基于螺栓孔拓扑锚点的盾构隧道接缝自动解耦识别OA
在地铁盾构隧道病害检测任务中,环向接缝和纵向接缝的精准识别对于管片错台检测具有重要意义。为了提高工程化检测效率与精度,提出一种基于螺栓孔拓扑锚点的盾构隧道接缝自动解耦识别算法。首先,通过构建基于纵坐标值升序的空间索引结构实现断面点云数据的高效归聚与拓扑保持,实现三维螺栓孔点云到二维坐标的精准定位。在此基础上,基于螺栓孔位置关系这一关键特征,构建了空间位置-密度聚类联合约束的识别分割框架,并结合基于密度分析的螺栓孔异常点检测算法有效去除了冗余噪声,优化了螺栓孔位置的量化表征。最后,针对识别耦合环、纵向接缝任务,提出一种多层次、多阶段的接缝识别算法,通过引入层次分组策略与中间约束隔离干扰,提高了复杂隧道环境下的耦合接缝识别完整性。实验结果表明,所提出的融合隧道点云几何约束的断面展开方法能够有效保留隧道点云结构的空间特征;通过空间位置约束的螺栓孔级联精细定位有效解决了局部噪声聚集问题,在提高算法执行效率(86.464 s)的同时显著提高了螺栓孔的检出率(99%)与准确率(93.3%);融合螺栓分布先验的环纵接缝解耦识别算法显著提高了盾构隧道接缝识别率(99.3%)与精确度(0.832 px)。研究方法为地铁盾构隧道结构健康监测提供了有效的技术手段,具有重要的工程应用价值。
司帆;杨元维;高贤君;许磊;王晓蓉
长江大学地球科学学院,湖北武汉430100 南方复杂页岩油气地质与开发湖北省重点实验室,湖北武汉430100 非常规油气地质与工程湖北省工程研究中心,湖北武汉430100长江大学地球科学学院,湖北武汉430100 南方复杂页岩油气地质与开发湖北省重点实验室,湖北武汉430100 非常规油气地质与工程湖北省工程研究中心,湖北武汉430100长江大学地球科学学院,湖北武汉430100 南方复杂页岩油气地质与开发湖北省重点实验室,湖北武汉430100 非常规油气地质与工程湖北省工程研究中心,湖北武汉430100中国铁路设计集团有限公司,天津300251内蒙古自治区测绘地理信息中心,内蒙古呼和浩特750306
信息技术与安全科学
盾构隧道环纵接缝管片错台螺栓孔定位点云去重接缝识别与定位点云智能处理
《铁道科学与工程学报》 2026 (9)
P.4536-4548,13
西藏自治区科技计划重大专项(XZ202402ZD0001)城市轨道交通数字化建设与测评技术国家工程实验室开放课题基金资助(2023ZH01)湖北省教育厅科学研究计划重点项目(D20231304)深地国家科技重大专项(2024ZD1001003)。
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