一、项目概述

1.1 项目背景

近年来，全国各地因地下空洞、路基沉降导致的道路塌陷事故时有发生，严重威胁人民生命财产安全。道路路基的定期"体检"对确保道路安全性和耐久性至关重要。传统的路基检测方法效率低、成本高、

影响交通，难以实现大范围高频次监测。

1.2 项目目标

1）高速公路路基下1米内（最好3米）空洞、水洞、褶皱，变形等隐患

2）  车速：20~80km/h

3）分辨率：达到5cm

4）自动化程度高，成像质量高

二、技术原理与产品介绍

2.1     探地雷达技术原理

探地雷达（Ground Penetrating Radar，GPR）是一种利用高频电磁波探测地下介质分布的地球物理方法。其工作原理是：发射天线向地下发射高频电磁波脉冲，电磁波在地下介质中传播时遇到不同介质的界面（如空洞、地下管线、路基分层界面等）会发生反射，接收天线接收反射波信号，通过分析反射波的传播时间、振幅和波形特征，推断地下介质的分布情况

空耦探地雷达是一种非接触式探测技术，天线与地面保持一定距离（通常≥15cm），可在车辆行驶过程中进行探测，不影响正常交通，适合大范围快速普查。主要特点如下：

2.2 产品规格与参数

产品规格为：YR1TR380M-Z24,主要参数如下：

三、系统配置方案

3.1 系统架构

车载空耦探地雷达系统由以下部分组成：

1）雷达外机子系统：包含阵列天线、发射/接收模块、吊挂等，负责电磁波的发射与接收；

2） 雷达主机子系统：包含信号处理单元、数据采集单元、电源管理单元等，负责信号的实时处理与临时存储；

3）定位模块：采用北斗/GPS组合定位，实现测量数据的精确地理坐标标定；

4）车载显示终端：实时显示雷达扫描图像、车辆位置、测量状态等信息；

5）后处理软件系统：包含雷达图像近场处理与自动分析软件（需安装在办公电脑内）。

3.2 设备配置清单

3.3 车辆平台适配

根据雷达外机尺寸和安装要求，推荐采用皮卡车作为载具平台：

1）车辆要求：

● 底盘高度：≥40cm（雷达外机厚度22cm）

● 底部安装空间：宽度≥1.5m，深度≥50cm

● 供电能力：≥100W（12V或24V）

2）安装方式

● 雷达外机采用吊装方式固定于车辆底部

● 主机安装于车内

● 显示终端固定于副驾驶位置

3）推荐车型

长城皮卡、江铃皮卡、福田皮卡等主流皮卡车型

车载空耦探地雷达整体视图

车载探地雷达驾驶室作业操控实拍

四、监测实施方案

4.1定期监测方案的优势

1）传统抽检测量模式痛点

● 抽检道路有限：传统探地雷达测量速度较慢，抽检道路里程受限；

● 时间重复间隔长：抽检选择相同路段的概率极低，同路段重复测量时间间隔长，难以进行对比监测；

● 图像解译工作量大：由于雷达图像较为抽象，其解译效果、效率等均受限于相关人员；

● 测试耗时长、费用高：受测量设备、解译效率等影响，目前探地雷达对道路隐患测量周期较大，费用较高，难以进行大范围普查。

2）本方案差异化核心优势

● 支持大范围快速普查测量：采用底部安装的空耦探地雷达，照射宽度较大，可正常通行速度进行快速测量，自动化程度高，中途无需额外操作，仅需驾驶员单人操作即可；

● 基于近场校准的路基透视图像归档数据库：基于近场散射理论，完成透视图像与测量雷达的解耦处理与校准，便于建模解译与相关参量的反演。

● 多期图像叠合对比分析（方案最大特色）：通过参考图 + 往期图 + 当期图多期比对，精准识别路基结构不变、微变、异变三种状态，实现从 “发现病害” 升级为 “监测变化趋势”。

● 数据可视化、可追溯、可存档: 输出标准 B-Scan剖面图谱、层位偏移时序曲线、多期对比图谱、病害坐标点，全程可查、可审、可追溯。

五、数据分析

5.1 图像自动分析软件

雷达图像自动分析软件具有以下功能：

1）图像处理功能：

●批量导入雷达原始数据

●自动生成路基透视图像

●GPS位置配准、图像增强、滤波等

●通过图像分析与监测对比可生成以下成果：

— 近场校准的路基结构透视图

— 多期同断面叠合对比图谱

— 路基地下反射特征归档与等效深度监测曲线

配套处理软件将测线连续图像自动批处理为近场校准的分块图像，其中相邻图块首尾重复约4m范围，并消除了较强的空气-地面反射波，便于分析人员与AI模型解读。采用本方案空耦探地雷达测量的典型路基透视图如下，其内部分层结构十分明显：

5.2 典型案例

5.2.1 高速公路巡查

1）地下空洞（涵洞）

高速地下空洞（涵洞）图谱特征：顶部反射线 + 底部反射线 + 近似 “X”形拖尾图像；涵洞典型测量图（如下）：

 洞底等效深度约 1.7m，明显“X”形拖尾图像

洞底等效深度约 1.6m，近似“X”形拖尾图像

洞底等效深度约 1.4m，强底部反射线+近似“X”形拖尾图像

2）引桥图像

3）间隔1月的高速路段两次图像对比

5.2.2 城市道路定期监测案例

对固定测线，配套处理系统可根据路基内部较强反射特征进行归档处理，典型归档监测点位的局部透视图像对比如下：

同时，可调取历年、历次监测数据，自动生成路基结构层时序偏移曲线，量化展示路基内部较强反射特征mm级深度偏移的变化趋势，结合当期季节水汽变换规律，实现隐患提前预警

5.2.3 路基脱空地下积水监测案例

以下为实测的道路地下积水情况典型变化图像：

（a）暴雨约1月前，管线等反射特征位置约处于0.62m等效深度

（b）暴雨路面积水后，管线等反射特征位置下移至0.85m等效深度处

（c）暴雨后2日，管线等反射特征位置回调至0.73m等效深度处

六、项目预算

本项目设备预算如下：

 注：上述为设备购置及一次性投入费用，不含车辆购置费、人员工资等运行费用。如有车辆改装需求，另计改装费用约3-5万元/车。