黄震，张陈龙，马少坤，陈怡淼，廖敏杏

隧道检修一体化机器人系统设计及关键技术分析

黄震1, 2，张陈龙1，马少坤1, 2，陈怡淼1，廖敏杏1

(1. 广西大学 土木建筑工程学院，广西 南宁 530004；2. 广西大学 工程防灾与结构安全重点实验室，广西 南宁 530004)

机器人作为一种能替代人工且能大幅度提高工作效率的创新技术，在隧道维护方面的应用倍受关注。近年来，研究者基于机器人系统开发了各种隧道检测设备，但难以同步实现隧道修复的功能。目前，我国运营隧道的检测与维修均是分开进行的，且维修过程仍以传统的人工维修为主，导致一些较为严重的隧道结构病害未及时修复而产生巨大安全隐患，同时检修与维修作业人员会长时间处于复杂、密闭的隧道环境中而不利于身体健康。基于此，本文提出一种隧道检修一体化机器人系统概念，并对该系统三维成像结构形式和技术、隧道检修优化方法进行分析，可解决隧道病害成像、修复定位、修复能力等关键检修问题。结合当前隧道机器人检测系统，设计了检修一体化机器人系统，为我国运营隧道的检修与维修方法提供新的思路。

隧道工程；检修一体化；机器人系统；双目立体视觉；机器学习

近年来，我国的隧道工程得到了快速发展，并成为了全球隧道工程规模最大、数量最多、结构最复杂的国家[1−2]。但随着隧道里程规模和运营时间的增长，其运营与修复面临着巨大挑战。相关调查显示某一时期我国运营铁路隧道5 000余座，总延长2 500 km，其中存在病害的隧道3 270座，隧道病害率达到了65%[3]；……