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Récemment, a research team from Tongji University has made important progress in the detection of underground concrete lining structures—relying on the FigSpec FS-27 hyperspectral camera developed by Hangzhou CHNSpec Technology, l'équipe a construit avec succès une technologie de détection non destructive intégrant l'imagerie hyperspectrale (HSI) et les réseaux neuronaux profonds (DNN).surveillance de haute précision et visualisation des défauts de la résistance à la compression des revêtements de tunnels souterrainsLes résultats relatifs ont été acceptés pour publication par la revue internationale de premier plan Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering (SCIE Q1 Top journal).
Les points faibles de la détection des engins de construction souterraine soulignent la nécessité d'innover dans les méthodes traditionnelles
Avec l'accélération de l'urbanisation, les infrastructures souterraines telles que les tunnels de métro et les passages fluviaux continuent de s'étendre.la résistance à la compression des revêtements en béton affecte directement l'intégrité structurelle et la sécurité opérationnelleCependant, l'environnement souterrain est fermé et complexe, et les méthodes de détection traditionnelles sont confrontées à de nombreuses limitations:Les méthodes destructives telles que le prélèvement d'échantillons du noyau et les essais de retrait endommagent la structure et prennent du temps et de la main-d'œuvre; les technologies classiques non destructives telles que les ultrasons et les marteaux à rebond manquent de précision suffisante et ne peuvent pas permettre une visualisation spatiale de la distribution de la résistance;ce qui rend difficile l'identification précise des défauts locaux tels que les fissures, éclaboussures et fuites.
Operational data from cross-river tunnels such as Shanghai Metro Line 12 and Qingdao Metro Line 8 show that long-term groundwater erosion and geological stress can easily lead to lining strength degradationEn effet, les risques structurels peuvent survenir en l'absence d'une surveillance précise et en temps opportun.la technologie de détection de haute précision est devenue un besoin urgent pour l'entretien des machines souterraines.
La caméra hyperspectrale CHNSpec fournit des capacités de base, réalisant trois innovations techniques
La caméra hyperspectrale CHNSpec FigSpec FS-27 sélectionnée par l'équipe de recherche est devenue le support matériel clé derrière cette percée technologique.La caméra est équipée d'un capteur InGaAs capable de capturer 1024 bandes spectrales consécutives dans la plage spectrale du proche infrarouge de 900 à 1700 nm, avec une résolution spectrale de 6,5 nm. Il peut capturer avec précision les différences de caractéristiques spectrales subtiles sur la surface du béton,fournissant des informations physico-chimiques abondantes pour l'évaluation de la résistance. Combiné avec des sources lumineuses halogènes et un panneau d'étalonnage de la réflectance standard, l'appareil peut toujours obtenir de manière stable des images spectrales haute définition de 1280 × 1280 dans des environnements de tunnel sombres et complexes,répondant aux exigences strictes en matière de détection sur place.
Sur la base des données spectrales à haute dimension obtenues par la caméra, l'équipe a développé de manière innovante deux modèles de régression DNN.le régresseur neuronal profond à spectre segmenté (SegS_DNR) a donné les meilleurs résultats: grâce à la fusion des caractéristiques spatiales et spectrales à l'aide d'une fenêtre de 5×5 pixels, le modèle a obtenu un coefficient de détermination (Rp2) de 0,925 et un écart prédictif résiduel (RPD) de 5.28, dépassant de loin les modèles traditionnels de régression partielle des moindres carrés (PLSR) et de forêt aléatoire (RFR).Il a généré des cartes thermiques de distribution de la résistance à la compression 2D qui présentent visuellement les différences de résistance entre les différentes régions de doublure, atteignant ainsi le double objectif de la détection quantitative et de la présentation visuelle.
Dans la vérification sur place effectuée dans le tunnel traversant la rivière Huangpu de la ligne 12 du métro de Shanghai,La technologie a non seulement mesuré avec précision la résistance à la compression des sections normales (en moyenne environ 47.6 MPa), mais également des caractéristiques de dégradation de la résistance clairement identifiées dans les zones avec fissures, éclaboussures et infiltration, les moyennes de résistance de la région défectueuse étant tombées à 33 ‰ 37 MPa,très cohérent avec les résultats réels de la détection technique, avec une précision de reconnaissance comparable à celle des ingénieurs supérieurs.
Renforcement de la maintenance intelligente et mise en place d'un nouveau paradigme de détection en génie souterrain
Dans le cadre de cette percée technologique, les avantages de la haute stabilité et de la haute résolution spectrale de la caméra hyperspectrale CHNSpec FigSpec FS-27 ont été entièrement validés.Son application collaborative avec des algorithmes d'apprentissage profond a complètement transformé le modèle de détection traditionnel pour les structures souterrainesLa technologie ne nécessite aucun contact avec la surface de la structure, peut rapidement compléter la détection de balayage de grande surface,et les cartes de répartition de la résistance générées peuvent soutenir directement la prise de décision en matière de maintenance, améliorant considérablement le caractère scientifique et l'efficacité de la gestion du cycle de vie des machines souterraines.
À l'heure actuelle, la technologie a été utilisée à des fins pilotes dans des projets d'ingénierie souterraine dans des conditions géologiques complexes telles que des tunnels transriverains et sous-marins.il peut être intégré à l'inspection robotiqueLes technologies de l'Internet des objets (IoT) et du BIM ( Building Information Modeling) permettent de construire un système de surveillance intelligent des infrastructures souterraines.,la société continuera d'optimiser l'adaptabilité technique des équipements d'imagerie hyperspectrale et de fournir des solutions techniques plus ciblées pour les besoins d'essais non destructifs dans le transport,ingénierie civile, géologie et autres domaines.
La mise en œuvre de cette réalisation de recherche offre non seulement une nouvelle voie technique pour l'assurance de la sécurité en ingénierie souterraine,mais démontre également la compétitivité de base des équipements hyperspectraux produits dans le pays dans les applications de recherche et d'ingénierie haut de gamme, ce qui donne un nouvel élan au fonctionnement sûr et durable des infrastructures souterraines de la Chine.
FS-27 est une caméra hyperspectrale d'imagerie à ondes courtes proche infrarouge de la série FigSpec® FS2X.Il adopte la technologie de séparation spectrale de la grille de transmission et présente une haute résolution et une grande stabilité, ce qui le rend approprié pour l'analyse d'imagerie spectrale professionnelle dans de multiples domaines.
Caractéristiques essentielles du produit:
Excellentes performances spectrales: couvrant la gamme des ondes courtes près de l'infrarouge de 900 ‰ 1700 nm, avec une résolution de longueur d'onde supérieure à 6 nm et prenant en charge 1024 canaux spectraux.la résolution de l'image atteint 1280×1280, la plage dynamique est de 12 bits, le SNR est de 600:1, et le niveau de lumière perdue est seulement de 0,5%. Fonctionnement pratique et efficace: caméra de visualisation intégrée et caméra de vue auxiliaire peuvent surveiller la zone de prise de vue en temps réel;prend en charge plusieurs fonctions de ROI régionales; la vitesse d'imagerie est de 10 secondes par balayage.
