足如下技术要求：DB15/T3710—20244a)噪声消除频响范围：20Hz～8kHz；b)拾音设备灵敏度应不小于-30dB；c)在不高于90dB的背景噪音下，需能准确识别语音指令。4.2.9避障模块4.2.9.1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，当识别到轨道平台上存在障碍物且不能安全通过时，能自动停止巡检任务并向监控中心报警。4.2.9.2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：不低于285ms。4.2.10存储模块4.2.10.1模块功能巡检机器人应满足至少3个月的数据存储需求，且支持远程数据管理和监控。4.2.10.2技术要求存储模块应满足如下技术要求：a)存储介质：采用固态硬盘（SSD）或工业级存储卡，读写速度应不低于500MB/s，确保数据实时采集和存储，工作温度范围应在-40℃~70℃之间；b)网络接口：需支持千兆以太网有线传输，且内置Wi-Fi模块，传输速率不低于1Gbps，同时可选4G/5G模块，确保无线网络覆盖。4.3轨道平台4.3.1平台功能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。4.3.2技术要求具体技术要求见表2。表2隧道巡检系统轨道平台技术要求R≥600mm，弯曲弧度：0°~45°DB15/T3710—202454.3.3养护要求轨道平台应按以下频次进行检查和清洁：a)结构养护：检查轨道固定情况，检查是否松动、轨道材质表面是否有腐蚀或损伤，每月至少一b)轨道清洁：清理轨道上的灰尘和杂质及周围的障碍物，每月至少一次。4.3.4布设位置轨道部署应从隧道洞口5m～10m开始，沿隧道纵向布设。轨道可安装于隧道拱顶或侧壁，布设时需确保不影响车辆正常通行及日常检修作业；轨道与管道、电缆等其他设施之间应保持0.5m以上安全距离，且需满足5m以上的最低净高要求，在布设时应避免遮挡光源，同时确保轨道不干扰通风孔和排风口。4,4供电系统4.4.1系统功能供电系统应具有电源监测、充电管理等功能，同时应具有备用电源，确保机器人在巡检过程中能够获得持续、稳定的电力供应，支持不间断作业。4.4.2技术要求4.4.2.1电源规格应支持12V～24VDC供电，应能够在-40℃~60℃的环境温度下正常工作。4.4.2.2电源监测应内置电源电量管理系统，可以实时监控电池的电压、电流、温度和内阻等关键功能。同时应具备评估电池的健康状况和剩余寿命的功能，并在检测到电量低于预设阈值时，自动通过监控后台向管理人员发送即时警告，以避免意外停机。4.4.2.3电源安全应支持过充、过放、短路和过热保护功能，同时应支持防水、防尘功能，确保电池和供电系统的安全运行。4.5通信平台4.5.1平台功能通信平台应具有实时数据传输、数据加密的功能，同时具有多通信协议支持，确保巡检系统的高效运行和信息安全。4.5.2技术要求4.5.2.1实时数据传输应支持有线（以太网）和无线（Wi-Fi、4G/5G）连接。管理人员应能通过不同设备访问平台，查看实时数据和控制机器人。4.5.2.2数据加密DB15/T3710—20246应支持对巡检过程中收集的数据进行实时加密，确保数据在传输过程中的安全性。同时支持TLS/SSL加密传输协议，以保护数据在网络传输中的完整性和机密性。4.5.2.3多通信协议支持应支持TCP/IP、MQTT和WebSocket等多种通信协议，能够实现实时数据传输，确保信息及时更新与4,6监控后台4.6.1后台功能监控后台应具有数据管理、任务调度与控制、用户管理以及数据存储等功能，通过集成多种技术手段，确保公路隧道的智能化巡检和高效管理。4.6.2技术要求4.6.2.1数据管理应能进行实时数据采集与接入，支持多源数据的分类存储和定期自动备份，确保数据安全与完整性；管理人员可执行检索与查询操作。4.6.2.2任务调度与控制应能根据巡检计划自动分配任务，支持任务执行进度的实时监控，管理人员可以随时查看任务状态并进行调整。4.6.2.3用户管理应能支持对平台用户的创建、编辑和删除，支持角色分配与权限设置，应能够记录用户活动日志，便于追踪操作历史。5巡检内容5.1隧道环境巡检5.1.1隧道环境巡检适用范围适用于对隧道内气体、温度及湿度、突发状况进行巡检。5.1.2隧道内气体巡检隧道内气体巡检应满足如下要求：a)巡检内容：对隧道中的H2S、CO、O2、CH4、PM2.5、PM50、烟雾等气体信息进行检测；b)巡检位置：巡检机器人覆盖的隧道内所有位置；c)巡检频率：24小时全天候实时巡检；d)巡检方法：当气体检测仪检测到隧道内的气体超过表3规定的检测限值时，实时向工作人员发DB15/T3710—20247表3隧道内环境气体检测规范表检5.1.3隧道温、湿度巡检隧道温、湿度巡检应满足如下要求：a)巡检内容：对隧道内部的日常以及着火等情况进行温、湿度检测，确保隧道在运营过程中的功b)巡检位置：温、湿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，对于短隧道和中长隧道，巡检频率不少于1次/d；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。5.1.4突发状况巡检突发状况巡检应满足如下要求：a)巡检内容：对隧道内部出现的着火、抛洒物、违章停车、渗水、结冰、结构表面损毁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：巡检机器人覆盖的隧道内所有位置；c)巡检频率：24h全天候实时巡检；DB15/T3710—20248d)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。5.2隧道结构巡检隧道结构巡检应符合JTGH12的规定，满足如下要求：a)巡检内容：适用于隧道表层结构巡检，包括衬砌、路面、检修道、排水系统、吊顶等方面内容，以便及时发现和评估隧道的结构问题和安全状况；b)巡检位置：巡检机器人覆盖的隧道内所有位置，重点检查隧道衬砌、路面、检修道、排水系统、c)巡检频率：不少于1次/d；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。5.3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)巡检内容：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)巡检位置：巡检机器人覆盖的隧道内所有位置；c)巡检频率：标志、标线、轮廓标不少于1次/d；照明设施不少于1次/d；通风设施不少于1次/d；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6.1.1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巡检机器人与监控后台进行对接，通常由巡检机器人提供信息与数据传输，监控后台根据现场信息进行远程操作。6.2检前