面向防洪管理的铁路无人机巡检体系研究与应用

为了提高铁路防洪风险隐患排查作业效率与技术水平,从无人机平台与载荷选型、航线设计等方面,提出铁路无人机防洪巡检技术方案.结合铁路防洪管理特点和无人机巡检数字成果形式,建立了基于无人机的多层次铁路防洪风险隐患排查体系框架,实现沿线隐患排查、数字化台账管理、形变定量分析、水害应急处置等功能.依托邯郸—长治铁路,开展不同应用...     

铁路应急测绘保障体系建设研究

铁路应急测绘保障工作贯穿铁路突发事件的预防、应对、处置和恢复全过程，是铁路应急保障体系的重要内容和基础性工作。铁路系统目前尚未建立铁路应急测绘保障体系，没有形成成熟可行的保障机制，存在着应急测绘预案不完善、地理信息资源储备不足、专业应急测绘保障队伍不健全、突发事件现场资料获取传输及处理不及时等问题。根据铁路应急测绘保障工作的特点，基于近年来相关应急测绘项目应用成果，分析铁路应急测绘保障的现状和必要性，提出铁路应急测绘保障体系建设的总体思路，包括铁路应急测绘装备及队伍建设、铁路应急测绘保障预案及工作机制建设、铁路应急测绘保障中心建设和铁路应急测绘保障技术体系建设等内容；并梳理了构建先进的现代铁路工程应急测绘保障技术体系需重点研究的关键性技术。通过建立健全铁路应急测绘保障体系，全面提升铁路行业的应急测绘保障服务能力。     

无控制点的无人机影像在MAP-AT中快速拼接的作业流程研究

为了提高无人机低空遥感数据应用的实时性,针对传统无人机遥感图像拼接耗费大量时间和人力的问题,结合无人机影像处理项目的经验,对基于MAP-AT处理无人机影像流程中存在的一些问题及关键技术环节,提出一些更简便的方法,进一步了提高内业加密速度,更好地发挥出无人机遥感快速、宏观、动态的特点。     

基于无人机摄影测量的铁路地质灾害监测与评估研究

随着我国铁路建设规模不断扩大,铁路沿线地质灾害监测需求也在逐渐增加。针对铁路地质灾害的特点,提出基于无人机摄影测量的铁路地质灾害监测方法。详细阐述了无人机数据采集流程与数据处理技术,对某段运营期铁路现场踏勘并生成数字地形成果,并对存在地质灾害风险的区域进行数字地形成果综合解译。结果表明,无人机摄影测量技术可对铁路沿线地质灾害进行有效监测,为铁路运行安全提供科学可靠的数据支撑。     

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。     

面向铁路行业测绘数据集成共享探讨

研究目的:针对铁路测绘数据具有呈带状、分带多以及数据格式、存储位置均异构等特点,且数据量庞大、数据在各专业之间的流转效率低、数据管理不规范、数据重复使用效率低下等问题,本文进行基于元数据的测绘数据集成共享关键技术探讨,为铁路行业测绘数据成果规范管理、提高成果流转效率和服务手段等提供借鉴。研究结论:本文针对铁路测绘数据入库和查询等问题,提出了基于元数据的测绘数据集成共享方法,建立了铁路测绘元数据标准以及实现了基于接图表的三维可视化查询技术,为铁路测绘数据管理和应用提供了强有力的工具。研究结果表明,该方法完全满足铁路测绘数据规范管理和高效应用的需求。     

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。     

“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     

高速铁路长大隧道应急处置信息系统关键技术研究

分析高速铁路长大隧道事故带来的严重影响及传统应急处置模式,提出长大隧道应急处置信息系统的建设需求和关键技术。重点介绍多源数据三维可视化提供的新型应急处置方式,阐述了数据管理、应急处置、系统管理3个方面的业务功能,对系统数据采集、管理、可视化等关键技术进行研究。以杨林隧道模拟救援方案为例,进行功能展示和效果分析,验证系统在缩减救援时间、降低事故损失及社会影响、提升铁路运营效益、推进铁路装备智能化建设等方面的作用。该系统为高速铁路长大隧道应急处置提供综合解决方案,可推广至桥梁等专业应用。     

无人机LiDAR技术在山区铁路测绘中的应用

复杂山区铁路建设项目中,所涉及的区域一般自然环境恶劣,地形条件复杂,传统测绘手段难以获取满足设计精度要求的测绘资料。结合我国西部高海拔山区的某铁路勘测项目,根据工作区域、地形地貌等特点,提出基于北斗高精度区域定位的旋翼无人机多载荷仿地飞行方案,获取测区有效范围内高密度、高精度、高质量激光点云数据以及数码高清影像等数据资料,再对数据进行试验加工处理,形成各类测绘产品,满足勘察设计各专业对测绘资料精度需求,同时系统总结了适用于高海拔复杂地形、大高差、高寒缺氧等特殊环境下的无人机LiDAR测绘作业模式与技术手段,包括载荷性能指标、飞行航线指标、飞行平台指标、采集参数设置、内业数据处理详细步骤等。研究表明,在高海拔复杂山区作业环境下,充分利用无人机LiDAR机动灵活、环境适应能力强、数据精度高、仿地飞行等优势,可作为传统卫星影像测量、航空摄影测量等勘测技术的有效补充,在铁路勘察小范围精细化地形图制作、中线测量中具有得天独厚的优势,可以解决高海拔复杂山区铁路测绘难题。     

高速列车司机超视距监控预警系统应用研究

当铁路沿线突发自然灾害时，若高速列车临近灾害发生点，司机不能及时获知前方危情信息，无法及时采取应急措施，可能造成重大安全事故。研究提出高速列车司机超视距监控预警新型方法，设计由铁路灾害监测无线高速共享专网子系统、铁路防洪视频监控子系统、车载灾害视频监控子系统、铁路灾害危情智能识别子系统组成的高速列车司机超视距监控预警系统。对高速列车在隧道等复杂环境下车地高速数据传输、铁路灾害车地协同监控预警、铁路灾害危情自动识别预警等关键技术进行阐述，并完成车地协同监控灾害技术验证。结果表明，该系统可提升高速列车司机面对突发灾害的应急处置技术水平，增强铁路突发灾害的应对和防灾减灾能力，有效避免司乘人员伤亡，有助于推进铁路防洪点无人化值守进程。总结该系统的应用与验证情况，可为我国铁路防洪防灾工作提供参考。     

轻型飞机低空摄影资料在铁路灾害调查中的应用效果

通过新兖铁路长东黄河大桥的遥感工作表明，采用轻型飞机低空航摄资料对既有铁路的灾害调查，并提出防治重点是很有效果的。     

铁路时空大数据应急辅助决策系统及关键技术

为加强应急能力建设和加快应急信息化建设,设计铁路时空大数据应急辅助决策系统。介绍系统结构、数据架构、网络架构,以及系统功能;阐述系统中的地理信息系统、遥感监测、北斗卫星导航等关键技术和应用场景。目前,该系统已经在部分铁路局集团公司开展应用,为应急指挥人员提供全方位应急决策信息,切实提高了突发事件应急处置效率。     

“空地水”一体化测绘技术在航道测量中的应用

航道测量主要包括RTK陆上地形测量、单波束水下地形水深测量等,测绘成果通常只能以坐标点、矢量线形式体现在图纸上,无法获取测区直观的影像资料,并且受现场测量技术和条件的制约,在测区较大、通航或施工繁忙等情况下,难以保证水上水下测量的时效性、一致性和完整性。结合无人机低空摄影测量、高精度单机RTK定位、三维激光与影像扫描、多波束扫测及单波束测量、无人测量船综合应用等多种高新测绘技术,研究了适用于长江航道的多平台、多方位协同采集与多源数据融合处理的作业方式,对所获取的各种数据的类型、格式、数据量等,依据统一的数据标准进行融合及加工,以用于数据融合展示与分析,并基于该作业方法开发了一套可满足各种航道测绘的多源数据融合处理及成果可视化展示平台。研究结果表明,该多波束测深精度达到0.3 m,激光点云的平面精度和高程精度均达到0.4 cm,达到了规范要求的精度水平。     

川藏铁路旺北村特大型滑坡特征及对铁路危害分析

川藏铁路沿线因独特的地形地貌、活跃的构造运动、复杂的地层岩性等环境条件,滑坡灾害极其发育,其中规模为大型和特大型滑坡灾害也分布多,其相比中型(小型)滑坡对铁路的危害更大。为了保证川藏铁路顺利建设和长期安全运营,选择旺北村滑坡这一典型特大型滑坡灾害点作为研究对象,根据多次的实地考察,运用工程测量、无人机航拍、遥感影像等手段,查明旺北村滑坡的平面形态、地形地貌等,分析阐述滑坡成灾过程、形成原因及对铁路可能产生的危害方式,并提出相应的防治建议,以期为川藏铁路的建设提供科学依据以及为该区域滑坡灾害研究提供参考。     

小型无人机在国外铁路的应用

小型无人机具有机动灵活、远程操作方便、可高空采集高清晰分辨率影像、可勘察人工难以到达区域等优点。介绍近2年小型无人机在国外铁路领域的应用,包括铁路基础设施检测监测、事故救援调查及灾害评估、铁路勘测设计和项目施工进度检查等方面,对保障铁路安全和提升工作效率发挥了积极作用。同时,对无人机在我国铁路行业,尤其是复杂山区铁路建设的应用提出思考与展望。     

PPK辅助无人机摄影测量在公路勘测中的应用

近年来,PPK辅助无人机摄影测量技术由于灵活性高、对环境要求低、操作方便等优点而在测绘领域备受青睐。为验证PPK辅助无人机摄影测量在公路勘测中的精度,从事后差分解算无人机POS数据入手,探讨滑动式拉格朗日多项式插值算法、空间偏移改正等关键技术,并总结PPK辅助无人机摄影测量技术流程,然后基于新疆某高速公路工程勘测实践,对PPK辅助无人机摄影测量航测成图精度进行分析。研究表明,采用PPK辅助无人机摄影测量技术在一定程度上减少了测绘外业人员和仪器设备投入,提高了作业效率,生成的地形图精度能够达到平面中误差≯0.04 m,高程中误差≯0.12 m,满足高速公路勘测设计的需要。     

货运站无人机现场作业管理系统研究

为提高铁路货运站现场作业的安全与效率,在分析货运站现场作业现状的基础上,针对货运站现场作业人员素质有待提高、作业风险难以避免、作业实时监控效果不高等问题,分析货运站无人机现场作业管理系统现场作业内容和优点。结合无人机现场作业管理系统在货运站现场作业中的应用,对货运站无人机现场作业管理系统进行功能设计、架构设计和流程设计,以提升货运站现场作业的信息化水平,提高货运站现场作业效率和效益。     

基于APM的开源测绘无人机组装流程探讨

随着测绘科技设备的快速发展,无人机在测绘领域的应用越来越广泛,并取得了一定的成绩。无人机测绘的优势在于可以快速、高效地获取常规测绘手段难以获取的地理信息数据。从现场的使用经验来看,由于飞手对飞机不熟悉,经常会出现不确定的飞行事故,不但影响现场项目进度,还会引发安全事故。为了降低无人机使用成本,以及更精准地控制无人机,根据实际制作经验,从开源软件Ardupilot出发,详细阐述基于APM自制4轴测绘无人机的过程,从开源无人机的硬件组成、无人机固件写入、各部件调试、无人机实测飞行等方面进行介绍。研究表明,自制的多旋翼无人机具有制作成本低、维修方便、续航时间长等优点,可满足铁路测绘行业基本的使用需求。     

高分辨率遥感卫星立体影像制作地形图在海外铁路勘测设计中的应用

基于海外铁路项目勘测设计中面临的地形基础资料奇缺及获取困难等问题,应用高分辨率遥感卫星立体影像制作地形图技术可以解决。结合海外铁路工程实例,对高分辨率遥感卫星立体影像立体定位、测绘制图、应用效果等进行分析和介绍,证明其精度和功能可以满足铁路勘测设计1∶2 000地形图要求,该项技术在海外项目勘测设计中值得推广使用。