《11.基于大数据的公路隧道科学养护关键技术和应用——西南交通大学信息化研究院院长戚建淮》由会员分享，可在线阅读，更多相关《11.基于大数据的公路隧道科学养护关键技术和应用——西南交通大学信息化研究院院长戚建淮（57页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、西 南 交 通 大 学 信 息 化 研 究 院2016年 4月2（ 一 ） 我 国 公 路 隧 道 养 护 现 状（ 二 ） 故 障 预 测 与 健 康 管 理 (PHM)技术（ 三 ） 科 学 养 护 大 数 据 平 台 与 应 用31.我 国 公 路 隧 道 养 护 现 状v公 路 隧 道 建 设 情 况p截 止 2014年 底 ， 全国 公 路 隧 道 为 12404处 、 10756公 里 ， 增加 1045处 、 1151公里 。 其 中 ， 特 长 隧道 626处 、 2766公 里， 长 隧 道 2626处 、4475公 里 。（ 参 考 秦 峰 ， 重 庆 交 通 科 研 设
2、计 院 ， 公 路 隧 道 养 护 与 检 测 ， 第 二 届 发 言 稿 ）41.我 国 公 路 隧 道 养 护 现 状p全 国 公 路 隧 道 等 级 比 例 （ 注 ： 2013年 数 据 ） p全 国 已 进 行 大 、 中 修 或 改建 隧 道 运 营 年 限51.我 国 公 路 隧 道 养 护 现 状v公 路 隧 道 常 见 病 害 类 型p衬 砌 裂 损 ： 衬 砌 变 形 、 开 裂 、 背 后 空 洞 、 拱 脚 下 沉 及 拱 脚破 碎 （ 进 而 引 起 路 基 下 沉 、 路 面 翻 浆 冒 泥 ） ， 衬 砌 腐 蚀 等p隧 道 内 渗 水 ： 隧 道 内 渗 水 、
3、 涌 水 、 冻 胀 、 结 冰 、 高 压 爆 裂、 排 水 不 畅 p仰 拱 底 鼓 、 沉 陷 ； 洞 门 及 边 仰 坡 损 坏p路 面 破 损 ： 隧 道 内 路 面 拱 起 、 沉 陷 、 错 台 、 开 裂 、 溜 滑 等p附 属 设 施 损 坏p机 电 设 施 老 化 、 损 坏 61.我 国 公 路 隧 道 养 护 现 状v公 路 隧 道 常 见 病 害 原 因 （ 主 要 影 响 因 素 类 ）p隧 道 的 结 构 形 式 （ 刚 度 、 变 形 、 抗 力 效 应 、 压 力 ）p使 用 的 建 筑 材 料 （ 强 度 低 、 质 量 差 、 易 老 化 ）p外 界 ：p
4、 人 为 因 素 （ 设 计 不 当 、 施 工 不 当 ）p 工 程 地 质 因 素 （ 地 貌 改 变 ）p 水 文 地 质 状 态 （ 地 下 水 影 响 ）p 内 部 载 荷2006年01月16日，贵昆铁路辅助隧道发生塌方 12名施工人员被困2007年1月12日，巴西圣保罗市西部地铁4号线一处工地发生塌方事故。当天下午发生的这次塌方事故造成至少3人受伤，1人失踪 2005.10.27，天汕高速广福隧道塌方12人被困，该隧道是双洞分离式高速公路隧道，出事点离出口约463米、离工作面约80米；原设计该段岩层为较坚固的V类围岩，开挖后发现实际变更为较差的III类围岩2012.12.3,日本山
5、梨县中央高速公路上行线笹子隧道于当地时间2日下午发生塌方事故。据报道，目前已发现9人死亡，2人受伤。81.我 国 公 路 隧 道 养 护 现 状v2015年 3月 1日 执 行 新 发 布 养 护 技 术 规 范91.我 国 公 路 隧 道 养 护 现 状v2015年 3月 1日 执 行 新 发 布 养 护 技 术 规 范p隧 道 土 建 结 构p机 电 设 施p其 他 工 程 设 施p安 全 管 理p技 术 管 理v我 国 已 基 本 形 成 了 隧 道 养 护 检 测 方 法 体 系p养 护 评 价 技 术 ： 主 要 集 中 于 对 隧 道 土 建 结 构 的 健 康 评 价 。p维 修
6、 加 固 技 术 ： 对 于 隧 道 病 害 ， 一 般 根 据 结 构 检 查 结 果 ，针 对 病 害 产 生 原 因 ， 按 照 安 全 、 经 济 、 合 理 的 原 则 综 合 确定 病 害 处 治 方 案 。p养 护 管 理 技 术 ： 长 期 以 来 “ 重 建 轻 养 ” ， 形 成 了 我 国 公 路隧 道 养 护 管 理 技 术 较 为 落 后 的 被 动 局 面 ； 管 养 不 分 、 技 能匹 配 度 低 ； 养 护 设 备 机 械 化 、 自 动 化 程 度 低 ； 养 护 数 据 记录 堆 砌 无 用 ， 信 息 处 理 手 段 落 后 。 预 防 性 养 护 缺
7、乏 具 体 措施 或 可 操 作 性 差 。(丁 浩 等 ， 我 国 公 路 隧 道 养 护 工 程 技 术 与 管 理 技 术 之 思 考 )v国 外 经 验 与 成 果 ：p体 制 方 面 ： 多 数 国 家 对 养 护 目 的 有 清 晰 的 定 位 ， 从 体 制上 有 效 实 行 了 “ 管 、 养 、 运 ” 的 分 离 。p理 念 方 面 ： 提 倡 预 防 性 养 护 理 念 ， 部 分 国 家 在 积 累 了 多年 历 史 数 据 、 进 而 分 析 并 掌 握 隧 道 各 类 设 施 使 用 寿 命 及劣 化 规 律 的 基 础 上 ， 制 定 了 具 体 的 实 现 措
8、施 。p评 估 方 面 ： 对 于 总 体 养 护 ， 建 立 分 级 养 护 的 评 估 方 法 ；对 于 土 建 结 构 ， 建 立 定 性 与 定 量 指 标 相 结 合 的 技 术 状 况评 估 方 法 ； 对 于 机 电 设 施 ， 建 立 多 维 度 、 多 指 标 相 结 合的 技 术 状 况 评 估 方 法 。v国 外 经 验 与 成 果 ： （ 续 ）p手 段 方 面 ： 普 遍 推 行 和 实 施 机 械 化 、 快 速 化 的 检 测 手 段， 信 息 化 、 智 能 化 的 管 理 手 段 ， 标 准 化 、 规 范 化 的 工 作手 段 等 先 进 手 段 。p经 济
9、 方 面 ： 正 视 养 护 收 益 与 封 洞 作 业 的 平 衡 ， 注 重 预 防性 养 护 与 矫 正 性 养 护 的 平 衡 ， 重 视 养 护 投 入 与 隧 道 安 全的 平 衡 ， 倡 导 基 于 寿 命 预 测 的 科 学 养 护 计 划 下 的 成 本 控制 。v我 国 养 护 工 程 技 术 关 键 问 题 ：p对 于 检 测 技 术 ： 主 要 技 术 瓶 颈 在 于 如 何 更 便 捷 、 更 全 面地 了 解 隧 道 土 建 结 构 和 各 型 机 电 设 备 的 技 术 状 况 ；p对 于 决 策 技 术 ： 主 要 技 术 瓶 颈 在 于 如 何 综 合 隧 道
10、 实 际 状况 、 实 际 经 济 投 入 等 制 约 因 素 ， 给 出 合 理 的 技 术 状 况 评定 等 级 ， 并 制 定 科 学 的 养 护 计 划 ；p对 于 维 修 技 术 ： 主 要 技 术 瓶 颈 在 于 如 何 根 据 隧 道 病 害 外观 表 象 ， 由 表 及 里 ， 推 定 病 害 成 因 ， 以 及 如 何 实 施 不 中断 （ 少 干 扰 ） 交 通 下 的 维 修 技 术 。v数 据 采 集 深 度p信 息 采 集 和 状 态 检 测 采 用 传 统 传 感 方 式 ， 数 据 信 息 单 一化 处 理 ， 多 数 依 靠 人 工 检 测 ；p数 据 粒 度
11、有 待 细 化 ；v数 据 采 集 宽 度 ：p多 类 型 数 据 采 集 手 段 未 建 立 起 来 ， 也 未 标 准 化 ， 体 系 化p专 业 化 覆 盖 不 全 面 ； 信 息 化 程 度 低v综 合 诊 断 与 预 测 决 策 ：p事 后 预 警 ， 预 测 性 不 足 ；p信 息 融 合 手 段 不 足 ；p养 护 计 划 决 策 的 科 学 性 、 合 理 性 不 足 。 1415（ 一 ） 我 国 公 路 隧 道 养 护 现 状（ 二 ） 故 障 预 测 与 健 康 管 理 (PHM)技术（ 三 ） 科 学 养 护 大 数 据 平 台 与 应 用162.隧 道 故 障 预 测
12、 与 健 康 管 理 （ PHM） 技 术v2.1故 障 预 测 与 健 康 管 理 （ PHM） 技 术 的 发 展v2.2PHM的 主 要 技 术 特 征v2.3故 障 诊 断 与 预 测 常 用 技 术v2.4PHM系 统 通 用 平 台17 医 学 工 程n 疾 病 诊 断 故 障 诊 断通 过 观 测 、 化 验 和 医 疗 仪 器 , 通 过 传 感 器 、 信 号 处 理 和 检 测 仪 结 论 由 医 生 给 出 结 论 由 诊 断 软 件 给 出n 多 科 会 诊 综 合 诊 断 多 科 医 生 一 同 诊 断 当 前 疾 病 运 用 多 种 诊 断 技 术 诊 断 当 前
13、故 障n 疾 病 预 防 与 保 健 故 障 预 测 与 健 康 管 理 体 检 、 疾 病 预 测 、 保 健 体 系 健 康 监 测 、 高 级 故 障 诊 断 、 故 障 /寿 命 预 测 (健 康 、 亚 健 康 、 疾 病 、 寿 命 预 测 , (健 康 、 亚 健 康 、 故 障 、 部 件 寿 命 预 测 , 保 健 措 施 ; 过 去 、 现 在 和 将 来 ) 决 策 /维 修 建 议 ; 过 去 、 现 在 和 将 来 ) 172.1故 障 预 测 与 健 康 管 理 （ PHM） 技 术 的 发 展18 （ 1） 综 合 运 载 器 健 康 管 理从 VHM (Vehi
14、cle Health Management )到 IVHM（ Integrated VHM）“ 综 合 ” （ 即 “ I”） 意 味 着 健 康 管 理 遍 及 运 载 器 的 所 有 部 分 及 生 命周 期 的 所 有 阶 段 。 （ 2） 预 测 及 健 康 管 理 （ PHM, Prognostics and Health Management）这 是 联 合 攻 击 战 斗 机 JSF研 制 中 对 IVHM概 念 的 另 一 种 提 法 ， 它 的PHM（ 空 中 ） + JDIS（ 地 面 ） 构 成 完 整 的 IVHM系 统 。 （ 3） 故 障 检 测 、 隔 离 和 重
15、 构 （ FDIR， Fault Detection, Isolation and Reconfiguration）60/70年 代 的 空 间 工 业 中 采 用 ， 以 各 子 系 统 的 BIT为 基 础 ， 以 故 障代 码 的 形 式 报 告 ， 以 报 警 为 主 ， 重 构 在 低 层 系 统 实 现 ， 缺 少 预 测 。182.1故 障 预 测 与 健 康 管 理 （ PHM） 技 术 的 发 展vPHM技 术 的 演 变19 （ 4） 运 载 器 健 康 监 控 （ VHM, Vehicle Health Monitoring） 从 概 念 上 它 只 是 FDIR的 一 部 分 ， 对 象 针 对 运 载 器 。 （ 5） 系 统 健 康 管 理 （ SHM， System Health Management）首 次 将 安 全 性 、 可 靠 性
