铁路隧道建筑限界检测及智能分析研究

隧道安全智能监测与联动管理系统工程方案探析摘要：随着公路隧道工程的不断发展和公路运输能力的日益增长，政府有关方面建议加快实施智能化交通基础设施，其智慧交通发展的关键是加快我国公路隧道智能化、信息化、集成化、绿色节能化。

为了提高设备控制、事件预警、流程管理和应急处置等多层次的综合管理，本文设计了多维度融合管理模式，以隧道综合管控为导向，提升设备控制、事件预警、流程管理、应急处置等综合业务能力。

近几年，交通运输部的《交通强国建设纲要》、《关于推动交通运输领域新型基础设施建设的指导意见》等相关政策出台实施。

对提升公路交通安全的管理水平，对促进我国的交通安全发展和社会稳定发展有着重大的现实意义。

根据高速公路隧道实际情况，结合“多维度、全周期”的数据采集技术，提出这套智能隧道监管系统的设计思路。

关键词：隧道安全；智能监测；联动管理0.引言基于各公路工程运营管理的软件系统相对独立、业务能力单一，其用于视频检测、各种气体检测、设备紧急报警报修等业务的软件相对独立，协同办公软件其业务范围涵盖有限，并且没有统一的业务数据标准，对标准化建设的全面性认识不足，信息互通扩展性能较差，系统之间缺乏集约化建设，导致交通数据综合能力不足。

因此，要通过技术支撑和功能实现高速公路的智慧水平，随着交通量的增加导致的道路拥堵缓解随着需求提升导致的道路拥堵，加强基础设施数字化能力，将运营大数据、物联网络技术、AI技术、数据库调阅等相关技术应用到公路隧道中来，快速提高公路的安全、快速、智能管控的能力。

并为运营管理者提供更加高效、简洁的运营管理平台。

1.研究背景高速公路的修建为交通运输带来很大的便利，但是，由于行车速度快，车流量多，其相对狭小的行车区域，使得高速公路的交通安全工作较城市道路上的交通安全工作更为复杂，给交通疏导和救援带来了很大的难度。

目前，我国高速公路的工程施工已经拥有相当数量的机电设备和系统，但由于业务众多、流程复杂、各系统缺少有效的量化指标，造成监控中心在运营过程中存在多个监管平台、监控员指令操作复杂、应急预案难以实施、疏散救援响应时间长等问题。

隧道监测智能分析可视化系统研究与应用的开题报告1. 研究背景隧道是现代城市中重要的交通设施，隧道的安全与畅通对城市的经济发展至关重要。

然而隧道存在着大量的安全隐患，如交通事故、火灾、塌方等，同时隧道也面临着复杂的道路环境、车辆状况和天气条件等因素的影响，这些都可能对隧道安全和交通流畅性造成影响。

传统的隧道监测方法主要采用人工巡视和手动记录数据的方式，这种方式效率低下且存在漏测和误判的情况，不能满足隧道安全监测的实时性和精度要求。

而随着计算机技术和信息处理技术的不断发展，隧道监测智能分析可视化系统逐渐成为了隧道安全监测的重要手段。

2. 研究目的本课题旨在研究隧道监测智能分析可视化系统的技术原理、应用场景和实现方法，实现对隧道内交通状况的实时监控、数据分析和辅助决策，提高隧道的安全性和交通流畅性。

3. 研究内容和方法（1）系统需求分析：针对现有隧道监测问题和需求，分析隧道监测智能分析可视化系统的技术需求和功能特点，确定系统建设目标和指标。

（2）系统设计与实现：应用计算机技术、图像处理技术和大数据分析技术，设计系统的软硬件架构，实现对隧道内交通状况的实时捕捉、数据采集和分析处理，并对监测数据进行可视化展示和报警提示。

（3）系统测试和评估：运用测试方法进行系统的功能完整性、性能稳定性、易用性和有效性等方面的测试和评估，验证系统的可行性和可靠性。

4. 预期成果本研究的预期成果为：（1）隧道监测智能分析可视化系统的设计和实现，包括软硬件架构、数据采集和分析处理算法、可视化展示和报警提示等功能。

（2）对隧道监测智能分析可视化系统的功能完整性、性能稳定性、易用性和有效性等方面进行测试和评估，证实系统的可行性和可靠性。

（3）发表相关学术论文和专利，推动隧道监测智能分析可视化系统的应用和推广。

文章编号：1009-4539(2020)02-0027-03•科技研究・轨道交通智能限界检测技术研发及应用蒋海(中铁十一局集团电务工程有限公司湖北武汉430071)摘要：传统的限界检测仪存在检测时间长、安全性低、数据采集效率不高等缺点。

本文介绍一种集激光扫描设备、高清影像设备、里程计等多类传感器于一体的轨道小车多传感器动态精密测量装置，阐述基于高清影像数据的轨道断面高精度、高密度数据采集方法,针对不同的应用场景采集不同的空间信息，实现超限位置里程、影像、侵限数据同步记录，并支持数据导出形成数据报告，为提升铁路客运专线的安全性提供技术支持。

关键词：轨道交通三维激光扫描技术限界检测中图分类号：U211.7；U234.4文献标识码：A DOI：10.3969/j.Dsn.1009-4539.2020.02.007Development and Application of Intelligent Boundary DetectionTechnology in Rail TFansSJIANG Hai(China Railway11th Bureau Group ElectWc Engineering Co.Ltd..Wuhan Hubei430071$China)Abstract:The traditionai gauge detector has the disadvantaaes of long detection tiDc,low security and low efficiency of data acquisition.In this paper,the author introduces a multi-sensor dynamic precise measurement devicc for raii car, which inteyrates laser scanning equipment,high-definition imaae equipment,mileaae and other kinds of sensors.In addition,the author presents a high-precision and high-density data acquisition method for raii section on the basis of high-definition imaae data,which can realize the synchronous recording of over-limit position mileage,imaae and intrusion data accoedingtodi t entappiication sc8n8s.Itcan suppoetdata8xpoettotoem dataepoetand peoeid8tchnicaisuppoettoe impeoeingth8sattyoteaiiwayand pass8ng8ed8dicatd iin8.Key worls:raii transit；3D laser scanning technology;gauge detection1国内外限界检测现状随着大量轨道交通投入运营，线路行车密度大、养护维修标准高、检修作业时间短的特点对线路的检测手段、处理方法等方面提出更高要求。

桥梁隧道健康检测及智能管理系统现状与发展摘要：桥隧作为城市交通基础设施中的生命线节点，在我国的交通运输事业发展中起到举足轻重的作用。

当前如何在运营期间进行有效的桥隧管理与维护，以保证其在运营期间的使用寿命和安全性能，是21世纪桥隧建设的重大挑战。

基于此，本文对桥隧健康检测及智能管理系统现状与发展进行了综述。

关键词：桥隧；健康检测；智能管理系统引言传统的桥隧评估，主要是采用简单的人工方法，对桥隧进行检测、监控，并提出相应的加固与维修意见，这些技术方法已不能适应当前桥隧养护工作的需要，也很难对突发事故进行有效的预防。

随着现代信息技术和传感器技术的不断涌现，桥隧健康监测与智能管理系统的出现，可以对桥隧的运行状况进行实时测量，为桥隧的安全运行提供科学的数据和技术依据。

大型桥隧结构健康监测与智能管理是提高桥隧运行状态，确保桥隧服务质量的重要手段。

目前，桥隧健康监测的理论和技术已经引起了学术界、工程界和管理部门的广泛重视。

一、我国桥隧健康监测与智能管理系统的发展现状近20年来，我国桥隧技术发展迅速，目前已建成100余座大跨径桥梁。

大跨径桥梁具有结构轻、跨径大、超静定、难以辨识结构状态等突出特征。

而大跨径桥梁是整个运输体系的核心，它的安全性与运行是非常关键的。

因此，在施工过程中，需要加强对桥隧的维护与管理。

大跨径桥梁在运行过程中会受到爆炸、船撞、重载车流等多种环境因素的影响，以及由各种复杂因素引起的结构耐久性问题，因此，必须建立一套行之有效的监测系统来对其进行实时的监控，提出优化管理与维修的具体措施，确保其运行的安全稳定性。

因此，桥隧健康监测与智能管理系统就应运而生了。

目前，全国共有140多座桥隧涉及不同的桥型中安装了健康监测与智能管理系统。

本文归纳总结了五个方面的特征及发展方向：一是多传感器，具有明显的经济性[1]。

一般说来，大跨径桥梁的健康监测与智能管理系统中，传感器设备至少100台，其成本占桥隧总成本的0.5%至1.0%；二是为了进行桥隧的管理与维修，桥隧的监控是为了获取桥隧的实时状况，以便对其进行最优的管理与维修，保证其工作的正常进行；三是监测系统必须是可替换的和可维修的；四是监测系统向施工阶段扩展，构成了桥隧建设和运行的综合监测系统；五是尽管桥隧监控能够实现自动化、智能化，但要对其监测结果进行评估，必须要有桥隧专业人员的参与，才能对其进行精确的评估。

1 引言现有的城市轨道交通基础设施检测模式以接触网、轨道、隧道（以下简称“网轨隧”）等分离检测为主，在长期的实践过程中存在分专业检修、分方式作业、分系统建设的“三分”特征，“三分”现状在运维过程中面临缺网轨隧数据融合、缺信息化网轨隧协同分析系统、缺设备异常状态智能检测、缺主动运维支撑系统“四缺”问题。

深圳市轨道交通为解决相关缺陷不断进行技术创新，在一定程度上集成了以接触网检测和轨道检测为主的网轨检测车，但仍然存在接触网、轨道、隧道等专业检测集成化程度低、检测手段智能化与数字化程度低、检修成本高等问题。

本文主要研究在城市轨道交通运营电客车上集成车辆网轨隧综合智能检测设备，致力于提高网轨隧系统的数字化、智能化运维管理能力。

2 系统整体设计城市轨道交通智能综合检测系统是以运营电客车为检测平台，由车载检测装置和地面数据中心2部分构成，集成接触网、轨道、隧道3大专业的检测设备，通过状态参数测量模块、拍摄成像模块、定位触发模块、智能巡检模块、实时报警模块、数据关联性分析模块、大数据挖掘模块等实现系统功能。

城市轨道交通智能综合检测系统的总体结构示意如图1所示。

车载检测装置通过在城市轨道交通电客车上加装隧道检测、弓网检测和轨道检测装置，利用高清成像技术、非接触检测方式、图像分析与模式识别、惯性基准测量、3D 测量等传感器测量技术，通过对可见光图像、红外热成像、3D点云、惯性姿态及其他传感器数据进行分析处理，实时检测监测隧道状态、轨道运行状态、接触网运行状态及对应的轨网关系。

系统在电客车载客运行过程中实现城市轨道交通沿线轨道、隧道、弓网3个专业的参数测量、巡检的6个系统状态参数的实时测量、计算、分析与处理，并通过4G/5G无线通信网络将报警数据发送至地面数据中心。

地面数据中心对车载装置的各种检测数据、疑似异常数据实时接收、综合分析城轨列车车载网轨隧综合智能检测系统设计研究与应用林更泽1，林美莲1，何洪伟2，薛晓利2（1. 深圳地铁建设集团有限公司，广东深圳 518026；2. 成都国铁电气设备有限公司，四川成都 610000）摘 要：现有的城市轨道交通基础设施采用按专业单独检测模式，存在检测设备集成化程度低、检测手段智能化与数字化程度低、检修效率低、检修人工及成本高等问题。

智能环境下的铁路勘察设计随着科技的迅速发展，智能环境下的铁路勘察设计已成为工程建设领域的热点话题。

本文将探讨智能环境下的铁路勘察设计的概念、方法和应用，以及面临的挑战和未来发展趋势。

关键词：智能环境、铁路勘察、设计、大数据、人工智能、自动化在智能环境下，铁路勘察设计融入了大数据、人工智能、自动化等先进技术，为工程建设带来了巨大的便利。

这些技术在数据采集、分析、处理方面发挥了重要作用，提高了勘察设计的精准度和效率。

智能环境下的铁路勘察设计是指借助先进的测量仪器和技术手段，获取地形、地质、水文等数据，再通过大数据分析和人工智能等技术处理这些数据，生成符合实际需求的勘察设计成果。

其基本步骤包括数据采集、数据处理、数据分析、设计方案的制定与优化等。

在智能环境下，铁路勘察设计具有以下优点：提高勘察效率，减少人力物力投入；优化设计方案，提高工程质量和安全性能；实现数据共享和协同设计，提高工作效率。

然而，智能环境下的铁路勘察设计也面临着一些挑战，如技术更新迅速，需要不断跟进和学习；数据安全和隐私保护问题等。

智能环境下的铁路勘察设计在实践中已取得显著成果。

例如，某铁路工程采用无人机搭载的高分辨率摄像头进行地形测量，实现了数据的快速采集和精准分析；利用人工智能技术对勘察数据进行分析，提高了设计方案的合理性和安全性。

智能环境下的铁路勘察设计还实现了多方协同工作，减少了沟通成本和误差，提高了工作效率。

然而，智能环境下的铁路勘察设计仍存在一些局限性。

先进技术的成本较高，限制了其在中小型项目中的应用；数据采集和分析需要专业知识和技能，对技术人员的依赖程度较高；智能环境下的铁路勘察设计在某些复杂地质条件下的应用效果有待进一步提高。

智能环境下的铁路勘察设计在提高勘察效率、优化设计方案、实现数据共享和协同设计等方面具有明显优势。

然而，也需要到其面临的挑战和局限性，这要求我们在未来进一步深化研究，探索更加高效、安全、智能的铁路勘察设计技术和方法。

第19卷第4期(总第46期) 中国铁道科学1998年12月　高速铁路建筑限界的研究徐鹤寿　郝有生(铁道部科学研究院) 摘　要:文中分析了影响高速铁路建筑限界的有关因素。

在高速铁路机车车辆限界的基础上,计算了车辆运行中产生的各种振动偏移量,并将其进行最不利组合,考虑了相关专业的技术条件和一定的安全裕量,提出了我国高速铁路的建筑限界。

关键词:高速铁路　建筑限界　收稿日期:1998212216　徐鹤寿　副研究员　铁道部科学研究院铁道建筑研究所　100081北京1　前 言 铁路建筑限界是铁路的一项基础技术标准。

铁路建筑限界的制定。

与机车车辆、接触网、信号、站场、桥梁、隧道、客货运输等专业有着密切的联系。

建筑限界过大,将增加桥隧、站场的造价,使铁路的建设费用增加,从而造成浪费;建筑限界过小,又影响行车的安全,限制列车速度的提高及超限货物的运输。

因此,制定铁路建筑限界,必须科学合理,既要考虑近期的需要,也要考虑铁路长远的发展。

世界各国的高速铁路建筑限界,由于所采用的机车车辆性能、结构尺寸、研究方法以及运输模式各不相同,所以各国的高速铁路建筑限界的基本尺寸亦有所不同。

我国铁路现行GB 14612—83铁路建筑限界适用于速度为160km ・h -1及以下的客货混运的铁路。

其最大宽度为4880mm ,主要受超限货物列车(装载限界为4450mm )的控制;电气化铁路的最大高度为6550mm ,主要受我国既有线单线隧道的净空高度(6550mm ～6750mm )的限制。

我国高速铁路为客运专线,没有超限货物列车的运行,因而建筑限界的宽度可适当减小。

此外,建筑限界的最大高度,将主要受电气化铁路接触导线高度、接触网结构高度和对地绝缘距离等技术条件的控制。

所以我国高速铁路既不能沿用现有的建筑限界,也不能简单照搬国外高速铁路的建筑限界,必须根据我国高速铁路的特点予以研究制定。

2　日本新干线和德国高速铁路的建筑限界211　日本新干线建筑限界 日本新干线的建筑限界见图1(a )。