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技术发明奖公示内容

项目名称：公路隧道结构服役状态快速检测诊断技术与装备

提名单位：交通运输部

提名等级：国家技术发明二等奖

项目简介：本项目属于土木建筑工程领域。截至2017年我国拥有公

路隧道16229座、运营里程15285公里，规模居世界首位，所

面临的养护任务与压力也是世界罕见的，重点研究开发隧道等

高难度交通运输基础设施养护关键技术及装备被列为国家中

长期科学和技术发展规划纲要的优先主题。面对隧道结构高精

度快速检测和实时监测技术及装备研发的重大需求，项目组在

国家和省部级科技项目支持下，历经十余年攻关，发明了公路

隧道结构服役状态的快速检测诊断技术和装备，主要发明成果

如下。

1、发明了全断面、无干扰、高精度公路隧道车载快速检测

装备。针对高速移动模式下全断面可见光检测严重干扰交通运

行、采集图像错位或丢帧严重、海量图像病害识别效率与精度

低的技术难题，首创了基于高功率低热阻大热流散热红外光源

的隧道表观成像技术，发明了基于纳秒级同步控制和千兆级视

频流实时编码的隧道图像采集技术、海量图像病害快速智能筛

查与高精度识别方法。发明了集成上述技术的首台全断面、无

干扰、高精度公路隧道车载快速检测装备，实现了80km/h时

速下裂缝、渗漏水、剥落剥离、轮廓变形的快速精准感知，裂

缝宽度识别精度0.1mm。获发明专利10项。

2、发明了基于视频图像的自适应、高精度隧道变形实时监

测技术。针对现有隧道变形实时监测技术无法兼顾空间覆盖和

高精度以及近景摄影测量受复杂交通、光环境影响无法用于隧

道变形监测的问题，创新性设计了多尺度强抗噪的九宫格图像

监测标志点模板，建立了基于距离、角度、光照强度及镜头畸

变参数的位移自适应修正模型，发明了基于视频图像和红外频

闪补光的隧道收敛变形自适应高精度实时监测技术及装备，解

决了隧道变形视频图像监测面临的复杂环境下目标检索效率

低、无法连续监测的难题，50m监测范围内收敛变形精度1mm，

实现病害前兆和发展的动态感知。获发明专利9项，参编国家

行业标准2项。

3、发明了基于承载力与病害特征定量对应关系的隧道结

构状态快速诊断技术，研制了精细化诊断平台。针对结构服役

状态诊断中承载力、健康度缺乏快速量化评价方法的问题，基

于模型试验和大量工程实测提出了衬砌裂缝单元刚度退化模

型，建立了隧道损伤结构承载力计算方法；结合海量检测监测

数据，首次挖掘了隧道结构健康度与承载力、变形及病害特征

的量化对应关系，发明了基于隧道结构病害与变形的健康度快

速诊断方法。研制了集成结构病害、变形、围岩等多源数据和

数字数值一体解析技术的建养平台，实现了基于建养一体的结

构状态精细化诊断。获授权发明专利13项，参编国家行业标准

1项。

项目获授权发明专利32