为地铁隧道做全身“CT 体检”

■ 吴勇 黄小斌 郑佳佳

华东测绘安全突破三维激光扫描关键技术，实现新的探索

浙江华东测绘与工程安全技术有限公司深入研究移动式三维激光扫描技术，开发隧道检测成果信息化管理系统，助力轨道交通智慧化、信息化运维管理水平提升。

近年来，随着城轨交通运营线路逐年增长，我国已成为世界上城轨隧道工程最多、最复杂、发展最快的国家，越来越多的城轨隧道进入养护阶段。城轨正从“建设”为主逐渐向“建养”并重转变，但智慧化和信息化的运维一直是困扰城轨隧道养护工作的难题。

现在有一项技术获得了重大突破，能有效解决上述难题，浙江华东测绘与工程安全技术有限公司（简称“华东测绘安全”）给地铁隧道做数字化“全身体检”，使运营地铁维保管理更精细、更高效。

联合攻关核心技术达国际先进水平

华东测绘安全联合杭州杭港地铁有限公司、浙江省轨道交通运营管理集团有限公司等多家单位和高校申报的浙江省交通运输厅2019 年度重点科技计划项目“移动式三维激光扫描在地铁信息化维保中的关键技术研究”，是浙江省内首次采用移动式三维激光扫描技术进行全线路的隧道病害调查研究。

据介绍，该项目可通过高速激光扫描测量的方法，大面积高分辨率地快速获取被测对象表面的三维坐标数据，具有快速扫描、非接触测量、高精度采集三维坐标信息、无光线要求、无须或较少布设控制点、观测点和数据采集处理一体化等特点。

该项目联合申报了5 项发明专利和2 项实用新型专利，申请软件著作权2 项，发表论文10 篇（其中SCI2 篇，核心期刊4 篇），于2020 年12 月13 日通过浙江省交通运输厅组织鉴定。鉴定委员会对项目创新点、技术先进性、科技查新、知识产权、应用推广及经济效益、社会效益等进行了详细了解，一致认为项目研究成果总体上达到了国际先进水平，并荣获浙江省测绘学会2021 年测绘科学技术奖二等奖和浙江省岩土力学与工程学会2021 年科技进步奖二等奖。为促进科技成果转移转化，推动交通运输科技成果推广应用，该项目还成功入选2021 年度浙江省交通厅科技成果推广目录。

相比传统技术作业效率提升15 倍以上

办公院区

项目以三维激光扫描技术为切入点、移动式三维激光扫描小车为平台，进行了大量的测试与理论研究，有效提高了隧道断面检测、接触网高度（含拉出值）检测的精度和效率、实现了基于深度学习的环缝自动识别技术、开发了隧道检测成果信息化管理系统，为地铁隧道智慧化、信息化维保提供了可靠的平台和技术保障。同时，还开展了运用三维激光扫描技术结合惯导技术替代传统测量方法进行隧道变形监测的研究。

目前，国内各个城市均已开展轨道交通结构长期运维检测与状态调查工作，主要运用人工调查，通过肉眼观察、量测等手段获取结构的破损、渗漏水、道床脱空等表观病害。人工检测与调查效率低下，需要耗费大量人力物力，调查成果内容单一，信息化程度不高。移动式三维激光技术一次外业扫描，可获取丰富全面的隧道检测数据，作业效率是传统技术效率的15 倍以上，能服务于多个运营维护部门，大大降低人工成本。为适应飞速发展的轨道交通建设，确保轨道交通运营安全，提供了高效率、信息化、智慧化的轨道交通运维检测方法。

该项检测技术具有广阔的应用前景，与杭州、福州、南昌、武汉等多个城市签订地铁保护区结构检测三维激光扫描项目20 余项，以上项目合同总产值达4000 万元以上。

在杭州地铁1 号线首试应用成效显著

2017 年至今，华东测绘安全围绕移动式三维激光扫描技术开展了多项研究与应用项目，取得了显著的经济与社会效益。其中，与杭州杭港地铁有限公司联合开展的“杭州地铁1号线及延伸段全断面扫描项目”是浙江省内首次采用移动式三维激光扫描技术开展隧道全线网的变形、病害及状态等全维度信息调查项目。

该项目对杭州地铁1 号线及延伸段区间、出入段线等所有盾构隧道进行全断面扫描，并结合配套研发的病害分析技术实现了隧道结构的整体椭圆度分析、错台检测、病害检测等一系列检测成果。

该项目的实施获取了丰富全面的隧道检测数据，相对于传统检测方法，大幅度减轻了外业检测人员的工作强度，成倍提升了外业检测效率，节省了大量人力、物力开支。同时，检测成果也不同于以往使用纸质或硬盘的存储方式，而是通过将检测成果上传至线上成果信息化管理系统，既可用于成果存储，又方便检测成果的应用。该项目的顺利完成验证了移动式三维激光扫描技术在地铁运营隧道病害调查等领域应用的技术优势，为地铁隧道的全面维保管理，探索了出更先进的管理模式。

信息化管理系统

开展地方标准编制工作填补空白

在上述成果的基础上，华东测绘安全还联合多家轨道交通建设、运营、检测等单位和高校申报了2021年浙江省地方标准《城市轨道交通工程三维激光扫描技术规程》，目前正按照进度开展各项编制工作，预计2023 年1 月发布。本规程是在结合浙江省轨道交通自身特色，提升轨道交通智慧化、信息化运维管理水平，促进浙江省轨道交通三维激光扫描技术标准化、规范化应用等基础上提出来的，填补了轨道交通三维激光扫描检测技术无标准可依的空白，为浙江省内的地铁、轻轨、市域（郊）铁路、城际铁路等轨道交通线路的结构表观病害、结构及设备限界、接触网导高以及全断面尺寸检测等工作提供了技术依据和指导。

多年来，华东测绘安全在华东院的领导下，坚持技术创新，公司多次获得钱江杯、西湖杯、省科技进步奖、城市轨道交通科技进步奖、国家产学研奖、中电建科技进步奖、优秀QC 小组、优秀发明专利奖等奖项，并获得多项软件著作权认证及专利，拥有专利近百项。同时，还参与了《建筑基坑工程监测技术规范》等30 余部标准及规范的编写。华东测绘安全凝聚起全院员工团结奋斗的磅礴力量，深入践行“企业强盛、员工幸福”的发展理念，秉承“负责、高效、最好”的企业精神，为建成质量效益一流的国际工程公司而接续奋斗。

外业作业