基于改进YOLOv3的铁路落石检测方法研究与实现

我国山区铁路沿线边坡崩塌落石侵入铁路限界将严重危及列车运行安全,当前铁路危岩落石的自动化监测系统存在误报、漏报及时效性低等缺点,各类监测系统对侵限落石的检测方法成为了制约系统性能指标的关键因素。本文收集了大量铁路真实场景下的崩塌落石样本,并选取Faster RCNN和YOLOv3算法进行了落石检测对比实验,实验表明YOLOv3算法与Faster RCNN算法检测精度相近,但检测速度更快,因此本文选取YOLOv3算法构建铁路边坡落石检测模型。由于YOLOv3算法对铁路落石群的检测准确度较低,本文采用多尺度检测以及调整网络超参数等方式对YOLOv3框架进行了改进,结果显示对落石群检测准确度提升效果较为明显,更能满足铁路沿线危岩落石检测的实际应用要求。     

崩塌落石区段预测的研究

山区铁路的崩塌落石分布处所多、发生频率高、运动速度快，有防不胜防的特点。铁路管理部门特别关心各段线路的崩塌落石的严重程度。本文采用信息量统计预测的方法，对崩塌落石进行了区段预测。     

张吉怀铁路土峪隧道危岩落石特征及防护措施研究

山区铁路隧道进出口常面临危岩落石的威胁，依托张吉怀铁路开展高陡边坡危岩落石勘察及防护措施研究。土峪隧道进出口山体陡峭，竖向节理发育，岩体破碎，分布大量危岩落石，对铁路施工及运营构成巨大威胁。通过遥感解译、三维激光扫描、现场调查等“空-天-地”综合勘察手段，查清了土峪隧道进出口的危岩落石分布范围和特征；采用落石模拟软件Rockfall对洞口落石的运动轨迹进行模拟，分析落石的影响范围、冲击速度、弹跳高度和冲击能量，结合土峪隧道进出口地形、地质条件，提出“清除锚固+棚洞/明洞+主被动网”的综合防护措施；最后，总结形成了山区铁路隧道口硬质岩陡峭边坡危岩落石的勘察方法和加固防护设计原则。     

金温铁路崩塌落石的成因与防治

金 (华 )—温 (州 )铁路沿河傍山 ,部分区段岩体破碎 ,崩塌、落石等地质灾害经常发生。文章介绍崩塌、落石形成的原因和特征 ,以及采取避、护、顶、锚、拦等多种防治措施 ,使金温铁路的崩塌落石得到较为彻底的整治     

基于FPSS技术的被动网落石报警系统研究

研究目的:铁路沿线发生崩塌落石灾害的事故大量存在,不胜枚举,如何保证其运营安全,已变得越来越重要。鉴于此情况,迫切需要研制一套能够满足各种条件下的高危路段沿线无人值守、自动发现障碍物,并能够为列车提供预警的自动监测系统。本文通过应用FPSS(分布式光纤周界告警系统)技术实现了铁路沿线被动网落石的振动分析报警功能。研究结论:(1)利用FPSS光纤传感技术进行系统开发,可应用于铁路沿线被动网落石振动分析报警,可实时、无人值守、全天候监测铁路沿线被动网落石情况,保障铁路运营安全;(2)本系统的成功设计可实现铁路被动网落石的振动信号获取、信号干涉解调、信号采集、信号分析处理全流程;(3)工程实际应用表明,其能满足铁路边坡落石病害监控的要求;(4)该研究成果可应用于铁路、公路落石报警领域。     

坪上隧道口危岩落石失稳模式及运动特征分析

研究目的:在建成都至贵阳铁路坪上隧道进口上方仰坡高陡,危岩落石发育,一旦失稳则造成的危害极大,严重影响铁路施工及运营安全。因此需通过分析研究坪上隧道进口危岩落石的形成机理、失稳模式及破坏后的运动特征,以确定危岩落石的失稳滚落概率及路径,并提出有针对性的整治、防护措施,同时也为其他山区铁路遇到危岩落石不良地质时提供调查、分析、计算方法及工程防护措施的参考。研究结论:(1)在基于现场调查及实测工作基础上,将坪上隧道进口危岩落石失稳划分为4类破坏模式;(2)通过对落石运动的模拟,确定了隧道洞口上方约有6%的危岩体失稳后将对洞口及桥梁构成危险;(3)提出了隧道洞口危岩落石整治方法及设置防护的具体位置和措施,从而确保铁路施工及运营安全;(4)该研究成果可应用于危岩落石不良地质工程的勘察及设计中。     

沈丹客运专线本溪隧道出口落石影响范围研究

为对铁路隧道出口落石分布范围的分析提供理论依据,提出了一种二维斜坡落石崩滑运动模型,该模型基于铁路行业所推荐的落石法向与切向恢复系数,建立了落石在同一直线坡段与不同直线坡段连续碰撞的时间与速度计算方法。通过对沈阳至丹东客运专线本溪隧道出口附近危岩体的调查,运用所建立的计算模型对落石的潜在影响范围进行了分析,绘制了落石的平面影响区域,为隧道洞口与相邻桥梁的设计提供了依据。     

通信协议在铁路防灾监控系统中的应用研究

介绍了铁路防灾监控系统的架构,并对系统中的通信协议进行了详细介绍,重点分析了现有铁路防灾体系中通信协议的优缺点,结合铁路防灾监控系统中落石监测报警的需求,研究开发了一套高效可靠的通信协议。介绍了通信协议的格式、连接模式、硬件程序架构等,并展示分析了通信协议的测试结果。     

北同蒲铁路K195至K196地质病害遥感调查

通过遥感判释,结合地面重点验证,分析了北同蒲铁路K195+000至K196+000段发育的落石、岩堆及泥石流地质病害形成和发育的地质背景、变形特征以及对铁路的危害,并据此提出了工程整治方案的建议.     

基于发生概率和致灾性的危岩落石灾害风险评价

危岩落石是山区铁路较为常见的地质灾害,其危险性评价是铁路勘察设计的一个重要内容。综合考虑地形地貌、地层岩性、地质构造、气象水文、地震和落石历史发生情况等要素,通过量化这些指标计算出危岩落石的评价权重值(AHP方法),建立危岩落石发生概率评价标准。根据危岩致灾特点,结合危岩威胁区域预测和概率分析方法,按照建设和运营两个阶段,提出按人员死亡与经济损失两个方面评价危岩崩落致灾等级(把致灾等级划分为5级),基于危岩体发生概率和致灾性等级,建立危岩落石危害性等级综合评价标准,对不同危岩体危害等级提出对应的接受准则和风险控制原则。新华隧道出口危岩落石风险评价案例表明,该方法具有较强的适用性和准确性,可为铁路勘察阶段地质选线和设计施工阶段危岩落石的防护提供借鉴。     

铁路隧道洞口高陡边坡危岩落石危害分析及整治措施

危岩落石是山区常见的地质灾害之一，对铁路运营安全造成威胁。以某铁路隧道洞口边坡危岩落石为研究对象，通过现场勘察对危岩体的分布特征、类别、结构面等信息进行相关的获取、测量工作，在此基础上对落石的优势路径进行预测，利用数值模拟对研究区内不同区域的危岩落石运动特性进行分析研究，并针对性地提出“分区治理、分级防护”的综合治理整治措施，为类似工程的设计思路和治理措施提供指导和建设性借鉴。     

引导型防护网在山体危石整治中的应用

山区铁路一般采用主、被动柔性护网,用量大、投资多,产生的落石难于清理。针对山区铁路线路上的山体和边坡特征,采用三维激光扫描仪与全站仪配合联测,对边坡进行三维扫描,获得地形、地貌和裂隙的分布,并分析落石运动轨迹,得到了落石的跌落速度、弹跳高度、冲击能量等主要参数,根据分析结果,选用引导型柔性防护系统,不仅能减少防护面积,节约工程造价,还能保证防护效果。该方法在铁路边坡防护工程应用中具有推广价值。     

RFA落石分析软件开发与工程应用

研究目的:落石作为一种常见的地质灾害形式,严重威胁着铁路建设与运营安全,因此科学合理的开展落石设计成为减少此类地质灾害的重要手段之一。国际上在落石防治方面已形成包括危岩勘察、稳定性评价、落石运动路径及能量计算、被动防护网设置位置确定、防护网选型等内容的基本健全的设计体系。而国内设计体系尚不完善,缺乏为设计提供落石轨迹与冲击能量计算的软件,因此开发一套具有自主知识产权的分析软件势在必行。研究结论:(1)RFA软件可在设定范围内采用随机概率的形式对落石运动轨迹、落点位置、冲击能量范围等进行计算,计算结果可直接作为设计依据;(2)RFA软件大大提高了目前铁路行业的落石计算能力与工作效率;(3)RFA软件已成功应用于东科岭隧道出口段落石设计中,并取得良好效果,今后可在该领域中推广使用。     

宜万铁路边坡危岩落石监测光纤光栅传感技术研究与应用

以宜万铁路五爪观隧道口边坡危岩落石监测项目的实施为背景,利用光纤光栅传感特有的技术优点,研发了一种边坡危岩落石实时监测报警系统,该系统可有效提高铁路边坡防护工程的减灾防灾效果。     

隧道洞口坡段落石灾害危险性等级评价方法

出于隧道洞口坡段落石灾害防治决策的需要,针对铁路和公路的隧道洞口及交通运营特点,从落石致灾可能性(包括危岩崩落可能性、落石达到洞口区域可能性)和致灾严重性2个方面对落石灾害危险性等级进行综合评价,据此定义隧道洞口坡段落石灾害危险性分级指标,并在量化评分各影响因子的基础上,建立隧道洞口区域落石灾害危险性等级评价方法。将该方法用于8个隧道洞口的落石灾害危险性评价,结果表明该方法能够满足落石防治决策需要,并可为落石运动路径、速度、动能等计算设定风险等级。     

山区铁路落石、崩塌防治措施

本文针对西南山区铁路沿线地质情况，全面阐述了铁路崩塌、落石的预防以及整治措施，同时提出了为更科学、合理的采取防落石措施的建议意见。     

北同蒲铁路K195至K196地质病害遥感调查

通过遥感判释，结合地面重点验证，分析了北同蒲铁路K195＋000至K196＋000段发育的落石，岩堆及泥石流地质病害形成和发育的地质背景，变形特征以及铁路的危害，并据此提出了工程整治方案的建议。     

郑万铁路罗家山隧道高陡边仰坡危岩落石综合防护技术

郑万铁路罗家山隧道横洞洞口分布大范围的危岩落石,对洞口施工人员及设备安全构成巨大威胁,本文采用Rockfall落石分析软件对坡面落石滚落弹跳高度、运动速度和冲击能量进行模拟分析,结合边仰坡实际情况,提出"落石清除及场地搬迁+混凝土明洞+高强波纹板棚洞+张口式帘式主动防护网+被动防护网"的综合措施,以减轻危岩落石危害,设...     

蒙西至华中铁路某崩塌落石的稳定性及运动特征分析

对蒙西至华中铁路一侧的崩塌落石进行了定性及定量的稳定性分析,根据一种平面坐标系的崩塌落石运动模型,结合具体地质特征选择典型落石块体对崩塌落石的运动特征进行了理论计算,计算结果对防护结构设计具有一定的指导意义。受建立运动模型的假设及参数取值的影响,计算结果还需要进行一定范围内的现场试验进行修正。     

金温铁路K139高边坡危岩落石综合治理

既有金温铁路沿江而建,主要经过岩浆岩地区,边坡高陡,岩质坚硬,节理裂隙发育,容易形成崩塌落石。针对既有金温铁路高陡边坡危岩落石发育特点,结合金温铁路高陡边坡中典型的病害点,介绍了具体的概况,综合分析了其形成的各种成因,制定了具体的处理措施,提出了综合治理病害工点行之有效的措施。