基于数字图像的隧道衬砌裂缝参数量化与安全评估方法技术

本发明专利技术公开了一种基于数字图像的隧道衬砌裂缝参数量化与安全评估方法，针对裂缝图像检测结果，基于主成分分析方法(PCA)与深度优先搜索算法(DFS)提出了一种精确计算裂缝长度、最大宽度、分形维数及类型等关键量化参数的方法，实现裂缝特征参数的精确量化；利用这些参数值，通过层级聚类和回归分析等方法依次建立了裂缝健康的分级档数与标准，建立了一个全面、客观并且易于计算的隧道衬砌裂缝健康评级指标(tunnel‑lining crack health index,TCHI)，从而实现对隧道整体安全程度的系统评定；本方法应用范围广泛，适应性强，可为未来利用计算机视觉技术实现隧道病害识别与检测的自动化提供了技术支撑。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于隧道病害检测，具体涉及一种基于数字图像的隧道衬砌裂缝参数量化与安全评估方法。

技术介绍

1、随着中国经济高速发展，城市空间需求急剧膨胀和地面空间日益紧张，合理开发和利用地下空间已经成为一个重要的课题。隧道工程作为城市地下空间开发的核心生命线工程，在城市化进程加速背景下呈现快速发展态势。然而，受长期环境与荷载耦合作用影响，衬砌结构易产生裂缝、渗漏及背后空洞等典型病害。其中，衬砌裂缝是最常见的表现形式，不仅会降低衬砌结构的承载力，还会成为地下水的渗流通道，造成钢筋的腐蚀，导致其他病害的发生。因此，隧道衬砌裂缝的检测、评估和维护工作对保证隧道的安全运行至关重要。

2、近年来，随着人工智能方法的迅速发展，基于计算机视觉和深度学习的裂缝检测方法开始被应用于隧道病害检测中。如专利号为cn202411417796.0，专利名称为一种地铁盾构隧道裂缝分割测量方法及系统，对裂缝区域通过细化算法提取裂缝骨架，并基于裂缝骨架，根据像素连接方式计算裂缝长度和裂缝宽度，提供了一种有效地获取并量化裂缝的详细特征的方法。然而，如何将这些裂缝特征的量化结果与隧道本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.基于数字图像的隧道衬砌裂缝参数量化与安全评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于数字图像的隧道衬砌裂缝参数量化与安全评估方法，其特征在于，所述步骤S3包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的基于数字图像的隧道衬砌裂缝参数量化与安全评估方法，其特征在于，所述步骤S4包括：

4.根据权利要求3所述的基于数字图像的隧道衬砌裂缝参数量化与安全评估方法，其特征在于，所述步骤S5具体包括在所述4个聚类中，所述基准样本所在聚类假设为Class 2，计算所述基准样本与其他3个聚类假设为Class 1、Class3、Class 4中的样本之...

【技术特征摘要】

1.基于数字图像的隧道衬砌裂缝参数量化与安全评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于数字图像的隧道衬砌裂缝参数量化与安全评估方法，其特征在于，所述步骤s3包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的基于数字图像的隧道衬砌裂缝参数量化与安全评估方法，其特征在于，所述步骤s4包括：

4.根据权利要求3所述的基于数字图像的隧道衬砌裂缝参数量化与安全评估方法，其特征在于，所述步骤s5具体包括在所述4个聚类中，所述基准样本所在聚类假设为class 2，计算所述基准样本与其他3个聚类假设为class 1、class3、class 4中的样本之间的相对欧氏距离，计算结果包括class 1、class 3、class4中的样本与所述基准样本的四个关键的裂缝量化参数之间的最大值、最小值、平均值及标准差，根据class 1、class 3、class 4中的样本与所述基准样本的相对欧式距离的平均值差异，从大到小分为：ⅳ级，意味着裂缝严重程度已达到极限，...

【专利技术属性】
技术研发人员：段淑倩，王景冉，张明焕，邱士利，熊杰程，张甲，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：