北斗定位技术在高速铁路沉降变形监测中的应用

运用北斗高精度定位技术对一高速铁路的桥梁段、路基段沉降变形进行了现场监测试验,研究该技术用于高速铁路基础设施沉降变形监测的精度和可靠性。研究结果表明:高速铁路接触网高压线对北斗测量精度的影响可以忽略,受台风天气电离层的影响较大,分析长期变形监测数据时应注意对台风天气引发的异常值进行识别和处理;北斗变形监测系统的测量中误差与基线长度呈线性正相关,基线长度在3 km以内时测量中误差不超过3 mm,可满足高速铁路有砟轨道的沉降观测技术要求,在监测精度要求较为严格时,建议基线长度控制在1 km以内。     

DInSAR技术在成昆铁路复线路基及边坡垂直变形监测中的应用

针对常规铁路路基及边坡垂直变形监测技术效率较低、局限性较大的问题,本文将合成孔径雷达差分干涉测量(Differential Interferometric Synthetic Aperture Radar,DInSAR)技术引入铁路路基及边坡的垂直变形监测中。以成昆(成都-昆明)铁路复线越西段一处(R1区域)路基及边坡为依托,利用4期ALOS-2卫星PALSAR-2高分辨率合成孔径雷达影像,研究DInSAR技术在路基及边坡监测中应用的可行性。结果表明:在监测的126 d内,R1区域地表垂直变形速率为0.12^-0.13 mm/d;以水准测量监测结果为真值,经误差分析得出DInSAR监测中误差为7.57 mm;在污水处理厂的应用实践证明,雷达影像与高分辨率遥感影像、无人机影像等光学影像的互补使用是解决铁路工程领域监测问题的有效途径;DInSAR监测得到的点(像元)密度远大于水准点的密度,能更好地反映区域性地表变形的细节特征。     

基于北斗三代的铁路监测预警系统设计

针对铁路安全隐患问题,提出将第三代北斗卫星导航系统（简称：北斗三代）高精度定位技术引入铁路监测预警,设计了基于北斗三代的铁路监测预警系统,该系统利用北斗高精度定位的原理实现位移数据高精度监测,同时具备实时传输和即时预警等功能。实践证明,该系统相对于基于GPS的监测预警系统具有明显优势,可见的卫星个数显著增加,水平精度提高20%以上,高程精度提高50%以上。同时通过不同基线长度下监测性能的对比,为合理布设基准站提供参考。     

视觉自动化监测技术在铁路变形监测中的应用

邻近铁路施工不当会造成路基沉降、涵洞开裂、桥梁墩台倾斜等问题,从而影响铁路运营安全。对铁路结构物进行变形监测,是确保铁路行车安全的重要手段。为解决铁路结构物变形监测高频次、高精度、实时预警的需求,研究了一种基于数字化近景摄影测量技术的非接触监测方法,集成近景摄影测量、计算机视觉、数字图像处理、无线通讯等多种新技术,实现了远程无接触自动化变形监测。结果表明：(1)采用850 nm的滤波片可大幅度降低环境光照差异带来的误差;(2)通过设置基准点可将设备位置变化引起的误差控制在1 mm以内;(3)该系统可以全天候自动化监测,监测过程中可实时查看设备状态,无需上线作业,大幅减少了天窗作业频次;(4)相较于传统的全站仪人工监测方法,该技术具有精度高、自动化、非接触、实时测量、干扰因素少等特点,精度可达毫米级。     

“北斗”卫星导航系统在铁路行业中的应用

总结"北斗"卫星导航系统的特点,并与目前应用普遍的GPS进行比较,考虑依赖GPS进行导航定位存在风险可能性,提出卫星导航走向应以"北斗"导航定位系统为主,并与GPS系统相结合,提高系统导航的精度及可靠性。最后对"北斗"卫星导航系统在铁路行业中应用的可行性进行讨论。     

桩基施工过程自动监测系统研发及应用

桩基质量难以在施工完工后进行全面检测,对施工过程进行全程监测是保证桩基质量的有效方法,因此开发了桩基施工自动监测系统。该系统采用北斗卫星定位系统实现钻机的自动就位引导,利用北斗定位、倾角传感器、电流互感器等自动化监测手段分别对施工过程中的钻孔深度、提钻速率、桩身垂直度、钻机电流进行实时监测,判断桩基施工过程中各项关键参数是否满足设计要求,对超限值进行提示,并将监测数据实时上传至后端管理平台同步展示,实现了桩基施工过程的自动化、信息化管理。该系统在高速铁路施工项目上进行了试用,其监测数据准确性、各项功能及性能达到了研发目标。     

基于惯导的移动三维测量技术在地铁保护区变形监测中的应用研究

在地铁保护区变形监测中,水平位移和沉降作为重要的监测内容,通常用全站仪和水准仪测量,其测量精度高,应用比较广泛,但是该手段仅能对布设有监测点的区域进行监测,无法掌握隧道整体的变形情况。本文提出基于惯导系统的移动三维测量技术,通过在隧道内布设基准网,配合Lidar控制点绝对坐标传递,对惯导系统的累积误差进行修正,最终得到隧道结构三维点云模型。依托杭州市某地铁区间三维扫描项目,采用不同间距的控制点对惯导系统的累积误差进行修正,经与全站仪测量值对比,结果表明:移动三维测量技术的水平位移和沉降监测精度与隧道线型有关,当隧道为直线有坡度环境时,其水平位移监测精度比较稳定,基本保持在0.76 mm左右,沉降监测精度随控制点间距增大而降低,最优可达0.72 mm。     

高铁数字化运维中的北斗创新应用

随着交通强国建设工程的不断推进，基于铁路安全可靠、高效运营的宗旨，对铁路高品质安全运营提出了更高的要求，迫切需要解决传统运营维护模式中存在的自动化程度低、运维成本高、作业效率低、缺乏对突发性灾害的主动预警等问题。以京沪高铁为背景，围绕基础设施环境、轨旁高耸构筑物、运维作业人员3个要素，提出一套北斗高精度卫星导航技术在高铁数字化运维中的应用方法，研究基础设施形变监测、通信铁塔倾斜监测、上道作业人员安全监测的业务数据在BIM+GIS数字孪生平台上的融合承载，并提出国内首例全功能高铁北斗安全生产示范应用设计方案，实现了沉降10 mm以上、建筑间位移25 mm以上的自动监控预警。该方法能够为高铁数字化运维提供可视化的现场监测信息以及智能化的决策信息，保障运营安全，提升运维效能。     

基于北斗导航的列车定位技术研究

北斗卫星已逐步具备应用于列车定位的能力,为北斗卫星导航在铁路系统中的应用发展提供重要契机。将北斗卫星导航系统应用到列车定位系统,不仅能提高定位精度,而且能降低成本,也是列车运行控制系统安全性与可靠性的有力保障,对于列车定位系统的研究具有深远意义。与四大卫星导航系统进行比较,根据列车定位技术的分类,归纳各自特点和研究方向,最后指出基于北斗导航的列车定位技术下一步的重点工作。     

基于北斗定位技术的铁路路基形变监测系统

基于北斗高精度定位及视频监控等技术，构建铁路路基形变监测系统，实现数据采集、监测结果与状态预警的自动化和智能化。重点阐述铁路路基形变监测系统的系统架构、前端方案、通信网络与服务器端。该系统在山东大莱龙铁路有限责任公司进港铁路的路基塌陷区进行试点，对路基形变进行自动监测与预警。应用结果表明，系统性能满足前期设计需求和用户使用需求，并极大减轻了人员的劳动强度。     

基于北斗定位技术的铁路基础设施监测系统设计与应用

近年来，为保障铁路运输安全，利用北斗高精度定位技术的铁路基础设施位移监测方法得到了广泛研究。文章介绍了北斗高精度监测的原理，详细阐述了基于北斗定位技术的铁路基础设施监测系统的架构、功能和接口设计，并通过现场监测数据对该系统的功能进行了验证，验证结果表明，该系统能够实现毫米级的监测精度，可为铁路基础设施位移监测提供技术支撑。     

基于北斗卫星载波相位平滑伪距的列车定位方法

随着我国北斗卫星导航系统的建设,北斗卫星已逐步具备应用于列车定位的能力。列车在铁路线上存在轨道占用区分的需求,北斗民用伪距定位对并行股道占用情况难以精确定位识别。采用北斗实时载波相位定位精度高,但需近距离基准站的差分信号和模糊度解算,不利于大范围内的实时应用。因此,本文结合北斗卫星伪距的无模糊度和载波相位的高精度特点,提出一种基于北斗载波相位平滑伪距的列车定位方法。该方法首先利用北斗组合相位伪距法探测与修复载波数据周跳,并采用修复后的载波相位数据平滑伪距。文中推导北斗载波相位平滑伪距的原理,分析不同平滑方法的特性和对应的噪声检验公式。采用实测数据计算两种平滑方式得到的结果表明:本文提出的方法能够有效快速探测与修复周跳,平滑伪距精度优于0.2m,满足北斗导航系统在铁路列车定位中的精度要求。     

基于分布式光纤的隧道振动监测系统试验研究

运营期隧道突发事件发生频率的不断增高对隧道的健康监测提出了挑战.目前,国内铁路隧道对突发事件自动化监测的研究仍处于初期阶段.为验证京雄高速铁路隧道基于分布式光纤的振动监测系统的实施效果,本文开展了钻机打孔、挖掘机铲土、工程车辆行驶和隧道内落石等振动事件的模拟试验.结果表明:该监测系统对振动事件具有较高的灵敏度,通过时、...     

基于北斗差分定位技术的站场数字化系统

提出一种基于北斗差分定位技术的站场数字化系统。使用实时动态（RTK）载波相位差分定位技术获取站场元素的精准位置信息，通过无线的方式将位置信息传输到上位机；上位机对位置信息进行处理，调用站场图完成位置信息与物理元素的匹配，实现站场数字化，最后将完成位置信息匹配的站场图保存起来。经测试，系统定位精度稳定在10 cm以内。在Windows平台下使用C++builder开发出上位机软件，嵌入式软件使用C语言在KEIL平台下开发。该系统具有定位准确、使用方便、扩展性强和可靠性高等特点，为列车安全防护、调度、监控等作业提供可靠保障。     

光纤自动监测系统的应用

光纤自动监测系统是基于先进的波分复用技术、计算机和通信技术及光纤测量等技术的系统,该系统能实现对光纤链路的自动监测、网管告警、故障分析、定位、故障管理、线路维护、线路管理。本文介绍了光纤自动监测系统的组成、工作原理和技术特点、系统功能、工作方式和应用。     

关于到达场光缆线路自动监测系统应用浅析

从光缆线路自动监测系统的组成和原理出发,详细介绍了在运行维护过程中对系统的配置及各种不同测量模式。并对系统的告警与定位、统计分析、资料管理等功能进行了介绍。     

盾构施工中自动导向系统的原理及应用

结合天津地铁二号线沙-博盾构区间段地下隧道贯通的测量实践,阐述了盾构机自动导向系统姿态定位测量的原理和方法,以及如何使用人工测量的方法来检核自动导向系统的准确性,分析了盾构机姿态定位检测的情况,并对盾构机姿态定位中的测量工作进行了深入细致的研究。     

路基沉降远程自动监测系统的研发

研发基于激光测量、先进传感和无线网络等技术的路基沉降远程自动监测系统。监测系统包括表面沉降激光自动测量、路基分层沉降与横向位移同时自动测量、路基横向剖面沉降自动测量和数据采集与无线传输4个子系统。表面沉降自动测量采用激光测量和自动标定技术实现;路基分层沉降与横向位移同时自动测量采用霍尔传感器、激光测距和倾角传感器实现;路基横向剖面沉降自动测量采用主、从电机带动倾角传感器实现。监测系统经实验室验证及工程化设计,在京沪高铁济南西站现场实验,实现了对路基整体沉降、局部沉降、截面内不同层沉降的长期、全面、远程自动监测。