無人機(jī)鐵路行業(yè)巡檢方案

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無人機(jī)鐵路解決方案的架構(gòu)

1)無人機(jī)管理平臺(tái)：數(shù)據(jù)管理、無人機(jī)直播、任務(wù)規(guī)劃和任務(wù)下發(fā)、團(tuán)隊(duì)管理

2)SDK擴(kuò)展平臺(tái)：無人機(jī)遠(yuǎn)程控制、快速拼圖/三維地圖、系統(tǒng)平臺(tái)集成、更多定制化功能

3)數(shù)據(jù)分析應(yīng)用層：二維/三維實(shí)景建模、快速激光點(diǎn)云建模、高精度測量標(biāo)注、兼容多種第三方平臺(tái)

4)遙控終端：智能航點(diǎn)飛行、高級熱成像功能、智能跟蹤定位、自動(dòng)化巡邏

5)傳輸層：網(wǎng)絡(luò)/內(nèi)部專線/圖傳

6)鐵路平臺(tái)：鐵路指揮中心、鐵路大數(shù)據(jù)平臺(tái)、基礎(chǔ)設(shè)施管理平臺(tái)、運(yùn)營可視化平臺(tái)、異物檢測系統(tǒng)平臺(tái)

7)采集端：便攜式偵察平臺(tái)、中型多用途平臺(tái)、特種載重平臺(tái)、無人機(jī)各類負(fù)載

02

鐵路產(chǎn)品圖譜

03

鐵路行業(yè)場景應(yīng)用

1)工程建設(shè)

1.1工程建設(shè)-地形提取

a)使用精靈4RTK采集規(guī)劃鐵路線路沿線的正射影像。

b)使用第三方軟件繪制線劃圖，根據(jù)鐵路安全保護(hù)區(qū)的要求進(jìn)行標(biāo)注。

c)標(biāo)注完后生成鐵路安全保護(hù)區(qū)平面圖成果，作為勘察設(shè)計(jì)的成果之一。

d)此外，可根據(jù)安全邊界要求，結(jié)合智圖或其他第三方軟件的測量功能，來判斷影像上影響施工的建筑，進(jìn)行標(biāo)注拆遷。

1.2工程建設(shè)-斷面分析

a)線路初選方案確定

b)選線后現(xiàn)場取證

1.3工程建設(shè)-安保區(qū)平面圖生產(chǎn)

使用精靈4RTK采集規(guī)劃鐵路線路沿線的正射影像。

a)使用第三方軟件繪制線劃圖，根據(jù)鐵路安全保護(hù)區(qū)的要求進(jìn)行標(biāo)注。

b)標(biāo)注完后生成鐵路安全保護(hù)區(qū)平面圖成果，作為勘察設(shè)計(jì)的成果之一。

c)此外，可根據(jù)安全邊界要求，結(jié)合智圖或其他第三方軟件的測量功能，來判斷影像上影響施工的建筑，進(jìn)行標(biāo)注拆遷。

1.4工程建設(shè)-施工監(jiān)管

通過無人機(jī)管理平臺(tái)的現(xiàn)場直播畫面，管理人員無需到達(dá)現(xiàn)場，即可檢查臨邊防護(hù)的架設(shè)情況、確認(rèn)作業(yè)人員是否按要求佩戴安全帽、安全繩、監(jiān)控吊裝作業(yè)安全，并對違規(guī)人員進(jìn)行實(shí)時(shí)喊話、督促整改。

1.5工程建設(shè)-施工進(jìn)度

工作人員提前規(guī)劃好飛行任務(wù)，無人機(jī)即可定期對作業(yè)面進(jìn)行高清影像數(shù)據(jù)采集，使用大疆智圖生成二維正射影像或三維建模，在模型上標(biāo)注出各個(gè)地塊和進(jìn)度完成情況。

調(diào)度人員可在工地模型上直接進(jìn)行測量和統(tǒng)計(jì)，精細(xì)化管理混凝土澆筑、模板鋪設(shè)與拆除、防水面鋪設(shè)等工序的進(jìn)度，并及時(shí)調(diào)整資源投入。

1.6工程建設(shè)-質(zhì)量管理

將無人機(jī)正射影像與設(shè)計(jì)圖紙對比，可以檢查灌裝柱、挖孔樁等樁基基礎(chǔ)偏位。

可以在三維模型上測量墩柱間距、尺寸、邊坡坡面斜率等參數(shù)，保障施工質(zhì)量達(dá)標(biāo)。

1.7工程建設(shè)-造價(jià)評估

基于無人機(jī)影像構(gòu)建高精度三維模型，可以對土方量進(jìn)行快速測量。根據(jù)挖方量和填方量，可以預(yù)估購進(jìn)或運(yùn)出土方體積，再結(jié)合土源價(jià)格，運(yùn)輸費(fèi)用等，估計(jì)施工費(fèi)用。

在模型上還能夠測量開口寬度、路面坡度等，用于快速判斷工程車輛能否通過等場景，以及組織人力或機(jī)械施工時(shí)，人數(shù)，臺(tái)數(shù)或工期安排等提供數(shù)據(jù)依據(jù).

2)營運(yùn)巡檢

2.1營運(yùn)巡檢-防洪點(diǎn)

a)使用M300RTK+P1使用建圖航拍功能，飛行高度設(shè)置為340米（高于山頂最高處260米），采集一組正射影像。

b)然后使用果樹模式，低精度，生產(chǎn)出防洪點(diǎn)測區(qū)的dsm文件。

c)考慮到山上有在運(yùn)行的電網(wǎng)線路，dsm文件導(dǎo)入Pilot里面后，使用仿地飛行繼續(xù)采集一組相對于地物表面150米的仿地?cái)?shù)據(jù)。

d)考慮飛行安全和鐵路安全要求，在鐵路外擴(kuò)80米處，添加一組立面航線。

e)最后，再對山頂?shù)匦纹鸱兓黠@處手動(dòng)補(bǔ)拍一組照片。

f)將以上所有任務(wù)照片導(dǎo)入大疆智圖生產(chǎn)三維模型。

g)在模型上查看邊坡、擋墻、排水、涵洞、隧道口等情況。

h)如有異常上報(bào)復(fù)核、檢修。

2.2營運(yùn)巡檢-安保區(qū)監(jiān)測

a)使用P4R生產(chǎn)鐵路線路的正射影像。

b)將正射影像導(dǎo)入第三方軟件。

c)根據(jù)鐵路勘察設(shè)計(jì)的安全保護(hù)區(qū)矢量數(shù)據(jù)提取安全邊界KML。

d)將安全邊界KML導(dǎo)入第三方軟件，并添加緩沖區(qū)。

e)工務(wù)人員僅需查看安保區(qū)內(nèi)，有無違章建筑、越界植物即可。

f)發(fā)現(xiàn)有越界情況后，可以打點(diǎn)測出坐標(biāo)位置，然后上報(bào)工區(qū)，協(xié)調(diào)鐵路公安、國土等各部門協(xié)同處理。

2.3營運(yùn)巡檢-鐵路橋梁

a)將大橋的橋墩坐標(biāo)展開到Google Earth中，設(shè)置航線距離橋墩50米；

b)規(guī)劃“航帶飛行”任務(wù)，設(shè)置為單航帶，飛行速度5m/s；任務(wù)執(zhí)行后手動(dòng)調(diào)整機(jī)頭和L1朝向，使得L1正對大橋，并平行于大橋方向飛行。

c)大橋高325米，采用分層數(shù)據(jù)采集的方式，以50/100/200/300共4個(gè)層次進(jìn)行掃描，掃描方式選擇為非重復(fù)掃描。

2.4營運(yùn)巡檢-接觸網(wǎng)巡檢

a)各看守棚管轄線路進(jìn)行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集，生成點(diǎn)云模型。

b)根據(jù)點(diǎn)云模型規(guī)劃巡檢點(diǎn)位和線路。

c)無人機(jī)每到達(dá)一個(gè)點(diǎn)位，供電段巡線工操縱云臺(tái)進(jìn)行微調(diào)，查看接觸網(wǎng)缺陷情況。

d)根據(jù)點(diǎn)位坐標(biāo)位置和缺陷照片，記錄巡檢工作日志。

e)上報(bào)供電工區(qū)/車間，進(jìn)行研判分析。

3）公安執(zhí)法

3.1公安執(zhí)法-場站作業(yè)流程

a)使用M300+P1進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。

b)使用五航線，飛至300米，先采集一組數(shù)據(jù)。

c)然后對細(xì)節(jié)還原不是很理想的地方，再進(jìn)行針對性補(bǔ)拍。如車展側(cè)面，使用立面航線進(jìn)行補(bǔ)拍；廣場區(qū)域、車站棚頂使用圓形航線和手動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)拍。

d)最后考慮GSD過渡的平滑性，在第一組照片的飛行高度和補(bǔ)拍照片的飛行高度中間添加過渡層。

e)將所有照片導(dǎo)入大疆智圖，因照片數(shù)據(jù)量較大，使用集群版生產(chǎn)三維模型。

3.2公安執(zhí)法-基礎(chǔ)信息采集

a)使用精靈4RTK進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。

b)切換至手動(dòng)飛行界面，設(shè)置相機(jī)參數(shù)，等時(shí)間隔拍照時(shí)間3s，曝光模式設(shè)置為AFC，打開九宮格標(biāo)線。

c)飛機(jī)飛至線路上方，APP側(cè)通過九宮格觀察畫面大小，讓飛行高度調(diào)整到，九宮格中間格覆蓋鐵路線路，左右兩側(cè)可以覆蓋防護(hù)墻（網(wǎng)）或者安全保護(hù)區(qū)。

d)按下拍照，穩(wěn)定推油門桿，飛行速度保持在，相鄰兩次拍照，重復(fù)的畫面要占到圖傳畫面九宮格的2/3。

e)飛行完成后，導(dǎo)出照片，使用大疆智圖生成二維正射影像。

3.3公安執(zhí)法-線路治安巡防

對未覆蓋區(qū)域進(jìn)行排查，用無人機(jī)進(jìn)行固定線路的巡視工作。

4）檢修保障

4.1檢修保障-行車間隙檢修保障

a)復(fù)用當(dāng)前看守棚人力或者施工負(fù)責(zé)人。

b)當(dāng)檢修班組上線后，使用無人機(jī)進(jìn)行全程跟拍，并回傳視頻畫面給施工負(fù)責(zé)人。

c)檢修班組到達(dá)檢修位置后，申報(bào)展開作業(yè)。

d)除原有駐站聯(lián)絡(luò)員通報(bào)列車運(yùn)行情況外，施工負(fù)責(zé)人也可通過畫面隨時(shí)查看上下行線路列車情況、安全防護(hù)員動(dòng)向和檢修工人的動(dòng)向。

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e)當(dāng)有臨線列車駛過時(shí)，聯(lián)絡(luò)員和施工負(fù)責(zé)人均需與現(xiàn)場防護(hù)員進(jìn)行聯(lián)絡(luò)，從而實(shí)現(xiàn)雙鏈路確認(rèn)。