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地铁盾构隧道裂缝与渗漏水图像采集与智能识别算法研究
1
作者
田思萌
王耀东
+3 位作者
刘胜智
周伟
史红梅
朱力强
《中南大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第1期370-383,共14页
隧道病害是地铁运营人员定期巡检的主要任务之一,提出一种深度学习与像素级图像处理算法相结合的隧道表面病害识别方法。首先,利用自主研究的高速采集系统采集大量隧道表面图像,通过像素级标定构建高质量语义分割样本库;然后,针对裂缝...
隧道病害是地铁运营人员定期巡检的主要任务之一,提出一种深度学习与像素级图像处理算法相结合的隧道表面病害识别方法。首先,利用自主研究的高速采集系统采集大量隧道表面图像,通过像素级标定构建高质量语义分割样本库;然后,针对裂缝和渗漏水的形态特点,提出一种改进的DeepLabV3+算法,从主干特征网络、空洞卷积金字塔模块和解码器多尺度融合3个方面进行改进;最后,提出一种基于像素级图像处理的算法,计算简单背景及病害混叠情况下的裂缝长度和渗漏水面积参数。研究结果表明,提出的改进算法使平均准确度达85.26%,平均交并比达73.62%,相较于其他5种模型,分割结果更为精细,对于复杂背景和裂缝与渗漏水混叠的复杂病害仍有很好的分割效果。同时,像素级处理可以完成典型病害及复杂情况的参数提取,实现整体地铁隧道表面病害的智能识别。研究成果不仅可以实现裂缝和渗漏水的准确检测,而且能用于分析复杂背景和2种病害混叠情况的复杂病害。
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关键词
图像采集
语义分割
病害参数计算
隧道裂缝
隧道渗漏水
复杂病害
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职称材料
基于激光雷达的隧道轮廓三维点云重构与形变检测研究
被引量：
3
2
作者
王耀东
苏广思
+1 位作者
方恩权
周伟
《中南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第6期2393-2403,共11页
为实现地铁隧道轮廓全面、高效、精准的数字化检测,提出一种基于三维点云的隧道形变检测方法。该方法通过相对定位算法将激光雷达获取的多周期隧道轮廓点云数据进行数据融合,利用地铁隧道建模算法对融合数据进行处理建立标准隧道轮廓模...
为实现地铁隧道轮廓全面、高效、精准的数字化检测,提出一种基于三维点云的隧道形变检测方法。该方法通过相对定位算法将激光雷达获取的多周期隧道轮廓点云数据进行数据融合,利用地铁隧道建模算法对融合数据进行处理建立标准隧道轮廓模型,根据测量值与模型输出值对比结果完成形变检测。相对定位算法利用转速传感器与激光位移传感器获取的公里标与轨道特征数据实现对地铁隧道轮廓特征数据粗、细校准定位,以解决转速传感器定位误差较大导致的相同位置不同检测周期激光点云数据无法对齐融合的问题。地铁隧道建模算法基于径向基神经网络(RBFNN)对融合后点云数据进行多重训练并不断剔除大误差数据建立隧道普通内壁模型,结合聚类算法对被剔除数据训练建立隧道管线区域模型。研究结果表明:相对定位算法可实现多周期数据融合,相对定位误差小于10 cm;隧道建模算法利用点云数据可建立标准隧道模型实现隧道形变分析,形变分析误差小于10 mm,达到预期效果。
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关键词
地铁隧道
定位算法
RBF神经网络
隧道模型
形变分析
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职称材料
动态照明对疲劳调度员神经行为反应的影响
被引量：
2
3
作者
李彦洁
方卫宁
+1 位作者
王健新
鲍海峰
《哈尔滨工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第4期130-136,共7页
为探讨利用地铁调度中心照明环境辅助性支持设计来缓解调度员脑力疲劳以实现人机增效的可行性,研究了动态照明对疲劳调度员的影响效应及神经机制。基于实验室环境搭建了可见光谱人工照明实验平台并在此基础上调制了两种环境光照参数(常...
为探讨利用地铁调度中心照明环境辅助性支持设计来缓解调度员脑力疲劳以实现人机增效的可行性,研究了动态照明对疲劳调度员的影响效应及神经机制。基于实验室环境搭建了可见光谱人工照明实验平台并在此基础上调制了两种环境光照参数(常规照明:500 lx,4 000 K;动态照明:500 lx,4 000~12 000 K),采用单因素两水平被试内设计开展人因照明工效学实验。基于地铁调度任务分析设计了分别表征持续注意、工作记忆和执行控制认知功能的PVT、N-back和MABT-Ⅱ范式,对比分析了16名被试在不同光暴露期间的主观评估、行为绩效和脑电(electroencephalogram,EEG)指标等神经行为反应差异。结果表明,相较于常规照明,疲劳被试在动态照明下的主观感觉更警觉,情绪更积极,其持续注意、工作记忆和执行控制等认知功能得到显著改善。EEG数据揭示这种疲劳干预机制可能来源于动态光线对大脑额叶区α、θ和α-θ等低频频段活动的有效抑制。当前研究初步验证了动态照明对脑力疲劳的影响效应,为城市轨道交通照明设计和疲劳管理提供依据。
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关键词
地铁调度员
动态照明
脑力疲劳
非视觉生物效应
脑电信号
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职称材料
题名
地铁盾构隧道裂缝与渗漏水图像采集与智能识别算法研究
1
作者
田思萌
王耀东
刘胜智
周伟
史红梅
朱力强
机构
先进
轨道交通
自主
运行
全国
重点
实验室
(
北京交通大学
)
北京交通大学
机械与电子控制工程学院
中南
大学
交通
运输工程学院
出处
《中南大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第1期370-383,共14页
基金
北京市自然科学基金资助项目(L231021)
先进轨道交通自主运行全国重点实验室项目(北京交通大学)(RAO2023ZZ003)。
文摘
隧道病害是地铁运营人员定期巡检的主要任务之一,提出一种深度学习与像素级图像处理算法相结合的隧道表面病害识别方法。首先,利用自主研究的高速采集系统采集大量隧道表面图像,通过像素级标定构建高质量语义分割样本库;然后,针对裂缝和渗漏水的形态特点,提出一种改进的DeepLabV3+算法,从主干特征网络、空洞卷积金字塔模块和解码器多尺度融合3个方面进行改进;最后,提出一种基于像素级图像处理的算法,计算简单背景及病害混叠情况下的裂缝长度和渗漏水面积参数。研究结果表明,提出的改进算法使平均准确度达85.26%,平均交并比达73.62%,相较于其他5种模型,分割结果更为精细,对于复杂背景和裂缝与渗漏水混叠的复杂病害仍有很好的分割效果。同时,像素级处理可以完成典型病害及复杂情况的参数提取,实现整体地铁隧道表面病害的智能识别。研究成果不仅可以实现裂缝和渗漏水的准确检测,而且能用于分析复杂背景和2种病害混叠情况的复杂病害。
关键词
图像采集
语义分割
病害参数计算
隧道裂缝
隧道渗漏水
复杂病害
Keywords
image acquisition
semantic segmentation
disease parameter calculation
tunnel crack
tunnel leakage
complex disease
分类号
TP394.1 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
TH691.9 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
基于激光雷达的隧道轮廓三维点云重构与形变检测研究
被引量：
3
2
作者
王耀东
苏广思
方恩权
周伟
机构
先进
轨道交通
自主
运行
全国
重点
实验室
(
北京交通大学
)
广州地铁集团有限公司
中南
大学
交通
运输工程学院
出处
《中南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第6期2393-2403,共11页
基金
中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2022JBXT005)
先进轨道交通自主运行全国重点实验室(北京交通大学)项目(RAO2023ZZ003)
国能朔黄铁路技术开发项目(SHTL-22-28)。
文摘
为实现地铁隧道轮廓全面、高效、精准的数字化检测,提出一种基于三维点云的隧道形变检测方法。该方法通过相对定位算法将激光雷达获取的多周期隧道轮廓点云数据进行数据融合,利用地铁隧道建模算法对融合数据进行处理建立标准隧道轮廓模型,根据测量值与模型输出值对比结果完成形变检测。相对定位算法利用转速传感器与激光位移传感器获取的公里标与轨道特征数据实现对地铁隧道轮廓特征数据粗、细校准定位,以解决转速传感器定位误差较大导致的相同位置不同检测周期激光点云数据无法对齐融合的问题。地铁隧道建模算法基于径向基神经网络(RBFNN)对融合后点云数据进行多重训练并不断剔除大误差数据建立隧道普通内壁模型,结合聚类算法对被剔除数据训练建立隧道管线区域模型。研究结果表明:相对定位算法可实现多周期数据融合,相对定位误差小于10 cm;隧道建模算法利用点云数据可建立标准隧道模型实现隧道形变分析,形变分析误差小于10 mm,达到预期效果。
关键词
地铁隧道
定位算法
RBF神经网络
隧道模型
形变分析
Keywords
subway tunnel
location algorithm
RBF neural network
tunnel model
deformation analysis
分类号
U456.3 [建筑科学—桥梁与隧道工程]
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职称材料
题名
动态照明对疲劳调度员神经行为反应的影响
被引量：
2
3
作者
李彦洁
方卫宁
王健新
鲍海峰
机构
先进
轨道交通
自主
运行
全国
重点
实验室
(
北京交通大学
)
北京交通大学
机械与电子控制工程学院
出处
《哈尔滨工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第4期130-136,共7页
基金
国家自然科学基金(72271015)
教育部产学合作育人项目(202002SJ08)。
文摘
为探讨利用地铁调度中心照明环境辅助性支持设计来缓解调度员脑力疲劳以实现人机增效的可行性,研究了动态照明对疲劳调度员的影响效应及神经机制。基于实验室环境搭建了可见光谱人工照明实验平台并在此基础上调制了两种环境光照参数(常规照明:500 lx,4 000 K;动态照明:500 lx,4 000~12 000 K),采用单因素两水平被试内设计开展人因照明工效学实验。基于地铁调度任务分析设计了分别表征持续注意、工作记忆和执行控制认知功能的PVT、N-back和MABT-Ⅱ范式,对比分析了16名被试在不同光暴露期间的主观评估、行为绩效和脑电(electroencephalogram,EEG)指标等神经行为反应差异。结果表明,相较于常规照明,疲劳被试在动态照明下的主观感觉更警觉,情绪更积极,其持续注意、工作记忆和执行控制等认知功能得到显著改善。EEG数据揭示这种疲劳干预机制可能来源于动态光线对大脑额叶区α、θ和α-θ等低频频段活动的有效抑制。当前研究初步验证了动态照明对脑力疲劳的影响效应,为城市轨道交通照明设计和疲劳管理提供依据。
关键词
地铁调度员
动态照明
脑力疲劳
非视觉生物效应
脑电信号
Keywords
subway dispatchers
dynamic lighting
mental fatigue
non-image forming effect
electroencephalogram(EEG)
分类号
TU113.6 [建筑科学—建筑理论]
U292.4 [交通运输工程—交通运输规划与管理]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
地铁盾构隧道裂缝与渗漏水图像采集与智能识别算法研究
田思萌
王耀东
刘胜智
周伟
史红梅
朱力强
《中南大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
基于激光雷达的隧道轮廓三维点云重构与形变检测研究
王耀东
苏广思
方恩权
周伟
《中南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
3
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
动态照明对疲劳调度员神经行为反应的影响
李彦洁
方卫宁
王健新
鲍海峰
《哈尔滨工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
2
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职称材料
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