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龙图腾网获悉中交第四航务工程局有限公司;中交四航工程研究院有限公司申请的专利咸淡水区域船闸大体积混凝土结构运维监测及预警方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN121385071B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-31发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202511951767.7，技术领域涉及：G01N27/82；该发明授权咸淡水区域船闸大体积混凝土结构运维监测及预警方法是由梁杰忠;张东方;刘梅梅;梁梓豪;范志宏设计研发完成，并于2025-12-23向国家知识产权局提交的专利申请。

本咸淡水区域船闸大体积混凝土结构运维监测及预警方法在说明书摘要公布了：本发明公开了咸淡水区域船闸大体积混凝土结构运维监测及预警方法，包括耐腐蚀磁性混凝土的制作、监测系统的布设、磁感应强度的监测、监测数据的温度修正、监测数据的变化值、数据可视化、计算机视觉识别和结构运维状态的预警；通过在外裹层的混凝土中引入磁性示踪介质，能够通过电磁感应监测技术获取外裹层的混凝土因侵蚀性病害导致的磁导率变化；通过采用计算机视觉技术建立可视化热图的图像特征与侵蚀性病害之间的映射关系，从而自动提取侵蚀性病害的各项指标并自动标记于可视化热图上，使得病害发展情况能够被监测人员直观明确地掌握，且克服了传统方法仅能定性判断或宏观定位的不足，为侵蚀性病害的评估和预警提供精确的量化依据。

本发明授权咸淡水区域船闸大体积混凝土结构运维监测及预警方法在权利要求书中公布了：1.咸淡水区域船闸大体积混凝土结构运维监测及预警方法，其特征在于，应用于船闸大体积混凝土结构，包括以下步骤： S1、耐腐蚀磁性混凝土的制作： 船闸大体积混凝土结构分为芯层和外裹层，所述外裹层位于所述芯层的外侧且包裹所述芯层，所述芯层的材料采用常规的钢筋混凝土，所述外裹层的材料采用耐腐蚀磁性混凝土；所述耐腐蚀磁性混凝土是在常规的耐腐蚀混凝土的基础上，将四氧化三铁颗粒均匀分散于耐腐蚀混凝土中形成的磁导率均匀分布的磁性材料； S2、监测系统的布设： 船闸大体积混凝土结构的监测系统包括缆吊装置、缆吊式移动小车平台、励磁线圈、磁敏传感器、温度传感器和信息处理设备；所述缆吊装置布设于闸墙顶部，且能够沿着闸墙顶部水平移动，所述缆吊装置的缆索末端与所述缆吊式移动小车平台连接，能够通过牵引或下放缆索实现所述缆吊式移动小车平台沿闸墙侧表面的竖向移动；所述缆吊式移动小车平台采取防水封装设计，且配有滑轮组，能够在闸墙侧表面或闸室底板表面滑动；在所述缆吊装置的控制下，所述缆吊式移动小车平台的移动范围能够完全覆盖闸墙侧表面；所述励磁线圈搭载于所述缆吊式移动小车平台上，用于产生可控磁场并作用于所述外裹层以及所述芯层的钢筋上，从而在所述耐腐蚀磁性混凝土中激发附加磁场；所述磁敏传感器搭载于所述缆吊式移动小车平台上，用于采集所述耐腐蚀磁性混凝土的附加磁场的磁感应强度数据，并同步记录与所述磁感应强度数据对应的坐标数据；所述温度传感器搭载于所述缆吊式移动小车平台上，用于同步采集与所述磁感应强度数据对应的温度数据； S3、磁感应强度的监测： 船闸大体积混凝土结构的侵蚀性病害包括混凝土表面剥蚀、混凝土裂缝、混凝土内部缺陷和钢筋锈蚀；根据以下监测方案开展监测工作：船闸大体积混凝土结构完工时、每日船闸大体积混凝土结构周边的水位达到高潮水位和低潮水位时，启动所述缆吊式移动小车平台遍历闸墙侧表面，采集磁感应强度数据和相应的坐标数据、温度数据，标记为B′x,y,z,T；其中，坐标数据x,y,z为基于以船闸结构一角为原点的三维直角坐标系，x轴沿闸墙长度方向，y轴沿闸墙高度方向，z轴为垂直于闸墙表面的法线方向；温度数据T的单位为摄氏度℃；对于应力敏感区域和腐蚀敏感区域，应多次采集数据并取平均值；所述应力敏感区域包括闸室底板与闸墙的交界处，所述腐蚀敏感区域包括浪溅区和水位变动区； S4、监测数据的温度修正： 对于监测得到的数据B′x,y,z,T进行温度修正，从而得到标准温度下的磁感应强度数据Bx,y,z，如下式所示： 其中，Tr为标准温度；α为拟合系数，通过磁感应强度随温度变化的室内标定试验确定； S5、监测数据的变化值： 在船闸大体积混凝土结构投入运营之前，监测得到的数据修正为标准温度下的基准磁感应强度数据B0x,y,z，并构成基准磁感应强度数据集C0；船闸大体积混凝土结构投入运营后，第i次监测得到的数据修正为标准温度下的磁感应强度数据Bix,y,z，并构成第i次监测的磁感应强度数据集Ci；相对于基准磁感应强度，第i次监测的磁感应强度的变化值Rix,y,z满足如下表达式： 第i次监测的磁感应强度的变化值Rix,y,z构成第i次监测的磁感应强度变化值数据集Ri； S6、数据可视化：将所述第i次监测的磁感应强度变化值数据集Ri转换为可视化热图，并将所述可视化热图作为纹理映射至船闸大体积混凝土结构的三维模型上，从而直观地展现第i次监测的磁感应强度变化值的空间分布特征；可视化热图的生成包括如下步骤： S601、数据的归一化：将所述第i次监测的磁感应强度变化值数据集Ri中的数据Rix,y,z进行归一化处理，如下列表达式所示： 其中，Nix,y,z为Rix,y,z经过归一化处理后的数据，且Nix,y,z的取值范围为[0,1]；Rix,y,zmax和Rix,y,zmin分别为所述第i次监测的磁感应强度变化值数据集Ri中的最大值和最小值； S602、色标设计：根据Nix,y,z的数值分布情况，确定所述可视化热图上每个像素点的颜色；可视化热图的颜色标记设计如下式所示： 其中，像素的颜色随Nix,y,z数值的提高而加深； S603、纹理映射：将所述可视化热图上每个像素点的坐标与船闸大体积混凝土结构的三维模型的坐标相互对应，随后将所述可视化热图转换为纹理贴图并渲染至对应的三维模型的面上，从而实现将所述可视化热图作为纹理映射至船闸大体积混凝土结构的三维模型，进而直观展现第i次监测的磁感应强度变化值的空间分布特征； S7、计算机视觉识别： 运用卷积神经网络模型建立可视化热图的图像特征与所述侵蚀性病害之间的映射关系，随后将步骤S6获得的所述可视化热图输入至所述卷积神经网络模型中，获得侵蚀性病害识别结果；所述侵蚀性病害识别结果包括混凝土表面剥蚀的面积和深度、混凝土裂缝的长度、宽度和深度、混凝土内部缺陷病害的类型和面积、钢筋锈蚀的截面损失率；将所述侵蚀性病害识别结果自动标记于所述可视化热图上； S8、结构运维状态的预警：根据所述侵蚀性病害识别结果触发预警，预警条件如下： 混凝土表面剥蚀的面积Sd达到构件表面积的10%以上，或混凝土表面剥蚀的深度Dd超过钢筋保护层厚度； 混凝土裂缝的宽度Lc大于0.2mm，或混凝土裂缝的深度Ld超过钢筋保护层厚度； 混凝土内部缺陷病害的面积Sd达到构件表面积的5%以上； 钢筋锈蚀的截面损失率大于5%。

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