从“贴壁爬行”到“列车巡检”:远距离空耦雷达实现8小时普查77座隧道

随着我国铁路网规模不断扩大,基础设施建设已进入精细化养护阶段。隧道作为交通运输网络的关键枢纽,在长期运营过程中容易出现内部空洞、衬砌剥离、渗漏水等隐患,这些隐蔽病害若未及时发现,将直接威胁行车安全和运输效率。 传统的隧道检测方式存在明显局限。检测人员需要利用列车"天窗期"进入昏暗隧道,通过锤击壁面凭经验判断病害情况,这种方法不仅效率低下、风险系数高,而且难以形成客观可追溯的数字化档案。近年来虽然出现了贴壁式探地雷达技术,但由于检测速度仅为3至5公里/小时,加之隧道内管线设备众多导致频繁启停,远无法满足数万公里隧道网络常态化、周期化检测的现实需求。这个行业痛点长期制约着我国基础设施养护工作的科学化、精细化水平。 西电杭研院汽车电子研究所团队敏锐捕捉到这一产业需求,依托学校在雷达探测、信号处理、电磁场与微波技术等领域的学科优势,与有关央企合作启动隧道支护结构非接触式等速雷达检测装备的研制工作。项目负责人徐志研究员强调,真正的创新必须扎根于实际应用场景。团队没有在实验室"闭门造车",而是将研发阵地转移到隧道一线,四年间长期驻扎现场深度调研,逐一攻克电磁波在拱形隧道中的复杂传播规律、远距离空耦目标特征分析、列车振动干扰过滤等若干现实难题,最终成功研发出可搭载于行驶列车的检测装备。 这套装备具有显著的技术优势。它能在距隧道壁面4.5米以上的空中完成全断面扫描,检测速度高达160公里/小时,较传统技术提速超过30倍,彻底摆脱了"贴壁爬行"的束缚。8小时内完成77座隧道的全断面普查,正是这一技术突破的直观体现。更为重要的是,速度的提升并未以牺牲精度为代价。铁路工务专家在雷达标定的可疑病害点进行钻孔取芯验证,结果显示雷达探测数据与实体芯样中的衬砌厚度不足、围岩内部空洞等特征高度吻合,实现了"所见即所得"的精准诊断。 这一创新成果已引起业界广泛关注。除了铁路领域的重视外,公路交通领域也表现出浓厚兴趣。浙江省交通投资集团研究总院已明确表达合作意向,希望借助该技术突破公路隧道高速检测的行业瓶颈,更拓展应用范围。 项目团队的创新步伐并未停止。徐志介绍,当前团队正全力推进海量检测数据的智能处理与三维可视化重构工作。未来,检测人员只需坐在车内,就能在屏幕上清晰看到隧道内部结构的三维透明影像,病害的位置、类型、规模一览无余,就像为隧道进行了一次全身CT扫描。这一愿景的实现,将提升养护决策效率与管理科学性,重新定义基础设施运维的工作范式。 此次技术突破充分说明了西电杭研院"需求牵引、验证先行、产业落地"的创新逻辑。从精准捕捉产业痛点,到组建跨学科团队开展现场沉浸式研发,再到完成工程化验证与迭代,每一步都紧密围绕实际应用需求展开,确保了科研成果的转化价值。

基础设施安全关乎国家发展,科技创新是提升运维水平的关键。隧道检测技术的突破,标志着我国在基础设施智能养护领域取得重要进展。随着更多实用型创新成果的出现,我国基础设施运维能力将不断提升,为经济社会发展提供更坚实的保障。