1 견적? 불완전한 통계에 따르면, 20 14 년 동안 전국적으로 도시 도로 붕괴 사고가 2000 여 건 발생했고, 전국적으로 도로 붕괴 사고의 영향을 받은 도시는 50 개가 넘었으며, 주로 베이징 상하이 광동 등 20 여 개 성 도시에 분포했다. 국토자원부와 수리부가 발표한 자료에 따르면 전국적으로 도로 붕괴의 영향을 받는 도시 면적은 2 만 제곱킬로미터에 육박한다. 도로 붕괴 사고는 주로 창강 삼각주, 주강 삼각주, 화북 등 세 지역에 집중되어 있다. 도로 붕괴 사고는 도시의 공공안전을 심각하게 위협하고 정상적인 교통질서를 파괴했다. 만약 미리 발견하고 처리할 수 있다면, 도로의 갑작스러운 붕괴로 인한 손실을 최소화할 수 있다. 현재 도로를 신속하게 탐지하는 효과적인 수단은 지상 관통 레이더 이미지를 분석하여 도로의 지하 병해를 발견하는 것이다. -응? 1. 1 도로 연구의 목적과 의미는 도시에서 가장 중요한 인프라이자 인력 왕래와 경제 발전의 중요한 통로이다. 중국 경제와 과학기술이 급속히 발전함에 따라, 도시 도로 마일리지가 끊임없이 증가하여 교통이 점점 편리해지고 있다. 도시 규모가 커지고 도시 인구가 늘어남에 따라 지상공간은 더 이상 사람들의 수요를 충족시킬 수 없게 되고 지하공간은 지상공간의 유익한 보충이 된다. 각종 파이프에서 지하교통망에 이르기까지 지하공간의 이용은 계층화되고 규모화되는 경향이 있다. 게다가 얕은 층 지질 구조의 다양성과 복잡성까지 더해지면 도시 도로 아래의 달구질 토양은 언제든지 자연과 인간의 영향을 받을 수 있다. 따라서 도로 건설의 급속한 발전에 따라 도로 정비도 중시되기 시작했다. 2065438+2004 년 초 베이징시 교통위원회 정국은 도시 도로 순찰 정보 관리 소프트웨어를 통해 도로 정비소를 설립하여 도로 병해 복구 시간을 효과적으로 단축했다 [1]. 도로 지하병의 탐지와 보수는 도로 정비의 중요한 문제이다. 보통 지하병은 주로 느슨하고 텅 비어 있고 비정상적으로 물이 풍부하다 (이하 부수). 이러한 위험으로 인해 도로에 진흙과 균열 등의 병해가 발생할 수 있으며, 심각한 공허로 인해 도로가 갑자기 무너질 수도 있습니다. 20 14 년 9 월 25 일 오전 베이징 황산점로 화복가원 서남문도로가 무너져 집의 절반이 무너져 구덩이에 빠졌다. 다행히도 인명 피해는 없었다 [2]. 전통적인 도로 정비와 검사 방법은 주로 인공에 의존하여 정확도가 떨어질 뿐만 아니라 뚜렷한 지연성도 있다. 최근 몇 년 동안 도로가 무너질 때 발생하는데, 보양 검사 수단이 낙후되어 인민의 생명과 재산이 심각한 손실을 입었다. 20 12 4 월 1 일 베이징시 민양 여사가 북례사로 오화빌딩 동쪽 보도를 통과할 때 노면이 갑자기 무너져 온수구덩이에 빠졌다. 4 월 9 일 양 여사는 치료 무효로 세상을 떠났고, 나이는 겨우 27 세 [3] 였다. 따라서 정확한 탐지 및 유지 보수를 위해 첨단 지구 물리학 기술을 사용하기 위해 도로 검사에 첨단 장비를 사용하는 것이 시급합니다. 불필요한 손실을 최소화하다. 지상 침투 레이더는 지구 물리학 과학을 응용하는 중요한 구성 요소이다. 지상 침투 레이더는 마이크로웨이브 밴드의 고주파 광대역 전자파를 발사하고 수신할 수 있다. 전자파가 지하 매체의 인터페이스에서 반사되기 때문에, 전자파가 지하 매체 인터페이스에서 반사하는 파형 특징을 분석하여 지하 대상의 공간 위치를 얻어 재료 등의 특징 정보 [4] 를 형성할 수 있다. .............? 1.2 국내외 연구 현황 및 진행 지상 관통 레이더 개발 경험 100 여 년 동안 독일인들은 중요한 공헌을 했다. 지상 관통 레이더의 프로토타입은 1904 년에 태어났고, 독일인 Hulsemeyer 는 전자파가 지상의 금속 물체를 감지할 수 있다는 것을 발견했다 [5]. 19 10 년, 독일인 Leimbach 와 L wy 는 처음으로 지상 침투 레이더와 관련된 기술을 설명하고 특허를 획득했다. 1926 년, 독일인 슐슨 베이커는 유전 상수가 다른 매체가 인터페이스에서 전자파 반사를 일으킨다는 것을 발견하고 고주파 전자파 펄스를 이용하여 지하 목표를 탐지하는 구상을 제시했다 [6]. 제 2 차 세계대전 기간 (1939-1945 베트남 전쟁 중 (1960) MIT 는 베트남 전쟁터에서 터널을 찾는 얕은 지층 공동을 탐지하는 장치를 도입했다 [7]. 같은 해, 쿠키. C 는 펄스 레이더로 광산에서 실험을 했지만, 지하 매체는 공기보다 전자기파 감쇠 특성이 더 강하기 때문에 지질 조건의 다양성과 함께 지하에서 전자파가 전파되는 것이 공기보다 훨씬 복잡하다 [8]. 전자 정보 기술의 발전에 따라 기기의 신호 대 잡음비가 크게 높아졌다. 지상 침투 레이더의 적용 범위도 빠르게 확대되어 초기 얼음, 암염광 등 약한 매체에서 토층, 암층, 석탄층 등 피해 매체로 발전했다. 1970 년대 이후, 지상 침투 레이더는 석회암 채석장, 공학 지질학, 탄광의 탐사에 적용되었다. 1980 년대에는 민간시장이 부상하면서 무반송파 펄스 침투 레이더가 먼저 시장에 진입했고 선진국들은 민간용 지상 침투 레이더 제품을 개발하는 데 앞장서고 있다. 이후 GPR 제품이 업그레이드되면서 GPR 기술이 성숙해졌습니다 [9]. 지상 침투 레이더 기술이 노상 노면 검사에 적용된 것은 1980 년대에 시작되었다. 1983 년 미국인 Benson 등은 이미 고속도로 침하 붕괴에 관한 연구 [10] 를 실시했다. 1984 에서 Rodeick 등은 지상 관통 레이더를 이용하여 고속도로 중공 탐지 [1 1] 를 연구했다. 199 1 년, 미국 연방도로관리국은 도로공학 응용 분야에서 일련의 진전을 이루며 노상 층층 두께, 노면 탈공, 노상공 등 도로병해를 검출하는 데 성공했다. 1993 년 일본 M. Sekiguchi 등은 지상 관통 레이더와 드릴링 카메라를 결합하여 도로 구조 감지 시스템 [12] 을 개발했다. 1994 에서 Kim Roddis 등은 캔자스 1 1 다른 유형의 도로에 대한 지상 관통 레이더 데이터 분석의 차이를 비교했습니다. 이러한 차이는 주로 노상 재료와 설계 구조에 의해 결정됩니다 [/KLOC-0] 1995 년 미국 로리공업사는 GSSI 와 합작하여 10 개월 이내에 세계 최초의 공기 결합 고속 포장 탐지 레이더 시스템을 출시하여 중국에서 성공적으로 테스트했습니다 (그림 1.2 참조) .............? 2 지상 관통 레이더 기술 및 데이터 특성? 지상 침투 레이더는 현재 도시도로 지하병을 탐지하는 주요 방법으로, 검출 속도가 빠르고 정확도가 높다는 장점이 있다. 이 장에서 전자파의 파동 방정식은 전자기장 이론에서 파생된 것이다. 이론적 소개를 바탕으로 지상 침투 레이더 기술의 원리와 현황을 설명하고 지상 침투 레이더 데이터의 형식, 특성 및 교정을 간략하게 설명합니다. -응? 2. 1 전자기장 이론 1820, 덴마크 물리학자 오스터는 먼저 전류가 자기침에 미치는 작용, 즉 전류의 자기효과를 발견했다. 1837 년 영국 물리학자 패러데이는 자연계에 전기장과 자기장이 모두 있고 둘 다 일정 범위 내에서만 작용하여 종잡을 수 없는' 초거리 작용' 을 이해하고 연구할 수 있는' 현장' 으로 만들었다. 1855 부터 영국 물리학자 맥스웰은 탄성역학과 구조역학을 연구하는 것 외에도 신흥 전자기학에 관심이 있다. 그는 자신이 잘 알고 있는 탄성역학과 전자기 현상을 결합하여 세 편의 논문을 통해 전자기장 이론을 간결하고 대칭적이며 완벽한 수학적 형식으로 표현하여 후대의 고전 전기역학의 기초가 되었다. 이것은 맥스웰 방정식 [55] 입니다. 이에 따라 그는 1865 에서 전자파의 존재를 예언했다. 1888 년, 독일 물리학자 헤르츠가 맥스웰에서 사망한 후 10 년 후, 마침내 실험을 통해 전자파의 존재를 검증했다. 고전 전기역학은 정전기장과 정적 자기장이 각각 정전하와 상수 전류에 의해 생성되어 서로 독립적이며 각각의 방정식을 만족시킨다고 생각한다. 전하와 전류의 분포가 시간이 지남에 따라 변하면 전기장과 자기장은 더 이상 서로 독립적이지 않고 서로 자극하고 상호 작용하여 통일된 전자기장을 형성한다. 전자파는 이런 시변 전자기장에서 발생한다. 맥스웰 방정식에서 파생된 전자기장 변동 특징을 설명하는 미분방정식 세트를 파동 방정식이라고 합니다. 파동 방정식은 음파, 광파, 파도 등 자연계의 다양한 파동 현상을 묘사할 수 있다. 파동 방정식은 전자파가 각종 매체에서 전파되는 중요한 수학 기초를 분석하는 것이다. ......? 2.2 그라운드 레이더 기술 (Ground penetrate Radar) 은 지하 미디어 구조를 탐지하는 전자기 기기입니다. 안테나를 발사하여 고주파 광대역 (1MHz~ 10GHz) 전자파를 발사한 다음 안테나를 수신하여 지하 매체에서 반사전자파를 수신하고 마지막으로 디지털 회로를 통해 반사전자파를 디지털 신호로 변환하여 저장 장치에 기록합니다. 지상 침투 레이더는 탐사 정확도가 높고 속도가 빠르다는 등의 장점을 가지고 있어 공사 무손실 탐지의 중요한 수단이다. 현재, 지상 침투 레이더 제조업체는 이탈리아 시스템 엔지니어링 회사 (IDS), 스웨덴 말라사, 캐나다 탐사선 및 소프트웨어 회사 (SSI), 미국 지구 물리학 탐사 장비 회사 (GSSI) 로 도로 탐지를 위한 지상 침투 레이더 제품을 출시했습니다 (그림 2. 1 참조) 1980 년대 이후, 30 여 년의 연구 개발을 거쳐 국내 지상 침투 레이더 제품은 이미 성숙되어 점차 자신의 체계를 형성하고 있으며, 신호 수집에서 데이터 처리에 이르기까지 모두 세계 선두 수준에 이르렀으며 국내외에서 어느 정도 인지도가 있다. 중국 광업대 (베이징) 자원과 안전한 채굴 국가 중점 연구실, 장안대 도로학원 등은 지상 관통 레이더의 이론 연구, 기기 개발 및 응용 보급에 중요한 공헌을 했다. 현재 시장에 진출한 제품은 중국 광업대 (베이징) 가 개발한 도시 도로 탐사 지상 침투 레이더 시스템으로 그림 2.2 와 같이 중국 전자기술그룹 제 22 연구소 (청도) 의 LTD 시리즈 지상 침투 레이더 등이 있다. 지상 침투 레이더 기술은 다른 도로 무손실 탐지 기술에 비해 탐지 속도가 빠르고 탐지 정확도가 높다는 장점이 있어 도시 도로 검사의 주요 수단이 되었다. 그러나, 지상 침투 레이더 데이터는 다른 지구 물리학 테스트 데이터와 마찬가지로, 해석이 어렵고, 인공 해석 경험에 대한 요구가 높고, 해석 주기가 길며, 지상 침투 레이더 도로 검사의 응용과 보급에 어느 정도 어려움이 있다. 이 글은 중국 광업대학교 (베이징) 의 지상 침투 레이더 기구를 이용하여 도로 지하 탐지 이미지와 지하 이상 인식 알고리즘을 연구하여 데이터 해석의 난이도를 줄이고 해석 주기를 단축했다. .....................? 3 도로 질병의 물리적 모형 설계 및 피쳐 측정 .. 173. 1 물리적 모형 구조 .. 173.2 물리적 모형 설계 ... 203.3 물리적 모형의 특성 측정 ... 233.3 지하 구멍 탐지 ... 감시 ... 353.3.3 포장 침하 모니터링 ... 393.4 이 장에서는 지하 이상 인식 알고리즘에 대해 간략히 설명합니다 ... 424 개 도시 도로 ... 334 ..1...... 힐버트 한계 스펙트럼+0 ../KLLL 기반 ... 힐버트 스펙트럼 및 한계 스펙트럼 +0.2 실험 결과 및 분석+0.3 ...... 464.2 핵 일치 추적에 기반한 지하 이상 인식 알고리즘 ...... 554.3 이 장에서는 675 개 도시 도로의 지하 이상 측정 알고리즘을 요약한다 ..................................................... 레이더 데이터 전처리 ...... 695 ../ Kloc-0/. 1 지상 침투 레이더 데이터 노이즈 제거 ... 695. 1.2 지상 침투 레이더 데이터 이동 및 찾기 ... 695 ..1.3 지상 침투 레이더 데이터 정밀 5 도시 도로 지하 이상 측정 알고리즘? 과거에는 도시도로 지하병에 대한 판독은 단 하나의 탐측 결과에서만 이뤄질 수 있었다. 그 결과는 종종 주변 환경에 심각한 방해를 받아 해석 결과에 오차가 있기 때문이다. 도시 도로의 안전을 위협하는 지하공동은 시간이 지날수록 악화될 수 있기 때문에 도시 도로를 여러 차례 탐지해야 한다. 서로 다른 시기의 검사 데이터의 차이를 비교함으로써 도시도로 지하병해를 식별하다. 서로 다른 시기의 감지 데이터의 차이를 정확하게 비교하기 위해서는 도시 도로 지하 이상을 정확하게 측정하고 도시 도로 지하 예외의 위치와 범위를 결정해야 한다. 특히 먼저 반복적인 Myriad 필터 노이즈 제거 알고리즘을 통해 지상 관통 레이더 데이터의 소음 간섭을 줄입니다. 그런 다음 Shikhov 통합 오프셋 알고리즘을 사용하여 지상 관통 레이더 탐지 이미지의 신호를 오프셋하고 반환하여 위치 및 거리 계산의 정확도를 높입니다. 그런 다음 GPR 이미지의 세밀한 등록 알고리즘 또는 표준 룸 등록 알고리즘을 통해 두 이미지의 유사한 영역을 동일한 위치에 정확히 매핑합니다. 마지막으로 적절한 슬라이딩 창을 선택하고 지상 관통 레이더 데이터의 차이를 비교하여 지하 예외의 위치와 범위를 측정합니다. -응? 5. 1 지상 관통 레이더 데이터 사전 처리 지상 관통 레이더 이미지 데이터 수집 과정에서 소음 간섭은 극복할 수 없는 현상입니다. 프로브 깊이가 증가함에 따라 반사 신호의 소음이 점점 더 두드러지게 나타납니다 [77-78]. 출처에 따라 소음 간섭은 주로 1 으로 구성됩니다. 송신 안테나와 수신 안테나 사이에 결합 파 간섭이 있습니다. 금속과 같은 차폐 재료를 사용해도 안테나를 발사하는 전자파가 수신 안테나에 결합되지 않는다는 보장은 없습니다. 둘째, 송신 안테나와 송신 케이블의 임피던스가 일치하지 않습니다. 안테나 연결 송신 케이블을 발사할 때는 임피던스 일치를 고려해야 합니다. 그렇지 않으면 에너지 손실이 발생하여 정재파 간섭 신호가 형성될 수 있습니다. 셋째, 안테나가 발사한 신호와 안테나 차폐 사이의 진동 간섭. 광대역 안테나의 경우 차폐체는 모든 주파수 신호에 대한 좋은 차폐를 보장하기가 어렵고, 신호를 전송하는 안테나와 안테나 차폐체 사이에 진동 간섭이 있는 경우가 많습니다. 넷째, 안테나 급전점 반사 신호 간섭. 급전점은 안테나와 피더 사이의 연결점이다. 일부 반사 신호는 흡수 재료에 흡수될 수 있지만 일부 신호는 여전히 정재파 간섭을 일으킬 수 있습니다. 다섯째, 펄스 신호를 보내는 사이드 로브 간섭. 이론적으로, 발사된 펄스 신호에는 옆판이 없다. 현실에서는 주판 신호만 있을 수 없고, 이런 옆판 신호도 간섭을 일으킬 수 있다.

......? 결론? 이 글은 지상 침투 레이더 탐사 영상을 연구 대상으로 현재 도시 도로 지하병해 탐지에 응용되고 있는 관련 기술적 난점을 중점적으로 분석하고, 지상 관통 레이더 이미지 해석의 난이도가 높고, 인공해석 경험에 대한 요구가 높고, 해석주기가 길다는 등의 난점을 중점적으로 분석했다. 도시 도로 지하 이상 식별 및 측정의 목표를 중심으로 도시 도로 지하공 동적 진화 모델을 세우고, 지상 관통 레이더 이미지를 기반으로 한 이상 인식 및 이상 측정 등 주요 문제를 연구했다. 이 글의 주요 업무는 다음과 같이 요약할 수 있다: 1. 도시도로 지하병물리모형실험을 통해 지하공사 등 교란이 발생했을 때, 한편으로는 교란으로 지하공동이 형성되고, 주변 토양이 고르지 않아 밀도가 낮아져 노면이 가라앉는다는 결론을 내릴 수 있다. 한편, 지하공동이 형성되면 지하토양이 공기와 접촉하고, 수분의 증발이 계속되면 밀도가 낮아져 노면이 가라앉는다. 2. 도시도로 지하이상인식 알고리즘에 대한 연구를 통해 다음과 같은 결론을 내릴 수 있다: 1. 지하공동과 금속관은 모두 힐버트 한계 스펙트럼의 변화를 일으킬 수 있기 때문에 힐버트 한계 스펙트럼에 기반한 지하 이상 인식 알고리즘은 지하공 탐지뿐만 아니라 금속관 검사에도 사용될 수 있다. 힐버트 한계 스펙트럼에 기반한 지하 이상 인식 알고리즘은 한계 스펙트럼의 진폭을 통해 단일 사질 분토 모델의 밀도를 추정하여 지하 이상을 발견할 수 있다. 도시 도로 지하 탐지 과정에서 지하 파이프 라인과 구조물의 영향으로 인해 위 알고리즘의 추정 밀도에 오차가 있을 수 있습니다. 커널 매칭 추적에 기반한 지하 이상 인식 알고리즘. 소파 핵 함수의 비율로 밀도를 추정하여 지하 이상을 발견하다. 평균 밀도의 추정 결과는 금속관의 간섭을 받지 않고 지하 푸석푸석함과 공동병해를 탐지하는 데 좋은 적용 전망을 가지고 있다. 3. 도시 지하 이상 측정 알고리즘에 대한 연구를 통해 다음과 같은 결론을 얻을 수 있다: 1. 반복적인 Myriad 필터 소음 감소 알고리즘을 통해 지상 관통 레이더 데이터의 소음 간섭을 줄일 수 있습니다. 최적 신호 대 잡음비는 28.357dB 로 Myriad 필터 소음 감소 알고리즘보다 3.5dB 증가했습니다. 따라서 반복 Myriad 필터 노이즈 제거 알고리즘은 Myriad 필터 노이즈 제거 알고리즘보다 더 나은 필터 효과를 얻을 수 있습니다. 2. Shikhov 적분 오프셋 알고리즘을 통해 지상 관통 레이더 탐지 이미지의 신호를 오프셋할 수 있으며 매개변수가 30 일 때 오프셋 효과가 가장 좋습니다. 3. GPR 데이터의 세밀한 등록 알고리즘 또는 표준실 등록 알고리즘을 통해 데이터 일관성을 유지합니다. 실험에 따르면 세밀한 등록과 표준실 등록을 통해 항적이 90% 손실되면 복구된 지상 침투 레이더 데이터와 원시 데이터의 관련 계수가 여전히 0.9 이상에 이를 수 있는 것으로 나타났다. 이를 통해 데이터 손실, 수집 소프트웨어 설정, 수분 함량 변화 등으로 인한 일관성 차이를 부분적으로 제거할 수 있습니다. 등록은 수평 방향과 수직 방향의 차이로 이루어지므로 신호 특성에 대한 손상이 줄어듭니다. 참고 문헌 ..... (약간)