基于机器视觉的混凝土梁智能养护系统设计

来源：中国血液净化杂志2025年第9期北京时间：

作者：荣学亮, 谢安乔, 赵品, 陈伟, 王保宪

单位：1. 道路与铁道工程安全保障省部共建教育部重点实验室(石家庄铁道大学), 河北 石家庄 050043;2. 石家庄铁道大学 土木工程学院, 河北 石家庄 050043;3. 石家庄铁道大学 安全工程与应急管理学院, 河北 石家庄 050043"],"fundList_en":["National Natural Science Foundation of China (52478193); Central Leading Local Science and Technology Development Fund Project (246Z5409G); Natural Science Foundation of Hebei Province (E2023210122)

摘要：大型预制梁场是高速公路、高速铁路等重大交通基础设施路桥工程建设的关键保证，混凝土梁保温保湿养护是预制梁生产过程中的重要环节，若养护不当，将出现结构裂缝、表面粉化、强度降低等质量问题。目前的养护方法存在洒水养护随意性大、养护质量难以保证、无法做到按需适时养护、养护用水量过多，造成水资源浪费等问题。针对上述不足，以某大型混凝土箱梁预制梁场为工程依托，基于机器视觉技术，采用深度学习算法解决混凝土梁温湿度数据感知问题，并构建混凝土梁智能养护系统。首先，基于养护试验采集了混凝土表面图像并进行图像数据处理，构建图像数据集；其次，基于YOLOv11算法建立了混凝土表面湿度智能识别模型，嵌入一种新的特征提取模块(C3K2-IMSC)优化模型;最后，基于表面湿度识别模型构建了包含智能识别和智能决策模块的智能养护系统。结果表明:使用新的C3K2-IMSC特征提取模块的优化模型比YOLOv11基准模型的mAP值提升了2.03%;在此基础上，混凝土梁智能养护系统依据表面湿度<90%RH区域所占比例控制养护系统向预制梁体进行洒水养护。研究成果可为混凝土梁智能养护的工程应用提供基础模型与验证数据。

关键词：桥梁工程,智能养护系统,深度学习算法,混凝土梁,表面湿度

基金资助：国家自然科学基金项目(52478193)；中央引导地方科技项目(246Z5409G)；河北省自然科学基金项目(E2023210122)