关于2020年度中国铁道学会科学技术奖提名项目的公示

2020-06-23
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关于2020年度中国铁道学会科学技术奖提名项目的公示


  根据中国铁道学会关于
2020年度“中国铁道学会科学技术奖”推荐工作的通知(学秘函[2020]13号)要求,现将我公司拟提名申报项目 “三维激光雷达技术在铁路勘察设计中的综合应用研究”公示。
  为确保申报工作的公正性,现就成果基本情况公示(见附件)。
  
公示期限:2020年6月23日至2020年6月29日。
  任何单位和个人对拟提名项目的真实性、水平、创新性及影响评价等如有异议,请于2020年6月29日18:00点前以书面并实名形式向本单位提出。
  以单位名义提出的异议,应在异议材料上加盖单位公章,签署法定代表人姓名,并写明联系人地址、电话和电子信箱。以个人名义提出的异议,应在异议材料上签署真实姓名,并写明本人工作单位、联系地址、电话和电子信箱,逾期不予受理。
  联系人:江英
  联系电话:027-87981183、15827116828
  地  址:武汉市东湖新技术开发区武汉大学科技园武大园二路宏业楼一楼     
                                         
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                                                                                         2020年6月23日
  附件:《2020年中国铁道学会科学技术奖申报公示内容》

 

2020年中国铁道学会科学技术奖申报公示内容

一、项目名称

  三维激光雷达技术在铁路勘察设计中的综合应用研究

二、项目简介

1、项目简介】

  中铁第四勘察设计院集团有限公司联合、武汉大学、澳门永利最新登录网址通过研发,形成了以基于机载激光雷达的铁路勘测选线技术、基于车载激光雷达的既有铁路复测技术和基于地面激光雷达的精细工点勘察技术为代表的铁路勘测新模式。该模式可为铁路设计提供详实、准确的地形图、断面、数字正射影像及三维地形模型等数据,全面应用于铁路设计的初测、定测等阶段,相比于传统铁路勘测模式,大大提高了勘测效率和质量,有力的推动了铁路勘测技术进步。主要研究成果归纳如下:

(1)系统全面的研究了面向铁路勘察设计特点的机载、车载和地面激光雷达数据采集方法、数据处理工艺和质量控制方法,成果全面应用于铁路勘察设计中,满足施工图设计要求,累计应用里程超过4000km。

(2)创建了针对密集植被地区机载激光雷达生产应用体系,提出了弱纹理地区控制方案、顾及植被郁闭度的航飞参数设计模型、无损特征提取方法和激光雷达盲区补测工艺,有效地保证了机载激光雷达的精度和可靠性,克服了密集植被地区机载激光雷达应用难题,拓展了机载激光雷达的应用范围。

(3)研发了基于地面激光雷达技术的精细工点勘察方法,建立了针对山区、城市复杂场景、既有线的数据采集和处理工艺,提出了基于点云的复杂工点三维建模工艺和不良地质解译方法,成果可无缝辅助设计,极大地提高了工点勘察的效率和质量。

(4)提出了基于车载激光技术的高速铁路既有线全要素覆盖测量方法,攻克了高动态条件下影像、激光等多源数据配准难题,并充分利用沿线控制点,采用距离加权法对激光雷达数据进行精度精化,实现了复杂环境下点云位置精度增强,研究了基于点云特征的自动分割和三维提取方法,完成了既有线典型设备设施的智能提取工作,显著提高了有限“天窗”时间内的复测效率。

(5)开发了适用于铁路工程的激光点云数据综合处理软件,提出并实现了基于瓦片金字塔和多级动态八叉树结构的点云索引方法,解决了海量点云高效管理和快速处理的难题。基于AutoCAD和Microstation研发了铁路断面提取和地形图生产插件,无缝衔接铁路勘察作业流程。

(6)课题研究全面完成了合同规定的考核目标和研究内容,并形成了一批具有先进性和实用性的关键技术,创立了先进、实用的激光雷达勘测新模式。这种基于激光雷达技术的数字化勘测新模式,技术体系先进,经济、社会效益显著,为铁路勘察设计树立了示范应用,具有十分显著的工程应用价值。

课题在研究过程中共发表论文15篇(其中SCI 1篇、EI 2篇、中文核心9篇),申请发明专利4项,实用新型专利1项,申请软件著作权2项,编写企业标准和作业指导书10余项。

2、主要创新点】

项目组根据不同的应用场景,深入研究了基于机载激光雷达系统的大范围数字地表模型数据获取方法;基于车载系统可用于既有线快速复测方法和基于固定式激光雷达系统复杂工点勘测方法。自2010年以来,铁四院先后面向机载激光雷达、车载激光雷达、地面激光雷达三种技术进行了六项研究,希望通过激光雷达技术的引入,改变传统铁路勘测模式,提升勘测质量和效率,推进勘察设计一体化建设进程。研究成果已全面应用于铁路勘察设计中,满足施工图设计要求,累计应用里程超过4000km。本项目的主要创新点体现在以下几个方面:

1、创建了针对密集植被地区机载激光雷达生产应用体系。提出了顾及植被郁闭度的航飞参数设计模型、无损特征提取方法。有效地保证了机载激光雷达的精度和可靠性,克服了密集植被地区机载激光雷达应用难题,拓展了机载激光雷达的应用范围。

2、研发了基于地面激光雷达技术的精细工点勘察方法。建立了针对山区、城市复杂场景、既有线的数据采集和处理工艺,提出了基于点云的复杂工点三维建模工艺和不良地质解译方法,成果可无缝辅助设计,极大地提高了工点勘察的效率和质量。

3、提出了基于车载激光技术的高速铁路既有线全要素覆盖测量方法,攻克了高动态条件下影像、激光等多源数据配准难题,并充分利用沿线控制点,采用距离加权法对激光雷达数据进行精度精化,实现了复杂环境下点云位置精度增强,,显著提高了有限“天窗”时间内的复测效率。

4、开发了适用于铁路工程的激光点云数据综合处理软件,提出并实现了基于瓦片金字塔和多级动态八叉树结构的点云索引方法,解决了海量点云高效管理和快速处理的难题。基于AutoCAD和Microstation研发了铁路断面提取和地形图生产插件,无缝衔接铁路勘察作业流程,并制定了相应的生产作业标准和质量控制体系。成果已全面应用于铁路勘察设计中,满足施工图设计要求,累计应用里程超过4000km。

三、推广应用情况

目前,三维激光雷达技术已在全院铁路勘察设计过程中推广运行了一段时间,主要应用在以下几个方面:

1、机载激光雷达技术在我院承担的武九客专、武襄十、徐连、焦济洛、襄荆宜、宜兴、衢宁、张吉怀、杭温、黄冈至黄梅、当阳至远安、遵义至瓮安、五峰至常德、宣城至绩溪、湖杭、甬舟等20余个项目初、定测阶段得到了广泛的应用,累计应用里程超过4000公里。生产了设计所需的测绘地理信息产品,得到了各专业的认可;机载激光雷达技术对于保证勘测工期和质量具有显著的优势,尤其是面对定测结束后方案变化,其优势特别明显。

2、车载激光雷达技术具有作业员不上道作业,安全系数高。外业工作量大大减少,工务设备调查可靠度高,有可查依据,具有巨大的推广应用潜力。课题组研究并实现了在零干扰或低干扰铁路运营情况下的既有线车载激光点云数据获取流程。探索了基于车载激光雷达技术的全新的既有线测量模式,有力的推动了勘测技术进步。

3、基于地面激光雷达技术进行工点精细勘察,可实现传统方法无法比拟的质量和效率,目前该方法已成为山区铁路勘察的标配。课题成果在武九、衢宁、遵翁、宜兴、光谷广场综合体、金温铁路丽水滑坡等项目中成功进行了应用,有效的解决了困难复杂工点勘察难的问题。

以上仅是本项目成果目前已经完成的部分工作,随着铁路建设技术进步以及BIM技术的推广,对铁路勘测提出了更高的要求。激光雷达技术作为一种快速、准确的测量方法,可获取高精度、高质量的三维地形数据,是铁路勘测必然的发展方向。项目成果的迅速而成功的推广应用,表明其拥有巨大的市场发展远景,将带来铁路勘测领域巨大变革。

【说明成果在2017年12月30号之前应用,以及应用效果】
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