本项目属于土木建筑工程领域。我国运营公路隧道已达17738座，位居世界第一；80%以上隧道存在不同程度破损或渗漏水，严重威胁运营安全；隧道“规模大、病害多”，如何实现结构服役状态快速精准感知已成为运营安全面临的首要难题。项目组在国家和省部级科技项目支持下，历经十余年攻关，突破了公路隧道快速检查、实时监测、精细化诊断的核心关键技术，发明了全断面快速检测装备、病害可视化监测装备，研发了“多源一体”分析平台，实现了结构服役状态的快速精准感知，成果如下。1、发明了公路隧道红外成像全断面快速检测装备，攻克了服役状态快速检查的行业难题。针对全断面一次行驶检测无干扰补光、图像高频同步采集存储、病害精准定位识别等瓶颈难题，发明了高密度红外LED封装方法，研制了高功率低热阻红外补光装置，保证了隧道复杂环境远距离成像所需的光强和均匀度；研发了纳秒级相机阵列同步控制和千兆级图像实时编码系统；建立了环向激光扫描-纵向编码器定位-图像特征校准多层次精准定位模型，提出了病害快速筛查与高精度识别方法，裂缝宽度识别精度0.1mm。实现80km时速下隧道裂缝、渗漏水、剥落剥离、轮廓的快速检测。2、发明了隧道病害可视化监测装备，实现了重点部位的实时监测。针对隧道变形实时监测手段有限、难以同步监测不同病害的问题，提出了测点精准识别的多尺度自适应模板分级匹配算法，建立了基于变焦图像的隧道变形实时在线监测方法，精度1mm；集成病害图像识别算法，研发了变形、裂缝、渗漏水等同步可视化视频监测装置；提出了基于动系数指数平滑模型和分时补偿机制的海量数据自动降噪方法，建立了隧道结构长期监测技术标准。成果已被2部行业标准采纳。3、研发了“多源一体”分析技术及平台，解决了隧道结构服役状态缺乏精细化诊断技术支撑的难题。为定量评价病害对结构服役性能的影响，提出了隧道结构病害力学分析模型及基于改进自适应遗传算法的结构受力反分析方法，自主开发了同济曙光三维数值分析软件；建立了围岩、结构、病害、时间等“多源”数据结构化融合标准，提出了数字模型-数值计算无缝对接“一体”分析技术；集成研发了隧道结构服役状态诊断平台，实现了服役状态精细化分析与评价。成果已被行业标准《公路隧道加固技术规范》采纳。授权发明专利33项、实用新型专利5项、软件著作权25项，参编行业标准3项，出版专著5部，发表论文67篇（SCI、EI收录49篇）、总他引822次。成果已累计用于全国19省、1569座、总长3200km隧道的检查诊断工作，近3年经济效益3.8亿元。知名院士专家鉴定认为“集成发明了红外光源成像的环境友好型全断面成套检测装备，实现了高精度、无干扰的快速检测，属国际首创；成果总体达到国际先进水平，公路隧道红外成像全断面快速检测装备及其裂缝宽度识别精度指标处于国际领先地位”。多家检测单位一致认为本发明“可实现公路隧道的全断面、零干扰快速检测”。