高铁智能化勘测有了“中国方案”

当前，高铁已成为人们日常出行选择最多的交通工具之一。凭借高效、安全、舒适的突出优势，中国高铁更是被欧亚大陆20国青年评选为中国的“新四大发明”之一，成为了一张架通天堑、走向世界的国家名片。

中国国家铁路集团有限公司网站发布的数据显示，2022年全国铁路完成固定资产投资7109亿元，投产新线4100公里，其中高铁2082公里。截至2022年年底，全国铁路营业里程达到15.5万公里，其中高铁4.2万公里。2023年，全路预计投产新线3000公里以上，其中高铁2500公里。

飞速建起的高铁网络像一条条血管，为中国各地的经济和社会发展源源不断地注入新的活力。但由于发展速度迅猛，且建设过程跨度大，遇到的地质环境复杂，高铁在建设及运维过程中，必须建立大范围高精度控制网，并对铁路轨道进行精确测量。

(相关资料图)

长期以来，铁路工程的勘测设计、施工、运营、变形监测等各个领域涉及导航定位技术的，仍以GPS导航定位技术为主，存在地下空间无信号覆盖、不够精准等问题。

不过，随着国内勘测和卫星技术的持续发展，2020年7月，中国北斗全球卫星导航完成全球组网并正式开通。这也让建立“中国标准”精密测量控制体系成为可能。

近日，历经三年多时间研发，由中铁第四勘察设计院集团有限公司（以下简称“铁四院”）牵头承担的《基于北斗导航系统的铁路及航运领域应用技术研究》基本完成。据悉，这项成果解决了中国铁路勘测设计、施工、运营、变形监测等方面完全依赖GPS的问题，基本实现北斗全替代，是交通领域探索“中国方案”的一次突破创新。

铁四院勘察院总工程师曹成度介绍，基于北斗导航系统的工程测量主要优势体现在卫星导航的自主可控。北斗导航技术可以通过地基增强来实现高精度定位，把所有的定位都放到施工、运维、建造各个环节，应用的范围比原来传统卫星导航更加广泛。

目前，铁四院课题组已完成铁路北斗地基增强系统等技术研究，自主研制了整套基于北斗导航定位技术的软硬件系统，并在此基础上编制了多项企业标准和作业指导书。统计数据显示，铁四院课题组已累计申请相关专利31项，发表高质量论文34篇，取得软件著作权5项。

事实上，早在2012年中国高铁建设方兴未艾之时，铁四院就率先在铁路勘测中使用激光点云设备。航空遥感技术开启了中国高铁智能勘测序幕，见证了中国高铁时代的到来。

在曹成度看来，近些年，随着机载雷达、无人船、倾斜摄影、无人机等新兴测绘技术的逐步普及，以往需要翻山越岭、蹚水过河、肩背仪器、风吹日晒的勘测场景将成为过去。

他告诉记者：“如今，足不出户即可掌握测量区域全貌的全新勘测模式，一改传统勘测技术手段单一、测量效率低、质量控制难、数据处理低效等落后现状，实现了外业工作航测化、内业处理智能化、勘测产品标准化和产品应用服务化。”

铁四院勘察院测绘三所所长李猛回忆，以前铁路工程勘测，500公里长的道路要分5段，平均每段需要至少50名勘测人员，大约3个月时间才可能勘测完成。

“如今，在全新勘测模式的加持下，据估算，在铁路工程初测阶段的主要专业中，每次勘测可减少外业人员规模约40%，工期可缩短约30%。这无疑为后续的高铁提速建设提供了保障。”李猛说。

在铁路勘测的过程中，铁四院勘测人员以北斗技术的全面应用为基础，融合激光雷达、倾斜摄影等新兴测绘技术，实现勘测智能化、成果数字化。勘测成果也由最初的二维地图升级为三维设计模型。

除此之外，铁四院还自主开发了智能勘测大数据平台。其充分应用机器学习、大数据分析等人工智能方法，可将各类测量数据进行整合，涵盖“勘测-设计-施工-运营”全生命周期，实现测量成果和设计平台的无缝衔接。

“目前，铁四院已初步建立面向智能勘测的无人机测绘、倾斜摄影、激光雷达、无人测量船等生产组织流程和技术管理体系，形成一定的规模化生产应用能力，智能勘测体系基本成型。”曹成度透露，截至目前，相关技术成果已在襄荆铁路、长赣铁路等10余个勘察设计在建铁路项目中实现了规模化应用，累计推广应用里程超过2000公里，取得了巨大的经济效益和社会效益。

“铁路智能勘测的出现，完全改变了传统的铁路勘察设计模式，是铁路勘察行业的一项重大创新。未来这一技术将推动中国铁路尤其是高铁领域的技术进步和智能化转型，并不断提高行业的核心技术竞争力，持续提升人们的日常出行效率。”曹成度总结说。

中青报·中青网记者 张真齐 来源：中国青年报