CN112796781B - 一种隧道衬砌结构健康监测系统与方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及隧道监测技术领域。公开了一种隧道衬砌结构健康监测系统与方法，该系统包括电磁悬浮监测车和电磁悬浮导轨，电磁悬浮导轨沿纵向布设的全尺寸分布式光纤传感器同向布设在隧道衬砌表面，电磁悬浮监测车安装在电磁悬浮导轨上，并可以沿电磁悬浮导轨在隧道内纵向移动，在电磁悬浮监测车上设置有用于采集隧道衬砌结构的图像的全角度高清摄像头、用于采集隧道衬砌结构数据的面状激光监测发射器、控制芯片以及第二数据传输模块，全角度高清摄像头、面状激光监测发射器、第二数据传输模块均与控制芯片电性连接。本发明能在隧道衬砌病害刚开始发生时即可及时发现并进行治理，避免隧道衬砌病害扩大化，降低了隧道的运营维护成本。

Description

一种隧道衬砌结构健康监测系统与方法

技术领域

本发明涉及隧道监测技术领域，更具体而言，涉及一种隧道衬砌结构健康监测系统与方法。

背景技术

在国家经济实力的提高的同时，我国的科学技术水平也随之提高，越来越多的隧道修建于我国的各个区域，但隧道作为连接各区域交通的重要设施，在建设完成后，因为其长期处于各种不同的地理环境中，随着时间的增长，隧道衬砌会出现各种不同的病害。目前的隧道监测技术不能及时有效的将衬砌遇到的问题上报给有关部门，以避免在隧道衬砌病害发育，若是病害早期阶段发现并予以修缮，在很大程度上能避免隧道衬砌后期破坏。因此，若是能在隧道衬砌病害刚有发育趋势或者刚开始发育时就予以治理，会给以后节省很多运营维护成本。因此，为了达到以上所述目的，需要一种耐久性好、能满足各种环境需要、成本低的隧道衬砌结构健康监测手段。

发明内容

本发明的目的是设计一种隧道衬砌结构健康监测系统与方法，以解决处于各种环境下隧道衬砌发生各种慢性、突发性病害时无法及时发现、处理的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种隧道衬砌结构健康监测系统，包括：光纤传感系统，所述光纤传感系统设置在隧道衬砌表面，用于获取隧道衬砌结构的信息，所述光纤传感系统包括沿隧道拱圈环向布设的全尺寸带状分布式光纤传感器、沿隧道纵向布设的全尺寸带状分布式光纤传感器以及第一数据传输模块；

移动监测系统，所述移动监测系统包括电磁悬浮监测车和电磁悬浮导轨，所述电磁悬浮导轨沿所述纵向布设的全尺寸分布式光纤传感器同向布设在隧道衬砌表面，所述电磁悬浮监测车安装在所述电磁悬浮导轨上，并可以沿所述电磁悬浮导轨在隧道内纵向移动，在所述电磁悬浮监测车上设置有用于采集隧道衬砌结构的图像的全角度高清摄像头、用于采集隧道衬砌结构数据的面状激光监测发射器、控制芯片以及第二数据传输模块，所述全角度高清摄像头、所述面状激光监测发射器、所述第二数据传输模块均与所述控制芯片电性连接；

远程终端，所述远程终端和所述光纤传感系统通过所述第一数据传输模块进行数据交换，用于接收所述光纤传感系统获取的隧道衬砌结构的信息；同时还和所述移动监测系统通过所述第二数据传输模块进行数据交换，用于获取所述移动监测系统采集的隧道衬砌结构的图像信息以及数据信息，并向所述移动监测系统发送指令。

作为本发明的一种优选方案，所述面状激光监测发射器位于所述电磁悬浮监测车背部，且共设置有4个。

作为本发明的另一种优选方案，在所述电磁悬浮监测车的前端和后端均设置有所述全角度高清摄像头。

作为上述另一种优选方案的改进，在所述电磁悬浮监测车的背部设置有全角度潜望式高清摄像头，所述全角度潜望式高清摄像头和所述控制芯片电性连接。

作为本发明的又一种优选方案，所述纵向布设的全尺寸带状分布式光纤传感器的数量不少于1条，所述电磁悬浮导轨的数量和所述纵向布设的全尺寸带状分布式光纤传感器的数量相同，在每条所述电磁悬浮导轨上均安装有所述电磁悬浮监测车。

作为上述又一种优选方案的改进，在每台所述电磁悬浮监测车上均设置有红外发射器和红外接收器，所述红外发射器和所述红外接收器均和所述控制芯片电性连接，所述红外发射器和所述红外接收器配对使用，用以防止所述电磁悬浮监测车在运动中发生偏移。

一种隧道衬砌结构健康监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

将所述环向布设的全尺寸带状分布式光纤传感器环向紧固在衬砌表面，将所述纵向布设的全尺寸带状分布式光纤传感器纵向紧固在衬砌表面，将所述电磁悬浮导轨沿所述纵向布设的全尺寸带状分布式光纤传感器固定安装在衬砌表面，并将所述电磁悬浮监测车安装在所述电磁悬浮导轨上；

利用所述光纤传感系统对隧道衬砌进行探测；

在探测到隧道衬砌发生病害时，控制所述电磁悬浮监测车启动，并沿所述电磁悬浮导轨移动到病害发生位置，对隧道衬砌病害位置进行图像和数据采集，并将采集的图像和数据回传给所述远程终端；

所述电磁悬浮监测车根据设定程序定时进行隧道巡检。

作为本发明的一种优选方案，所述电磁悬浮监测车的数量不少于1台，每台所述电磁悬浮监测车均在与其对应的轨道上移动，所有的所述电磁悬浮监测车通过所述红外发射器与所述红外接收器保持同步行进。

作为上述优选方案的改进，所述控制所述电磁悬浮监测车启动包括：由监测人员通过所述远程终端向所述电磁悬浮监测车发送指令启动或所述电磁悬浮监测车通过预设程序自行启动。

作为本发明的又一种优选方案，所述对隧道衬砌病害位置进行图像和数据采集，包括利用所述全角度高清摄像头对隧道衬砌进行拍照，还包括利用所述面状激光监测发生器对隧道衬砌进行激光扫描以采集数据。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1.通过设置电磁悬浮监测车和电磁悬浮导轨，可以使电磁悬浮监测车在所述电磁悬浮导轨上无接触运行，可以有效解决隧道环境给监测车及导轨带来的问题，有效防止监测车被冻结在导轨上或由导轨小变形而导致监测车无法运转的问题；

2.通过设置的面状激光监测发射器，可以实现全断面全病害种类监测，具有范围广、精度高、监测病害种类全的特点；

3.通过设置的全角度高清摄像头可将隧道衬砌昼夜环境下、任意区域进行监测，并对病害进行超近距离实时图像传输，摆脱了普通摄像头模糊、监测范围不到位等缺点；

4.通过设置的环向布设的全尺寸带状分布式光纤传感器和纵向布设的全尺寸带状分布式光纤传感器，可以对隧道衬砌表面进行全面传感监测，并将隧道衬砌结构受力数据、温度、沉降变形、空气流通状态等数据通过第一数据传输模块回传给远程终端，便于监测人员及时获取数据及病害信息。

本发明通过环向布设的全尺寸带状分布式光纤传感器、纵向布设的全尺寸带状分布式光纤传感器和带有电磁悬浮导轨的电磁悬浮监测车相配合，两者可以在无人条件下根据已经设定好的各病害数据类型或模型库进行自动监测，并在并发生时进行实时图像和数据回传及预警提醒，从而在隧道衬砌病害刚开始发生时即可及时进行治理，避免隧道衬砌病害扩大化，有效提高了隧道的安全性，降低了隧道的运营维护成本。

附图说明

图1是本发明的实施例一的结构示意图；

图2是本发明的实施例一的电磁监测车的俯视图；

图3是本发明的实施例一的电磁监测车与电磁悬浮导轨的配合示意图；

图4是图3的截面示意图；

图5是本发明的实施例二的结构示意图；

图6是本发明的实施例二的电磁监测车的俯视图；

图7是本发明的实施例二的电磁监测车与电磁悬浮导轨的配合示意图；

图8为本发明的实施例三的方法流程图；

图9是本发明的实施例四的方法流程图。

其中，图1至图9中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1环向布设的全尺寸带状分布式光纤传感器、2纵向布设的全尺寸带状分布式光纤传感器、3电磁悬浮监测车、4电磁悬浮导轨、5面状激光监测发射器、6全角度潜望式高清摄像头、7红外发射器一、71红外发射器二、8红外接收器、9全角度高清摄像头、10车身线圈、11导轨线圈、12磁悬浮直线电机。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互结合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

分布式光纤传感器是采用独特的分布式光纤探测技术，对沿光纤传输路径上的空间分布和随时间变化的信息进行测量或监控的传感器。它将传感光纤沿场排布，可以同时获得被测场的空间分布和随时间的变化信息。分布式光纤传感系统原理是同时利用光纤作为传感敏感元件和传输信号介质，采用先进的otdr技术和ofdr技术，探测出沿着光纤不同位置的温度和应变的变化，实现真正分布式的测量。

面状激光扫描是三维激光扫描技术的一种，是通过高速激光扫描测量的方法，大面积高分辨率地快速获取被测对象表面的三维坐标数据，可以快速、大量的采集空间点位信息。通过利用激光测距的原理，记录被测物体表面的大量的密集的点的三维坐标，反射率和纹理等信息，可以快速复建出被测目标的面的各种数据，通过配合数据处理软件可以进行数据分析。

实施例一

如图1-4所示，本实施例提供了一种隧道衬砌结构健康监测系统，包括：光纤传感系统，光纤传感系统设置在隧道衬砌表面，用于获取隧道衬砌结构的信息，光纤传感系统包括多个沿隧道拱圈环向布设的全尺寸带状分布式光纤传感器1、三条沿隧道纵向布设的全尺寸带状分布式光纤传感器2以及第一数据传输模块；其中多个环向布设的全尺寸带状分布式光纤传感器1呈一定间距均匀布设在隧道内部，三条纵向布设的全尺寸带状分布式光纤传感器2分别布设在隧道的拱顶和隧道两侧的拱壁上。需要说明的是，纵向布设的全尺寸带状分布式光纤传感器2的数量不局限于三条，而是可以根据隧道的实际情况进行布设，可以是1条，也可以是2条，也可以是更多，纵向布设的全尺寸带状分布式光纤传感器2是数量越多对隧道衬砌的传感监测越全面。在环向布设的全尺寸带状分布式光纤传感器1以及纵向布设的全尺寸带状分布式光纤传感器2中均设置有供各自使用的电源模块，可以采用导线和市电连接。

还包括移动监测系统，移动监测系统包括一辆电磁悬浮监测车3和一条电磁悬浮导轨4，如图1所示，电磁悬浮导轨4沿纵向布设的全尺寸分布式光纤传感器2同向布设在隧道衬砌表面的拱顶处，电磁悬浮监测车3安装在电磁悬浮导轨4上，并可以沿电磁悬浮导轨4在隧道内纵向移动。如图2和图3所示，在电磁悬浮监测车3上的前后两侧均设置有用于采集隧道衬砌结构的图像的全角度高清摄像头9，通过设置的两个全角度高清摄像头9可以对隧道衬砌表面进行高清图像拍摄，便于监测人员根据高清图像判断病害类型及严重程度，在电磁悬浮监测车3背部设置有用于采集隧道衬砌结构数据的面状激光监测发射器5，面状激光监测发射器5的数量为四个，并分别分布在电磁悬浮监测车3的背部四角处，通过设置的面状激光监测发射器5可以对隧道衬砌进行全断面病害种类监测。在电磁悬浮监测车3内部还设置有控制芯片以及第二数据传输模块，两个全角度高清摄像头9、四个面状激光监测发射器5以及第二数据传输模块均与控制芯片电性连接，通过控制芯片可以控制两个全角度高清摄像头9对隧道衬砌进行照片拍摄或控制四个面状激光监测发射器5对隧道衬砌进行扫描获取数据信息，同时可以通过第二数据传输模块将照片信息以及数据信息发送出去。需要说明的是，电磁悬浮导轨4的数量不局限于一条，可以多于一条，而且电磁悬浮导轨4的数量可以和纵向布设的全尺寸带状分布式光纤传感器2相同，也可以不相同。然后再每条电磁悬浮导轨4上均安装有一辆电磁悬浮监测车3，通过设置更多的电磁悬浮导轨4和电磁悬浮监测车3可以使移动监测系统的图像和数据采集更全面、更稳定。如图4所示，在电磁悬浮导轨4内设置有导轨线圈11，在电磁悬浮监测车3下部设置有车身线圈10和磁悬浮直线电机12，其中导轨线圈11和车身线圈10通电后产生相斥磁力，从而使电磁悬浮监测车3悬浮在电磁悬浮导轨4表面，磁悬浮直线电机12通电后会驱动电磁悬浮监测车在电磁悬浮导轨4表面移动，由于磁悬浮原理与技术已为现有技术，在此进属于对其直接使用，因此不做过多赘述。

如图2所示，在电磁悬浮监测车3背部中间位置还设置有全角度潜望式高清摄像头6，用于对隧道衬砌表面进行高清影像拍摄，全角度潜望式高清摄像头6也和控制芯片电性连接，从而可以接受控制芯片的控制进行拍摄并回传拍摄影像。

还包括远程终端，远程终端和光纤传感系统通过第一数据传输模块进行数据交换，用于接收光纤传感系统获取的隧道衬砌结构的信息；同时还和移动监测系统通过第二数据传输模块进行数据交换，用于获取移动监测系统采集的隧道衬砌结构的图像信息以及数据信息，并向移动监测系统发送指令。远程终端可以是智能手机、平板电脑或者是台式计算机。

当光线传感系统通过环向布设的全尺寸带状分布式光纤传感器1和纵向布设的全尺寸带状分布式光纤传感器2监测到隧道衬砌发生病害时，会通过第一数据模块将病害信息发送给远程终端和电磁悬浮监测车3，之后，监测人员可以通过远程终端向电磁悬浮监测车3发送指令来使电磁悬浮监测车3启动并沿电磁悬浮导轨4移动到病害位置，或者电磁悬浮监测车3会根据提前设定的程序自动启动并移动到病害位置；之后，控制芯片会控制全角度高清摄像头9、全角度潜望式高清摄像头6和面状激光监测发射器5对病害位置进行图片、影像和数据采集，并再通过第二数据传输模块将采集的图片、影像和数据回传至远程终端，从而方便监测人员及时发现病害并进行修复。

实施例二

如图5-7所示，本实施例和实施例一的区别在于：纵向布设的全尺寸带状分布式光纤传感器2的数量为三条，分别布设在隧道拱顶和隧道两侧的拱壁上。电磁悬浮导轨4的数量和纵向布设的全尺寸带状分布式光纤传感器2保持相同的数量，并且每条电磁悬浮导轨4均和一条纵向布设的全尺寸带状分布式光纤传感器2相邻布设，在每条电磁悬浮导轨4上均安装有电磁悬浮监测车3。在每个电磁悬浮监测车3的背部安装有红外发射器一7和红外接收器8，在前后两端也分别安装有红外发射器二71，通过一个电磁悬浮监测车3上的红外发射器一7、红外发射器二71与另一个电磁悬浮监测车3上的红外接收器8进行配对使用，从而可以使两个电磁悬浮监测车3实现同步移动，确保它们在行进中使用保持在同一条直线上。这样，三个电磁悬浮监测车3中两两相互配合，从而能使三个电磁悬浮监测车3保持同步行进，防止某个电磁悬浮监测车3发生偏移，以同步完成对隧道衬砌表面完成全覆盖监测。

需要说明的是，在本实施例中，纵向布设的全尺寸带状分布式光纤传感器2的数量以及电磁悬浮导轨4需要保持相同的数量，但是并不局限于三条，可以少于三条，也可以多于三条，而且布设的位置也不局限于拱顶和两侧的拱壁上。

实施例三

本发明还提供了一种隧道衬砌结构健康监测方法，如图8所示，包括以下步骤：

步骤1301、将环向布设的全尺寸带状分布式光纤传感器1环向紧固在衬砌表面，将纵向布设的全尺寸带状分布式光纤传感器2纵向紧固在衬砌表面，将电磁悬浮导轨4沿纵向布设的全尺寸带状分布式光纤传感器2固定安装在衬砌表面，并将电磁悬浮监测车3安装在电磁悬浮导轨4上。

环向布设的全尺寸带状分布式光纤传感器1在布设时，需要按照等间距进行布设，从而使其探测更全面。

步骤1302、利用光纤传感系统对隧道衬砌进行探测。

光纤传感系统对隧道衬砌进行探测时，会利用环向布设的全尺寸带状分布式光纤传感器1和纵向布设的全尺寸带状分布式光纤传感器2对隧道衬砌的温度、受力数据、沉降变形等数据进行同步探测，在探测到异常时，将相关参数信息以及异常位置信息通过第一数据传输模块发送给远程终端。

步骤1303、在探测到隧道衬砌发生病害时，控制电磁悬浮监测车3启动，并沿电磁悬浮导轨4移动到病害发生位置，对隧道衬砌病害位置进行图像和数据采集，并将采集的图像和数据回传给远程终端。

电磁悬浮监测车3在移动的病害位置时，会在控制芯片的控制下通过全角度高清摄像头9对病害位置进行图像采集，同时控制面状激光监测发射器5对病害位置进行数据采集，之后通过第二数据传输模块将图像和数据信息发送给远程终端。

步骤1304、电磁悬浮监测车3根据设定程序定时进行隧道巡检。

电磁悬浮监测车3进行巡检时，可以由所有的电磁悬浮监测车3同时启动进行巡检，也可以由单台电磁悬浮监测车3单独启动进行巡检，在发现异常时会通过第二数据传输模块将异常位置的图像和数据发送到远程终端，从而能使监测人员及时发现并处理异常位置。

实施例四

本发明还提供了一种隧道衬砌结构健康监测方法，如图9所示，包括以下步骤：

步骤1401、将环向布设的全尺寸带状分布式光纤传感器1环向紧固在衬砌表面，将纵向布设的全尺寸带状分布式光纤传感器2纵向紧固在衬砌表面，将电磁悬浮导轨4沿纵向布设的全尺寸带状分布式光纤传感器2固定安装在衬砌表面，并将电磁悬浮监测车3安装在电磁悬浮导轨4上。

步骤1402、利用光纤传感系统对隧道衬砌进行探测。

步骤1403、在探测到隧道衬砌发生病害时，控制电磁悬浮监测车3启动。

在控制电磁悬浮监测车3启动时，可以由监测人员通过远程终端向电磁悬浮监测车3发送指令启动或电磁悬浮监测车3通过预设程序自行启动。

步骤1404、电磁悬浮监测车3通过红外发射器一7、红外发射器二71和红外接收器8保持同步行进。

红外发射器一7、红外发射器二71以及红外接收器8均和电磁悬浮监测车3内部的控制芯片电性连接，通过一台电磁悬浮监测车3上设置的红外发射器一7、红外发射器二71发射红外信号，然后通过另一台电磁悬浮监测车3上设置的红外接收器8接收红外信号，来进行每台车的位置判断，从而通过控制芯片控制每台车的速度，以使所有的电磁悬浮监测车3能保持同步行进。

步骤1405、对隧道衬砌病害位置进行图像和数据采集，并将采集的图像和数据回传给远程终端。

步骤1406、电磁悬浮监测车3根据设定程序定时进行隧道巡检。

本实施例和实施例三的区别在于，在本实施例中，存在多台电磁悬浮监测车3，每台电磁悬浮监测车3可以通过红外控制相互之间的行进速度，从而保持多台车的同步行进。以及在控制电磁悬浮监测车3启动时，可以通过人工启动也可以通过自动设定参数启动。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

在本发明中，属于“第一”、“第二”只是用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“上部”、“下部”、“左”、“右”、“中”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对的限制。

Claims (10)

1.一种隧道衬砌结构健康监测系统，其特征在于，包括：

光纤传感系统，所述光纤传感系统设置在隧道衬砌表面，用于获取隧道衬砌结构的信息，所述光纤传感系统包括沿隧道拱圈环向布设的全尺寸带状分布式光纤传感器、沿隧道纵向布设的全尺寸带状分布式光纤传感器以及第一数据传输模块；

移动监测系统，所述移动监测系统包括电磁悬浮监测车和电磁悬浮导轨，所述电磁悬浮导轨沿所述纵向布设的全尺寸分布式光纤传感器同向布设在隧道衬砌表面，所述电磁悬浮监测车安装在所述电磁悬浮导轨上，并可以沿所述电磁悬浮导轨在隧道内纵向移动，在所述电磁悬浮监测车上设置有用于采集隧道衬砌结构的图像的全角度高清摄像头、用于采集隧道衬砌结构数据的面状激光监测发射器、控制芯片以及第二数据传输模块，所述全角度高清摄像头、所述面状激光监测发射器、所述第二数据传输模块均与所述控制芯片电性连接；

远程终端，所述远程终端和所述光纤传感系统通过所述第一数据传输模块进行数据交换，用于接收所述光纤传感系统获取的隧道衬砌结构的信息；同时还和所述移动监测系统通过所述第二数据传输模块进行数据交换，用于获取所述移动监测系统采集的隧道衬砌结构的图像信息以及数据信息，并向所述移动监测系统发送指令。

2.根据权利要求1所述的一种隧道衬砌结构健康监测系统，其特征在于，所述面状激光监测发射器位于所述电磁悬浮监测车背部，且共设置有四个。

3.根据权利要求1或2所述的一种隧道衬砌结构健康监测系统，其特征在于，在所述电磁悬浮监测车的前端和后端均设置有所述全角度高清摄像头。

4.根据权利要求3所述的一种隧道衬砌结构健康监测系统，其特征在于，在所述电磁悬浮监测车的背部设置有全角度潜望式高清摄像头，所述全角度潜望式高清摄像头和所述控制芯片电性连接。

5.根据权利要求1所述的一种隧道衬砌结构健康监测系统，其特征在于，所述纵向布设的全尺寸带状分布式光纤传感器的数量不少于一条，所述电磁悬浮导轨的数量和所述纵向布设的全尺寸带状分布式光纤传感器的数量相同，在每条所述电磁悬浮导轨上均安装有所述电磁悬浮监测车。

6.根据权利要求4所述的一种隧道衬砌结构健康监测系统，其特征在于，在每台所述电磁悬浮监测车上均设置有红外发射器和红外接收器，所述红外发射器和所述红外接收器均和所述控制芯片电性连接，所述红外发射器和所述红外接收器配对使用，用以防止所述电磁悬浮监测车在运动中发生偏移。

7.根据权利要求1所述的一种隧道衬砌结构健康监测系统的隧道衬砌结构健康监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

将所述环向布设的全尺寸带状分布式光纤传感器环向紧固在衬砌表面，将所述纵向布设的全尺寸带状分布式光纤传感器纵向紧固在衬砌表面，将所述电磁悬浮导轨沿所述纵向布设的全尺寸带状分布式光纤传感器固定安装在衬砌表面，并将所述电磁悬浮监测车安装在所述电磁悬浮导轨上；

利用所述光纤传感系统对隧道衬砌进行探测；

在探测到隧道衬砌发生病害时，控制所述电磁悬浮监测车启动，并沿所述电磁悬浮导轨移动到病害发生位置，对隧道衬砌病害位置进行图像和数据采集，并将采集的图像和数据回传给所述远程终端；

所述电磁悬浮监测车根据设定程序定时进行隧道巡检。

8.根据权利要求7所述的一种隧道衬砌结构健康监测系统的隧道衬砌结构健康监测方法，其特征在于，

在所述电磁悬浮监测车的前端和后端均设置有所述全角度高清摄像头；

在所述电磁悬浮监测车的背部设置有全角度潜望式高清摄像头，所述全角度潜望式高清摄像头和所述控制芯片电性连接；

在每台所述电磁悬浮监测车上均设置有红外发射器和红外接收器，所述红外发射器和所述红外接收器均和所述控制芯片电性连接，所述红外发射器和所述红外接收器配对使用，用以防止所述电磁悬浮监测车在运动中发生偏移；

当所述电磁悬浮监测车的数量不少于1台，每台所述电磁悬浮监测车均在与其对应的轨道上移动，所有的所述电磁悬浮监测车通过所述红外发射器与所述红外接收器保持同步行进。

9.根据权利要求8所述的一种隧道衬砌结构健康监测系统的隧道衬砌结构健康监测方法，其特征在于，所述控制所述电磁悬浮监测车启动包括：由监测人员通过所述远程终端向所述电磁悬浮监测车发送指令启动或所述电磁悬浮监测车通过预设程序自行启动。

10.根据权利要求7所述的一种隧道衬砌结构健康监测系统的隧道衬砌结构健康监测方法，其特征在于，所述对隧道衬砌病害位置进行图像和数据采集，包括利用所述全角度高清摄像头对隧道衬砌进行拍照，还包括利用所述面状激光监测发射器对隧道衬砌进行激光扫描以采集数据。

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