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现代隧道技术 2023, Vol. 60 Issue (4) :67-75    DOI:
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基于深度学习的盾构隧道衬砌表观病害检测模型研究
(1.中国能源建设集团江苏省电力设计院有限公司,南京 211102;2.同济大学土木工程学院地下建筑与工程系,上海 200092;3.同济大学 岩土及地下工程教育部重点实验室,上海 200092)
Study on a Deep Learning-based Model for Detecting Apparent Defects in Shield Tunnel Lining
(1. China Energy Engineering Group Jiangsu Power Design Institute Co., Ltd., Nanjing 211102; 2. Department of Geotechnical Engineering, College of Civil Engineering, Tongji University, Shanghai 200092; 3. Key Laboratory of Geotechnical and Underground Engineering of the Ministry of Education, Tongji University, Shanghai 200092)
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摘要 为了实现盾构隧道衬砌表面渗水、裂缝、掉块、漏泥砂等病害的快速准确识别,提出一种基于深度学习模块化设计的盾构隧道衬砌多类表观病害检测模型。该模型分为数据加载、网络结构、损失函数与后处理、训练与评估4个模块,结合SSD(Single Shot MultiBox Detector)与YOLOv4(You Only Look Once)的检测原理和数据集特点,提出采用适应度和最大可能召回率两个指标来综合评估模型先验框与数据集的匹配度。根据数据集病害标注框分布,采用K-means方法聚类得到匹配度最高的一组先验框,并考虑YOLOv4模型结构特点对SSD模型结构进行优化。结果表明,优化后的模型检测准确度达到0.623,相较于原SSD模型的0.373提高了近70%,检测速度由40 FPS提升至50 FPS,充分证明了优化模型的合理性。
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3 王小龙 1 朱晶晶 1 贾 非 2
3 薛亚东 2
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关键词盾构隧道   表观病害   深度学习   目标检测   模型优化     
Abstract: In this paper, a detection model for many apparent defects of shield tunnel lining based on deep learning modular design is proposed to quickly and accurately identify defects such as water seepage, cracking, falling blocks, and mud & sand leaking on the surface of shield tunnel lining. The model is divided into four modules: data loading, network structure, loss function and post-processing, training and evaluation. Combining the detection principle and data set characteristics of SSD (Single Shot MultiBox Detector) and YOOv4 (You Only Look Once), it is proposed to comprehensively evaluate the matching degree between the prior boxes of the model and this dataset by using two indicators: fitness and maximum possible recall rate. Based on the distribution of defect labeling boxes of the dataset, the K-means method is used to cluster and obtain a set of prior boxes with the highest matching degree.The structure of the SSD model is optimized by considering the structural characteristics of the YOLOv4 model. The results show that the optimized model has a detection accuracy of 0.623, which is nearly 70% higher than that of the original SSD model (0.373). The detection speed has been increased from 40 FPS to 50 FPS, fully proving the rationality of the optimized model.
KeywordsShield tunnel,   Apparent defects,   Deep learning,   Target detection,   Model optimization     
基金资助:中国电力工程顾问集团有限公司科研项目(GSKJ2-G03-2021).
作者简介: 吴 刚(1979-),男,硕士,正高级工程师,主要从事隧道工程数字图像处理与识别方面的研究工作,E-mail:wugang@jspdi.com.cn. 通讯作者:罗 炜(1998-),男,硕士研究生,主要从事深度学习、计算机视觉、隧道性能评估与预测方面的研究工作,E-mail:914375572@qq.com.
引用本文:   
吴 刚 1 罗 炜 2, 3 王小龙 1 朱晶晶 1 贾 非 2, 3 薛亚东 2等 .基于深度学习的盾构隧道衬砌表观病害检测模型研究[J]  现代隧道技术, 2023,V60(4): 67-75
WU Gang1 LUO Wei2, 3 WANG Xiaolong1 ZHU Jingjing1 JIA Fei2, 3 XUE Yadong2 etc .Study on a Deep Learning-based Model for Detecting Apparent Defects in Shield Tunnel Lining[J]  MODERN TUNNELLING TECHNOLOGY, 2023,V60(4): 67-75
链接本文:  
http://www.xdsdjs.com/CN/      或     http://www.xdsdjs.com/CN/Y2023/V60/I4/67
 
没有本文参考文献
[1] 范文昊 1,2 谢盛昊 1,2 周飞聪 1,2 王志杰 1,2 张 凯 3 骆云建 3.新建双线盾构隧道下穿既有隧道近接影响分区及控制措施案例研究[J]. 现代隧道技术, 2023,60(4): 43-57
[2] 肖明清 1,2 唐宇恒 3 陈俊伟 1,2 张超勇 3,4.盾构隧道管片接缝气体泄漏模型及影响因素分析[J]. 现代隧道技术, 2023,60(4): 6-13
[3] 漆美霖 封 坤 郭文琦 鲁选一 何 川.螺栓失效对盾构隧道管片纵缝接头抗弯性能的影响研究[J]. 现代隧道技术, 2023,60(4): 128-137
[4] 闫鹏飞 蔡永昌 周 龙.基于深层神经网络的管片接头刚度非线性模型及应用[J]. 现代隧道技术, 2023,60(3): 24-33
[5] 钱 源 1 徐 冲 2 刘晓瑞 2 黄 猛 3.荷载与锈胀双重力学作用下海底盾构隧道管片开裂机理研究[J]. 现代隧道技术, 2023,60(3): 102-111
[6] 胡振宇 1 封 坤 1 郭文琦 1 彭长胜 2 李姣阳 2.内部结构不同施作时机对特大断面盾构隧道管片衬砌受力的影响研究[J]. 现代隧道技术, 2023,60(3): 90-101
[7] 薛光桥 1 虞雄兵 3 肖明清 1,2 张超勇 3,4 何应道 1,.考虑压缩-错缝-外部水压的密封垫防水性能数值模拟研究[J]. 现代隧道技术, 2023,60(3): 139-145
[8] 肖明清 1,2 杨文倩 3 封 坤 3 焦齐柱 1 毛 升 1 王运超 3.火灾下盾构隧道衬砌结构受力与抗火措施模拟分析[J]. 现代隧道技术, 2023,60(3): 199-207
[9] 韩晓明 1,2 何 源 1,2 张飞雷 2,3,4.富水粉细砂层大直径盾构隧道联络通道施工关键技术研究——以孟加拉卡纳普里河底隧道为例[J]. 现代隧道技术, 2023,60(3): 227-235
[10] 陈景煦 蔡永昌.基于独立覆盖等几何壳的盾构隧道虚拟接头试验方法研究[J]. 现代隧道技术, 2023,60(2): 22-27
[11] 雷明锋 1 张运波 1 秦桂芳 2 石渊博 1 龚琛杰 1, 3 张 勇 4 高洪飞 5.山岭隧道爆破效果神经网络评价模型及爆破参数优化决策方法研究[J]. 现代隧道技术, 2023,60(2): 54-61
[12] 郑 爽 1,2 刘 超 3 朱德霖 3 刘 海 3 贾新卷 1.大直径盾构掘进非对称同步注浆地层扰动规律研究[J]. 现代隧道技术, 2023,60(2): 168-177
[13] 张建勇 1 李明宇 2,3 陈 健 3,4 余刘成 2 李义翔 1 杨公标 3,4 王 越 2,3.基于双面弹性地基梁的大直径盾构隧道管片上浮预测方法[J]. 现代隧道技术, 2023,60(2): 159-167
[14] 邬 泽 1 顾福霖 2 付艳斌 3.采用压密注浆定量纠偏运营地铁盾构隧道技术研究[J]. 现代隧道技术, 2023,60(2): 185-193
[15] 杜永潇 1,2,3 孙晓立 1,2,4 杨 军 1,2,4 张焱森 1,2.盾构隧道火灾损伤技术状况检测与鉴定研究[J]. 现代隧道技术, 2023,60(2): 260-270
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