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无人机在地铁隧道安全巡检方面的应用

作者：王宗婷李六叶何颖怡梁月梅

来源：《西部论丛》2019年第29期

摘要：目前隧道巡检工作存在效率低，精度不高等问题。基于此环境下通过研究相关文

献和资料发现无人机在地铁隧道巡检中的优势。无人机可用于隧道综合监控，为设施管理和养

护提供决策依据，预期实现人工智能专家系统故障诊断和大数据病害趋势预测。

关键词：地铁隧道;安全巡检;无人机

Abstract：Atpresent，thetunnelinspectionworkhastheproblemsoflowefficiencyandlow

accuracy.Basedonthisenvironment，throughresearchingrelevantliteratureanddata，the

advantagesofdronesinmetrotunnelinspectionswerediscovered.Unmannedaerialvehiclescanbe

usedforcomprehensivetunnelmonitoringtoprovidedecision-makingbasisforfacilitymanagement

datadiseasetrendprediction.

Keywords：subwaytunnel;safetyinspection;unmannedaerialvehicle

一、引言

地1.1鐵隧道巡检现状

改革开放以来，我国地铁迅速发展。地铁隧道巡检最初是以人工巡检为主。上个世纪九十

年代开始后慢慢发展成自动化设备检测，但是它仍然离不开人工。虽然现在巡检方向往全自动

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化智能检测的方向发展，但是还是没有很好的方式代替人工。但是人工巡检不仅消耗大量的人

力物力，且人会受环境状态、人自身状态等一些因素影响，存在检测设备盲点多、信息误报和

漏报、人工漏巡等问题和一定的安全隐患，智能化程度低，巡检效率差，且上述检测只能针对

地铁隧道的某一参数进行测量，比如隧道形变量、轨道损伤等，所以就导致地铁隧道内各类安

全事故时有发生[1]。加上地铁隧道周围地质情况复杂、地下管道与线路密集，而且还容易受

到地表的建筑和交通的影响。而它们主要的分布部位在环缝、纵缝、手孔、螺栓、注浆孔、管

片开裂等部位;主要分布区段是断头井、旁通道及泵站、小半径曲线、易发生险情或有不良地

质条件的地方。这些通通给巡检工作增加了许多难度。

巡检1.2措施

1.2.1人工巡检

巡检管理人员给相关巡检部门下达巡检任务，巡检部门再给每个巡检人员下达巡检任务。

巡检人员按照巡检规定的时间及地点巡检，当发现线路中某个设备发生故障或存在安全隐患

时，记录在纸上待巡检完成后通过短信或者邮件发送至主管部门。主管部门按照故障的等级再

安排复查或发布修复指令。

1.2.2自动化监测设备

除人工巡检之外，还有自动化监测设备，主要利用全站仪[2]、水准仪、收敛仪等测量设

备进行数据采集。但是这一类设备必须布设好监测基准点及监测点[3]，和选择好相应的自动

监测系统。

1.2.3智能巡检机器人

目前已经有研究单位尝试用智能巡检机器人代替传统的人工巡检，解决人工巡检存在的不

足，但由于种种原因，未被广泛采用。比如说“奔跑的兔子”这款机器人具有全天候智能化巡

检、人工智能专家系统故障诊断、大数据隧道病害趋势预测等技术特点[4]。

1.2.4巡检措施优缺点比较[5]

无1.3人机巡检应用现状

无人机应用于巡检方面大概始于2009年。首先是在电力方面目前主要应用于配电线路巡

检的无人机机型有固定翼无人机、无人直升机以及多悬翼无人机[6]，已有方法有红外测温技

术[7]和基于三维激光扫描技术法人输电路无人机巡检方法[8]等。此后无人机在巡检方面的应

用不断扩大，如油气管道、河流、交通道路和通信基站等，并且因为无人机巡检具有需求迫

切、发展快速、政策好、系统性强、无行业寡头、无行业垄断等特点，为巡检提供了自动、智