一种公路隧道总体技术状况参数建模及智能评定系统的制作方法

本发明属于岩土与地下工程，特别涉及一种公路隧道总体技术状况参数建模及智能评定系统。

背景技术：

1、公路隧道总体技术状况参数建模及智能评定系统用于通过调查运营公路隧道的土建病害、机电故障、其他设施病害情况评价其服役状态，以确定是否需要进行维修处治，常规手段外业工作采用纸笔记录，内业工作人工计算，普遍存在着记录过程繁琐、低效、不规范以及评定过程复杂、易出错等问题，且隧道土建结构、机电设施、其他工程设施三者建模方法、评价体系各不相同，目前尚无针对隧道总体技术状态进行智能化评定的方法。

2、常规的隧道技术状况评定，采用统一的评定模型，未考虑隧道特殊结构类型。且常规的隧道土建结构与机电设施技术状况评定完全参考《公路隧道养护技术规范》，没有考虑病害发展的情况对评定结果的影响，也未考虑机电设施完好率不同层级的详细算法。

技术实现思路

1、为解决现有技术存在的局限和缺陷，本发明提供一种公路隧道总体技术状况参数建模及智能评定系统，将土建结构病害划分了趋向稳定、发展缓慢、发展较快三个等级，对以上评定规程方法的扣分制进行了修正，提出了各层级机电设施完好率的详细算法，更加科学、合理。公路隧道总体技术状况参数建模及智能评定方法，实现了公路隧道土建结构、机电设施、其他工程设施技术状况评定快速建模、高效采集、规范评定，支持所有不同类型的公路隧道。

2、一种公路隧道总体技术状况参数建模及智能评定系统，包括土建结构评定模型单元、土建结构模型单元、机电设施评定模型单元、机电设施模型单元、机电故障修复单元、其他工程设施评定模型单元、其他工程设施模型单元、病害录入单元、机电故障录入单元、web客户端、现场采集单元、mysql数据库、对象存储单元；

3、所述土建结构评定模型单元，用于确定隧道洞口、洞门、衬砌、路面、检修道、排水设施、吊顶及预埋件、内装饰、交通标志标线部件以及权重，确定各个部件的病害种类以及不同标度对应的病害状况和扣分值，增加修正扣分值，按照趋向稳定、发展缓慢、发展较快分别+0、+5、+10分；

4、所述土建结构模型单元，用于确定隧道土建结构建模参数以及土建构件编号规则；

5、所述隧道土建结构建模参数，用于确定隧道结构形式、断面形式、车道数量、检修道、排水设施、吊顶及预埋件、内装饰、交通标志标线的主要参数；

6、所述土建构件编号规则，用于针对洞口、洞门、车道、检修道、排水设施、吊顶及预埋件、交通标志标线分别设置不同编号规则；

7、所述机电设施评定模型单元，用于确定隧道供配电设施、照明设施、通风设施、消防设施、监控与通信设施机电部件以及权重，以及确定各设施当年故障时间；

8、所述机电设施模型单元，用于确定隧道机电设施建模参数以及机电构件编号规则；

9、所述公路隧道机电设施建模参数，用于确定隧道供配电设施、照明设施、通风设施、消防设施、监控与通信设施作为主要参数；

10、所述机电构件编号规则，将各类机电设施部件划分为若干子部件，每一子部件下各设施构件设置不同的编号规则；

11、所述公路隧道其他工程设施评定模型单元，用于确定隧道电缆沟、设备洞室、洞外联络通道、洞口限高门架、洞口绿化、消音设施、减光设施、污水处理设施、洞口雕塑隧道铭牌、房屋设施部件以及权重，确定各个部件的病害种类以及不同标度对应的病害状况和扣分值，增加修正扣分值，按照趋向稳定、发展缓慢、发展较快分别+0、+5、+10分；

12、所述其他工程设施模型单元，用于确定隧道其他工程设施建模参数以及其他设施构件编号规则；

13、所述其他工程设施建模参数，用于确定隧道电缆沟数、设备洞室数、洞外联络通道数、洞口限高门架数、洞口绿化数、消音设施数、减光设施数、污水处理设施数、洞口雕塑隧道铭牌数、房屋设施数参数；

14、所述其他设施构件编号规则，用于针对电缆沟、设备洞室、洞外联络通道、洞口限高门架、洞口绿化、消音设施、减光设施、污水处理设施、洞口雕塑隧道铭牌、房屋设施分别设置不同编号规则；

15、所述病害录入单元，为土建结构与其他工程设施智能评定奠定基础，所述病害录入单元分为病害位置描述、病害特征描述、养护信息、影像资料，所述位置描述分为区域划分、横向坐标、纵向坐标、补充描述，所述特征描述分为长度、宽度、最大缝宽、纵向间距、数量、补充描述、标度、修正扣分值，所述养护信息为对病害处治方法的记录，所述影像资料为病害的图片或视频；

16、所述机电故障录入单元，用于统一格式为机电设施智能评定奠定基础，所述机电故障录入单元分为设施位置、故障时间、检查内容、检查结果、异常描述、养护信息、影像资料，所述设施位置为设施所在桩号，所述故障时间默认为当前记录时间，所述检查内容为《公路隧道养护技术规范》要求的机电设施检修内容，所述检查结果分为正常、异常、异常且严重，所述异常描述为机电设施异常性质、范围、程度内容的描述，所述养护信息为该设施的历史检修记录，所述影像资料为故障的图片或视频；

17、所述机电故障修复单元分为设施名称、修复时间、故障原因、修复措施；

18、所述web客户端，用于创建土建结构技术状况评定模型、机电设施技术状况评定模型、其他工程设施技术状况评定模型、录入维修处治对策、导入/新建基础信息、创建检测项目、创建土建结构模型、生成土建构件编号、创建机电设施模型、生成机电构件编号、创建其他工程设施模型、生成其他设施构件编号、查看/编辑病害或机电故障描述；

19、所述土建结构技术状况评定模型，用于按照土建结构评定模型单元创建土建结构评定模型，添加部件、构件、病害类型，录入不同标度病害的扣分制以及修正扣分值；

20、所述机电设施技术状况评定模型，用于按照机电设施评定模型单元创建评定模型，添加部件、子部件、构件、检查结果、故障时间；

21、所述其他工程设施技术状况评定模型，用于按照其他工程设施评定模型单元创建其他工程设施评定模型，添加部件、构件、病害类型，录入不同标度病害的扣分制以及修正扣分值；

22、所述现场采集单元，包括隧道列表、构件列表、病害列表、故障列表、历史病害列表、历史故障列表、病害类型列表、病害描述、故障描述等界面；

23、所述mysql数据库，用于储存隧道的基础信息、土建结构模型、机电设施模型、其他工程设施模型、构件编号、病害描述，故障描述、维修处治对策、土建结构技术状况评定模型、机电设施技术状况评定模型、其他工程设施技术状况评定模型、项目信息，通过所述web客户端和所述现场采集单元与用户进行交互；

24、所述对象存储单元，用于存储图片和视频，向终端提供调阅的链接。

25、进一步的，土建结构建模的步骤包括：根据所述土建结构评定模型单元和所述土建结构模型单元，确定隧道是否设置洞口、洞门、衬砌、路面、检修道、排水设施、吊顶及预埋件、内装饰、交通标志标线部件；

26、当隧道结构形式为分离式隧道、单洞隧道、小净距隧道、连拱隧道、棚洞时，隧道段落取1，结构形式为分岔隧道时，常见形式为大跨隧道变为分离式隧道，隧道段落取3，分别编号为大跨隧道段1，分离隧道段1，分离隧道段2，其中隧道段落取1时默认不设置段落编号；

27、洞口构件按照隧道段落编号+进洞口/出洞口进行编号；

28、洞门构件按照隧道段落编号+进洞门/出洞门进行编号；

29、衬砌构件按照隧道段落进行编号；

30、路面构件按照隧道段落编号+车道1路面/车道2路面……/车道n路面进行编号；

31、检修道构件按照隧道段落编号+左侧检修道/右侧检修道进行编号；

32、排水设施构件按照隧道段落编号+左侧排水设施/右侧排水设施进行编号；

33、吊顶及预埋件、交通标志标线构件按照隧道段落编号+桩号+断面位置进行编号；

34、当隧道断面形式为曲墙拱形结构、直墙拱形结构、圆形时，断面位置分为右检修道、右边墙、右拱腰、拱顶、左拱腰、左边墙、左检修道，当隧道断面形式为矩形时，衬砌位置分为右边墙、顶板、左边墙；

35、机电设施建模的步骤包括：根据所述机电设施评定模型单元和所述机电设施模型单元，确定隧道是否设置供配电设施、照明设施、通风设施、消防设施、监控与通信设施部件；

36、将供配电设施分为高压断路器柜、高压互感器与避雷器柜、高压计量柜、高压隔离开关和负荷开关、电力变压器、箱式变电站、电力电容器柜、低压开关柜、配电箱、插座箱、控制箱、综合微机保护装置、直流电源、ups电源、eps电源、自备发电设备、防雷设施、接地设施、变电所铁构件、电力线缆、电缆桥架、槽盒、托架及支架子部件，各子部件下各机电设施构件按照隧道段落编号+桩号+断面位置+设施名称进行编号；

37、将照明设施分为隧道灯具、洞外路灯、照明线路子部件，各子部件下各机电设施构件按照隧道段落编号+桩号+断面位置+设施名称进行编号；

38、将通风设施分为射流风机、轴流风机、轴流风机及离心风机子部件，各子部件下各机电设施构件按照隧道段落编号+桩号+断面位置+设施名称进行编号；

39、消防设施分为双/三波长火焰探测器、视频型火灾报警装置、火灾报警控制器、电动机、气体灭火设施、消防车、消防摩托车、点型感烟、感温探测器、光纤光栅感温火灾探测系统、液位检测器、消火栓及灭火器、阀门、手动报警按钮、水泵接合器、水泵、消防水池、电光标志、线型感温光纤火灾探测系统、水喷雾灭火设施、给水管等子部件，各子部件下各机电设施构件按照隧道段落编号+桩号+断面位置+设施名称进行编号；

40、监控与通信设施分为亮度检测器、能见度检测器、co检测器、风速风向检测器、车辆检测器、摄像机、编解码器、视频矩阵、监视器、硬盘录像机、视频交通事件检测器、本地控制器、横通道控制箱、光端机、路由器、交换机、大屏幕投影系统、地图板、有线广播、紧急电话、横通道门、可变信息标志、可变限速标志、车道指示器、交通信号灯、交通控制和诱导设施、监控室设备及系统、光缆、电缆子部件，各子部件下各机电设施构件按照隧道段落编号+桩号+断面位置+设施名称进行编号；

41、其他工程设施建模的步骤包括：根据所述其他工程设施评定模型单元和所述其他工程设施模型单元，确定隧道是否设置电缆沟、设备洞室、洞外联络通道、洞口限高门架、洞口绿化、消音设施、减光设施、污水处理设施、洞口雕塑隧道铭牌、房屋设施部件；

42、电缆沟构件按照隧道段落编号+左侧电缆沟/右侧电缆沟进行编号；

43、设备洞室构件按照隧道段落编号+桩号进行编号；

44、洞外联络通道、洞口限高门架构件按照隧道段落编号+进洞口/出洞口进行编号；

45、洞口绿化、消音设施、减光设施、污水处理设施、洞口雕塑隧道铭牌、房屋设施构件按照隧道段落编号+进洞口/出洞口+左侧/右侧进行编号。

46、进一步的，所述web客户端和所述现场采集单元根据土建、机电、其他设施构件编号规则采用可视化的树形结构图进行病害录入；

47、所述树形结构图，针对土建结构分为3层，分别为隧道段落、部件、构件；针对机电设施分为4层，分别为隧道段落、部件、子部件、构件；针对其他工程设施分为3层，分别为隧道段落、部件、构件，用户根据所述构件编号规则直接选择目标构件进行病害录入。

48、可选的，所述现场采集单元在进行土建病害录入时录入病害位置信息、特征信息、养护信息，选择合理标度，考虑修正扣分值，支持检测人员判断病害状况，按照趋向稳定、发展缓慢、发展较快分别进行+0、+5、+10分的操作。

49、可选的，所述现场采集单元在进行病害录入时所保存病害的标度为3、4或病害发展较快时，要求检测人员从专家列表中选择3位专家通过短信发送病害信息，要求相关专家即刻联系项目负责人进行远程专家诊断。

50、可选的，所述web客户端在进行机电设施评分计算时计算各构件、子部件、部件机电设施完好率，若各机电部件中任一关键子部件的完好率为该部件下最低时，该机电部件完好率＝min(关键子部件b的完好率)(b＝1，2，……，l)；否则

51、可选的，所述web客户端在进行隧道总体技术状况评定时，总体技术状况取土建结构与机电设施两者中较差的技术状况值，养护建议覆盖土建结构病害、机电设施故障、其他工程设施病害。

52、本发明具有下述有益效果：

53、1)通过设置土建参数、机电参数、其他设施参数，实现了所有公路隧道技术状况评定模型的参数建模，支持添加、删除构件，显著简化了建模工作量。

54、2)通过参数建模，实现了公路隧道技术状况评定快速建模，可视化的树形结构图方便病害及故障录入，方便了检测报告病害及检修报告故障列表生成。

55、3)通过在病害录入时划分三个等级趋向稳定、发展缓慢、发展较快对扣分值进行修正，实现公路隧道技术状况智能评定时考虑病害发展的情况，相比人工计算的方法更加规范、高效，提出了各层级机电设施完好率的详细算法，相比完全按照参考《公路养护技术规范》的评定方法更加科学、合理。