超前預(yù)報(bào)設(shè)備探測(cè)信息的解讀一直是困擾隧道建設(shè)的一個(gè)難題。如果沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)隧道前方的富水破碎帶，就會(huì)導(dǎo)致隧道后續(xù)支護(hù)設(shè)置不合理，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起圍巖垮塌、變形，嚴(yán)重影響施工質(zhì)量。

文馬高速和文麻高速作為云南省“十三五”交通規(guī)劃的重點(diǎn)項(xiàng)目，共有隧道28座，總長26.8公里。項(xiàng)目沿線地質(zhì)復(fù)雜，圍巖破碎，巖溶廣布，如何精準(zhǔn)探測(cè)富水破碎帶分布，成了二航局項(xiàng)目總工李赤謀時(shí)刻思考的問題。通過地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行探測(cè)成效固然很好，但是，探測(cè)波形圖像需要專業(yè)解析，單靠現(xiàn)場(chǎng)工程人員的經(jīng)驗(yàn)判斷，不僅工作量大、速度慢，結(jié)果的準(zhǔn)確性也難以保證。如何開發(fā)一款自動(dòng)化地質(zhì)雷達(dá)圖像解譯系統(tǒng)，精準(zhǔn)探測(cè)富水破碎帶區(qū)域分布，成為項(xiàng)目技術(shù)人員亟需攻克的難題。

如何辨別圖像特征，進(jìn)行自動(dòng)化解譯是研發(fā)路上的一大難關(guān)?！凹热皇墙o隧道內(nèi)部做解析，我們是否可以借鑒醫(yī)學(xué)上的電子計(jì)算機(jī)斷層掃描（CT）圖像識(shí)別技術(shù)呢？”袁青的一句話點(diǎn)醒了眾人。醫(yī)學(xué)CT將X射線束轉(zhuǎn)變?yōu)楹诎讏D像，地質(zhì)雷達(dá)的電磁波信號(hào)處理后也是黑白圖像。兩者有一定的相似之處，而成熟完善的CT圖像識(shí)別技術(shù)正是地質(zhì)雷達(dá)圖像解譯的一個(gè)突破方向。

研發(fā)小組通過廣泛調(diào)研，確立了以深度學(xué)習(xí)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為算法基礎(chǔ)的地質(zhì)雷達(dá)智能定位解譯系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。但是，深度學(xué)習(xí)算法的首要條件是數(shù)據(jù)，沒有大量樣本的綜合學(xué)習(xí)，最終的識(shí)別精度和效率都難以保證。于是，技術(shù)中心研發(fā)小組聯(lián)合多家單位，輾轉(zhuǎn)多個(gè)項(xiàng)目采集了近6000張富水破碎帶地質(zhì)雷達(dá)圖像，標(biāo)注了其中3000張圖像的不良地質(zhì)體位置，整理歸納了4類圖像特征，形成了一套地質(zhì)雷達(dá)圖像特征分類方法，最終建立起滿足后續(xù)圖像識(shí)別學(xué)習(xí)的風(fēng)險(xiǎn)源數(shù)據(jù)庫。

解決了數(shù)據(jù)問題后，如何精確提取富水破碎帶特征并讓機(jī)器進(jìn)行領(lǐng)悟?qū)W習(xí)是重中之重。為此，技術(shù)中心研發(fā)小組學(xué)習(xí)了目前圖像識(shí)別的先進(jìn)算法，深入理解了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)：它就像人工合成的大腦神經(jīng)元，只有不停地讓它學(xué)習(xí)，經(jīng)過更深層次的領(lǐng)悟，層層遞進(jìn)、不斷循環(huán)，才能茁壯成長，最終實(shí)現(xiàn)人腦所具備的識(shí)別功能。在對(duì)地質(zhì)雷達(dá)圖像特征的迭代學(xué)習(xí)中，他們完成了程序識(shí)別精度的不斷提升，實(shí)現(xiàn)富水破碎帶的自動(dòng)化識(shí)別。

“核心功能”研發(fā)完成了，但如何將理論與實(shí)踐相結(jié)合，保證現(xiàn)場(chǎng)工程人員的便捷使用成為又一難題?！叭缃袷谴髷?shù)據(jù)時(shí)代，我們何不打造一個(gè)在線平臺(tái)，大家各自上傳圖片解譯，各取所需?！奔夹g(shù)骨干袁青說道。于是，他將圖像導(dǎo)入、智能解譯、報(bào)告生成等主體功能一個(gè)個(gè)安插進(jìn)在線平臺(tái)，經(jīng)過反復(fù)嘗試摸索，滿足工程人員使用習(xí)慣的地質(zhì)雷達(dá)智能定位解譯系統(tǒng)終于成型，實(shí)現(xiàn)了地質(zhì)雷達(dá)圖像的一體化精細(xì)處理，使預(yù)報(bào)效率、精度均有大幅提升。

如今，伴隨著工程應(yīng)用的不斷展開與軟件自身的迭代學(xué)習(xí)，地質(zhì)雷達(dá)智能定位解譯系統(tǒng)已經(jīng)越來越高效，一張圖像從導(dǎo)入識(shí)別到報(bào)告導(dǎo)出耗時(shí)不到半分鐘，平均解譯準(zhǔn)確率在95%以上，已為多條隧道規(guī)避地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)，輔助施工決策?！八拖袷俏覀兣囵B(yǎng)的一名地質(zhì)工程專業(yè)的‘學(xué)生’，擁有人工智能加持的超級(jí)“大腦”，經(jīng)過不同項(xiàng)目的磨煉學(xué)習(xí),終有一天會(huì)變成一個(gè)經(jīng)驗(yàn)豐富的‘地質(zhì)專家’。”袁青滿懷期待地說道。