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隧道建设(中英文) ›› 2026, Vol. 46 ›› Issue (S1): 587-598.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2026.S1.052
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吴桐1, 2, 王耀东1, 2, *, 郭俊良2, 郭保青1, 2, 胡耀宗3
WU Tong1, 2, WANG Yaodong1, 2, *, GUO Junliang2, GUO Baoqing1, 2, HU Yaozong3
摘要: 隧道渗漏水病害是影响盾构隧道结构安全和运营稳定性的主要因素。传统人工巡检效率低,受主观判断影响大,且可见光图像难以识别浅层及干扰复杂环境下的渗漏水。针对隧道渗漏水高效、标准化识别的应用需求,搭建一套由12台电动调焦红外热像仪组成的移动采集系统,实现对隧道衬砌的高分辨率、多视角红外图像采集。针对现有标注方式效率低、标准不统一的问题,提出一种基于HSV色彩空间的自动标注方法,通过色相-饱和度-亮度阈值在统一成像条件下实现渗漏水区域的快速掩膜生成。与传统人工标注和SAM辅助标注方法相比,HSV标注在隧道红外图像场景中具有更高的一致性和更低的人工修正成本。在算法模型方面,基于Unet结构,引入Mobilenet深度可分离卷积、全尺度padding卷积以及跨层连接优化策略,构建改进轻量化Unet模型。深度可分离卷积可有效减少87.3%参数量,填充卷积保持特征图尺寸一致性,跨层连接裁剪在保持高精度的同时提高推理速度。基于199张真实隧道红外图像及增强后的1 000张数据集开展试验,改进Unet模型在测试集上的准确率达99.76%,IoU(交并比)达98.23%,推理速度达22.4 FPS; 相较TR-Unet,帧率提升23.1%,参数量减少24.1%。集成开发移动巡检平台样机,实现红外图像多机同步采集与渗漏水在线检测。样机测试结果表明,系统平均帧率达17.8 FPS,可满足隧道巡检车移动检测需求。