14年研制新型隧道“体检设备”西交大教授获隧道界奥斯卡
2015-12-19
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随着交通日益发达，地铁、公路隧道、穿山铁路隧道等等，这些地下交通在我们的生活中占有越来越大的比重。
不过，这些隧道开始运营之后，就像人体一样，会产生生老病死等各种问题，随之出现的落石、漏水、开裂等等，会对交通和安全产生不可估量的危险。因此，需要经常对这些隧道进行“体检”。但是，目前的体检方式还依赖于人工，检测人员操纵笨重的机器一步步的检测，有时候仅仅一公里的隧道，一天都检测不完。
11月19日，国际隧道与地下空间协会在瑞士举行了一场颁奖典礼，由西南交通大学教授昝月稳、李志林等申报的“高效快速检测隧道衬砌结构状态车载探地雷达新技术”项目获得了年度技术创新大奖。这也是我国获得的唯一奖项。
这种车载探地雷达系统大大颠覆了现在的隧道检测技术，不仅解放了人力，还将检测成本至少降低了一半。而今年10月，这种检车方法已经在成都铁路局所属的达成铁路上应用了。
对比
老方法：
检测人员手举天线
一公里隧道一天都检测不完
“目前，隧道的运行周期是一百年，它会不断的老化，会产生各种问题。”12月18日上午，在西南交大，昝月稳教授介绍起了他的这项研究。
他说，隧道老化很正常，但列车在隧道运行的时候，最害怕的就是隧道掉块、漏水，掉块砸到列车，被迫停车，封锁线路十几个小时的事情都是有的。为了减少这种状况的发生，就需要经常对隧道进行体检。
而现在平常检查隧道的方法比较“原始”，主要依靠人工，拿着手电筒在隧道走上一遍，照一下重点方位，靠人判断是否有状况发生。
每隔一段时间，还会进行全面“体检”，通常用的是“探地雷达”，趁着列车行进的间歇，把机器开进隧道，由人工压着是天线紧贴隧道墙壁，探头通过天线发射电磁波，检测人员再通过回波探测出墙下结构，分析墙面状况。这种人工检测的方法约莫需要7、8个工作人员同时工作，检测时速在5公里左右，需要来回五次才能把整个隧道检测完毕。“因为检测必须在列车行进间歇进行，有时候一公里的隧道，一天都检测不完，”昝月稳说道。
据相关数据显示，截止2014年底，中国运营的铁路隧道已达12095座，总长度约10878km；中国运营铁路隧道病害相当普遍，用人工检测的方式，在短期内，实现全国范围内铁路隧道病害普查和定期体检，几乎是不可能的。
新改革：
6个探头安在列车尾部
时速80公里跑全程就能检测完毕
11月19日，国际隧道与地下空间协会的评审会议上，西南交大博士贾洪果站上讲台，全程用英文向评委们详细解释了昝月稳的此项研究成果，并顺利斩获年度技术创新大奖。
一个月后，在西南交大九里校区，昝月稳再次详细的向记者讲解这项成果。同传统人工检测使用一个探头不同，他研究的“车载探地雷达设备”是安装在一节列车车厢的尾部，上方和左右两侧共有6个探头同时探测，与此同时，它的最高时速可以高达175km，只需要两名工作人员监控系统，就可以在正常的列车运行条件下完成整条线的检测。
“以前人工检测必须紧贴着墙壁，你看这个，安装在列车上的探头，距离墙壁的最远距离多达2.25米。”昝月稳指着图示解释说，以前的人工探测就像是照相机，而他的“车载探地雷达设备”就像是摄像机，列车一路行走，探头就能完成记录整个过程中的地质状况。“而为了保证质量，目前我们检测时候的检测列车运行时速为80公里。从成都到西安，坐在车上不用动，一晚上就可以完成整条线的检测。”
从间歇式的5公里/时到目前的80公里/时，从原来的紧贴墙壁到现在可透过空气检测，从原来的单线检测到现在的6个探头同时检测，不仅减少了人力，还把检测费用降低到了原有的一半，昝月稳的“车载探地雷达设备”彻底地改变了国家铁路网隧道病害不能普查和定期体检的现状。
应用
2002年开始测试
今年已经应用在成都线路上
昝月稳展示了一章吕河隧道某段拱顶掉落的雷达图像，记者看到，红黑黄蓝绿等各色线头横在图片上，本来平稳的线条，在某处出现了弯曲和断裂的现象，“你看，明显看出，这块没有接上，这块缺少了点东西，这就是说明了有掉块现象。”昝月稳继续接受，6个探头将收集到的数据会传递到列车内的计算机上，后经过他们研发的软件系统进行分析，就可以产生一张张这样的图像，团队技术人员就可以根据这样的图片，分析隧道各部位的“健康”状况。
这项技术是以昝月稳为主的科研团队从2002年开始研制，2012年，西南交通大学以此项技术申报国家发明专利，2014年4月获得国家发明专利权。该项发明专利的具体实施依托原铁道部《既有线养护维修技术深化研究—铁路隧道衬砌检测技术的研究》专项科研项目。
2013年1月，这项科研项目通过铁道部科技司课题验收，2015年，这项检测技术开始在西安铁路局所管辖的线路上进行全面推广，并进行了所有线路的检测。今年10月，在成都铁路局所管辖的达成线上完成检测。
“其实，这项技术不仅仅可以用在铁路隧道上的检测，在地铁隧道和公路隧道上，也具有广阔的应用前景。”这不，今年10月，这个项目还在广州地铁上进行了检测，测试效果也非常好。
背后故事
14年潜心研究
曾背着主机显示屏土木5公里测试
一个科研项目的成功，背后当然凝聚着研究人员的心血，而这项“车载探地雷达设备与技术”的成功，昝月稳整整用了14年的时间。
2002年，作为单位里的唯一一名博士，他辞掉安稳的科长职务，开始专心研究车载探地雷达技术。当时，研究人员少、资金短缺，他就和几个科研人员背着显示器、计算机主机、探头、天线等一整套的探测雷达系统，走上10多公里的小路，到大山中间的隧道中去探测。科研经费短缺，他就自己边赚钱边研究。“科研经费不够呀，我们就用已经好的技术去给人家服务，赚钱，然后再用这笔钱支撑着我们继续做这个研究。”昝月稳笑着说，自己称这种模式为“可持续发展模式”。
因为需要跟这列车走，几天几夜吃住在车上的事情都是常有的，夏天绿皮车里气温高达几十度，冬天内蒙检测冷到零下28度，昝月稳说，那时候他就知道了手摸到铁皮要粘起来的感受，新隧道检测，里面全部是粉尘，他们就用被单把列车的车门、窗户全部蒙起来。
不过，这些苦还不是最大的挑战，为让他们焦心的是出去研究，机器设备的耗损，一不小心就会坏掉，三更半夜到了车站，来不及休息，就到处敲门找人去修，“没办法呀，不修好所有数据都没了，这一趟真的是白跑了，那时候半夜去敲门的状况还是很多的。”最让昝月稳印象深刻的是一次事故，列车到了陕南的一小站，山间容易起雾，设备都是放在露天的车站，早上五六点发车，一启动，接收器全部都烧了，没有办法，只能白跑一趟，回去在全部重新定做机器。
“现在想起来，这么长时间的研究还真的是辛苦，不过这真的是项颠覆性的技术革新，还是比较欣慰。”昝月稳说。华西都市报客户端记者张菲菲
作者：张菲菲
（来源：华西都市报）本文来源：四川在线-华西都市报
