公路隧道智能巡檢系統(tǒng)標準

1公路隧道智能巡檢系統(tǒng)標準本文件規(guī)定了公路隧道軌道式智能巡檢系統(tǒng)的技術要求、巡檢內(nèi)容和作業(yè)流程。本文件適用于已運營的公路隧道日常巡檢作業(yè)。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GA/T1127-2013安全防范視頻監(jiān)控攝像機通用技術要求GB/T19870-2018工業(yè)檢測型紅外熱像儀GB12358-2006作業(yè)場所環(huán)境氣體檢測報警儀通用技術要求DL/T1610-2016變電站機器人巡檢系統(tǒng)通用技術條件JTGH12-2015公路隧道養(yǎng)護技術規(guī)范JTG3370.1—2018公路隧道設計規(guī)范第一冊土建工程3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。3.1公路隧道軌道式智能巡檢系統(tǒng)Highwaytunneltrack-typeintelligentinspectionsystem由公路隧道巡檢機器人本體、供電系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和監(jiān)控后臺等搭載導航設施和固定視頻監(jiān)控裝置，能夠通過全自主或遙控模式進行公路隧道巡檢作業(yè)的智能系統(tǒng)。3.2公路隧道軌道式巡檢機器人Highwaytunneltrack-typeinspectionrobot按照預設軌道進行運動，具備自動拍攝、目標識別、信息采集和圖像分析等功能，能夠在公路隧道內(nèi)部對設備及環(huán)境進行監(jiān)測巡檢任務的移動巡檢設備。4公路隧道軌道式智能巡檢系統(tǒng)4.1一般規(guī)定公路隧道軌道式智能巡檢系統(tǒng)包括巡檢系統(tǒng)組成、巡檢系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與各功能模塊。4.1.1巡檢系統(tǒng)組成。公路隧道軌道式智能巡檢系統(tǒng)由巡檢機器人本體、軌道平臺、供電平臺、通信平臺、定位模塊、后臺監(jiān)控平臺等組成。24.1.2巡檢系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能。公路隧道軌道式智能巡檢系統(tǒng)采用三層架構(gòu)，分別為執(zhí)行層、通訊層和管理層，各結(jié)構(gòu)的組成及功能見表1。表1隧道巡檢系統(tǒng)組成架構(gòu)端4.1.3使用環(huán)境巡檢機器人的使用環(huán)境應滿足如下要求：a）環(huán)境溫度：-40℃~+45℃;b）環(huán)境濕度：5%～85%；c）最大風速：8m/s；4.1.4布設原則布設巡檢機器人時應符合如下原則：a)安全性原則：巡檢設備能夠在隧道內(nèi)自由移動，避開障礙物，確保自身和行駛車輛安全，b)覆蓋性原則：巡檢設備沿隧道中軸線或邊緣縱向布置，可以覆蓋到所需檢測部位。c)穩(wěn)定性原則：確保巡檢設備工作過程中不出現(xiàn)震動和偏移。4.1.5行走平臺行走平臺具體參數(shù)要求見表2表2隧道巡檢系統(tǒng)行走平臺參數(shù)要求定120°~180°4.2軌道模塊4.2.1模塊功能3公路隧道巡檢機器人應具備承載和導向的結(jié)構(gòu)件，控制機器人運動精度、速度和穩(wěn)定性能。4.2.2技術要求軌道模塊應滿足如下技術要求：a）承載重量：不低于50㎏/m；b）轉(zhuǎn)彎半徑：≥R600mm，彎曲弧度：0°~45°;c）軌道材質(zhì)：高強度鋁合金；d）布設位置：軌道部署起點距洞口5m～10m開始，沿隧道走向布置，可布設在隧道拱頂或一側(cè)邊墻，以不影響車輛通行和日常檢修為宜。4.3攝像模塊4.3.1模塊功能巡檢機器人應配置可見光高清攝像機，外部加裝輔助可見光源，在巡檢過程中拍攝實時視頻和巡檢點照片，用于故障查找和環(huán)境監(jiān)控。4.3.2技術要求攝像模塊應符合GA/T1127的規(guī)定，滿足如下技術要求：a）上傳視頻分辨率不小于1920×1080；b）最小光學變焦數(shù)：30倍。c）拍攝范圍：在0°~360°范圍內(nèi)可自動調(diào)整角度d）拍攝頻次：每2m～3m拍攝一次,確保路面圖像完全覆蓋。4.4溫濕度檢測模塊4.4.1模塊功能巡檢機器人應配置紅外熱像儀、溫濕度傳感器。紅外熱像儀應符合GB/T19870中的要求，顯示實時熱圖像，通過紅外視頻及相關溫度測量數(shù)據(jù)來進行過程控制及事前報警。溫濕度傳感器同步測量隧道環(huán)境的溫度和濕度信息。4.4.2技術要求紅外熱像儀技術要求如下：a）紅外熱像儀的成像分辨率不低于320×240；b）紅外熱像儀測溫范圍：－40℃~+350℃;溫度傳感器技術要求如下：a）測量范圍：溫度：-40℃~+125℃;濕度傳感器技術要求如下：a）測量范圍：濕度：0%～100%RH；b）測量精度：濕度：±2%RH4.5氣體檢測模塊4.5.1模塊功能巡檢機器人應配置氣體檢測儀，以檢測隧道中H2S、CO、O2、CH4、PM2.5、PM50、煙霧等環(huán)境信息。44.5.2技術要求氣體檢測模塊應符合GB12358的規(guī)定，其檢測參數(shù)應符合表3的要求。表3氣體檢測模塊技術要求HS±3%±3%±1%±3%±5%4.6語音交互模塊4.6.1模塊功能巡檢機器人應搭載雙向語音對講系統(tǒng)，快速實現(xiàn)實時語音交互功能。4.6.2技術要求語音交互模塊應符合DL/T1610-2016的規(guī)定，滿足如下技術要求：a）噪聲消除頻響范圍：20Hz～8kHz；b）拾音設備靈敏度應不小于-30dB。4.7避障模塊4.7.1模塊功能巡檢機器人應搭載超聲避障系統(tǒng)，能自動探測周圍環(huán)境，當識別到在巡檢路線上存在障礙物且不能安全通過時，能自動停車并報警。4.7.2技術要求避障模塊應滿足如下技術要求：a）感應距離：350mm～4000mm；b）響應延時：最小285ms。4.8報警模塊4.8.1模塊功能巡檢機器人應搭載聲光報警器，通過警示燈的不同顏色來表示巡檢機器人當前的各種狀態(tài)，如正常運行，停障，發(fā)生故障，電池電量不足等。4.8.2技術要求報警模塊應符合GB12358的規(guī)定，滿足如下技術要求：a）警報燈可選用三色燈或呼吸燈；b）防水、防潮、防塵性能好，防護等級IP66。5巡檢內(nèi)容5.1一般規(guī)定5巡檢內(nèi)容包括隧道環(huán)境巡檢、隧道結(jié)構(gòu)巡檢、隧道交安設施巡檢。5.1.1隧道環(huán)境巡檢適用范圍適用于對隧道內(nèi)環(huán)境氣體、溫度及濕度、突發(fā)狀況進行巡檢。5.1.2隧道結(jié)構(gòu)巡檢適用范圍適用于對隧道內(nèi)襯砌、路面、檢修道、吊頂、內(nèi)裝飾等方面內(nèi)容進行巡檢。5.1.3隧道交安設施巡檢適用范圍適用于對標志、標線、輪廓標、交通標志標線、照明設施及通風設施進行巡檢。5.2隧道環(huán)境巡檢5.2.1隧道內(nèi)氣體巡檢隧道內(nèi)氣體巡檢應滿足如下要求：a）適用條件：適用于對隧道中的H2S、CO、O2、CH4、PM2.5、PM50、煙霧等氣體信息進行檢測。b）布置條件：使用巡檢機器人配置的氣體檢測模塊，對表4中的氣體信息進行檢測。c）巡檢頻率：24小時全天巡檢d）巡檢方法：氣體檢測儀當檢測到隧道內(nèi)硫化氫（H2S）、一氧化碳（CO）、氧氣（O2）、甲烷（CH4）、PM2.5、PM50、煙霧超過檢測限值時，實時向工作人員發(fā)出警報。表4隧道內(nèi)環(huán)境氣體檢測規(guī)范表6級較鈉燈光源提高一級.5.2.2隧道溫、濕度巡檢隧道溫、濕度巡檢應滿足如下要求：a）適用條件：適用于對隧道內(nèi)部的日常以及著火等情況進行濕、溫度檢測，確保隧道在運營過程中的功能。b）巡檢位置：日常檢測的濕、溫度測點應選擇在代表隧道各個區(qū)域的位置，包括隧道入口、出口、側(cè)洞、通風井等。c）巡檢頻率：巡檢頻率應根據(jù)隧道所處地理位置，進行每半日一次或每日一次。對于長隧道和特長隧道，進行24小時全天候巡檢。d）巡檢方法：通過巡檢機器人搭載的可見光高清攝像機從多個角度全方位檢測隧道內(nèi)異常光源、煙霧情況，配合紅外熱像儀對隧道內(nèi)及隧道地面溫度進行精準檢測，并通過巡檢機器人配置的紅外熱像儀在測溫點進行定點檢測。5.2.3突發(fā)狀況巡檢突發(fā)狀況巡檢應滿足如下要求：a）適用條件：適用于對隧道內(nèi)部出現(xiàn)的著火、拋灑物、違章停車等突發(fā)狀況進行檢測，確保隧道內(nèi)的安全及穩(wěn)定運行。b）巡檢位置：軌道式智能巡檢機器人覆蓋的隧道內(nèi)所有位置。c）巡檢頻率：24小時全天巡檢d）巡檢方法：智能巡檢機器人通過可見光高清攝像機發(fā)現(xiàn)隧道內(nèi)產(chǎn)生異常光源或異常物體；或通過紅外熱像儀檢測到隧道內(nèi)及隧道地面溫度過高時，實時向工作人員發(fā)出警報。5.3隧道結(jié)構(gòu)巡檢隧道結(jié)構(gòu)巡檢應符合JTG3370.1和JTGH12的規(guī)定，滿足如下要求：a）適用條件：適用于隧道內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行巡檢，包括襯砌、路面、檢修道、吊頂、內(nèi)裝飾、交通標志標線等方面內(nèi)容，以便及時發(fā)現(xiàn)和評估隧道內(nèi)部的結(jié)構(gòu)問題和安全狀況。b）巡檢位置：1）襯砌：包括襯砌裂縫的位置；襯砌表層起層、剝落情況。2）路面：包括路面拱起、沉陷、錯臺、開裂的范圍和程度；路面積水、結(jié)冰等范圍和程度。3）檢修道：包括檢修道毀壞、蓋板缺損的位置和狀況；欄桿變形、銹蝕、缺損等的位置和狀況。4）排水系統(tǒng)：包括中央窨井蓋、邊溝蓋板等完好程度的狀況；c）巡檢頻率：進行一日一檢或半日一檢。d）巡檢方法：智能巡檢機器人通過紅外熱像儀、可見光高清攝像機發(fā)現(xiàn)隧道內(nèi)部結(jié)構(gòu)異常后，向工作人員發(fā)出警報并記錄異常位置。75.4隧道交安設施巡檢隧道交安設施巡檢應符合JTGH12的規(guī)定，滿足如下要求：a）適用條件：適用于對隧道內(nèi)部交通安全設施進行巡檢，包括標志、標線、輪廓標、照明設施、通風設施等。b）巡檢內(nèi)容：標志、標線、輪廓標的外觀缺損、表面臟污等狀況，以及連接件牢固狀況、光度是否滿足要求等。c）巡檢頻率：1）標志、標線、輪廓標：采用一天一檢的巡檢頻率。2）照明設施：采用一天一檢的巡檢頻率。3）通風設施：采用一天一檢的巡檢頻率。d）巡檢方法：智能巡檢機器人搭載紅外熱像儀、可見光高清攝像機按照預定檢測頻率，對隧道內(nèi)交安設施進行全方位巡檢，遇到異常情況實時向工作人員發(fā)出警報并記錄異常位置。6作業(yè)流程6.1一般規(guī)定6.1.1根據(jù)隧道狀態(tài)及巡檢要求，提前編制巡檢計劃，指導巡檢工作。6.1.2巡檢系統(tǒng)與隧道內(nèi)部其他系統(tǒng)自動設備進行對接，通常由巡檢系統(tǒng)提供信息傳輸，聯(lián)動系統(tǒng)根據(jù)。遠程現(xiàn)場信息進行操作。6.2人員要求監(jiān)控管理人員應滿足如下要求：a）監(jiān)控管理人員應具有公路隧道巡檢經(jīng)驗，熟悉JTGH12和有關技術標準。b）監(jiān)控管理人員應通過公路隧道智能巡檢系統(tǒng)的相關操作培訓和考核。c）監(jiān)控管理人員應熟悉公路隧道巡檢系統(tǒng)的基本工作原理、技術參數(shù)和性能，掌握系統(tǒng)的操作程序和日常維護方法。6.3檢前準備工作檢前準備工作應滿足如下要求：a）隧道的結(jié)構(gòu)設計圖紙和施工圖紙，包括隧道的幾何尺寸、材質(zhì)、結(jié)構(gòu)形式、支護形式等信息。b）隧道的使用情況和歷史檔案資料，包括隧道的年限、使用頻率、維修保養(yǎng)記錄等信息。c）隧道的安全標準和規(guī)范要求，包括隧道的安全級別、安全通行標準、災害風險評估等信息。d）隧道周邊地形地貌圖、地質(zhì)勘察報告、地下水位和地下水流等信息，隧道周邊環(huán)境和地質(zhì)條件。6.4巡檢流程圖隧道巡檢流程圖如圖1所示。8圖1巡檢流程圖6.5檢測作業(yè)流程檢測作業(yè)流程應滿足如下要求：a）檢查配套設備，包括攝像頭、傳感器、計算機等，檢查設備的完好性和可靠性。b）儀器操作技術人員在檢測工作進行時如果發(fā)現(xiàn)檢測設備有異常情況或設備出現(xiàn)報警狀態(tài)，應立即停止檢測并關閉設備，在異常狀態(tài)得到修復之后方可繼續(xù)工作；c）巡檢過程中