有砟铁路路基层位变形智能识别方法

针对探地雷达单期数据无法获取路基层位变化情况的问题,提出了一种基于周期性检测的铁路路基层位变形智能识别方法。首先采用YOLO v5模型识别雷达图像中的桥梁设备,通过与设备表模糊匹配实现多时相数据的里程配准,再基于U-Net模型对多期数据中的路基层位线进行准确识别,最后根据年变形量提取路基显著变形的里程范围,为养护维修决策提供数据支撑。采用实测数据进行了测试试验。结果表明：多期数据配准精度满足应用需求,自动识别的层位线与人工追踪结果相近,有效提升了探地雷达周期性检测数据的处理效率和精度,为铁路路基层位变形检测提供了一种新方法。     

路基探地雷达图像层位智能识别与状态评价

针对有砟铁路路基层位探地雷达图像人工追踪效率低、精度低的问题，提出了基于深度学习的路基层位智能识别与状态评价技术。根据多条线路现场实测数据建立样本集，基于YOLO v5和U-Net训练智能识别模型，提出了层位厚度、道床-基床界面平整度评价指标计算方法。结果表明：本文提出的有砟铁路路基层位智能识别方法具有较高精度，且U-Net模型识别效果优于YOLO v5模型，识别、评价结果与人工追踪结果偏差较小，满足铁路路基检测工程的实际需求。     

铁路GPR检测数据智能管理分析系统的研究与设计

为提高铁路基础设施检测探地雷达数据处理效率,提出了一种铁路探地雷达(GPR)检测数据智能管理分析系统方案。结合铁路基础设施检测工程需求与探地雷达数据特点,开展系统需求分析和设计。优化数据管理、工作流处理、交互解释和统计分析等步骤,克服目前软件的不足;利用Hadoop大数据技术进行多通道探地雷达数据的快速处理,实现海量探地雷达文件的并行计算;利用深度神经网络技术对探地雷达图像进行智能识别。对高铁隧道衬砌检测车采集的数据进行系统应用测试,测试效果显示,该系统可以提高探地雷达检测数据的管理和处理效率,推动铁路基础设施探地雷达检测向信息化、智能化和标准化发展。     

基于接触网支柱号在线智能识别定位技术研究

阐述应用图像在线智能识别技术,研究铁路基础设施检测设备的数据里程精确定位的关键技术;选题、技术路线、方案实施等,内容涉及到数字成像、边缘识别、特征提取、图形识别模型、软件设计等。     

铁路路基工程智能建造体系及关键技术

路基工程智能建造技术作为我国铁路智能建造的重要组成部分，代表了未来路基建设的发展方向。通过对路基工程智能建造技术的总结与展望，系统提出了我国铁路路基工程智能建造总体架构，明确了路基工程智能建造的概念、内涵与特征，建立了以岩土动静力特征识别、参数化设计与基于岩土动力学特征的智能机械作业控制为主线的路基工程智能建造技术体系、数据体系和标准体系，提出了路基工程智能建造在勘察设计、工程施工与建设管理方面的关键技术及重点发展方向，可为路基工程智能建造技术发展提供指引。     

基于激光扫描技术的无砟轨道离缝智能检测小车研发

针对CRTSⅡ型板式无砟轨道砂浆层离缝识别存在的技术难点,提出一种基于激光扫描技术的非接触式检测方法,研发出依靠人力推动前进的高速铁路无砟轨道离缝智能检测小车。小车在检测过程中实时显示检测位置的离缝值和轨道板编号,自动完成侧向挡块避障,检测完成后数据无线上传至云服务端,同时在本地自动生成统计报表。室内和现场试验表明,小车离缝值检测精度可达±0.1 mm,路基地段检测速度为5.5 km/h,桥梁地段检测速度为4 km/h,满足铁路工务部门天窗时间离缝检测快速、高效的需求。     

铁路入侵智能检测方法研究

铁路入侵行为严重影响铁路安全,由于人工监控容易产生疏漏,研究计算机智能铁路入侵检测系统尤为必要,文章提出了一种智能铁路入侵识别方法,主要包括2个方面:一是提出了一种描述n维入侵目标可能存在的m维基本运动过程的数学模型;二是提出基于方向场的铁轨智能识别方法。经轨道监控视频实验验证,文中提出的方法可有效识别监控区域中的轨道,并可对铁路入侵目标进行准确识别和跟踪,算法具有一定鲁棒性,对实现智能铁路入侵检测具有重要意义。     

基于Cascade R-CNN的铁路路基翻浆冒泥病害智能识别方法

针对铁路路基检测数据量大、人工识别效率低的问题,提出一种基于深度学习的铁路路基翻浆冒泥病害智能识别方法。本方法以级联区域卷积神经网络(Cascade Region Convolutional Neural Networks,Cascade R-CNN)为基础识别算法,利用Cascade R-CNN的多阶段检测架构,逐级提高交并比IoU阈值,在不减少样本数的前提下提高模型性能。为解决距离较近的高置信度目标病害被抑制的问题,使用Soft-NMS(Non-maximum Suppression)方法代替传统NMS,以减少假阳性结果的出现。同时,针对自制训练集样本量较小的问题,综合运用多种数据增强技术,防止模型过拟合,提高鲁棒性。试验结果表明,采用改进的基于Cascade R-CNN的识别方法在自制数据集上取得了43.7%的平均精度。模型对比试验也进一步验证了本文方法的有效性。     

铁路隧道衬砌表观病害智能检测技术

针对铁路隧道衬砌表观病害检测需求，梳理并分析技术现状，介绍隧道衬砌表观病害智能检测系统的研制情况和系统组成。提出铁路隧道衬砌表观病害智能检测面临的技术难点，分析图像快速采集、病害智能识别、病害样本库构建等智能检测关键技术。通过基于实测数据集以及现场检测复核等手段，验证铁路隧道衬砌表观病害智能检测系统关键参数。结合现场运用情况，分析铁路隧道衬砌表观病害智能检测系统运用效率。智能检测系统应用表明，铁路隧道衬砌表观病害智能检测技术可大幅提升隧道衬砌病害检测的自动化和智能化水平。     

石武客运专线试验段路基沉降变形预测方法

根据4种路基沉降数据拟合方法和基本原理,对实际工程的数据进行拟合,给出适合石武客运专线路基工程的拟合方法,为高标准铁路路基的沉降量预测和铺轨提供参考。     

高速铁路软土路基纠偏整治探索

软土地区的高速铁路受施工、堆载等外部因素的影响,路基和桥墩可能发生位移,这不仅威胁高速铁路行车安全,而且要纠正这种位移(纠偏)十分困难。现以某高速铁路K45路基发生横向位移整治工程为例,分析产生路基偏移的原因,研究探索影响纠偏的各个因素,通过6次整治方案的调整,实现了路基的纠偏。最后提出高压旋喷桩进行纠偏整治的关键要点,为软土地区桥梁桩基纠偏提供了思路。     

铁路路基工程信息化技术

在"智能制造"的国家战略号召下,铁路行业正经历着信息化、智能化的发展浪潮,信息化、智能化技术与高速铁路建造技术的融合,将全面提升铁路建设的效率与管理水平,促进铁路建设向"智能建造"转变。本文介绍了目前我国铁路路基工程信息化技术成果,详细阐述了铁路路基施工过程、质量检测的信息化系统功能、技术方案及其在铁路工程建设项目中的应用情况。铁路路基信息化建设将有助于全面提升铁路路基工程建造技术水平,为高速铁路"智能建造"提供有力支撑。     

中国高速铁路线路工程技术创新与发展

近年来,中国高速铁路线路工程技术取得了不菲的成就。其发展历程大致可分为以秦沈客运专线为代表的技术积累阶段、以国产化为主的积极推进阶段、以全面自主化创新为标志的自主提升阶段和智能化阶段。本文概述了铁路列车荷载图式、CRTSⅢ板式无砟轨道及轨道部件研发、路基结构变形控制、大跨度桥梁和长大复杂地质隧道建设等主要技术成就,结合当前国内、国际形势提出了高速铁路线路工程智能化、绿色化、装配化和精细化的发展方向,并针对线形、轨道、路基、桥梁、隧道和车站枢纽等提出了下步的工作重点,可为国家科技部门和铁路部门的技术政策制定与科研课题立项提供参考和支撑。     

智能京张高速铁路总体创新设计

京张高铁是我国"八纵八横"高铁网京兰通道的重要组成部分,是我国第一条智能高铁,将直接服务于2022年冬季奥运会,设计中采用了多项创新技术。根据该线的功能定位特点,结合项目沿线周边环境、地形地貌特点及各方要求,因地制宜地合理选择不同的技术标准,京张高铁全线涵盖了我国目前铁路客运时速120～350 km的全系列标准;在高铁客站建设,路基、桥梁、隧道等线下工程,通信信号等四电工程都有多项创新设计,全面贯彻绿色、环保、文保发展理念,首次提出铁路文化设计的概念,全力打造"智能京张精品工程"。从总体设计角度出发,重点介绍京张高铁的设计特点和创新点。     

墩台基坑开挖过程中列车动载对路堤的动变形分析

大量新建桥梁桥墩基坑工程位于铁路路基保护范围以内,使得铁路不可避免地受到基坑开挖的影响,既有铁路的列车动载加剧这种不良影响。在基坑开挖过程中,为了确保邻近铁路的安全,以孙渡特大桥上跨丰洛铁路桥墩施工为背景,通过建立三维有限元数值模型,分析在客车和货车不同速度下邻近既有线的基坑开挖过程中路堤的动变形规律:随着基坑不断向下开挖,路基中心处的竖向动位移和水平向动位移均增大,且水平动位移增长率大于竖向动位移增长率。60 km/h客车和40 km/h货车动荷载下路基中心的竖向最大动位移分别为3.32 mm和3.42 mm,其他情况均大于3.5 mm。最后基于铁路路基动变形3.5 mm的控制标准,提出在基坑开挖过程中客车限速60 km/h和货车限速40 km/h的控制措施可行。     

基于CPⅢ的动态精确定位技术的应用与探讨

动态精确定位是综合检测列车的关键技术之一,其难点在于校准点对应的精确里程数据库的建立。本文利用目前高速铁路沿线布设的CPⅢ数据资源,采用简单的圆心测量与等分测量方法和数据处理软件,将校准点的里程与CPⅢ测量里程一一对应,建立精确数据库,从而实现了动态精确定位;并在京沪高速铁路K718—K740进行了最高速度为400 km/h的验证试验,动态定位精度可达1 m以内。     

基于GIS的高速铁路空间结构物布置方法研究

铁路空间结构物的设置考虑因素众多,在节约资金的前提下,同时确定合理的桥梁、路基、隧道方案是一种尝试;利用GIS系统中DEM数据管理及空间分析功能,提取出特定平面线路位置条件下的地面线高程数据,在满足高速铁路线路纵断面设计原则的基础上,按照工程量及工程造价最小的目标函数条件,通过编程求解出拟定坡度条件下最优的路基、桥梁、隧道长度布置方案,计算结果满足结构物布置的经济性要求。     

石郑客运专线路基设计有关问题的研究

研究目的:采用无碴轨道结构形式已成为高速铁路建设发展方向,通过对石郑客运专线路基有关问题进行分析研究,提出相应解决措施和建议。研究方法:借鉴国内外有关规定和经验,对石郑客运专线路基填料、地基处理、过渡段设置、路桥比较等重点方面进行研究和比选。研究结果:高速客运专线路基填料尽量选取天然合格填料或做好改良试验,选取适宜处理措施进行沉降控制和过渡段设置,合理确定路桥分界高度和路改桥段落。研究结论:高速客运专线无碴轨道铁路路基设计中,尤其在平原地区,应对路基填料、沉降控制、过渡段、路桥比较等方面给予重点考虑,并通过必要的试验、经济技术综合比较等方法确定最佳处理方案。     

地质雷达在铁路隧道工程质量检测中的应用

针对铁路隧道施工中可能出现的质量问题,利用地质雷达技术进行隧道工程质量检测。岩土工程介质的电磁学特性决定了应用地质雷达的效果,介质的电磁学性质可用介电常数、磁导率和电导率3个参数来表征。地质雷达技术探测是一种利用广谱电磁波确定不同介质分布的探测方法。针对铁路隧道,给出地质雷达在无损检测应用中的工作方法,包括测线布置、采集参数设定、现场检测和后期资料处理解释。通过对现场数据处理分析,可以精确探测衬砌厚度,确定钢筋及格栅钢架的分布位置及数量,查明衬砌背后特别是拱顶存在的空洞和回填不密实区域。使用地质雷达对隧道混凝土衬砌结构进行检测,实践证明技术方法是切实可行的。