為深度踐行創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，加速推進(jìn)以科技創(chuàng)新為核心的全面創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，我院于2022年重磅發(fā)布《科技創(chuàng)新三年行動計(jì)劃》（2022-2025年）。

自《計(jì)劃》發(fā)布以來，全院科技人員砥礪奮進(jìn)、攻堅(jiān)克難，取得一系列技術(shù)突破和科技成果。2025年恰逢北勘院建院70周年，特開辟“科創(chuàng)成果巡禮”專欄，對我院科創(chuàng)成果進(jìn)行概要展示，促進(jìn)成果的宣傳推廣和轉(zhuǎn)化應(yīng)用，為推動創(chuàng)新型企業(yè)建設(shè)邁出堅(jiān)實(shí)步伐。

截至2024年12月底，我國城市軌道交通的運(yùn)營里程已達(dá)到 10945.6公里，覆蓋54個城市，運(yùn)營線路325條。隨著運(yùn)營服役時間增加，隧道變形、滲漏水、錯臺、裂縫等病害問題將日益凸顯。

為了給城市軌道交通安全運(yùn)維保駕護(hù)航，北勘院自主研發(fā)形成“城市軌道交通隧道三維激光掃描智能檢測系統(tǒng)”，系統(tǒng)由“BGI-TS01 隧道衛(wèi)士移動掃描車”、“隧道衛(wèi)士控制及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”、“移動三維激光掃描數(shù)據(jù)處理平臺”組成，可高效獲取隧道結(jié)構(gòu)三維點(diǎn)云及影像，實(shí)現(xiàn)對隧道結(jié)構(gòu)的全面、快速掃描檢測。

BGI-TS01 隧道衛(wèi)士移動掃描車

BGI-TS01 隧道衛(wèi)士移動掃描車采用分體式、模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，單模組最大重量不超20kg，長度僅0.81m，兼顧輕量化和功能性，現(xiàn)場可實(shí)現(xiàn)1分鐘快速組裝、拆卸，非常適用于軌道交通“天窗期”快速部署。此外，隧道衛(wèi)士掃描車設(shè)置有絕緣/導(dǎo)通雙模切換裝置，適用于全國各地運(yùn)營線路上線安全要求。

隧道衛(wèi)士控制及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

隧道衛(wèi)士移動掃描車采用高效電驅(qū)動設(shè)計(jì)，內(nèi)置大容量鋰電池，續(xù)航時間超8小時，滿足軌道交通運(yùn)營作業(yè)要求。為應(yīng)對軌道交通隧道作業(yè)現(xiàn)場光線不足、緊急突發(fā)事件等情況，掃描車設(shè)計(jì)有實(shí)體按鍵、無線射頻遙控、移動PAD等多種控制方式，操控安全冗余度高，有力的保障了現(xiàn)場作業(yè)安全。

隧道衛(wèi)士掃描車控制系統(tǒng)

北勘隧道衛(wèi)士，“小身軀大能量”，在輕巧的車身內(nèi)集成了強(qiáng)大的工控系統(tǒng)及傾角、里程、軌距等多種數(shù)據(jù)采集傳感器，同時具備隧道及軌道多參數(shù)采集功能。現(xiàn)場作業(yè)時，通過車載工控系統(tǒng)和移動PAD，可實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目信息、參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)收發(fā)等功能，實(shí)時顯示各參數(shù)數(shù)據(jù)情況，同時外業(yè)項(xiàng)目信息與內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理平臺互聯(lián)互通，保證了內(nèi)外業(yè)一體化。

移動三維激光掃描數(shù)據(jù)處理平臺

移動三維激光掃描數(shù)據(jù)處理平臺是一套采用向?qū)皆O(shè)計(jì)，集掃描、檢測、分析與決策一體化的高效檢測系統(tǒng)，可以出色完成隧道檢測任務(wù)，對隧道的形變及損傷程度進(jìn)行快速“問診”，一鍵導(dǎo)出適應(yīng)全國主要城市軌道交通檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)報(bào)表，協(xié)助軌道交通運(yùn)營單位完成狀態(tài)評估。

移動三維激光掃描數(shù)據(jù)處理平臺

點(diǎn)云強(qiáng)度與深度影像

隧道強(qiáng)度影像細(xì)節(jié)

道床強(qiáng)度影像細(xì)節(jié)

平臺包括項(xiàng)目管理、預(yù)處理、幾何形變、影像調(diào)繪、成果展示等功能模塊，集成改進(jìn)型RANSAC-LSM、Kdtree、Alpha Shapes、深度學(xué)習(xí)等多種算法，具備基于點(diǎn)云及圖像的快速解算和智能識別，可一站式完成隧道全要素?cái)?shù)據(jù)解算處理，實(shí)現(xiàn)隧道管片錯臺、收斂、橢圓度、侵限以及滲漏水、掉塊等缺陷快速檢測與成果報(bào)表輸出。

環(huán)向與徑向錯臺計(jì)算

環(huán)縫識別及斷面提取

改進(jìn)型RANSAC-LSM法橢圓模型

管片分環(huán)后正射影像和三維模型

射線判別法限界檢測

典型工程應(yīng)用

北勘BGI-TS01 隧道衛(wèi)士移動掃描車及配套檢測系統(tǒng)自2024年研發(fā)成功以來，已成功在南昌、佛山、重慶等多地軌道交通落地應(yīng)用，已取得2項(xiàng)軟件著作權(quán)、4項(xiàng)專利受理公開，取得了顯著的綜合效益。

南昌

重慶

佛山

北勘城市軌道交通隧道三維激光掃描智能檢測系統(tǒng)，適用于軌道交通定期監(jiān)測、地鐵保護(hù)區(qū)工前工后檢測以及專項(xiàng)檢測等多場景，我們將持續(xù)專注解決行業(yè)痛點(diǎn)，助力行業(yè)技術(shù)發(fā)展。