美國（guó）土木工程師（shī）學（xué）會（ASCE）每四（sì）年編纂一份《美（měi）國基礎設施使用（yòng）狀況報告》，評估本國基礎設施應用與（yǔ）養護（hù）情況，以字母等第（dì）打分。2017年，ASCE在報告中（zhōng）打出了D+級，並指出，全美基礎設施建設依舊興盛，但對基礎設施養護的投入卻持續走低，這一情況亟（jí）需（xū）改善（shàn）。

城市基礎設（shè）施不斷老化的同時，交運隧道與市政排（pái）水設施的養護（hù）成本卻在不斷攀升。積（jī）極應用現（xiàn）代化的創新檢測工具，將有助於基礎設施的全生命周期管理。本期（qī），就（jiù）聽聽來自McMillen Jacobs Associates的專家觀點！

人工探查

Manual Inspections

過去的數十年間，隧道養護檢測大多是由工人直接進入（rù）隧道內進行直（zhí）接觀察。這種傳統的方法固然準確度有所保障，但（dàn）隨之（zhī）而來的也是（shì）高昂的“隱性出成本”：

■ 人工探查要求隧道受檢部分停止運（yùn）營，包括將（jiāng）輸水/排水隧道完全排空，不僅耗時耗力（lì），而且（qiě）為了保障（zhàng）正（zhèng）常（cháng）給排水還需要備用設施。備用設施若非長期使用，短期租賃價格較（jiào）高；

■ 隧道內的排水作業可能會對設計條件下（xià）充滿（mǎn）水的（de）隧道內部帶來意外的結構應力，除了對隧道結構本身產生一定風險之外，對於進入隧道內的工人也是（shì）一種威脅；

■ 工人進入隧道之前需要配備大量安全裝備，包括氧氣、防水、防墜（zhuì）落與通信設備等；此（cǐ）外，在北美，這樣（yàng）的工（gōng）作本身的人力成（chéng）本就相當高昂。

遙控機（jī）器人探查

ROV Inspections

遙控機器人（ROV）探（tàn）查技術是時下一種（zhǒng）流行的方案。ROV通過臍帶電（diàn）纜連接，操作人員在地麵上進行控製，而ROV則潛（qián）入水下的隧道結構內拍攝照片（piàn），視頻並采集聲呐數據，之後（hòu）將（jiāng）數據傳輸至ROV控製（zhì）中樞並轉移至（zhì）計算機內儲存，用於日後分析。

■ ROV工作（zuò）的（de）安全要求極低（dī），操作人員也（yě）不存在任何安全（quán）風險，隧道（dào）內無需進行排水，隧道（dào）在完成檢查（chá）後即可立刻恢複運（yùn）營；

■ 但由於操作人員無（wú）法親自潛入水下，因此需要在作業（yè）前（qián）需要詳細製定ROV的（de）行進路線，防止臍帶電（diàn）纜在檢測過程中出現纏繞、卡住等（děng）現象。

自主水下航行器（AUV）則是ROV技術的衍生——這一類設備與ROV相類似，但它具備了自主行進功能，因此不再（zài）需要臍帶（dài）電纜連（lián）接。

■ 設備配有大量傳感器與攝像頭，可與周邊隧道結構（gòu）保持一定距離避免碰撞，甚至可以按照事先（xiān）設定的路線自動巡航至指定位置開始探查；

■ 到達指定位置後，先進的AUV係統可以（yǐ）直（zhí）接（jiē）對搜集到的圖像與視頻資料進行分析與上（shàng）傳，根（gēn）據隧道檢測（cè）所需的信息詳細程度（dù），這（zhè）一過程可能（néng）會（huì）非常耗時；

■ 取消電（diàn）纜在提高靈活性的（de）同（tóng）時也犧牲了續航能（néng）力，AUV的工作（zuò）時間受到了數據儲存（cún）能力與電（diàn）池（chí）電量的限製；但在一個（gè）人工甚至ROV都無法抵（dǐ）達的隧道深處（chù），該技（jì）術是目前少數能夠（gòu）獲取探（tàn）查結果的有效工具。

除了水下機器人外（wài），日本還開發（fā）了用於地（dì）麵的自走式機器人：

大林組開發自走式檢測機器人，自動勘測（cè）山嶺隧道開挖（wā）工作麵

無人機探查

Underground Construction Cost Drivers

對於無水的交通隧道與地下空間檢測，無人機技術（UAV）已經得到廣（guǎng）泛使用，其原理（lǐ）與ROVA類似，並且在遠程獲取地下隧道內的圖像與視頻的同時，可以為隧道（dào）內結構創（chuàng）建三維點雲，之後再導（dǎo）入至CAD軟件中分析。

目（mù）前，無人機探查主要用（yòng）於（yú）人工（gōng）檢測（cè）安全風險極大的（de）工況，如邊坡檢查、超大直徑隧道（dào）頂部襯砌（qì）檢（jiǎn）查、大型儲罐的內部空間檢查等。

無人機正在成為隧（suì）道檢（jiǎn）測的全新發展方向，不僅適用於小直徑管線，也適用於大型汙水隧（suì）道與地鐵隧道，小編曾為您介紹過其在北美的更（gèng）多應用：

在地下飛翔（xiáng）——無人（rén）機技術在北美隧道工程中的應用

AI探查

AI technology

利用以上工具的（de）進（jìn）行檢測後都會產生（shēng）成千上萬（wàn）的照片，而如今在AI技術的助力下，這些老照片在或許能成為未來隧道管（guǎn）養的關鍵。

To Be Contiuned

選擇隧道檢測工具時，需要對美（měi）中方案的優劣進行對（duì）比，最終才能選（xuǎn）擇出“最具性價（jià）比”的方案。 除了技術的挑戰之外，隧道行業內（nèi）本（běn）身的觀念也（yě）是需要克服（fú）的難題，AI技術的出現必然會對（duì）人（rén）工作業（yè）帶來極大的衝擊（jī），或許在一些技術難題被攻（gōng）克、固有觀（guān）念被改變之後，人工智能將為隧道工程開（kāi）辟全新（xīn）的發展道（dào）路。

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