地鐵隧道結(jié)構(gòu)滲漏水病害面積特征值測量裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種地鐵隧道結(jié)構(gòu)滲漏水病害面積特征值測量裝置，包括手持式病害調(diào)查儀和設(shè)在手持式病害調(diào)查儀內(nèi)的特征值測量模塊，所述特征值測量模塊包括：標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)存儲單元，用于生成并存儲地鐵隧道結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)和病害數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)；數(shù)字化底圖生成單元，用于根據(jù)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)生成對應(yīng)地鐵隧道結(jié)構(gòu)的數(shù)字化底圖；坐標(biāo)接收單元，用于接收滲漏水病害外邊界坐標(biāo)值；面積特征值計算單元，用于根據(jù)外邊界坐標(biāo)值和數(shù)字化底圖計算滲漏水病害的面積特征值；特征值輸出單元，用于輸出計算得的面積特征值。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有簡單方便、可靠性高等優(yōu)點。
【專利說明】地鐵隧道結(jié)構(gòu)滲漏水病害面積特征值測量裝置及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及地鐵隧道結(jié)構(gòu)監(jiān)測病害領(lǐng)域，尤其是涉及一種地鐵隧道結(jié)構(gòu)滲漏水病 害面積特征值測量裝置及方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 地鐵隧道是城市軌道交通的載體，在城市現(xiàn)代化建設(shè)過程中起到無可替代的作 用。地鐵隧道投資大，動輒上百億元的投資；運營影響范圍大，某一段隧道的停運都可能給 上數(shù)十萬人出行造成影響。地鐵隧道的主體是人工地下結(jié)構(gòu)，處于天然介質(zhì)環(huán)境中，在運營 中會出現(xiàn)滲漏水、襯砌裂損、襯砌腐蝕等病害。這些病害和危害對隧道的安全、舒適、正常運 營有重要影響和威脅。
[0003] 根據(jù)目前現(xiàn)有國家規(guī)范《地鐵設(shè)計規(guī)范》(GB50157-2003)對于防水病害相關(guān)要求， 軌道交通區(qū)間隧道防水等級應(yīng)定義為二級防水。上海地區(qū)曾對工程通風(fēng)與否，風(fēng)量大小、 季節(jié)、濕度、溫度等環(huán)境條件對濕跡的狀態(tài)影響甚大，但經(jīng)過大量觀測數(shù)據(jù)的分析，在通風(fēng) 不好、工程內(nèi)部濕度較大的情況下，也得到了一些有價值的數(shù)據(jù)：每5?6滴水約為lmL，每 分鐘2?3滴的滲水量約與0. 06m2濕跡相當(dāng)。因此，鐵道、隧道等部門在判斷一個工程是 否達到二級標(biāo)準(zhǔn)時，具體的指標(biāo)如下：測量任意100m2防水面積上的濕跡總量面積、單個濕 跡的最大面積、濕跡個數(shù)。通過對上述指標(biāo)進行判斷的方法已得到了工程界的認(rèn)可。所以 修訂時規(guī)定了工程結(jié)構(gòu)內(nèi)壁任意100m2防水面積上濕跡總面積值、單個濕跡最大面積值及 濕跡個數(shù)作為判斷工程是否達到二級標(biāo)準(zhǔn)的量化指標(biāo)；根據(jù)《地下防水工程質(zhì)量驗收規(guī)范》 (GB50208-2011)對于工程滲漏水檢測相關(guān)規(guī)定，滲漏水量檢測主要特征值包括：單個濕漬 的最大面積（單位：m2)、總濕漬面積（單位：m2)、每100m2的滲水量（單位d));整 個工程平均滲水量（單位：0V(m2.d))、單個漏水點的最大漏水量（單位：L/d);整個工程 平均漏水量（單位：L/d)。
[0004] 從上述國家規(guī)范中可以看出對于地鐵隧道結(jié)構(gòu)滲漏水病害嚴(yán)重程度的判定主要 依靠滲漏水面積及滲漏水水量測量這兩個特征量值。根據(jù)《地下防水工程質(zhì)量驗收規(guī)范》 (GB50208-2011)目前對于滲漏水水量的測量方法主要是：隧道上半部的明顯滴漏和連續(xù) 滲流，可直接用有刻度的容器收集量測，或用帶有密封緣口的規(guī)定尺寸方框，安裝在規(guī)定量 測的隧道內(nèi)表面，將滲漏水導(dǎo)入量測容器內(nèi)，然后計算24h的滲漏水量；若檢測器具或登高 有困難時，允許通過目測計取每分鐘或數(shù)分鐘內(nèi)的滴落數(shù)目，計算出該點的滲漏量。通常， 當(dāng)?shù)温渌俣?滴/min?4滴/min時，24h的滲水量就是1L。當(dāng)?shù)温渌俣却笥?00滴/min， 則形成連續(xù)線流。但當(dāng)軌道交通結(jié)構(gòu)完成建設(shè)投入運營以后，由于軌道交通運營的特殊性， 實現(xiàn)上述方法對于隧道滲漏水水量進行測量從而來判斷結(jié)構(gòu)防水要求是否達標(biāo)實屬困難， 根據(jù)《地鐵設(shè)計規(guī)范》（GB50157-2003)中所提及：每5?6滴水約為lmL，每分鐘2?3滴 的滲水量約與〇. 〇6m2濕跡相當(dāng)?shù)牧恐抵笜?biāo)定義，通過判斷和測量滲漏水病害的面積是確 定滲漏水水量目前最為有效、直接和可行的手段。目前傳統(tǒng)的隧道病害調(diào)查方式依托于人 工的檢查方式，在隧道病害滲漏水面積判斷上主要依靠于目測及經(jīng)驗判斷，對于測量精度 來說存在非常大的誤差。因此如何有效的在地鐵隧道病害調(diào)查過程中實現(xiàn)對于滲漏水病害 的面積特征值測量成為了領(lǐng)域中的空白。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種簡單方便、可靠 性高的地鐵隧道結(jié)構(gòu)滲漏水病害面積特征值測量裝置及方法。
[0006] 本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：
[0007] -種地鐵隧道結(jié)構(gòu)滲漏水病害面積特征值測量裝置，包括手持式病害調(diào)查儀和設(shè) 在手持式病害調(diào)查儀內(nèi)的特征值測量模塊，所述特征值測量模塊包括：
[0008] 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)存儲單元，用于生成并存儲地鐵隧道結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)和病害數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)；
[0009] 數(shù)字化底圖生成單元，用于根據(jù)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)生成對應(yīng)地鐵隧道結(jié)構(gòu)的數(shù)字化底圖；
[0010] 坐標(biāo)接收單元，用于接收滲漏水病害外邊界坐標(biāo)值；
[0011] 面積特征值計算單元，用于根據(jù)外邊界坐標(biāo)值和數(shù)字化底圖計算滲漏水病害的面 積特征值；
[0012] 特征值輸出單元，用于輸出計算得的面積特征值。
[0013] 所述面積特征值計算單元包括：
[0014] 向量獲取子單元，用于根據(jù)輸入的外邊界坐標(biāo)值獲得多個向量；
[0015] 多邊形面積獲取子單元，用于根據(jù)獲取的多個向量采用向量叉乘獲取多邊形面 積，即滲漏水病害的面積特征值。
[0016] 還包括：
[0017] 病害判斷單元，用于根據(jù)地鐵隧道結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)、病害數(shù)據(jù)及滲漏水病害的面積特征 值獲取病害判定結(jié)果。
[0018] 所述手持式病害調(diào)查儀與遠程計算機連接。
[0019] 一種地鐵隧道結(jié)構(gòu)滲漏水病害面積特征值測量方法，運行于手持式病害調(diào)查儀 內(nèi)，包括：
[0020] 1)生成并存儲地鐵隧道結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)和病害數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)；
[0021] 2)根據(jù)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)生成對應(yīng)地鐵隧道結(jié)構(gòu)的數(shù)字化底圖；
[0022] 3)接收滲漏水病害外邊界坐標(biāo)值；
[0023] 4)根據(jù)外邊界坐標(biāo)值和數(shù)字化底圖計算滲漏水病害的面積特征值；
[0024] 5)輸出計算得的面積特征值。
[0025] 所述步驟4)具體為：
[0026] 401)根據(jù)輸入的外邊界坐標(biāo)值獲得多個向量；
[0027] 402)根據(jù)獲取的多個向量采用向量叉乘獲取多邊形面積，即滲漏水病害的面積特 征值。
[0028] 還包括：
[0029] 根據(jù)存儲的地鐵隧道結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)、病害數(shù)據(jù)及計算的滲漏水病害的面積特征值獲取 病害判定結(jié)果。
[0030] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：
[0031] 1、擺脫量杯、筑壩等傳統(tǒng)工具及方式對于隧道滲漏水病害滲水水量計算，通過向 量叉乘計算出的面積反推最終獲得隧道滲漏水病害滲水水量并依此根據(jù)國家規(guī)范給予隧 道病害現(xiàn)狀定性及定量的判斷，方法簡單方便；
[0032] 2、適用范圍廣，借助本發(fā)明可以通用并適用于所有標(biāo)準(zhǔn)化或已知尺寸結(jié)構(gòu)形式的 地鐵及鐵路隧道對于結(jié)構(gòu)滲漏水病害定性及定量的判斷；
[0033] 3、實現(xiàn)成本低、可靠性高，通過普通計算機、Android平臺手持式終端設(shè)備即可實 現(xiàn)，由于采用較為成熟的器件與數(shù)據(jù)計算公式，其可靠性較高；
[0034] 4、同步能力強，由于采用C/S(客戶設(shè)備終端/服務(wù)器）架構(gòu)模式，可以方便的增 加通道的數(shù)量，數(shù)據(jù)交互均在短時間內(nèi)完成，因此不存在很大的延時，提高了公式計算性 能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0035] 圖1為本發(fā)明的流程示意圖。

【具體實施方式】
[0036] 下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。本實施例以本發(fā)明技術(shù)方案 為前提進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于 下述的實施例。
[0037] 實施例1
[0038] 本實施例提供一種地鐵隧道結(jié)構(gòu)滲漏水病害面積特征值測量裝置，包括手持式病 害調(diào)查儀和設(shè)在手持式病害調(diào)查儀內(nèi)的特征值測量模塊，特征值測量模塊包括坐標(biāo)接收單 元、標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)存儲單元、數(shù)字化底圖生成單元、面積特征值計算單元和特征值輸出單元，其 中，標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)存儲單元用于生成并存儲地鐵隧道結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)和病害數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)；數(shù)字化 底圖生成單元用于根據(jù)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)生成對應(yīng)地鐵隧道結(jié)構(gòu)的數(shù)字化底圖；坐標(biāo)接收單元用于 接收滲漏水病害外邊界坐標(biāo)值；面積特征值計算單元用于根據(jù)外邊界坐標(biāo)值和數(shù)字化底圖 計算滲漏水病害的面積特征值；特征值輸出單元用于輸出計算得的面積特征值。手持式病 害調(diào)查儀可以與遠程計算機連接，采用C/S模式。
[0039] 面積特征值計算單元還包括用于根據(jù)輸入的外邊界坐標(biāo)值獲得多個向量的向量 獲取子單元和用于根據(jù)獲取的多個向量采用向量叉乘獲取多邊形面積的多邊形面積獲取 子單元。
[0040] 如圖1所示，本實施例還提供一種地鐵隧道結(jié)構(gòu)滲漏水病害面積特征值測量方 法，運行于手持式病害調(diào)查儀內(nèi)，包括：
[0041] 步驟S1，生成并存儲地鐵隧道結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)和病害數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。地鐵隧道結(jié)構(gòu)數(shù) 據(jù)包括地鐵結(jié)構(gòu)信息、線型信息等。
[0042] 步驟S2,根據(jù)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)生成對應(yīng)地鐵隧道結(jié)構(gòu)的數(shù)字化底圖。
[0043] 步驟S3,接收滲漏水病害外邊界坐標(biāo)值。
[0044] 步驟S4,根據(jù)外邊界坐標(biāo)值和數(shù)字化底圖計算滲漏水病害的面積特征值，具體 為：
[0045] 401)根據(jù)輸入的外邊界坐標(biāo)值獲得多個向量；
[0046] 402)根據(jù)獲取的多個向量采用向量叉乘獲取多邊形面積，即滲漏水病害的面積特 征值。
[0047] 步驟S5,輸出計算得的面積特征值。
[0048] 上述步驟4可基于Java語言實現(xiàn)，本實施例中，編譯的程序案例如下：

【權(quán)利要求】
1. 一種地鐵隧道結(jié)構(gòu)滲漏水病害面積特征值測量裝置，其特征在于，包括手持式病害 調(diào)查儀和設(shè)在手持式病害調(diào)查儀內(nèi)的特征值測量模塊，所述特征值測量模塊包括： 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)存儲單元，用于生成并存儲地鐵隧道結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)和病害數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)； 數(shù)字化底圖生成單元，用于根據(jù)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)生成對應(yīng)地鐵隧道結(jié)構(gòu)的數(shù)字化底圖； 坐標(biāo)接收單元，用于接收滲漏水病害外邊界坐標(biāo)值； 面積特征值計算單元，用于根據(jù)外邊界坐標(biāo)值和數(shù)字化底圖計算滲漏水病害的面積特 征值； 特征值輸出單元，用于輸出計算得的面積特征值。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種地鐵隧道結(jié)構(gòu)滲漏水病害面積特征值測量裝置，其特征 在于，所述面積特征值計算單元包括： 向量獲取子單元，用于根據(jù)輸入的外邊界坐標(biāo)值獲得多個向量； 多邊形面積獲取子單元，用于根據(jù)獲取的多個向量采用向量叉乘獲取多邊形面積，即 滲漏水病害的面積特征值。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種地鐵隧道結(jié)構(gòu)滲漏水病害面積特征值測量裝置，其特征 在于，還包括： 病害判斷單元，用于根據(jù)地鐵隧道結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)、病害數(shù)據(jù)及滲漏水病害的面積特征值獲 取病害判定結(jié)果。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種地鐵隧道結(jié)構(gòu)滲漏水病害面積特征值測量裝置，其特征 在于，所述手持式病害調(diào)查儀與遠程計算機連接。
5. -種地鐵隧道結(jié)構(gòu)滲漏水病害面積特征值測量方法，運行于手持式病害調(diào)查儀內(nèi)， 其特征在于，包括： 1) 生成并存儲地鐵隧道結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)和病害數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)； 2) 根據(jù)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)生成對應(yīng)地鐵隧道結(jié)構(gòu)的數(shù)字化底圖； 3) 接收滲漏水病害外邊界坐標(biāo)值； 4) 根據(jù)外邊界坐標(biāo)值計算滲漏水病害的面積特征值； 5) 輸出計算得的面積特征值。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種地鐵隧道結(jié)構(gòu)滲漏水病害面積特征值測量方法，其特征 在于，所述步驟4)具體為： 401) 根據(jù)輸入的外邊界坐標(biāo)值獲得多個向量； 402) 根據(jù)獲取的多個向量采用向量叉乘獲取多邊形面積，即滲漏水病害的面積特征 值。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種地鐵隧道結(jié)構(gòu)滲漏水病害面積特征值測量方法，其特征 在于，還包括： 根據(jù)存儲的地鐵隧道結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)、病害數(shù)據(jù)及計算的滲漏水病害的面積特征值獲取病害 判定結(jié)果。
【文檔編號】G01B21/28GK104457675SQ201410811002
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月19日
【發(fā)明者】袁敏正, 方恩權(quán), 劉學(xué)增, 楊玲芝, 何喆卿, 邢良平, 黃光楚, 周振宇, 唐世亮, 王旭, 鄒團 申請人:廣州市地下鐵道總公司, 上海同巖土木工程科技有限公司