當(dāng)前，高鐵已成為人們?nèi)粘３鲂羞x擇最多的交通工具之一。憑借高效、安全、舒適的突出優(yōu)勢，中國高鐵更是被歐亞大陸20國青年評選為中國的“新四大發(fā)明”之一，成為了一張架通天塹、走向世界的國家名片。
【資料圖】
中國國家鐵路集團(tuán)有限公司網(wǎng)站發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2022年全國鐵路完成固定資產(chǎn)投資7109億元，投產(chǎn)新線4100公里，其中高鐵2082公里。截至2022年年底，全國鐵路營業(yè)里程達(dá)到15.5萬公里，其中高鐵4.2萬公里。2023年，全路預(yù)計投產(chǎn)新線3000公里以上，其中高鐵2500公里。
飛速建起的高鐵網(wǎng)絡(luò)像一條條血管，為中國各地的經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展源源不斷地注入新的活力。但由于發(fā)展速度迅猛，且建設(shè)過程跨度大，遇到的地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜，高鐵在建設(shè)及運(yùn)維過程中，必須建立大范圍高精度控制網(wǎng)，并對鐵路軌道進(jìn)行精確測量。
長期以來，鐵路工程的勘測設(shè)計、施工、運(yùn)營、變形監(jiān)測等各個領(lǐng)域涉及導(dǎo)航定位技術(shù)的，仍以GPS導(dǎo)航定位技術(shù)為主，存在地下空間無信號覆蓋、不夠精準(zhǔn)等問題。
不過，隨著國內(nèi)勘測和衛(wèi)星技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，2020年7月，中國北斗全球衛(wèi)星導(dǎo)航完成全球組網(wǎng)并正式開通。這也讓建立“中國標(biāo)準(zhǔn)”精密測量控制體系成為可能。
近日，歷經(jīng)三年多時間研發(fā)，由中鐵第四勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司（以下簡稱“鐵四院”）牽頭承擔(dān)的《基于北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的鐵路及航運(yùn)領(lǐng)域應(yīng)用技術(shù)研究》基本完成。據(jù)悉，這項成果解決了中國鐵路勘測設(shè)計、施工、運(yùn)營、變形監(jiān)測等方面完全依賴GPS的問題，基本實(shí)現(xiàn)北斗全替代，是交通領(lǐng)域探索“中國方案”的一次突破創(chuàng)新。
鐵四院勘察院總工程師曹成度介紹，基于北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的工程測量主要優(yōu)勢體現(xiàn)在衛(wèi)星導(dǎo)航的自主可控。北斗導(dǎo)航技術(shù)可以通過地基增強(qiáng)來實(shí)現(xiàn)高精度定位，把所有的定位都放到施工、運(yùn)維、建造各個環(huán)節(jié)，應(yīng)用的范圍比原來傳統(tǒng)衛(wèi)星導(dǎo)航更加廣泛。
目前，鐵四院課題組已完成鐵路北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)等技術(shù)研究，自主研制了整套基于北斗導(dǎo)航定位技術(shù)的軟硬件系統(tǒng)，并在此基礎(chǔ)上編制了多項企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和作業(yè)指導(dǎo)書。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，鐵四院課題組已累計申請相關(guān)專利31項，發(fā)表高質(zhì)量論文34篇，取得軟件著作權(quán)5項。
事實(shí)上，早在2012年中國高鐵建設(shè)方興未艾之時，鐵四院就率先在鐵路勘測中使用激光點(diǎn)云設(shè)備。航空遙感技術(shù)開啟了中國高鐵智能勘測序幕，見證了中國高鐵時代的到來。
在曹成度看來，近些年，隨著機(jī)載雷達(dá)、無人船、傾斜攝影、無人機(jī)等新興測繪技術(shù)的逐步普及，以往需要翻山越嶺、蹚水過河、肩背儀器、風(fēng)吹日曬的勘測場景將成為過去。
他告訴記者：“如今，足不出戶即可掌握測量區(qū)域全貌的全新勘測模式，一改傳統(tǒng)勘測技術(shù)手段單一、測量效率低、質(zhì)量控制難、數(shù)據(jù)處理低效等落后現(xiàn)狀，實(shí)現(xiàn)了外業(yè)工作航測化、內(nèi)業(yè)處理智能化、勘測產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化和產(chǎn)品應(yīng)用服務(wù)化。”
鐵四院勘察院測繪三所所長李猛回憶，以前鐵路工程勘測，500公里長的道路要分5段，平均每段需要至少50名勘測人員，大約3個月時間才可能勘測完成。
“如今，在全新勘測模式的加持下，據(jù)估算，在鐵路工程初測階段的主要專業(yè)中，每次勘測可減少外業(yè)人員規(guī)模約40%，工期可縮短約30%。這無疑為后續(xù)的高鐵提速建設(shè)提供了保障。”李猛說。
在鐵路勘測的過程中，鐵四院勘測人員以北斗技術(shù)的全面應(yīng)用為基礎(chǔ)，融合激光雷達(dá)、傾斜攝影等新興測繪技術(shù)，實(shí)現(xiàn)勘測智能化、成果數(shù)字化。勘測成果也由最初的二維地圖升級為三維設(shè)計模型。
除此之外，鐵四院還自主開發(fā)了智能勘測大數(shù)據(jù)平臺。其充分應(yīng)用機(jī)器學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)分析等人工智能方法，可將各類測量數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，涵蓋“勘測-設(shè)計-施工-運(yùn)營”全生命周期，實(shí)現(xiàn)測量成果和設(shè)計平臺的無縫銜接。
“目前，鐵四院已初步建立面向智能勘測的無人機(jī)測繪、傾斜攝影、激光雷達(dá)、無人測量船等生產(chǎn)組織流程和技術(shù)管理體系，形成一定的規(guī)模化生產(chǎn)應(yīng)用能力，智能勘測體系基本成型。”曹成度透露，截至目前，相關(guān)技術(shù)成果已在襄荊鐵路、長贛鐵路等10余個勘察設(shè)計在建鐵路項目中實(shí)現(xiàn)了規(guī)模化應(yīng)用，累計推廣應(yīng)用里程超過2000公里，取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
“鐵路智能勘測的出現(xiàn)，完全改變了傳統(tǒng)的鐵路勘察設(shè)計模式，是鐵路勘察行業(yè)的一項重大創(chuàng)新。未來這一技術(shù)將推動中國鐵路尤其是高鐵領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步和智能化轉(zhuǎn)型，并不斷提高行業(yè)的核心技術(shù)競爭力，持續(xù)提升人們的日常出行效率。”曹成度總結(jié)說。
