智航无人机载LiDAR系统在轨道交通建设中的应用分析

为了减少轨道交通建设外业勘测的工作量,提高制图的效率和精度,本文首先基于实际项目,选用智航SF1650六旋翼无人机载LiDAR系统对济南新东站片区进行航摄,利用获取的LiDAR点云和影像数据制作DEM、DOM,然后再进行大比例尺地形图和片区断面图的制作。通过外业勘测核实,DEM和DOM精度完全满足轨道交通建设工程制作大比例尺地形图的要求,且相较于传统立体航测,精度和数据利用率得到很大的提升,极大减少了外业勘测工作量,验证了智航SF1650无人机载LiDAR系统的可行性,为今后的工程应用提供了参考方案。

基于反射强度的改进欧式距离聚类钢轨点云分割方法

线路点云数据结构化是深化专业计算与分析的技术前提。点云分割是点云数据结构化的基础。钢轨作为轮轨走行面,其空间位置的连续及平顺情况直接影响行车安全,因此轨道结构分割中,首先需对钢轨进行分割处理。针对传统欧式距离聚类中线路全景点云数据遍历导致距离阈值难统一、难界定,造成分类过多不易查找,或人工选取初始点及调参带来的自动化程度不高的情况,提出基于反射强度的改进欧式距离聚类钢轨点云分割方法。在对轨道结构特性分析的基础上,采用布料滤波算法进行地面滤波,区分地面点与地物点,精简线路点云为轨道结构点云;融合点云反射强度属性,提出提取率概念,确定钢轨高反射强度区间,进行钢轨顶面点云预分割,进而以轨顶面预分割点作为初始点,根据钢轨断面轨头高和轨头宽构造对角线长度来计算距离阈值,由Kd-Tree找到小于轨头距离阈值的点进行欧式距离聚类,实现对轨头凸集点云的分割。多路段钢轨点云分割试验,精确率及召回率均大于90%,说明该方法可行有效。

考虑节点重要度的城市轨道交通应急救援点选址研究

为实现对城市轨道交通中关键站点的识别和保护,提出1种考虑节点重要度的应急救援点选址方法,基于复杂网络理论构建城市轨道交通网络,从节点拓扑属性、车站属性、网络连通属性3方面出发建立节点重要度评价方法,构建节点重要度加权下的综合覆盖水平最大、最大救援响应时间最短和建设成本最低的多目标应急救援点选址模型,并以武汉地铁网络为例,基于熵权-TOPSIS法确定网络中共262个节点的重要度,设计变邻域遗传算法进行优化求解。研究结果表明:4种赋权方案下发现,相对不考虑节点重要度,本文方法所得目标在综合覆盖水平上分别提高1.44%,1.06%,2.51%和2.90%,同时可有效降低最大救援响应时间及建设成本,识别与保护关键站点。研究结果可为提升线网整体的应急能力提供指导。

跨座式单轨在旅游轨道交通中的适用性分析

随着社会经济的发展、生活水平的提高和生活观念的改变,人民对旅游的向往促进了我国旅游业蓬勃发展。为满足游客对旅游品质提出的更高要求,旅游与轨道相结合的出行方式应运而生。目前旅游轨道交通属于新兴且相对热门的事物,但并无相应的分类、设计、施工、验收标准,急需明确适合不同旅游资源的轨道交通制式,供建设单位选择和参考。通过对旅游景区分类、旅游景区对轨道交通需求、适合旅游的轨道交通制式分析,并重点对跨座式单轨系统在旅游轨道交通的适应性进行研究,得出跨座式单轨拥有的与环境融合的车辆外观、适合旅游客流特征的运输能力、灵活的车辆编组、轻盈的轨道梁桥结构形式、超强的地形适应能力、优异的环保性能,再加上满足投资人要求的工程建设成本,使其成为非常适合旅游轨道交通的一种系统制式。最后通过分析跨座式单轨作为旅游轨道交通与城市轨道交通的不同,提出跨座式单轨作为旅游轨道交通今后应在新型车辆研制、与旅游单轨运营需求匹配的设备配置、系统集成、旅游轨道交通技术标准制定等方面开展研究,为今后旅游跨座式单轨交通的推广和落地提供参考。

三维激光扫描与BIM技术融合的城市轨道交通地下建筑物三维建模方法

本文将三维激光扫描技术与BIM技术相结合,实现了城市轨道交通地下车站、隧道及附属设施的三维建模。通过激光扫描仪获取点云数据,利用点云处理软件进行预处理,包括拼接、去噪和精简等操作;然后利用特征点云提取方法结合BIM建模软件和可视化编程技术,有效解决了传统测绘方法无法获取和处理复杂地下建筑物信息及BIM模型中信息孤岛问题。本文方法对未来城市轨道交通工程建设和运维管理的信息化和三维可视化具有重要意义。

考虑轮轨多点接触关系的车轨系统地震响应分析

为研究地震作用下轮轨多点接触关系及其对车轨系统地震响应的影响,本文基于虚拟渗透理论分析了轮轨多点接触的几何关系,采用修正的Kik-Piotrowski方法和Kalker线性理论求解轮轨接触力,并建立了地震作用下考虑轮轨多点接触关系的列车-无砟轨道系统模型;以某高速铁路为对象,研究了车轨系统的地震响应及列车的行车安全性。研究结果表明:地震作用下轮轨之间会出现2点接触情况,次接触斑对轮轨接触行为具有重要影响;轮轨多点接触关系对地震作用下的轮轴横向力和脱轨系数具有重要影响,不考虑该多点接触关系会低估列车的行车安全性;车轮抬升量对地震动强度不是特别敏感。

基于线结构光的钢轨断面磨耗改进检测算法

经典的最近点迭代(IterativeClosest Point,ICP)配准算法常被应用于钢轨断面磨耗检测系统。当轨道检修车工作运行时,基于线结构光的钢轨断面磨耗检测系统采集的钢轨廓形数据通常会受到各种离群点噪声的干扰,导致计算得到的钢轨廓形几何形态变化较大。在实际应用中,轨道检修车钢轨断面磨耗动态检测精度要求侧磨为±0.5mm,垂磨为±1.0mm,故磨耗检测算法的设计不能因为廓形含离群点噪声而降低检测精度。因此,文章提出了一种改进的两阶段钢轨断面廓形磨耗检测算法。该算法在第一阶段首先利用钢轨廓形的特征点对进行快速初始配准,使得2个点云集具有较好的初始位姿,第二阶段采用改进的鲁棒ICP算法完成精确配准,最后计算得到钢轨断面磨耗几何参数。通过在实验室搭建钢轨断面磨耗检测系统试验平台,以试验模拟实测数据常见的轨腰段和轨底段离群点干扰,并以手工接触式磨耗仪的测量数据作为参考基准,对比经典ICP算法和文章所提出的改进算法,分析磨耗检测的精度误差和有效性,并在此基础上,对算法的检测速度进行对比分析,对改进算法的重复性测量精度进行验证,最后在地铁线路上开展轨道检修车实测验证。结果表明,文章所提的改进算法有效提高了在离群点干扰场景下钢轨断面磨耗检测的精度和速度,具有工程实用价值。

关于高铁地震波场虚拟道集生成的理论分析

中国约80%的高铁运行于高架桥上,高铁振动通过桥墩传入地面.本文对运行于等间隔桥墩的高架桥上高铁振动产生的地下地震波场形态进行了理论分析,根据其在特定方向形成相干相位稳相点区域的特征,设计了一种基于多个不同速度高铁列车振动记录叠加,分离单桥墩激发虚拟地震波场的方法,并对单层与多层介质的情形进行了理论验证.

都市圈多层次轨道交通互联互通技术要点研究

随着我国城市化水平的提高,单一轨道交通已无法满足多样化出行需求,各都市圈多层次轨道交通互联互通一体化发展已成必然趋势。该文通过对国内都市圈轨道交通存在的问题进行总结和分析,从顶层设计、客流预测、技术标准、灵活运输、衔接点锚固、资源共享、全局调度等方面,提出构建都市圈多层次轨道交通互联互通技术要点,为都市圈一体化高质量综合交通体系建设提供借鉴和参考。

轨道障碍物检测应用及展望

随着城市化和交通网络不断扩张,确保铁路和地铁轨道上的障碍物及时检测和移除,对于轨道交通系统安全至关重要。文章研究当前先进的轨道障碍物检测技术,特别关注基于深度学习应用,探讨该领域未来的潜在进展。深度学习技术在计算机视觉领域取得显著成功,能够有效识别和分类复杂图像数据,因此在轨道障碍物检测方面具有巨大潜力。通过深入分析这些技术前景,阐明未来轨道障碍物探测领域的挑战和机遇,为相关研究提供有价值的建议和指导。同时提出一种基于动态背景建模与三维点云分割的方法以尝试解决现有主流方法中存在的缺陷,希望通过这一综合方法,提高轨道障碍物检测系统的性能,增强轨道交通安全性,为乘客提供更加可靠的出行体验。

高速铁路道岔尖轨心轨廓形偏差校验软件研制

通过人工方法校验尖轨心轨廓形偏差,不仅校验结果准确性不高,而且校验效率低。依据TB/T 3307.1—2020《高速铁路道岔制造技术条件第1部分:制造与组装》要求,参考人工校验方法,提出尖轨心轨廓形偏差校验软件功能,介绍廓形偏差校验原理,设计廓形偏差校验软件,并验证廓形偏差校验软件。结果表明:采用廓形偏差校验软件,能够准确、快速地对比尖轨心轨廓形,并且统一了廓形比对基准和偏差计算方法,消除了不同方法造成的结果差异。

低运量城市轨道交通规划设计要点研究

低运量城市轨道交通作为我国城市轨道交通体系的重要组成部分,在国家“双碳”战略的引导和资本市场的支持下,受到各级政府的广泛关注。为引导新时期低运量城市轨道交通高质量发展,文章系统梳理国内低运量城市轨道交通发展历程,在剖析现状运营线路发展困境的基础上,针对其承担的中小城市或大城市新区骨干线、大城市大运量城市轨道交通接驳补充延伸线、特殊功能线3种主要功能,以国内典型案例为切入点,提炼剖析线路运营成败因由,并据此提出不同功能定位的线路在网络协同、通道布局、换乘衔接以及景观塑造等方面的规划设计要点,以期为低运量城市轨道交通的规划设计提供参考和借鉴。

城市轨道交通先张法预制U梁的科研管理要点浅谈

城市轨道交通建设中都有一定比例的科研经费,但所占工程投资比例较低,如何有效地利用科研资金是一个需要探讨的问题。城市轨道交通高架桥广泛采用预制U梁结构。近年来,先张法预制U梁作为一种新产品,需要对其力学性能、温度效应一系列技术问题进行研究。以某城市的轨道交通“先张法预制U梁综合力学性能研究”的科研为例,阐述了轨道交通工程中的科研与管理要点,科研立项、过程控制和成果评审与鉴定,为科研项目的有效管理提供借鉴。

200 km/h及以下道岔模锻翼轨断裂原因分析与对策

200 km/h及以下可动心轨道岔的翼轨采用模锻方式,随着应用时间的延长,线路出现多起模锻翼轨断裂事件。为了探讨模锻翼轨断裂原因,本文通过金相组织检验和有限元理论计算,从结构设计、制造工艺、运营维护、气候等方面进行了分析。初步判断,产生断裂的主要原因是翼轨锻造加热工艺落后、长期承受复杂荷载及运营状态不良;次要原因是结构设计缺陷、轨底角倒钝不合理和气温大幅度变化。为消除线路在用模锻翼轨的断裂隐患,提出了改造替换方案及日常养护维修措施。

基于三维扫描技术的钢轨接头自动建模与病害识别研究

随着铁路事业的迅速发展,我国对钢轨检修和维护的需求日益增加。为了提高钢轨检修的效率和准确性,本文基于数字化钢轨模型的建立,运用三维扫描设备对钢轨接头进行扫描,获取图像点云数据,处理和拼接点云数据,并建立BIM模型,实现钢轨接头病害的自动识别。通过可视化呈现钢轨接头,能够有效识别主要病害类型及误差数据,对钢轨接头病害进行评估,真实反映钢轨接头、接头夹板及螺栓等部件的病害情况,为铁路钢轨养护和维修工程的信息化和科学化管理提供借鉴。

超高幕墙施工空中悬挑环轨应用与技术分析

超高建筑幕墙领域先进技术层出不穷,科技创新日新月异,对幕墙公司施工技术水平要求越来越高。空中悬挑环轨施工措施用于超高建筑幕墙单元体吊装施工,以整体提升超高层建筑施工质量与进度,创造更大的经济效益和社会效益。本文就如何在建筑幕墙施工前期准备阶段,结合项目特点合理地选择空中悬挑环轨措施方案,制定空中悬挑环轨的构造样式、设备机具选择及安装、单元体吊装工艺进行详细分析说明,为进一步打造先进成熟的超高层建筑幕墙施工措施技术提供参考和借鉴。

基于PS-InSAR干涉测量技术的高铁工程沉降监测研究

以永久散射体合成孔径雷达干涉测量技术为基础,探讨高铁工程沉降监测的新方法。通过对合成孔径雷达卫星数据进行干涉处理,实现对高铁地表沉降的监测。先探测高铁工程沉降路段PS点,再进行模型构建。结果显示,实验选取的高铁运行路段中,靠近桥梁部分沉降最为严重,达到-23 mm/a,并且L1高铁路段靠近铁路部分沉降率高,最高达-16 mm/a,L2靠近桥梁的部分,沉降速率最高达-24 mm/a。研究结论显示,PS-InSAR技术能够精确地识别和评估高铁工程中的沉降风险,为确保高铁网络的安全运行提供了重要的技术支持。此项研究能为我国高铁网络的安全性和可靠性作出贡献。

基于三维激光点云技术的城市轨道交通线路空间数字底座建设

[目的]为推动上海轨道交通数字化转型、高质量发展,需通过建设数字孪生模型,打造统一、权威、精准的空间数据底板,为线网规划、建设、运维、管理等涉及空间地理的应用场景提供空间数据服务。[方法]结合实际场景和存量数据,采用三维激光点云、卫星遥感及无人机等技术进行三维重建,生成空间数字底座模型。利用手持式三维激光扫描仪采集城市轨道交通专题空间数据,将采集的点云数据模型单体化,利用GIS(地理信息系统)将城市轨道交通实景三维模型、规划和控制数据以及各种空间基础地理数据接入可视化平台,建立“全空间、全周期、全要素”空间数字底座。以上海轨道交通九亭站为例,制作站场分层平面图和三维实景模型,将模型文件与各种属性信息进行挂接后接入城市轨道交通线路空间数字底座中。[结果及结论]城市轨道交通线路空间数字底座结合空间基础地理数据,可为线网“规划—设计—管理—运营”提供统一的空间地理服务。将车站三维实景模型以及建设中征地范围信息接入空间数字底座中,便于开展城市轨道交通房地和固定资产日常管理,为城市轨道交通日常运营和管理提供权威、准确、直观的决策依据。

移动式三维激光扫描在轨道交通限界检测中的应用

针对使用传统测量手段获取轨道交通限界效率低的问题,本文首先推导了三维激光扫描的基本原理和点云断面拟合的数学方法,结合实际工程案例通过外业数据获取、内业数据处理得到轨道交通车站和区间限界结果,同时使用徕卡TM60型全站仪对移动式三维激光扫描限界检测结果进行质量检核。结果表明:移动式三维激光扫描获取的限界结果准确可靠,且精度整体优于4 mm,被检测车站共有11道滑动门防踏空胶条侵入车辆限界,但未侵入车辆轮廓线,其中侵入最大值为-18.4 mm;761个区间检测断面未侵界,其中最小间距的最大值为397.9 mm。限界整体检测结果处于安全范围,满足轨道交通安全运营要求。

基于三维点云的盾构管片拼装质量偏差评价方法

盾构机在掘进过程中,由于盾构姿态控制不当等因素,管片拼装时常发生错台值、椭圆度失准等工程质量问题,这些施工质量问题往往会对隧道的稳定性及安全性造成影响,为保证盾构隧道的安全施工与健康服役,在施工过程中对盾构管片拼装质量进行动态评估尤为重要。针对传统盾构管片拼装检测效率低,精度有限及检测数据全面性差等问题,应用三维激光扫描技术采集盾构管片拼装成型后的点云数据,通过长短轴法和改进的按斜率分割法分别对盾构管片的椭圆度和错台值进行测算;同时提出环段数据拟合提取隧道中轴线及中心点的方法,实现盾构管片拼装质量高精度、高效率、自动化检测。结合实际盾构隧道工程案例分析,验证基于三维点云的盾构管片拼装质量偏差检测方法的可行性。