GIS+北斗时空信息服务平台建设方案研究

针对铁路交通运输智能化、数字化、无人化的发展需求，基于逐步发展成熟的北斗卫星导航技术和有关政策要求，探索GIS+北斗的时空信息服务平台建设方案。以中国铁路北京局集团有限公司GIS+北斗时空信息服务平台建设为研究对象，围绕现有地理信息共享服务平台、北斗相关安全防护应用系统和工程建设相关的北斗基准站，重点阐述业务系统现状、存在问题和业务需求，提出GIS+北斗时空信息服务平台构建的建设原则、技术路线和总体架构，以及总体建设方案与主要分项设计模块。平台可为各业务应用提供统一、安全、精准的时空信息服务支撑，有效拉动时空信息资源的整合和共享，保障人员安全及运输生产安全，提升智慧化运营水平。     

基于北斗的铁路施工作业人员和车辆安全预警防护系统方案研究

介绍铁路施工作业人员和车辆安全预警防护的现状及存在的问题,结合北斗卫星导航系统的优势,利用北斗卫星系统高精度定位技术,结合GIS地理信息、地基增强、移动通信技术及其它辅助技术,提出构建铁路施工作业人员和车辆安全预警防护的软硬件系统方案的设想。通过此方案可有效地解决现有铁路施工作业过程中人员与车辆间存在的安全隐患。根据预先在地图上规划的施工作业安全区域以及人与车的位置关系,实时动态地监视人员和车辆在地图上位置状态,当出现人和车之间的距离达到系统设定的危险距离或车进入到规划的施工作业安全区域时,系统自动给施工作业人员发送预警信号,提醒作业人员注意安全,从而预防和减少安全事故的发生,确保作业人员的人身安全。     

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。     

北斗铁路列车卫星定位与辅助预警系统

引入北斗导航卫星技术,提出北斗铁路列车卫星定位与辅助预警系统,对列车进行准确定位,并根据铁路运行列车的运行位置进行相邻列车间距预警计算。当相邻列车间的距离达到预警条件时,提示司机和调度人员注意行车安全,防止列车追尾事故的发生。     

铁路关键信息基础设施安全防护建设思路初探

为贯彻落实我国关键信息基础设施的保护要求,践行关键信息基础设施运营者主体责任,充分发挥安全运营价值,文章依据国家关键信息基础设施安全防护法要求,参考相关技术标准,分析铁路关键信息基础设施业务特点和防护现状,提出从业务应用、信息系统、重要数据和基础设施4个层面持续加强识别认定、安全防护、监测预警、事件处置和检测评估5项安全防护能力的建设思路,为铁路关键信息基础设施安全防护工作提供理论参考。     

铁路施工防护系统中多重冗余预警技术的研究

铁路施工作业过程中列车定位的手段单一,缺少信息的互联互通多方联控,人身安全防护的保障效果差。针对以上问题,铁路施工防护系统基于北斗高精度定位,利用4G通信、二次雷达通信等技术,进行列车位置跟踪、列车接近预警。对于列车接近预警的方式,系统采用基于二次雷达推算预警和基于北斗定位推算预警的多重冗余预警技术,该技术可保证由于隧道等原因造成只有一种预警机制起作用时,仍可检测出列车接近施工区从而产生预警信息,保证系统功能的可靠性。     

旅游铁路消防系统智能运营维护技术研究与实践

旅游铁路对消防安全管理提出了更高要求，传统消防安全管理模式已无法适应旅游铁路的快速发展。文章研究将视频监控、蓝牙定位、物联网等技术应用于旅游铁路消防安全管理；结合都江堰—四姑娘山旅游铁路（都四线）示范工程，建设了消防系统智能运营维护平台平台，重点实现人员自动检测、定位和跟踪，消防设备设施状态实时监测和预警，以及灾情现场火灾参数动态监测与预警，能够极大地增强旅游铁路消防系统运营维护能力，并在火灾发生时提供准确可靠救援指挥参考信息，为旅游铁路安全运营提供了强有力的技术保障。     

铁路基础设施全生命周期数据传递关键技术研究

重点分析铁路基础设施全生命周期数据传递面临的主要挑战,提出设计交付数字化和竣工交付数字化是解决全生命周期信息无损传递的必由之路。针对数字化交付涉及的数据标准、流程再造、责任认定、数据安全、档案数字化、运维移交等关键问题进行逐一分析和研究,结合我国铁路特点给出详细的设计思路和实现方法,为铁路基础设施全生命周期数据传递奠定技术基础。     

智能运维在高铁工务作业安全监控管理的应用

设计基于卫星定位、电子传感、射频识别及红外摄像等技术的高铁工务作业安全监控模块，利用智能化终端集成多种硬件技术为一体，并与B/S的系统平台信息互换，实现高铁工务现场作业全过程监控，已经应用于多个站段。通过对现场作业相关数据进行收集和分析可知，现场作业不规范情况逐渐降低，满足作业人员人身安全要求，实现行车安全的可靠防护。应用结果表明，此监控方式可降低对现场作业人员的不安全因素，为工务现场作业智能化运维提供了有益的探索和实践。     

基于北斗卫星的铁路地基增强系统应用研究

北斗地基增强系统将卫星定位、计算机网络、数字通信等技术多方位结合,可以满足铁路对安全监测和运营效率的更高要求。介绍北斗卫星导航系统及地基增强系统,结合铁路特殊性提出铁路北斗地基增强系统的应用可行性及建设方案。     

“基于高精度定位的铁路站场作业人员安全防护系统”通过技术审查

正2019年12月25日,中国铁路北京局集团有限公司电务部与广州市中海达测绘仪器有限公司,合作完成的"基于高精度定位的铁路站场作业人员安全防护系统",通过了中国铁路北京局集团有限公司的技术评审。该系统采用北斗高精度定位技术和地理信息开发平台技术,对铁路站场进行了高精度数据采集测绘,具备高精度定位、电子围栏、安全监控预警等功能。系统由作业人员安全防护系统、人员作业防     

高铁隧道内基于北斗卫星的导航定位延伸系统硏究

为了满足高速铁路隧道内的列车定位需求,提出了高铁隧道内基于卫星导航的定位延伸技术。采用中国自行研制、安全可控的全球卫星定位北斗卫星导航系统(BDS),利用现有设施、设备、漏缆、交换机,增加卫星导航接收机、再生卫星信号源等设备,将隧道外北斗卫星导航定位信息二次处理后.实时同步到隧道内信号发射设备上,实现隧道内卫星导航信号全覆盖,连续实时定位、不失锁,保障移动终端卫星接收机正常连续工作,为高铁运营、实时监控提供全方位支撑。     

高速铁路运行安全检测监测与监控技术

高铁运行安全风险源识别、研判、防控,是确保高铁运行安全的重要技术支撑.从高铁综合检测、牵引供电检测监测、通信信号监测预警、列车运行状态监控、线路基础设施监测及环境与灾害监测预警等方面,全面介绍我国高铁运行安全检测、监测与监控关键技术,提出要不断完善高铁安全技术体系建设,增强科技保高铁运行安全的能力.     

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。     

基于PS-InSAR技术的连盐高铁灌河特大桥形变监测与分析

桥梁形变监测对发现桥梁安全隐患，避免桥梁安全事故发生具有重要意义。与传统桥梁监测方法相比，永久散射体合成孔径雷达干涉测量(Permanent Scatter Synthetic Aperture Radar Interferometry, PS-InSAR)技术以其监测成本低、监测范围广、监测精度高和非接触等优势，在大范围桥梁形变监测中具有潜在优势。以连盐高铁灌河特大桥为研究对象，利用时间跨度为2018年1月至2020年12月的89景C波段中分辨率Sentinel-1A数据，使用PS-InSAR技术提取灌河特大桥的形变信息，并将监测结果与同期北斗(BeiDou Navigation Satellite System, BDS)观测数据进行比较。结果表明：在监测时间段内，灌河特大桥形变速率范围为1.7～5.3 mm/a,时序形变平均值趋近0,桥梁整体保持稳定；PS-InSAR和BDS对比结果的均方根误差在6 mm之内，二者取得了较好的一致性。研究结果证实了C波段中分辨率Sentinel-1A数据监测大跨度刚桁梁柔性拱桥的可行性，可为桥梁的风险管理和灾害预警提供参考依据。     

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。     

融合北斗技术的铁路工程线铺轨施工安全管理关键技术

针对铁路长大深埋隧道群工程，研究工程线铺轨施工安全预警关键技术。介绍铺轨施工安全管控总体需求、关键技术、技术创新点、试点及应用情况。融合北斗技术研发长大深埋隧道群内外通信组网、车辆及人员实时定位、终端报警装备、调度指挥中心监控系统，实现车车、车人接近预警，运用技防手段有效降低碰撞发生风险。成套技术采用先试点后推广方式应用于成昆铁路峨冕段铺轨工程，与管理手段相结合，保障工程线铺轨施工安全。     

铁路外部环境安全隐患变化卫星监测技术

为保障铁路运营安全，科学、高效、定期开展铁路周边安全环境整治工作，需大力提升技防手段，其中卫星监测技术可以快速准确获取铁路外部环境安全隐患的地理位置和属性特征，有效降低人力、物力投入。因此应大力推广铁路外部环境安全隐患变化卫星监测技术应用，同时要及时跟进作业流程规范化梳理，依托京沪高铁廊坊段卫星监测技术应用，详细论述技术流程、数据预处理、隐患影像特征、项目内容，形成一整套满足工程应用的作业指导。相比较传统的现场筛查安全隐患变化，卫星监测技术获取的安全隐患问题库更精细具体，规范化安全隐患变化卫星监测作业流程可以更好地提升监测精度和工作效率。