基于红外图像识别技术的道路与桥梁故障诊断

基于红外图像识别技术的道路与桥梁故
障诊断
摘要：城市道路桥梁是目前城市基础设施建造的一个重要部分，在城市发展
中起到重要作用。

然而，从目前的现实状况来看，我国城市道路桥梁在实际的运
行过程中，依然存在一些安全问题，这对人们的生命安全造成了极大的威胁。

在
这背景下，为了更好地保证人们出行的安全，相关交通运输部门要加强对城市道
路桥梁的维护和安全管理，延长城市道路桥梁的使用寿命，降低发生事故的概率。

基于此，对基于红外图像识别技术的道路与桥梁故障诊断进行研究，以供参考。

关键词：红外图像识别技术;道路与桥梁;故障诊断
引言
随着现代社会的发展，图像处理技术被广泛应用于各个领域，如人脸识别、人体检测、目标感知等，人们对高质量图像的要求越来越高，高质量的图像可以
提高图像处理的精度和效率。

现如今，交通系统是支撑整个社会运行的最重要的
基础系统之一，然而，经过岁月的积累，某些城市的道路与桥梁存在安全隐患，
随时有可能出现故障，因此，有必要对道路与桥梁的状态进行有效监控，快速、
准确地识别目标图像中的故障情况，从现有的研究成果来看，图像识别技术仍然
是一大难题。

1道路桥梁工程中的常见病害
1.1裂缝
裂缝是道路桥梁工程中最常见的一种病害。

道路桥梁路面会随着使用时间的
延长而产生相应的裂缝，这些裂缝是纵、横交错的，随着裂缝不断扩大，会影响
整个道路桥梁运行的稳定性和安全性，缩短道路桥梁的使用寿命。

如果道路桥梁
的裂缝过大，遇到下雨天气，裂缝中就会有大量积水，使道路桥梁的内部结构产
生一定的溶蚀现象，进一步加大道路桥梁表面的裂缝。

通常情况下，发生裂缝病
害的主要原因是：由于道路桥梁施工质量没有达到规定标准，投入使用之后，就
会在外部重大压力的作用下逐渐产生裂缝。

除了外部因素之外，相关的内部因素
也会增加发生裂缝病害的概率。

如果道路桥梁在设计过程中缺乏科学性和合理性，或者在施工过程中采用的混凝土材料质量不符合相关标准，都有可能引发裂缝病害。

此外，道路桥梁工程在使用过程中，如果频繁出现超载、超重的情况，也会
在一定程度上增加道路桥梁工程发生裂缝病害的概率。

1.2道路桥梁地基沉降不均匀
道路桥梁地基沉降问题也是一种非常重要的结构性问题，这种结构性问题具
体表现可能为桥面裂痕，但是地基沉降与普通的桥面裂痕是完全不一样的问题。

因为地基是桥梁的基础，如果地基发生了沉降，一旦超过了桥梁可承受幅度，就
会出现桥梁断裂，这种程度的病害是非常可怕的，桥梁会瞬间坍塌，造成巨大的
人身财产损失。

关于地基沉降问题，主要原因是两个。

其一是前期设计和地理勘
测问题，也就是说，在桥梁设计时，对地基的承载能力产生了错误判断，导致硬
化固化程度不够。

另一个原因是施工过程中，存在一定的操作失误，没有完全按
照规范要求进行沉降处理或后期养护不到位。

1.3 钢筋锈蚀和混凝土碳化
锈蚀和混凝土破坏是公路桥梁施工中常见的苦难。

钢筋在道路设计中起着关
键作用，有助于优化桥梁设计的稳定性。

由于道路桥梁是在室外使用的，因此必
须长期暴露在恶劣的环境中，其中一些钢筋对周围的水分子和氧气作出反应，逐
渐腐蚀，不仅影响周围混凝土的质量，而且降低整个道路桥梁结构的稳定性和强度，影响道路桥梁的承载能力。

混凝土短缺主要是因为道路桥梁所使用的混凝土
砌块，即使内部有管道孔或气泡，当氧气和水渗入混凝土内部时，会为内部钢筋
的腐蚀提供条件，加速钢筋腐蚀速度，缩短道路桥梁的寿命。

2于红外图像识别技术的道路与桥梁故障诊断
研究故障监控机由红外对射光栅、无线编码信号发射模块和电源及箱体构成。

其中光栅由两排二极管组成，分别起发光和接收作用。

两排二极管分别竖直排列
安装，其间距需保证相同。

在两排二极管基础上组建二极管控制电路，就构成了
系统使用的基本光栅对发射器和接收器发射器和接收器采用多束红外光对射，发
射器向接收器以低频率发射的方式发出红外光，该系统就是利用红外光栅的这一
功能特性完成监测防护工作的。

红外光栅使用低频率发射，对家用电器绝无干扰，采用变频互射技术，无须精确对齐，避免了可视光干扰，增加了其可用性，完全
适用于本系统。

故障监控机需放置在需要监控防范的区域边界顶点位置，一台故
障监控机的发射器向道路与桥梁发射红外光束，如果该检测点出现故障，就会发
出报警信号，警报器则会闪亮并发出警报声。

故障监控机中的无线信号发射器被
触发后发出固定频率、固定编码的无线信号至技术人员移动端，技术人员在接收
到短信后，便会发送相应的控制命令进行处理，在收到信号时，故障监控机会通
过解码器进行解码，经过对码识别后，工作人员会判断是哪一台故障监控机发出
报警信号。

输入和输出指示区的四个接线柱是当防护区域内需要接入工作电源时
外接电源的输入和输出端，交流２２０Ｖ或３８０Ｖ均可接入，可通过最大电流
３０Ａ。

指示灯亮则表明接线准确。

在安装好对射光栅后，则可开启电源进行实
时监测。

控制面板在左下方，本系统采用菜单方式引导用户进行设置。

设置时，
用户可通过键盘上的＊键和＃键选择需要的设置项，并按“确认”键进行设置。

系统设置只能在待机状态下进行，设置过程中不响应任何报警；设置结束后退出，系统自动进入休眠状态，此时用户必须根据需要重新选择监测方式。

其中指示灯
包括直流、移动、报警和拨号四种状态，如遇情况则指示灯会发亮。

故障监控机
由内置的移动通信模块通过手机卡接收其他移动电话发送的特定格式的控制短信，故障监控机经过软件编码识别即可执行相应的系统控制功能。

如用其他手机给故
障监控机发送短信“开启电源”，故障监控机收到后将回复短信“操作成功！”，移动通信模块接收的短信简单易懂，容易操作。

3道路桥梁养护安全管理策略
3.1进一步完善道路桥梁管理技术制度
在城市道路桥梁养护中，养护技术的质量对工程建设的质量有很大的影响。

城市道路桥梁养护管理工作包括桥梁等级、桥梁检查和养护等。

为了更好地保证
城市道路桥梁工程的整体质量和工程后期的使用效果，那么相关的部门就要建立
完善的安全管理制度，以便为以后的施工工作开展提供理论依据。

同时，强化技
术工人的实操管理，保证其在使用过程中严格遵守操作规程，避免一些不必要的
错误发生。

3.2加大对新型设备的应用
在实施过程中，城市道路桥梁的维修工作需要的资金比较多，因此，要考虑
到城市道路桥梁建设的实际需求，对城市道路桥梁的维护费用进行适当的调整，
并积极引入先进的监控设备和信息系统。

在城市道路桥梁养护工程中，由于施工
工作量大，涉及的领域比较广泛，所以对施工各方面都有严格的规定。

随着新的
设备和新的系统被引入城市道路桥梁维修中，虽然前期投入了大量的资金，但它
能够保证整个系统的长期稳定运转，同时也能有效地挖掘出城市道路桥梁建设中
存在的问题，总体长远来看是节约资金成本的。

从总体上讲，加大对新型设备的
应用，可以更好地保证道路桥梁的安全。

结束语
目前，道路桥梁工程中出现的病害问题严重影响道路桥梁工程的可持续发展。

因此，需要深入地分析病害类型以及产生的原因，并选择先进的施工处理技术有
效地处理病害，以此有效保证道路桥梁工程的运行质量，为我国道路桥梁事业的
健康发展奠定良好的基础。

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