现代化铁路既有线测量 杨育林：包头铁道职业技术学院，高级讲师，内蒙古包头，０１ ４０６０ 全志强：包头铁道职业技术学院，副教授，内蒙古包头，０１ ４０６０ 摘要：铁路客运快速化、货运重载化的发展， 不仅要求有优良的线路设备和相关设施，而且 对一些设施的位置精度要求也在不断提高，线路 的．ｒＬ１％４￣态已成为制约运能提高的决定性因素之 一。为解决传统既有线测量中的安全性差、效率 低、精度低等问题，将现代测绘技术用于既有线 路测量 历经近十年的生产实践，不断补充完善 内容、改进测量方法，在既有线控制测量、线路 中线平面拟合、调线关键点测量、虚拟现实铁路 制作等方面有所创新并取得现实成果，逐渐形成 一整套现代化既有线测量方法，能够为铁路既有 线的运营管理、维修养护提供有力保障。 关键词：既有线测量；轨道控制网；线路中心； 坐标；拟合 中图分类号：Ｕ２１ ２ ２４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１—６８３Ｘ（ ２０１ ５）０４—００８０—０５ ０引言 由于长期运营，铁路既有线的线型不可避免地发ｌ牛 形变，导致曲线的偏角、半径、缓和曲线长度等线性参 数与最初的设计值不符，在一定程度上对列车运行平稳 舒适性和安全性造成影响。恢复线路的原有线型，需要 在测量数据的基础上计算出线性参数，得出将实际线型 恢复为标准线型的拨道量，之后对既有线进行整正。传 统的既有线测量方法与内容只能调整和恢复线路几何形 一８０一 状的相对状况，使线路达到基本平顺，与铁路高速度、 高密度运行对线路平顺性的高要求有较大差距，已难以 满足现代铁路发展的需要 铁路既有线测量的目的是将既有线的现状准确地 反映出来，为管理、养护和维修提供依据。铁路客运 快速化、货运重载化的发展，不仅要求有优良的线路设 备和相关设施，而且对一些设施的位置精度要求也存不 断提高，铁路轨道的维修与养护面临新挑战。提高既有 线运能，除了提速、提高设备质能和自动化水平外，迅 速恢复中线几何形状、保持线路平顺性也是一个十分重 要的因素。另外，确定线路养护维修目标，进行科学决 策，宏观与微观相结合，现代化办公与信息交流，都需 要线路几何状态及相关构筑物精？伟全面的信息资料作为 参照。 此，进行现代铁路既有线洲量，除了：要高精度 地测出线路内容并留有永久性控制点以获取实时静态数 据外，还应获取关联设备和构筑物的罔文视频信息等， 构建既有线路测量信息系统，便于铁路Ｔ务部门准确应 用、维修、查检、校核等，同时也可作为线路改造、改 建、大中修等工程的统一基础数据平台。 曼ＣＨＩＮＥＳＥＲＡ／ＬＷＡＹＳ ２０１５／０４ １ 控制测量 以单线为中心把ＣＰⅢ点布设到接触网杆对面的地面 上，与ＣＰⅡ或ＣＰＩ点形成附合导线，测量导线时顺便把 既有普速铁路线路相关的平面控制资料不全，而且 ＣＰⅢ点近处接触网杆上已设标志点的距离和方向测出， ＩＣＰＩＵ点的坐标，同时也 设计和建设期间的控制精度较低，存在测量控制点破坏 内业整体平差计算，不仅能得￣Ｉ和丢失现象。有些线路即使经过几次既有线测量，也没 得到了接触网杆上标志点的坐标（在施测碎部时可当作 有精确的统一平面控制网，高程控制也只有每２ ０００ ｍ 实用ＣＰｌｌＩ点）。 一个水准点，仅能进行拉坡，使线路始终处在一种相对 单线ＣＰｌｌＩ的布设及测量方法二见图３。 游动的状态下进行养护，维修后运营线路平面（尤其是 曲线处）巾心偏移、纵断面坡段移动等情况十分普遍。 因此，现代既有线测量必须重新建立全线统一的平面控 制，提高高程控制等级（基本水准采用４等及以上）， 才能满足维修养护实际需要。 １．Ｉ 平面控制 平面控制参照ＴＢ １０１０１—２ ０（）９《铁路工程测量规 范》、ＴＢ １０１０５—２００９《改建铁路工程测量规范》 进行。全线布设基础平面控制网ＣＰＩ、线路平面控制网 ＣＰⅡ，ＣＰＩ、ＣＰ１Ｉ布置形式见图１。 图１ ＣＰＩ、ＣＰ ＩＩ布设示意图 轨道控制网ＣＰ１１Ｉ的布设形式根据铁路线路情况确 定，可采用交会法、导线法测量，精度指标不低于一级 导线。 单线ＣＰｌｌＩ的布设及测量方法一见图２。 图２单线ｃ ＰＩｌＩ布设与测量方法一 ＣＨＩＮＥＳＥＲＡＩＬＷＡＹＳ ２０１５／０４ 曼 ６０ ｍ 线 图３单线ｃ ＰＩＩＩ布设与测量方法二 把ＣＰＩＩ点布设到单线的每一个接触网杆上，采取自 南设站法，对每一个ＣＰＩ１１点在不同的３个自由站上观测 距离和方向，通过严密平差计算便可得｝Ｈ所有ＣＰ１１Ｉ点的 坐标。这种单线ＣＰｌｌＩ点应用方便，特别是在铺线、调线 时可以节约大量的时间和空间。 复线ＣＰｍ的布设及测量方法见图４。 图４复线ｃＰｌｉｉ布设及测量方法 ｃＰｉｉｉ点布设在路基两侧的防撞墙、隧道墙、接触网 杆、电杆等上，每６０ ｍ一对标志点。采用组合交会法测 量，与ＣＰＩ、ＣＰ ｌＩ控制点连测，用专用软件进行平差得 ￣ｉ］ＣＰｍ点坐标。 １．２高程控制 用线路的基本水准点以三等精度复测贯通，整体平 差，并在ＣＰＩ、ＣＰ１Ｉ各点上同精度测量 高程数据，以 使ｃＰｍ点达到四等水准精度，同时算出沿线的高程异常 值，以备后用。 ．８１— 形态的信息来辅助决策，为此对路基进行录像与摄影， （５）制作线路的影视和二三维动态模型，把现场大 并将影像资料与施测数据匹配使用。进行路基影像摄制 量信息载入虚拟现实铁路中，形象直观、内容明了，还 时，在列车的车头或车尾用广角镜俯视线路进行录像， 在路基两侧以４５。角斜视路基侧面进行录像。录像时， 可用于宏观决策分析，减少不必要的现场考察和踏勘。 通过现代既有线测量建立的线路基础数据平台，可 要注意录像取位一致性，全面反映铁路路基全貌及周围 进一步开发、拓宽应用至多方面，如：铁路沿线地下地 现状，对死角、遮挡及重要地方要补录或补摄。 上电缆的电子信息、桥梁变形监测、路基沉降、滑坡、 检修或抢修的最佳路线选择、大机精准作业、轨检车 ４．２动态三维模型制作 根据既有线施测资料，应用数字＝＝三维技术制作铁 分点的精确位置确定、高压贯通线的信息图表、征地界 路线路，线上、线下相关建、构筑物及地下设施的位 置、大小及颜色，全部与实际一致，按测量坐标各自归 位形成整体线路ｊ维数字模型。在距线路中心ｌＯ０ ｍ的 两侧，用２ ｋｍ宽的地形高程模型和相应最新的遥感影像 冈叠加成地面三维数字模型。把线路＿二维数字模型和地 面ｉ维数字模型组合，形成有场景的虚拟现实铁路。按 线路中心坐标转放到能够动态显示的数字地球表面，标 明铁路线路在地面上的位置和走向，逐级放大看清线路 周围地形起伏环境，再放大便可看实测和野外摄像对应 建、构筑物及地形的三维动态模型，带有一定的量测、 统计、显示信息功能，并在相应软件中可见被点击模型 的实物属性。 ５结束语 本文重点表述了存既有线测量中有所创新、改进及 补充完善的方法与内容，该套现代化既有线测量方法施 测成果巾一部分是旧有方法所难以企及的，其应用优势 明显，主要体现在以下几个方面。 （１）从整体到局部建立较为完善的控制体系，地 面上留有永久性ＣＰＩ、ＣＰⅡ、ＣＰＩｌｌ点和水准点，使得线 路设计与维护有统一参考基准，与线路相关的附属工程 也不再各自为政，全部纳入系统中。 （２）在测量方法上，尽可能使人和仪器不上和少 Ｌ线路，采用非接触性测量，基本不影响行车。 （３）资料详实丰富，电子化管理，可随时查阅调 用，随现场变化适时更新、增扩内容。 （４）把复杂的测量计算转变为简单的量测，线路 空问位置准确、易找，方便维修养护，能快速恢复中线 几何形状从而保持线路平顺性。如利用ｃＰｌｌｌ点，使用手 持测距仪、钢板尺，可直接测 拨量和轨面高，这样普 通］＿区工人也可随时随地量ｆｆｊ。 ．．８４．． 桩的空问坐标等。 参考文献 …中华人民共和国铁道部．ＴＢ １ ０１ ０１—２００９铁路工程 测量规范［ｓ】．北京：中国铁道出版社，２０１ ０． ［２】中华人民共和国铁道部．ＴＢ １ ０１ Ｏ５—２ＯＯ９改建铁路 工程测量规范［ｓ］．北京：中国铁道出版社，２０１ ０． ［３］中华人民共和国铁道部．ＴＢ １ ０６０１—２ＯＯｇ高速铁路 工程测量规 ｓ］．北京：中国铁道出版社，２Ｏ１ ０． ［４】田宝林，刘洪东．有砟轨道精密工程控制测量作业 方法及精度探讨ｆＪ］．铁道勘察，２ｏｏ７（５）：５６－－３８． ［５１朱洪涛 徐荣．既有线三维精测技术分析［Ｊ］．铁道 工程学报，２００９（１）：４９－－５１． ［６］胡华昌，全志强．既有铁路桥墩中心的测定方法ｆＪＪ． 测绘通报，２Ｏ１１（１ ０）：４５－４６． ［７］陈锋，辜良瑶，杨岳，等．铁路既有线复测平面曲 线优化方法［Ｊ］．铁道科学与工程学报，２０１ ２（５）：９卜 ９５ 责任编辑苑晓蒙 收稿日期２Ｏ１ ５－－０１－－５０ ￡二 。 ｃＨｌＮＥｓＥＲＡ｜ＬＷＡＹＳ ２０１５／０４
