小波分析在探地雷达隧道质量检测中的应用

首先介绍了常用图像法在探地雷达隧道检测中的应用,接着采用小波分析方法提取空洞位置的典型波形,计算出衬砌的厚度与空洞的大小,然后与实际取芯相对比,显示误差在允许的范围内。说明采用小波分析提取探地雷达回波信号具有可行性。     

城市道路土基病害核匹配追踪识别算法

为准确识别道路土基病害以避免路面塌陷事故的发生,采用探地雷达对城市道路进行检测。针对城市非硬化道路和硬化道路土基病害出现的一般规律,首先通过维纳滤波器对探地雷达图像进行一维滤波,在滤波过程中,对增益函数进行倒谱域内的平滑处理,进而得到增强的雷达图像;然后,采用傅里叶变换、小波变换等信号处理方法,得到探地雷达图像在不同变换域的结果,并通过构建傅里叶核函数、多项式核函数、克罗内克核函数等不同的核函数字典,对探地雷达图像在不同变换域的结果进行匹配追踪,比较在不同核函数下的核匹配追踪序列;最后,通过比较不同核匹配追踪序列的差异,分别找出对道路土基水害和空洞病害类型敏感的核匹配追踪序列,通过该序列识别城市道路土基病害的类型。利用基于相关系数的病害度量算法比较核匹配追踪序列,判断城市道路土基病害发生的区域,并通过算法识别非硬化道路与硬化道路的地下病害。结果表明:病害类型及范围与实际情况相符,水害和空洞均能得到有效识别;通过5组城市道路探地雷达探测数据集验证了算法的有效性,识别准确率达到了99%以上;利用核匹配追踪算法处理探地雷达图像有助于城市道路土基病害识别,可减少路面塌陷事故的发生。     

隧道衬砌空洞积水模型试验研究

文中通过模拟隧道衬砌空洞积水病害，使用探地雷达对其进行探测，得出雷达原始图像；利用软件分析原始图像得出积水高度，并与实际积水高度进行比较。通过试验得出利用探地雷达定量分析衬砌空洞积水高度是可行的结论。     

探地雷达在隧道初支背后空洞检测中的应用

通过研究隧道初支背后存在空洞时的探地雷达图谱特征,将探地雷达（GPR）技术应用于初支背后空洞的检测中,实践证明为隧道的初支质量检测提供了一种快速无损的检测手段。     

探地雷达对路面板脱空现象检测时的信号分析与处理

基于探地雷达对水泥混凝土路面板探测原理,推导出当路面板下出现脱空时反射波传播发生变化的时差公式。分析路用探地雷达检测时的回波信号,针对由于噪声而出现的各种杂波信号,提出滤波处理方法,保留有用的回波信号。利用小波分析方法,对山东烟台—威海高速公路试验段探地雷达实地检测所得信号进行分析,剔除各种误差,以准确测得脱空厚度。结果表明,采用探地雷达方法具有快速、无损、精度高等优点。     

探地雷达多特征融合的城市空洞自动识别方法

探地雷达发射的电磁波容易受外部环境干扰，城市中复杂的地下市政设施进一步增加了空洞的识别难度，目前利用时域振幅特征图不能全面反映空洞病害的结构和介电参数，自动识别时容易出现误判和漏判。为了能够充分利用探地雷达信号中的多维信息，提升城市空洞自动识别的精度和效率，考虑提取反射信号特定时刻的振幅、频率和相位特征，通过特征融合解译改善空洞的识别精度。首先使用希尔伯特变换将信号从时域转换为时频域，在时频域计算得到特定瞬间的振幅图(IA)、频率图(IF)和相位图(IP),建立包含原始特征图(OP)的4个单特征数据集；然后基于二维小波变换的方法分别将IA+IF、IA+IP、IF+IP、IA+IF+IP融合，其中图像的高频部分采用最大值融合规则，低频部分采用均值融合策略，建立4个特征融合数据集；最后使用YOLOv7算法在8个数据下进行训练，对比研究模型的性能。结果表明：在IA+IP和IA+IF+IP数据集下训练的模型，相比OP数据集下性能均有所提升，其中IA+IP数据下训练的模型表现出最佳的性能，相比OP数据集模型的精确率提升5.0%,召回率提升7.6%,F1值提升7.8%,AP＿0.5提升5.9%。该...     

运营铁路隧道衬砌背后较大空洞的精确检测技术

目前采用地质雷达等无损检测技术可快速、准确检测衬砌厚度和衬砌中钢筋数量等参数,并可有效判识衬砌背后空洞等缺陷沿隧道纵向和环向长度,但对这类缺陷的径向尺度因介电常数的差异、反射面的识别等原因而无法准确判识。依托西南地区某运营铁路隧道衬砌背后存在较大空洞的工程实际,结合现场钻孔调查和地质雷达无损检测,首次运用钻孔三维激光扫描技术对运营铁路隧道衬砌背后空洞进行扫描,实现精确检测,得到衬砌背后空洞的三维形态和具体尺寸,检测成果可为隧道病害整治提供准确的数据,可设计出更具针对性和操作性的整治方案。提出的“物探+钻孔三维激光扫描”技术,能实现衬砌背后空洞“粗中有细”的全面检测。     

融合SAR分支深度学习的隧道病害识别与成像

随着交通事业的不断发展，大量隧道相继建设并陆续投入运营。在其运营过程中，隧道衬砌混凝土结构内部往往出现不可见的隐蔽病害，对工程安全带来了严重隐患。及时识别检测内部病害，预防安全事故的发生十分必要。探地雷达(Ground Penetrating Radar, GPR)是检测混凝土内部病害的主流无损检测技术，但探地雷达数据中的病害响应信号与实际结构内部病害形态并不存在直观的空间对应关系，从探地雷达数据中仅能估计病害的类型与大概位置，难以对其轮廓进行成像。针对上述问题，研究了基于探地雷达的隧道衬砌隐蔽病害智能识别技术，针对探地雷达数据特点，设计了融入合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)成像处理分支的地下工程目标识别深度神经网络模型，通过在传统Unet网络中融入SAR成像分支，实现了对病害的准确成像，并成功对6种隧道衬砌常见的病害进行类型识别。采用仿真数据对该方法验证，结果表明本研究设计的融入SAR成像分支Unet网络的预测结果对6种病害的平均识别精度为96%,与传统Unet网络相比，精度提升了5%,由此证明本文构建的融入SAR成像分支的Unet网络有效提...     

钢筋混凝土连续斜板桥的双样条最小二乘配点法静力分析

本文以斜交构造异性斜板的弯曲理论为依据，由Ｂ样条的性质构造了一组双５次样条基函数，把它作为最小二乘配点法的试函数，分析和计算了斜板的弯曲问题。同时对中支承和集中中荷载进行了处理。本文方法计算简便，边界条件易于处理，计算精度较高。本文适用于计算正交构造和斜交构造异性斜板桥。     

探地雷达检测隧道衬砌质量缺陷判别及工程应用研究

探地雷达检测技术具有高效、快速、无损等优点,广泛应用于隧道衬砌质量检测,本文通过对隧道衬砌质量常见缺陷的类型、成因及缺陷典型雷达图像的识别分析,依托探地雷达技术在某铁路隧道衬砌质量检测工程中的应用实例,对隧道衬砌质量缺陷类型、数量、分布等方面进行统计分析,得出隧道衬砌质量缺陷分布的一般规律,研究结果对指导隧道衬砌施工过程质量控制和缺陷整治,提高隧道建设和运营养护水平具有工程实践意义。     

基于小波提升框架的交通目标检测与跟踪

交通图像分析是智能交通领域的关键技术之一。为实现复杂交通场景中的多目标检测与跟踪,设计了一种结合小波提升框架和KLT特征点跟踪的多运动目标检测与跟踪算法。对序列图像中相邻两帧图像的融合图像进行小波提升变换,求取水平和垂直方向上的小波能量,通过合理阈值二值化小波能量矩阵,再利用贴标签方法检测出运动目标;利用KLT特征点集合代表目标,通过跟踪后的特征点集合与目标检测区域的相互关联,实现多目标的跟踪。实验结果表明了所提算法的有效性。     

小波包分解在氢发动机异常燃烧诊断中的应用

氢发动机燃烧压力信号包含了丰富的燃烧信息,基于压力信号可以应用小波变换法提取异常燃烧信息。鉴于小波包分解继承了小波变换所有的时频局部化优点,并且可以有效地提取微弱燃烧信息,从而能够为信号提供更精细的分析方法。对氢发动机正常燃烧和异常燃烧压力信号进行了小波包分解,提取出小波包能量。通过构造小波包能量特征向量,对氢发动机异常燃烧进行了有效诊断,为消除氢发动机的异常燃烧提供了技术基础。     

土体障碍物超声探测信号小波包特征分析方法

利用小波包分解方法,对土体中障碍物的超声探测信号进行分析。选用sym8小波基函数进行6层小波包分解,并截取信号能量集中的前16个频带进行细致分析,从小波包频带能量、小波包频带能量熵、小波包频带能量矩三个角度对信号进行对比。结果显示,存在障碍物位置处信号和不存在障碍物位置处信号的小波包频带能量熵大致相等,不能作为信号识别及障碍物判断的方法,而小波包频带能量和小波包频带能量矩在部分频带上差异明显,可以作为信号识别及判断的方法。     

基于新能源汽车大数据的事故特征模式匹配追踪分析

针对传统新能源汽车事故分析存在受限因素多、相互关联复杂度高、资源消耗大、事故原因较难下定论的问题，以新能源汽车全生命周期数据为例，提出一套事故数据模式特征匹配追踪的方法。通过构造高斯高阶导数滤波器，对模板信号的高阶微分特征进行抽取并形成多维特征模板，再用滤波器组与目标信号作卷积，将两者作相关性运算，计算其相关系数，把相关系数理解成概率并作为匹配程度的度量，计算联合概率最终完成模板信号的匹配程度计算，实现目标信号的匹配追踪。验证表明该方法科学有效，能够区分正常车辆和事故车辆，可以为新能源汽车安全预警提供有效依据。     

地质雷达在博莱路隧道衬砌质量检测中的应用

应用地质雷达对博莱路隧道衬砌质量进行了无损检测。介绍了地质雷达工作原理和检测方法，提出了不同衬砌质量问题的识别方法与典型雷达图像，得到了衬砌厚度、空洞、充填不实、积水等情况，为病害治理提供了可靠的依据。     

路用探地雷达检测信号的缺陷识别试验

为研究探地雷达(GPR)对路面的缺陷检测识别,针对路用探地雷达信号的处理问题,通过在路面基层内各层界面处埋置金属板,分别对数字滤波、反褶积、波动方程偏移和小波多尺度去噪等方法的处理效果进行对比,提出了对提高异常的分辨率和奇异值分解具有明显效果的方法,并应用于道路现场检测中.结果表明,反褶积和波动方程偏移处理对提高异常的...     

TBM施工隧道管片衬砌段回填注浆质量检测综合物探方法研究及应用

针对目前无损检测方法应用于管片壁后回填注浆质量检测的局限性，综合地质雷达和地震映像法的优点对注浆质量进行可靠性检测。首先利用有限差分数值模拟方法分别对2种方法在管片后注浆质量的检测进行模拟，验证方法的理论检测效果。在该结果基础上，采用预测反褶积滤波技术对2种方法结果中的多次波进行有效滤除，以提高检测结果的准确性及可靠性。最后根据数值模拟实验结果，将数据滤波技术及最优探测参数在西藏某公路双护盾TBM施工隧道回填注浆质量检测中进行实际应用，并结合钻孔内窥结果对检测结果进行评价。结果表明： 预测反褶积滤波技术能够有效滤除管片内钢筋模所产生的多次反射波，并能提高2种方法的分辨率； 地质雷达法探测结果分辨率高，但受限于管片内钢筋模的影响，400 MHz天线有效探测深度约为1 m，地震映像法探测深度能达到5 m左右，但分辨率低于地质雷达法，2种物探方法优劣互补； 综合利用2种方法能够有效解决管片衬砌段回填注浆质量检测的难题，保障隧道建设安全。     

离散空间小波分析的环境荷载下桥梁的损伤识别

利用离散空间小波多分辨分析,分别探讨了匀速简谐汽车作用荷载和随机白噪声作用荷载(模拟汽车与风荷载的耦合)两种环境荷载作用下桥梁已有损伤位置的识别方法。建构了桥梁结构损伤定位的离散空间小波变换的理论模型,同时讨论了不同小波函数的选取及分解层次的确定方法。该方法仅需测量损伤后桥梁的位移或应变响应,不需损伤前后的结构特性,不影响交通。对原始输入的位移信号进行逐步差分前处理使得识别结果更准确。模拟试验表明,离散空间小波多分辨分析是识别环境荷载作用下桥梁损伤位置的准确可靠方法。     

基于小波分析的大跨径桥梁健康监测数据预处理研究

针对小波分析方法在桥梁健康监测系统中面临的小波基函数合理选择问题,采用一周期性仿真信号作为算例,考察了在其他研究领域内广泛用来进行信号去噪的Haar、Db、Sym、Coif、Bior、Rbio、Dmey等7种小波基函数,选取出去噪效果最显著的Bb8小波基函数.依托已建立的江阴大桥健康监测系统,对具有明显周期性的塔顶GPS的竖向数据进行去噪计算,并将计算结果与采用低通滤波进行去噪的结果进行比较分析.结果表明:由于小波方法采用了比低通滤波方法更为细致的处理方法,其去噪效果比低通滤波方法更有效.     

GPR在张花高速公路结构层厚度控制中的应用

路面结构厚度对路面受力有很大影响,为了确保结构层厚度的一致性,开展结构层厚度检测是很有必要的.在对比分析传统钻芯法与探地雷达（GPR）检测方法的基础上,介绍了GPR的检测原理,结合张花高速公路工程建设,采用GPR对工程中实时铺筑的路面结构层进行厚度检测并分析检测结果,同时结合钻芯法对检测结果进行对比验证,对比结果证明GPR检测结果精确,且通过进一步分析GPR检测成果,对工程质量的动态控制起到了有效的帮助作用,证明GPR是一种针对公路结构层厚度有效的快速无损检测方法,可在工程建设中推广应用.