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

1、隨著我國(guó)鐵路事業(yè)的蓬勃發(fā)展，對(duì)鐵路設(shè)施的維護(hù)成了鐵路運(yùn)營(yíng)管理中越來(lái)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(yùn)營(yíng)，對(duì)隧道的科學(xué)有效的運(yùn)營(yíng)管理成了現(xiàn)今階段需要解決的問(wèn)題。據(jù)鐵路總公司的秋檢數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)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(chē)的安全運(yùn)行，對(duì)隧道中存在的病害應(yīng)該及時(shí)發(fā)現(xiàn)，及時(shí)處理。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)鐵路隧道襯砌的檢測(cè)普遍采用地質(zhì)雷達(dá)的方法來(lái)檢測(cè)，但對(duì)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(duì)襯砌的雷達(dá)數(shù)據(jù)不能達(dá)到實(shí)時(shí)，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(cè)襯砌的基本原理是雷達(dá)波經(jīng)過(guò)不同介質(zhì)時(shí)反射波的強(qiáng)弱不同，根據(jù)反射波強(qiáng)弱的不同可以判斷襯砌的損壞情況?；诖吮疚膶?duì)襯砌的地質(zhì)雷達(dá)灰度剖面圖的處理分析進(jìn)行了研究，提出了對(duì)襯砌內(nèi)部病害以及襯砌背后接觸狀態(tài)的快速及時(shí)的脫離人工的檢測(cè)方法，同時(shí)還對(duì)襯砌的安全性評(píng)定方法進(jìn)行研究，以保證對(duì)襯砌質(zhì)

3、量的科學(xué)的管理。
　　在對(duì)襯砌內(nèi)部病害檢測(cè)的研究中，本文在以往學(xué)者對(duì)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(cè)方法，利用雷達(dá)剖面圖上灰度復(fù)雜度來(lái)度量雷達(dá)波在遇到不同介質(zhì)時(shí)的反射情況。先使用灰度統(tǒng)計(jì)分布特征進(jìn)行預(yù)選，減弱噪聲對(duì)檢測(cè)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(shí)利用自定義閾值的方式來(lái)確定分類(lèi)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(duì)襯砌背后接觸狀態(tài)檢測(cè)

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(cè)方法檢測(cè)襯砌雷達(dá)圖像中的同向軸，以此來(lái)區(qū)分襯砌背后的接觸狀態(tài)是否密實(shí)。在對(duì)邊緣檢測(cè)之后的同向軸信息進(jìn)行提取時(shí)，本文設(shè)計(jì)了一種基于最小包絡(luò)矩形迭代的方法，對(duì)同向軸進(jìn)行圈定。利用此方法對(duì)某隧道測(cè)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(duì)襯砌安全性評(píng)定系統(tǒng)的研究中，對(duì)襯砌的安全性評(píng)定采取基于模糊模式識(shí)別的方法進(jìn)行分級(jí)評(píng)定，對(duì)隧道安全性印象因素進(jìn)行分級(jí)，對(duì)各級(jí)