铁路既有线测量设计一体化技术的研发与实践

针对既有线常规测量方式不能重构既有线、提供中线理论坐标,无法满足CPⅢ铺轨的问题进行研究。采用兼顾轨道平顺性的最小二乘拟合优化法、拟合理论直线边构架既有线理论中线的控制桩法、基于设计要素阀值的曲线整正法、利用法向趋近重合法计算测点中线理论里程、归化里程获取设计接口数据法重构既有线。研制"全站仪数据自动采集系统"以及"既有线勘测设计一体化处理系统",实现提供既有线设计中线理论坐标的目标,形成从外业测量到内业自动化设计的一套完整的理论方法与技术体系,经工程验证后得到推广应用。     

POS辅助数码航空摄影测量测绘既有铁路精度分析

提出采用航空摄影测量方法解决既有线里程丈量和中线测量的具体思路和作业方案。从工程应用角度出发,利用POS辅助数码航空相机获取高分辨率航空影像,采用航空摄影测量方法对既有线测绘开展实验和精度验证,并对造成工程精度的误差来源进行分析。实验结果表明,采用POS辅助数码航空摄影测量能够满足既有线工程的里程丈量和中线测量要求,为既有线测绘提供了一种更加高效、安全的测量方法。     

坐标法曲线整正计算方法探讨

针对传统的既有线平面测量方法所存在的缺陷，探讨了采用坐标法进行铁路既有曲线整正计算的方法，重点介绍了坐标法测点的里程和拨量计算原理以及曲线参数优化计算方法。本方法比曲率判断法更为准确，比拟合圆心算法更简单、更容易掌握，因此测量效率可成倍提高。     

“无人机+激光雷达”在集通线复测中的应用

传统既有线复测主要采用上线作业方式,利用水准测量或GNSS-RTK技术进行中平和平面测绘,效率较低且存在安全隐患。针对集宁至通辽铁路(集通线)复测任务,提出一种基于"无人机+激光雷达"的铁路既有线测量方法,通过低航高的激光雷达获取高密度既有线点云,经轨迹解算、航带平差、坐标转换后,再采用特殊地面控制标靶对其进行点云精度改化,最终获取了既有线三维中线坐标。为验证精度,选取10 km的既有线点云数据与实测点进行对比,结果显示,该方法获取的三维中线坐标的平面、高程精度分别达到3 cm和3.4 cm,可以满足一般既有线复测的需要。     

铁路既有线曲线复测计算方法

为提高计算精度和速度,研究利用坐标法和最小二乘法进行铁路既有线曲线复测的计算.首先利用坐标法计算各测点的坐标,再计算正矢,然后根据正矢的变化规律选定圆曲线上的测点,用最小二乘法拟合出既有线圆曲线的半径和圆心坐标,并以拨正量最小为优化目标,优化圆曲线半径及圆心,进而计算出缓和曲线的长度、各测点的拨正量、特征点的里程和坐标等.实例计算表明:在铁路既有线曲线复测计算中,坐标法和最小二乘法结合使用,不仅克服了基于渐伸线原理的传统近似计算方法存在的误差问题,提高了计算精度,拨正量小,而且能够实现一次性利用圆曲线上所有测点的坐标拟合出圆曲线的半径和圆心坐标.     

既有铁路横断面数字化采集方法的研究

横断面测量的数据记录、计算、绘图等工作量大,传统采集方法已经不能适应当前数字化测量的发展要求。掌上电脑小巧灵活,非常适宜开发测量软件。介绍了既有线横断面采集的两种常用方法:中线上置镜法、中线外置镜坐标法,以及涵洞、跨线等存在斜交情况既有线断面采集方法,介绍了在掌上电脑上开发的既有线横断面数据采集软件。     

像控点布设方案对既有线中线测量精度影响分析

结合既有线测绘的实践,针对航测方法既有线中线测量像控点地面标志布设困难、数据量大等问题,提出通过合理划分测区,在保证测区四个角都有像控点的前提下,抽稀曲线内侧像控点的布设方案。对传统像控点布设方案下采集的中线、抽稀曲线内侧像控点布设方案下采集的中线与外业实测中线的垂线偏差进行分析比较,验证方案的可行性。     

既有线测量新技术

研究目的:解决老既有线测量技术的安全性差、效率低、精度低等问题。研究方法:用坐标法测量既有线。该既有线测量新技术坚持以人为本、安全生产,尽量减少线上工作人数为前提。置镜任意点,每个曲线建立相对独立的直角坐标系,同时完成里程丈量、线路方向、小偏角、轨面高程的测量。研究结果:用坐标法测量既有线,由原来5道顺序流水作业流程缩减成2道顺序作业流程,作业人数由31人减少到13人。完成同样的工作量,减少18个生产人员。线上作业人数由原来的23人减少到4人;最危险的轨道中心作业人数从8人减少到0人,大幅度降低危险系数。研究结论:既有线测量新技术在安全生产、测量精度控制、效率等各方面都有优势。技术更新的目标在于实现电子记录,减少人为错误,实现勘测设计一体化,安全生产,提高效益。     

增大平面曲线半径测设方法探讨

针对小半径曲线改建中新建曲线中桩坐标不易确定的问题,介绍用全站仪采集既有铁路曲线夹直线四点中线坐标,就可计算出改建曲线的曲线要素及改建线路任意里程中桩坐标的快捷方法,并提出在改建铁路中线不能贯通时,用解析法计算新旧两线线间距也可确定桥涵接长长度的办法;最后分析了某提速改造工程中一涵洞接长长度不足的原因。     

综合铁路枢纽内多线并行地段增建三四线方案研究

为解决综合铁路枢纽内多线并行地段增建三四线工程与既有铁路、市政道路、高层建筑聚集区等因素的匹配性问题,基于勘察设计实例,结合沿线重大拆迁聚集区、多条高铁和市政道路,从既有线里程确定、线路总体选线思路、线路重难点工程方案、平面计算方法等方面,对增建三四线线路方案进行综合研究。研究表明,贯通测量以尖轨尖作为既有线里程确定的基础,多线并行地段选择基准线,重新确定相邻线里程;增建三四线采用多次换侧绕避重大拆迁,高层住宅聚集区附近市政道路上跨既有铁路,增建三四线宜下穿市政道路,城市景观好,噪声污染小;线路区间直线地段宜采用最小线间距,曲线加宽一般采用加长内侧线缓和曲线长度的方法完成,困难条件下增大线间距;直线变距与曲线变距适用于绕避桥墩、单点建筑物,曲线换侧与直线换侧适用于绕避既有线附近重大拆迁聚集区。