遥感技术在既有铁路地灾防治中应用方法研究

研究目的:我国铁路运营里程已超过13万公里,其中山区铁路众多,沿线地质灾害多发,给铁路运营安全带来极大挑战。为探索既有铁路灾害防治经济高效的技术手段,研究利用三维遥感、雷达遥感、无人机遥感、卫星定位等技术手段,开展既有铁路沿线地质灾害筛查监测工作。研究结论:(1)通过高分辨率三维遥感解译技术,可实现既有线一定缓冲区内的滑坡、崩塌、泥石流等灾害的快速筛查,并通过数据解译更新,及时掌握既有铁路沿线灾害发育演变特征;(2)无人机遥感技术在局部高陡边坡、危岩落石及大型滑坡及错落等灾害调查中优势明显;(3)雷达干涉测量技术可作为边坡形变监测的有效手段;(4)建立基于北斗卫星定位系统的既有铁路地质灾害实时监测和信息管理系统,能够提升既有铁路防灾减灾和信息化管理水平;(5)本研究成果可广泛应用于山区铁路防灾减灾工作。     

无人机摄影测量技术在铁路桥梁巡检中的应用北大核心

针对铁路桥梁无人机巡检成果量化识别困难问题,基于摄影测量的原理,结合铁路常用跨度简支梁的结构构造特点与尺度特征,提出了采用合理规划路径对铁路简支梁的梁体侧面进行无人机巡检作业的方法。介绍了铁路桥梁的结构特征与巡检技术现状,数字摄影测量和贴近摄影测量原理与方法。针对全景贴近摄影测量现场作业效率低、后处理计算机资源消耗大的问题,采用不同作业模式对32 m跨度铁路简支T梁进行了贴近摄影测量快速巡检。通过优选无人机作业模式,单组无人机每天至少完成长约1.3 km简支梁桥的梁体检查,其重建模型结构尺寸偏差小于2%,可识别宽度小于0.20 mm的混凝土裂缝。     

铁路无人机巡检技术研究与应用

针对传统人工巡检作业低效率、高成本等问题，本文在系统总结无人机倾斜摄影技术的基础上，提出安全高效、高覆盖率、高精度的铁路工务无人机巡检方案。结合铁路工务巡检需求，研究铁路沿线周边环境隐患排查、隧道进出口仰坡地灾评估、桥梁基础冲刷水害评估等场景下的无人机巡检技术。将无人机倾斜摄影应用于不同巡检场景，结果表明无人机巡检技术可实现高效、安全巡检及成果的数字化管理。     

基于无人机视频的带状区域快速地形图测绘

近年来,无人机倾斜摄影测量技术在铁路、公路等带状区域地形图测绘工作中得到广泛应用,但仍存在航线冗余外扩、采集时间长、工作量大等问题,为进一步提高作业效率,满足突发应急事件下快速地形数据采集需求,提出一种基于无人机视频快速采集及成图方法,通过研究航飞速度、高度和相机参数与影像覆盖地面真实宽度之间的关系,给出视频均分帧处理及重建生成数字正射图和高程模型策略。通过选取典型长距离带状区域进行实验,按照提出的方法与技术流程,外业采集效率提高46%,并可达到1∶2 000测图精度要求,有效提高无人机测量技术在铁路勘察中的深度与广度。     

多基线数字近景摄影测量技术在铁路勘测中的应用研究

多基线数字近景摄影测量技术打破传统摄影测量单基线原理,采用多基线巧妙地解决了交会角、匹配、精度这三者间在传统数字近景摄影测量中不可相容的矛盾,同时将空中三角测量及平差首次引入了近景系统。本课题按照多基线数字近景摄影测量系统的基本作业流程,研究其在太行山2号隧道出口进行1：500工点地形图的测绘应用,并对实验成果进行了数据比对和精度分析,研究了该技术在铁路勘测中的应用范围。     

铁路“低慢小”无人机态势感知与预警平台设计

针对铁路沿线对“低慢小”无人机感知与预警的需求，设计了铁路“低慢小”无人机态势感知与预警平台，阐述了平台的总体架构、网络架构、具体功能与关键技术。该平台已在中国铁路北京局集团有限公司的试点区域内进行了试运行，可辅助铁路部门进行“低慢小”无人机监测与预警工作，降低“低慢小”无人机对铁路运营安全造成威胁的概率，为铁路安全生产提供有效的技术保障。     

数字摄影测量系统引进与应用模式分析

数字摄影测量系统是现今摄影测量发展的方向和研究的热点。本文介绍了对国际上几套先进的数字摄影测量系统调研和测试的情况。现就铁路航测数字摄影测量系统的技术引进、开发研究、应用方向提出一些看法。对数字摄影测量给航测专业带来的变化，结合铁路航测的状和特点，把数字摄影测量技术与解析摄影测量有机地结合组成新的生产流程等方面提出了一些看法。     

无人机倾斜摄影技术在铁路行业的应用研究

随着以无人机为飞行平台、搭载高精度传感器的倾斜摄影技术日益成熟,大量倾斜摄影项目应运而生。在铁路行业,无人机倾斜摄影技术从带状地形图、断面图的生成到实景三维模型的制作都展现出巨大的应用前景。本文深入研究无人机倾斜摄影的原理和特点,分析倾斜摄影技术在铁路勘察设计、施工建造、运营管理不同阶段的应用,并对该技术目前存在的问题进行探讨。     

合成孔径雷达干涉测量技术及铁路工程应用分析

研究目的:介绍合成孔径雷达干涉测量新技术的原理、干涉数据几何模式、数据处理流程、高程干涉测量和形变差分干涉测量方法;比较雷达干涉测量技术与当前常用的数字高程模型生产方法,分析铁路地质灾害监测与青藏线多年冻土区形变长期监测应用星载合成孔径雷达差分干涉测量技术的潜力.研究结论:(1)与常用的DEM生产方式相比较,合成孔径雷达干涉测量技术具有一些独特优势,适合快速获取各种范围、高精度、高分辨率的DEM;(2)在铁路勘测设计DEM获取、铁路地质灾害遥感监测和青藏线多年冻土区形变测量等方面应用潜力巨大,建议铁路工程部门开展该技术的应用研究.     

地面摄影测量技术在宜万铁路勘测中的应用

对地面摄影测量目前的发展状况进行综述,对其理论、方法及技术进行介绍,探讨地面摄影测量在铁路勘测设计中的应用,通过宜万线工程,总结地面摄影测量在工程建设应用中的质量控制及优化方法,同时,对宜万铁路地面摄影测量所得成果进行误差分析。     

三维地形可视化技术在铁路电力设计中的应用

三维地形可视化技术一直是地理信息系统、数字摄影测量、虚拟现实等领域的研究热点.铁路电力线路设计过程中,通过三维地形可视化技术,可以使设计人员对地形有较直观的认识,提高贯通线路设计的效率和质量.根据数字高程模型(DEM)数据,利用VC++6.0和OpenGL作为平台,重点讨论建立地形三维可视化系统的关键技术和实现过程.     

高速铁路灾害监测数据分析应用研究

高速铁路自然灾害及异物侵限监测系统(简称:灾害监测系统)的运行与维护(简称:运维)工作是保障系统可靠运行的基础,灾害监测报警及设备状态数据的分析应用,可为系统运维提供决策支撑.文章概述了灾害监测系统的运维管理工作,对风监测异常数据进行了研究,提出了风速风向计异常数据判识方法;通过分析灾害报警数据开展高速铁路沿线大风、强...     

基于倾斜摄影技术的铁路三维实景系统开发与应用

针对铁路沿线分布区域较广、地质环境复杂、无法及时获取沿线环境及违建物信息等情况,综合利用倾斜摄影等新技术手段,设计开发京张高铁三维实景系统。与传统的遥感卫星影像等展示方式相比,该系统能准确、完整地表达铁路沿线及周边各类建筑物,并将铁路建设期、竣工验收期及运营期的资料、数据进行集中式管理。该系统的应用实现了运维人员对高铁沿线设备设施及防灾监测数据的调取查看、违建物的智能提取,有效降低日常巡检的工作强度。     

基于灾害风险评估模型的铁路灾害监测预警系统研究

通过分析铁路事故统计数据,采用回归分析和灰色关联分析方法建立降雨量、风速和能见度等气象因素与事故发生概率的关系式;选取岩土类型、松散物质储量、流域面积、平均坡度和植被覆盖程度5个地质因素作为评价指标,建立基于层次分析法和多维标度法的铁路地质状况风险评估体系;借鉴风险矩阵表达方式,整合地质因素和气象因素,给出事故概率—危险度矩阵,建立铁路灾害风险评估模型。以铁路灾害风险评估模型为核心,构建由网络层、系统硬件层、数据资源层、信息处理层、应用层、业务层和访问层组成的铁路灾害监测预警系统,并接入铁路安全监控信息系统和中国气象科学数据共享服务网以及铁路局的相关信息系统,以很高、高、中和低4级风险强度表示方式将灾害风险评估的结果显示于铁路GIS地图上,能够提供直观、形象的铁路灾害预警信息。     

基于LSTM的高铁大风预测模型及算法研究

通过对风速数据进行时间序列分析,建立风速预测模型,实现大风灾害的预警,对提升高铁运营安全保障能力具有重要意义.通过分析某高铁客运专线防灾系统的历史风速数据,建立了一种基于LSTM神经网络的大风预测模型,使用TensorFlow平台进行模型参数训练,并结合实际监测数据进行了模型验证.结果表明,该方法预测未来20 min的...     

山体裂缝计的研究及其在铁路地质灾害监测预警系统中的应用

为了避免地质灾害引起铁路行车事故,建立有效的铁路地质灾害监测预警系统,设计了一种山体裂缝计。通过监测山体裂缝变化,进行数据自动采集,实现当山体裂缝变化率超过警戒值时发出报警信号。该山体裂缝计在西南地区铁路地质灾害监测预警项目中得到了实际应用,取得了一定的效果,实现了自动跟踪灾害发展趋势,提前预防和减少重大事故的发生,保障行车安全,并且为铁路外的地质灾害监测提供重要的关键参数和理论支持。     

铁路隧道防灾救援移动监控系统研究

针对目前铁路隧道防灾救援监控系统设置在就近车站或工务段值班室的固定监控终端不能满足快速救援响应的问题,为提高铁路隧道灾害应急响应能力,提出一种铁路隧道防灾救援移动监控系统设计方案。结合数据云服务平台和移动技术,通过移动互联网将移动终端与路局铁路隧道防灾救援信息系统移动服务平台对接,实现铁路隧道防灾救援移动监控,满足铁路隧道防灾救援的实时移动应急响应需求。     

高速铁路灾害监测系统故障诊断方法研究

作为高速铁路安全保障系统之一,高速铁路灾害监测系统（简称：灾害监测系统）的稳定运行是列车在灾害天气和突发异物侵限事件下安全运行的根本保障。针对灾害监测系统故障数据特点,构建了基于失效模式与影响分析（FMEA,Failure Mode and Effects Analysis）的灾害监测系统故障分析表,对该系统的故障表现、故障原因和影响进行分析。在此基础上,提出了基于随机森林算法的灾害监测系统故障诊断方法。通过对比分析可知,该方法优于传统的基于C4.5决策树的故障诊断方法,有助于灾害监测系统故障的快速诊断、定位和处置,减少人工排查设备故障的工作量,为灾害监测系统的运营维护提供技术支持。     

高速铁路灾害监测系统大数据分析

基于高速铁路灾害监测系统的大数据分析研究，通过分布式文件系统存储、MapReduce/Spark计算框架、数据挖掘等技术，对高速铁路灾害监测系统的灾害规律分析、灾害预测、运用规则优化、监测点布设优化、设备选型、设备状态分析等进行研究。以大风规律和设备运行状态为例进行分析，结果表明，50%左右的大风集中在15～16 m/s之间，通过优化大风报警阈值，可有效降低大风报警次数；电源故障是灾害系统设备的主要故障，需对其进行重点监测和维护。该研究可解决目前灾害监测系统运用和维护中遇到的问题，为灾害监测数据综合分析与应用研究提供技术支持。     

关于铁路路堑边坡区域地质灾害防治的思考

区域地质灾害是铁路工程建设和运营不可避免的工程难题。通过介绍南广铁路梧州段路堑边坡区域地质灾害防治的基本情况、项目地质灾害危险性评估成果以及相关区域地质灾害防治研究现状,分析从区域地质灾害防治角度开展铁路路堑边坡设计的重要性和必要性,提出将区域地质灾害防治贯穿路堑边坡工程整个寿命周期的观点,从设计、施工、运营维护的角度指出区域地质灾害防治的基本思路。