日本东急建设等多家单位开发了隧道检测、监测系统

1)东急建设等——一种无须采取交通管制的运行中隧道全断面检测系统

近日，日本东急建设、东京大学和小川优机制作所等单位共同开发了一种无须采取交通管制的运行中隧道全断面检测系统，并成功完成了在既有隧道内的验证试验。该检测系统以“移动式防护支架”为基础，在其上方安装了能够自由变换形状的“可变形导向支架”。支架搭载了自动检测混凝土表面开裂和浮皮的装置，这是首次在移动式检测系统中加入混凝土表面浮皮检测技术。由于支架为跨路式，一般车辆可在其下方通行。根据具体的隧道宽度，移动式防护支架可在6.36～9.56 m进行调节。

裂缝检测单元是通过照片自动识别裂缝部位。在验证试验中，宽0.5 mm以上的裂缝检出率达到100%，宽0.3 mm以上的裂缝检出率达到80%以上。

敲击检测单元是通过自动敲击混凝土，以人工智能判断是否存在混凝土表面浮皮。经验证，对于人工可检测出的敲击异常位置，敲击检测单元可100%检测出来。

日本东急建设计划在今后继续进行验证试验的同时，在该公司修建的隧道内也逐步投入使用。通过积极听取检测工作人员的意见，进一步提升操作性能，提高实用性能。

近期，除日本东急建设外，日本的佐藤工业和大林组也对隧道断面变形系统进行了研究。

2)佐藤工业——一款用于实时监测隧道掌子面变形的系统

日本佐藤工业于2018年3月26日公布了一款用于实时监测隧道掌子面变形的新系统。该监测系统由TOF摄像头、控制用计算机和警报LED构成。设定测量对象区域、开启监测模式后，TOF摄像头将实时获取点云数据，对测量值的变化量进行监测。一旦变化量超过指定的异常界限值将发出警报，并向预先设定的邮件地址发送邮件通知。

过去以掌子面整体作为监测对象时，会产生因作业人员进出摄像范围而触动警报等问题。使用该监测系统可对至多3处区域进行部分监测，针对不同部分设置不同的异常界限值，可有效解决进出人员较多而触动警报的问题。目前，该系统已在日本石川县和香川县的2处施工现场内进行了试用。

3)大林组——一款用于山岭隧道施工的崩塌前兆检测系统

日本大林组于2018年2月19日公布了一款用于山岭隧道施工的崩塌前兆检测系统“Rockfall-Finder”。该系统由摄影机、计算机、警示灯和警报器等构成，安置在隧道凿岩机上方。采用“背景差分法”图像识别技术，反复地把当前图像与0.1 s前的图像进行对比，能够检测到细小裂缝和细微落石等崩塌前兆。可能发生险情时通过警示灯和警报器提醒掌子面周边作业人员避难。相比以往的目测方式，具有更高的精度，能够大幅提升掌子面作业的安全性。

目前，大林组正在开发通过掌子面图像评估掌子面安全性的人工智能(AI)。在新系统上导入AI将进一步提高掌子面评估精度，提高山岭隧道施工的安全性。