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集成传感器和GNSS等硬件的智能设备用在国内高铁运营监测中
近日，中国铁路设计集团有限公司经过1个多月奋战，顺利完成了南广高铁1000余公里的运营监测任务。在此次运营监测任务中，中国铁设先后使用了搭载高精度传感器的先进轨道检测仪、集成GNSS和IMU等硬件的激光雷达扫描检测装备，并开发了功能强大的软件系统，使硬件设备发挥了更大潜力，高效完成了检测任务。
中国铁设测绘院检测人员在安装调试设备。资料图
A-INS全站仪惯导小车，资料图
车载移动三维激光扫描系统组成示意图。资料图
中国铁设测绘院检测人员在安装调试设备。资料图
2017年10月，中国铁设中标中国铁路南宁局集团有限公司管内南广高铁运营监测任务。作为主体运营监测单位，中国铁设负责协调指导其他几家设计院开展监测工作，同时负责制订全线的技术标准和作业方案。
A-INS全站仪惯导小车
经过对多种检测手段的对比，监测人员决定采用一种全新的线型检测技术：A-INS全站仪惯导小车。A-INS轨检技术曾应用于兰新高铁的运营监测中，当时采用A-INS全站仪惯导小车和常规静态轨检小车进行分段作业。最终得到的两种作业方案效率差别明显，A-INS全站仪惯导小车作业效率提高了15倍，节约了90%的人力成本。
A-INS全站仪惯导小车，资料图
A-INS全站仪惯导小车是一款以带有辅助信息的惯性导航系统和高精度全站仪为核心测量单位，辅以轨距尺、里程计、轨枕识别等多项高精度传感器，来对轨道几何形态进行动态精密测量的仪器。
据悉，小车在轨道推行过程中可测量出轨道的三维坐标及轨距等信息，极大地提高轨道精密测量速度；通过对数据的专业处理与分析，可直接获取轨距、水平、轨向、高低等各项轨道参数以进行轨道质量评估；同时，对存在变形的轨道，可给出对应轨枕位置调整数据，用于指导轨道调整。
车载移动三维激光扫描系统
铁路限界检测，是指机车车辆运行必须在一个安全的空间内，在铁路运营后，要定期检测机车车辆和接近线路的建筑物、设备是否在安全合理的轮廓尺寸内，这是轨检小车测量所不能完成的。同时，若按照传统手推小车的检测方式，作业人员一个“天窗”时间只能采集8公里到9公里的数据，根本无法满足任务要求。由于项目的迫切应用需求，测绘院决定在南广高铁的运营中应用一种全新的设备——车载移动三维激光扫描系统。
车载移动三维激光扫描系统组成示意图。资料图
车载移动三维激光扫描系统集成了GNSS（全球卫星定位系统）、IMU（惯性导航系统）、DMI（里程测量系统）、三维激光扫描仪、高清数码相机和工业计算机等硬件，应用点云处理、影像处理、时空同步等高新技术。通过三维激光扫描采集到的空间地理信息，以及高清数码相机获取的空间影像数据，作业人员可实现对空间地理信息的高精度移动采集及分析。
据了解，相对于传统的测量方法，这种全新的检测技术采集效率更高，可以以80公里的时速，进行空间三维点云及影像数据的采集；数据的精度高，获得的点云平面精度能达到2厘米，高程精度可达到3厘米；数据通用性强，检测到的数据经过提取分析，既能满足既有线勘测和运营项目的专项测量，又可满足城市轨道交通三维可视化、铁路BIM等不同应用场景的数据要求。重要的是，它的安全风险极小，能够较好地保证监测人员上线作业安全。
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