基于车载三维激光扫描技术的LKJ数据测量方法研究

为了进一步提高LKJ数据采集时测量自动化程度、作业效率、测量数据精度及数据容错率,降低外业安全风险系数,考虑三维激光扫描技术具有主动式、非接触、高分辨率、高精度等优势,提出一种基于点云数据的LKJ数据采集方法。以合肥工务段多条线路为例,使用由Z+F 9012激光扫描仪、定位导航模块(GNSS)、高精度激光惯导及车轮编码器组成的手推式车载三维激光扫描系统,结合改进后的CPⅢ靶标,快速完成多条线路的LKJ数据采集。将点云数据分别在60,200,500,1000 m靶标间隔进行约束计算分析,当靶标间隔为200 m、平均推行速度为5 km/h时,点云绝对位置精度可达6.5 mm(平面)、6.7 mm(高程),相对点云精度优于2 mm;通过点云数据可快速完成公里标、道岔、信号机及限界等LKJ数据采集。实践证明,该技术可以高效、精确地完成LKJ数据采集工作,同时为实现数字化工务管理提供基础数据,具有广阔的应用前景。

公铁两用大跨度桥梁运营期轨道线形测量技术研究

沪苏通长江大桥为中国首座公铁两用大跨度斜拉桥,桥梁结构复杂,监测难度大。结合沪苏通长江大桥的结构特征,不断尝试新的CPⅢ修复方法,经过长期的轨道线形变形监测实践,得出了适用于公铁两用大跨度桥梁的CPⅢ复测和轨道线形测量方法。研究表明:CPⅡ测量采用四等导线进行监测,满足相应的精度指标;CPⅢ平面测量仍采用自由设站法测量,起算点选取公铁两用大跨度桥梁两端各2对稳定的CPⅡ点作为起算点,并在主塔桥墩上各增设1对基准点,两者共同作为CPⅢ平面测量的起算点计算;由于桥梁时刻受到温度、风力、荷载等多因素影响,CPⅢ高程测量时采用精密水准测量方法。根据10,30 m和60 m弦3种弦长有效检测波段分析,10 m弦和30 m弦高低的5 mm偏差误判率为0;60 m弦高低5 mm偏差误判率<8%,8 mm偏差误判率<1%。根据有效检测波段偏差误判率和测量小车推行效率综合对比分析可知,基于惯导小车的单点约束测量方法更适用于运营期公铁两用大跨度桥梁轨道线形测量。

运营高速铁路基础变形监测技术研究

基于运营高速铁路基础变形监测项目重点与难点,提出一种以北斗自动化形变监测技术为主,外加静力水准仪对路基进行实时自动化监测的技术。具体以某运营高速铁路基础变形监测项目为研究案例,重点从监测方法应用、现场实测要点及数据分析等方面对运营高速铁路基础变形监测技术作总结性分析。研究表明,北斗+静力水准仪的路基变形监测技术可以开展自动化工作,实现路基沉降、位移自动化监测,该监测技术具有很强的应用优势,值得推广于运营高速铁路基础变形监测工作中。

高速铁路重点地段基础变形沉降监测技术应用及数据分析

受地面沉降和铁路构筑物自身沉降变形如工后沉降、不均匀沉降和过渡段差异沉降等诸多因素影响,高速铁路部分线路地段在运营后发生区域性沉降或抬升变化。对于发生区域性沉降或抬升变化的地段要进行重点地段基础变形沉降监测。本文采用二等附合水准路线中视法对某高速铁路有区域抬升变化的地段进行多期重点地段基础变形沉降监测,并利用CPⅢ高程测量方法对监测出的变化进行验证,根据监测结果及验证结果分析该监测方法能够准确反映重点地段的变形情况,为设备管理单位掌握线路变形情况和维修、养护提供重要的数据依据。

基于多源传感数据的千米级公铁两用桥梁线形自动化监测技术

线形监测是保障大跨度公铁两用桥梁安全运营的有效措施。基于大地测量的桥梁变形监测周期长、工作量大,受监测频次限制难以实时监测。鉴于此,本文提出了一种以GNSS(Global Navigation Satellite System)为核心的多源传感数据的桥梁线形自动化监测技术,并应用于千米级跨度的沪苏通公铁两用长江大桥。结果表明监测方案合理可行,精度可达到厘米级(水平±15 mm,高程±30 mm),具有全天候实时监测的优点,可实现瞬时极值监测及报警,为日常养护提供技术支持。

地基雷达干涉测量在高铁桥梁纠偏中的应用

针对已运营高速铁路重点地段桥梁发生偏移,以在纠偏整治施工中开展高精度的位移监测技术为研究对象,分析采用地基雷达干涉测量技术进行高速铁路桥梁纠偏整治中的位移监测的可行性,加工了适用于高速铁路的人工角反射器,增强地基雷达的回波强度,不影响高速铁路的安全运营。本文以沪杭高铁某重点段纠偏整治为例,开展位移监测方案设计、数据采集与分析、监测结果对比验证等工作,认为地基雷达干涉测量技术为高铁桥梁纠偏施工位移监测提供了一种新的技术方法,能够满足纠偏施工需求,具有较好的应用前景。

基于长时序水准监测数据分析运营高速铁路重点地段沉降变化

本文以运营期高速铁路重点地段经常发生不均匀沉降,导致轨道结构发生破坏,影响轨道平顺性,进而危害列车安全运行现象为研究背景,结合某高速铁路重点地段基础变形监测工程,通过多频次长时间的水准监测数据,获取该重点地段监测点的高程时间序列,以该重点地段长时间序列水准观测数据为研究基础,探讨分析该区域沉降变化趋势。此外,通过差异沉降分析重点地段的不均匀沉降变化的分布情况,并结合研究区域现场环境因素,综合分析沉降变形原因及规律。通过本研究不仅为相关部门开展重点地段沉降变化防治工作提供了可靠的依据,而且对高速铁路的安全、稳定运营提供了重要保障。

基于RS的陕北地区植被覆盖度变化及驱动力研究

基于2000—2015年的陕北地区MODIS数据,通过地理信息系统和遥感技术,结合SPSS22.0平台,运用反距离权重、Pearson相关分析等方法,研究了陕北地区的植被覆盖度时空变化,结合降水、气温、社会经济等数据,研究植被变化的驱动因素。研究表明:2000—2015年的16 a间,研究区植被覆盖度整体在0.35~0.55之间;气候因素分布具有时空差异性,对植被覆盖度的影响程度不同。根据主成分分析结果,国内生产总值、农村人口、总人口、耕地面积、降水和气温的贡献率分别为41.4%,-38.3%,35.7%,32.8%,21.3%和7.1%。通过研究植被覆盖的驱动因素,为未来的生态环境保护提供了科学依据。

抗差Kalman滤波算法研究及其在GPS监测数据中的应用

针对传统Kalman滤波在异常噪声作用下滤波估计会出现较大偏差等问题,研究基于稳健估计准则、最大相关熵准则的抗差Kalman滤波的算法原理及模型构建,推导基于Huber法、最大相关熵法的抗差Kalman滤波公式,并利用经典kalman滤波、Huber法抗差Kalman滤波、最大相关熵法抗差Kalman滤波以及小波阈值去噪方法对GPS单历元解算数据进行分析。另外,人为在数据中添加粗差,通过相关图表及统计精度对上述滤波模型进行定量分析。经统计,最大相关熵法抗差Kalman滤波的信噪比、均方根误差、平均绝对误差、平滑度最优精度分别为84.3720、0.0453 m、9.6301×10^(-7)m、0.0660,综合精度最高。实验数据说明,最大相关熵抗差法Kalman滤波在处理包含粗差的数据时表现出更加良好的鲁棒性,能给予准确的变形估计。

运营高铁重点监测地段云评估系统设计与实现

为解决运营高速铁路重点监测地段评估工作流程中效率低下、分析手段单一、文件管理混乱等问题,开发一种运营高铁重点监测地段云评估系统。该系统基于ASP.NET框架,采用B/S逻辑结构,分为数据管理层、APP服务层、用户体验层,使用MySQL轻量型数据库进行数据的存储,并整合云图、云盘、云数据库等云计算资源,可实现科学管理和多元化分析等功能,具体包括点位与期次显示、测量数据云分析、非结构化数据管理、预警信息显示及推送等。同时,采用安全组、数据库加密、后端入库等安全策略,保障系统安全平稳运营。研究表明,采用该系统可提高评估效率,满足评估多元化分析及文件规范管理的需求。