基于地質(zhì)雷達(dá)圖像數(shù)據(jù)的鐵路隧道襯砌病害識別與安全性評估系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著我國鐵路事業(yè)的蓬勃發(fā)展，對鐵路設(shè)施的維護(hù)成了鐵路運營管理中越來越重要的環(huán)節(jié)。鐵路隧道作為鐵路設(shè)施的重要組成部分，為保證鐵路的安全運營，對隧道的科學(xué)有效的運營管理成了現(xiàn)今階段需要解決的問題。據(jù)鐵路總公司的秋檢數(shù)據(jù)顯示，我國大部分隧道存在著不同程度的病害。鐵路隧道的質(zhì)量影響著列車的安全運行，對隧道中存在的病害應(yīng)該及時發(fā)現(xiàn)，及時處理。目前國內(nèi)外對鐵路隧道襯砌的檢測普遍采用地質(zhì)雷達(dá)的方法來檢測，但對于地質(zhì)雷達(dá)數(shù)據(jù)的分析，還處在人工處理的階段

2、，對襯砌的雷達(dá)數(shù)據(jù)不能達(dá)到實時，快速的處理。
　　病害的發(fā)生往往伴隨著介質(zhì)的改變，比如滲漏水則襯砌中混入了含水層，裂縫等是襯砌中混入了空氣層。地質(zhì)雷達(dá)檢測襯砌的基本原理是雷達(dá)波經(jīng)過不同介質(zhì)時反射波的強弱不同，根據(jù)反射波強弱的不同可以判斷襯砌的損壞情況?；诖吮疚膶σr砌的地質(zhì)雷達(dá)灰度剖面圖的處理分析進(jìn)行了研究，提出了對襯砌內(nèi)部病害以及襯砌背后接觸狀態(tài)的快速及時的脫離人工的檢測方法，同時還對襯砌的安全性評定方法進(jìn)行研究，以保證對襯砌質(zhì)

3、量的科學(xué)的管理。
　　在對襯砌內(nèi)部病害檢測的研究中，本文在以往學(xué)者對襯砌雷達(dá)圖像研究的基礎(chǔ)上，提出了一種基于灰度分布的襯砌病害區(qū)域檢測方法，利用雷達(dá)剖面圖上灰度復(fù)雜度來度量雷達(dá)波在遇到不同介質(zhì)時的反射情況。先使用灰度統(tǒng)計分布特征進(jìn)行預(yù)選，減弱噪聲對檢測的影響，再利用灰度空間分布特征進(jìn)行篩選，找出可能還有病害的區(qū)域。同時利用自定義閾值的方式來確定分類的閡值，可以保證該方法使用于不同襯砌的復(fù)雜情況。
　　在對襯砌背后接觸狀態(tài)檢測

4、的研究中，參照地震波圖像的分析方法，利用了基于雙邊濾波的邊緣檢測方法檢測襯砌雷達(dá)圖像中的同向軸，以此來區(qū)分襯砌背后的接觸狀態(tài)是否密實。在對邊緣檢測之后的同向軸信息進(jìn)行提取時，本文設(shè)計了一種基于最小包絡(luò)矩形迭代的方法，對同向軸進(jìn)行圈定。利用此方法對某隧道測線雷達(dá)圖像進(jìn)行了處理，分析其襯砌背后病害的分布。
　　在對襯砌安全性評定系統(tǒng)的研究中，對襯砌的安全性評定采取基于模糊模式識別的方法進(jìn)行分級評定，對隧道安全性印象因素進(jìn)行分級，對各級