[发明专利]一种公路隧道变形情况监测预警系统及方法

说明书

本发明公开了一种公路隧道变形情况监测预警系统及方法，所述监测预警系统包括衬砌划分模块、图像采集模块、图像分析模块、监测点设置模块和变形判断模块，所述衬砌划分模块用于预先沿着隧道轴线方向将隧道的衬砌划分成m段宽度相等的分衬砌，m为自然数，所述图像采集模块用于采集各段分衬砌的表面图像为第一图像，所述图像分析模块对第一图像进行分析，并从中选取分衬砌为监测段，所述监测点设置模块用于在监测段上设置沉降监测点，在监测段上设置沉降监测点，间隔预设时间段获取沉降监测点的沉降值，所述变形判断模块用于判断沉降值与沉降阈值的关系，在沉降值大于等于沉降阈值，传输信息对该监测段进行检修。

技术领域

本发明涉及隧道技术领域，具体为一种公路隧道变形情况监测预警系统及方法。

背景技术

公路隧道是专供汽车运输行驶的通道。随着社会经济和生产的发展,高速公路大量出现，对道路的修建技术提出了较高的标准,要求线路顺直、坡度平缓、路面宽敞等。因此在道路穿越山区时,过去盘山绕行的方案多改为隧道方案。隧道的修建在改善公路技术状态、缩短运行距离、提高运输能力、减少事故等方面起到重要的作用。

受温度、湿度、隧道结构等因素的因素，公路隧道会出现变形情况，如果不及时对隧道变形出进行检修，有可能会影响公路隧道的运行情况，设置有可能会发生安全事故。

发明内容

本发明的目的在于提供一种公路隧道变形情况监测预警系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种公路隧道变形情况监测预警系统，所述监测预警系统包括衬砌划分模块、图像采集模块、图像分析模块、监测点设置模块和变形判断模块，所述衬砌划分模块用于预先沿着隧道轴线方向将隧道的衬砌划分成m段宽度相等的分衬砌，m为自然数，所述图像采集模块用于采集各段分衬砌的表面图像为第一图像，所述图像分析模块对第一图像进行分析，并从中选取分衬砌为监测段，所述监测点设置模块用于在监测段上设置沉降监测点，在监测段上设置沉降监测点，间隔预设时间段获取沉降监测点的沉降值，所述变形判断模块用于判断沉降值与沉降阈值的关系，在沉降值大于等于沉降阈值，传输信息对该监测段进行检修。

进一步的，所述图像分析模块包括裂缝信息提取模块、裂缝指数计算模块、裂缝指数比较模块和监测段选取模块，所述裂缝信息提取模块用于从各段分衬砌所对应的第一图像中提取各条裂缝信息，所述裂缝指数计算模块计算某段分衬砌的裂缝指数，其中，n为该段分衬砌的裂缝的条数，N为所有分衬砌的裂缝的条数之和，L为分衬砌沿着隧道断面方向上的长度，K为分衬砌沿着隧道轴线方向上的宽度，为第i条裂缝在沿着隧道断面方向上的长度，为第i条裂缝在沿着隧道轴线方向上的宽度，其中，隧道轴线方向与隧道断面方向垂直，所述裂缝指数比较模块将某段分衬砌的裂缝指数与裂缝阈值进行比较，在裂缝指数大于裂缝阈值时，令监测段选取模块判断与该段分衬砌两侧相邻的分衬砌的裂缝指数是否均大于裂缝阈值，如果均大于裂缝阈值，那么选取该段分衬砌为监测段。

进一步的，所述图像分析模块还包括裂缝类型获取模块和斜向裂缝处理模块，所述裂缝类型获取模块用于获取各条裂缝的裂缝类型，所述裂缝类型包括纵向裂缝、环向裂缝和斜向裂缝，所述斜向裂缝处理模块用于在某条裂缝的裂缝类型为斜向裂缝时，对该条裂缝在隧道轴线方向上投影得到该条裂缝在沿着隧道轴线方向上的宽度，在隧道断面方向上进行投影得到该条裂缝沿着隧道断面方向上的长度。