未來橋梁定(dìng)期檢測發展的趨勢要把握(wò)兩個方麵:一是橋梁定期檢測(cè)構件的全覆蓋(gài)和病害準確識別和量測;二是(shì)消除檢測人員的主觀性影響,提高評(píng)價指標(biāo)體(tǐ)係科學性。近年來(lái),隨著技術的發(fā)展未來橋梁定期檢測也朝(cháo)著檢測裝備自動化、病害人(rén)工(gōng)智能識別的方向發(fā)展(zhǎn)。國內(nèi)一些高等院校、科研機構和企業在橋梁定期檢測的(de)自動化和智能化方麵做(zuò)了大量的探索和研究,也取得一定的成果(guǒ)。
1、檢測裝備的自動化(huà)
橋(qiáo)梁定期檢測需要對構件進行全覆蓋檢測,受檢測現(xiàn)場條件和經費限製,這(zhè)是(shì)檢測(cè)行業的一個難題。因此橋梁定期檢測的去人化,采用自動化的設備代替人工檢測可以實現複雜、危險等現場條件下的檢測。目(mù)前橋梁定期檢測出現了無人機、爬索機器人、兩棲機器人、附壁(bì)機(jī)器人和水下機器人等自(zì)動化檢測設備(bèi)。由於橋梁結構(gòu)型式(shì)多樣(yàng),橋(qiáo)梁定期檢測(cè)設備(bèi)自動化設備研發的方向是載(zǎi)體的多(duō)樣化和提高搭載設備測試精度。
(1)無人機檢測
國內很多科研機構和檢測采用無人機(jī)搭載攝像設備對(duì)斜拉(lā)橋、懸索橋、高塔(tǎ)等(děng)結構進行巡檢,對(duì)結構表觀(guān)病害進行外觀檢(jiǎn)測。無人機搭載攝像設備需要進一步研究橋下空間自主導航、機身抖動影響、避障和近距離高精度測量等問題。
(2)爬索機器人
近年來(lái)爬索機器人已成功用於拉索、纜索的護套外觀檢測及索體護套的防護等工作(zuò)。
(3)水下機器人
水下機器人對橋梁水下結構部分定期檢測可以(yǐ)采用水下機器人搭載聲呐或視頻進行檢測。水下機器人搭(dā)載設備實(shí)現檢測要解決流(liú)速過(guò)大、二維聲呐圖像的拚接以(yǐ)及視頻受水質環(huán)境影響等問題。目前采用水下機器人搭(dā)載視頻和清水罩來解決視頻受水質能見度低的問題(tí),該方法已經正在(zài)實際檢測中得到了應(yīng)用。
(4)檢測機器人
對於橋梁結構(gòu)的(de)外觀檢測,國內一些科研機構(gòu)、企業已近研發了附壁機器人、兩棲機器人等各種形式(shì)的機(jī)器人搭載視頻(pín)等等設備實現橋梁檢測現場作(zuò)業(yè)。哈工大重(chóng)慶研究院研發了兩棲機器人實現橋梁外觀檢測,該機器人能實(shí)現飛(fēi)行、吸附兩(liǎng)種方式,提高(gāo)了檢測的(de)靈活作業,見圖4。國內一些企業研發了各種形(xíng)式的攀爬或附壁機器人,檢測時利用負壓使機器人吸附在結構表麵,行走方式可(kě)采用輪(lún)式或履(lǚ)帶式等形式。
2、病害圖(tú)像人工智能識別
我國的道路路麵檢測已(yǐ)經成功多功能自動化檢測車實(shí)現道路路麵的破損檢(jiǎn)測(cè),利用係(xì)統軟件進行(háng)PCI計算。目前大部分檢測設備的檢測數據需要人(rén)工輔助來進行病害的識別,國內一些高校、科研(yán)機(jī)構、企(qǐ)業也在進(jìn)行道路麵病害AI識別研究。橋梁結構病害最為典型、數量(liàng)最多的是結構(gòu)裂縫,結構(gòu)裂(liè)縫寬度的限值多(duō)為0.2mm,其識別的難度(dù)與道路病害的識別更為困難。
國內一些知名的(de)高校如清(qīng)華大學、武漢(hàn)大學等都在開展橋梁結構病害的人工智能識別,在智能算法上取得了很多成果。由於(yú)受載體的運動(dòng)、視頻(pín)設備的精度、焦距的變化、裂縫寬度的變化、環境的(de)影(yǐng)響(光線、陰影以及表麵清潔等)等,結構裂縫的識別及寬度(dù)的測(cè)量仍(réng)然是(shì)一個巨(jù)大的(de)挑戰。更為重要的是橋梁(liáng)病害尤其是裂縫病害智能識別的研究需要在大量可靠(kào)的樣本庫的基礎上,樣本的準確性決定了人工國內智能病害識別的準確性和可靠性。
在傳統橋梁定(dìng)期檢測的大量報告資料中,病害圖片拍攝的距(jù)離差異性很(hěn)大,其焦距參數不能確定。對於(yú)同一條裂縫,由於焦距不同很(hěn)難通過圖片的像素尺寸(cùn)來定量分(fèn)析裂(liè)縫的長度尺寸。橋梁病害圖像識別很難利用(yòng)曆史的檢測資料建立病害的樣本庫,因此在研究橋梁病害圖像(xiàng)識別應該在實際檢測中專門采(cǎi)集大量用於病害識別的病(bìng)害(hài)信息,已建立準確的病害庫。
3、完(wán)善橋梁技術狀況評價指標
在橋梁定期檢測自動化和智能化發展過程中,對橋梁技術狀況評價指標進行研究,不斷完善橋梁技術狀(zhuàng)況評價的指標。
中交(jiāo)路橋科技(jì)結合多年行業先進(jìn)經驗,融合數字經濟和國家(jiā)安全體係發(fā)展(zhǎn)需求,構建“智能監測、科技領先、智慧城市、數字賦能”的品牌戰略,形成了工程檢測、城市安全監(jiān)測、數字化研發運維(wéi)三大業務板塊。公司(sī)技術實力雄厚,當前擁有一支高素質工程醫生團隊,囊括了鐵道工(gōng)程、城市道路與公路、橋梁工程、隧(suì)道工程、建築工程、水利工程、工程物探、安全技術、電力、信號、集成電路、智能科學等專業。公司(sī)試(shì)驗、檢測、監測儀器設備齊全,用於試驗檢測、測繪的儀器設備共計千(qiān)餘套,為試驗檢測、監測數據的科學、準確提供了硬件保證。