无人机铁路行业巡检方案

无人机铁路解决方案的架构

1)无人机管理平台：数据管理、无人机直播、任务规划和任务下发、团队管理

2)SDK扩展平台：无人机远程控制、快速拼图/三维地图、系统平台集成、更多定制化功能

3)数据分析应用层：二维/三维实景建模、快速激光点云建模、高精度测量标注、兼容多种第三方平台

4)遥控终端：智能航点飞行、高级热成像功能、智能跟踪定位、自动化巡逻

5)传输层：网络/内部专线/图传

6)铁路平台：铁路指挥中心、铁路大数据平台、基础设施管理平台、运营可视化平台、异物检测系统平台

7)采集端：便携式侦察平台、中型多用途平台、特种载重平台、无人机各类负载

铁路行业场景应用

1)工程建设

1.1工程建设-地形提取

a)使用精灵4RTK采集规划铁路线路沿线的正射影像。

b)使用第三方软件绘制线划图，根据铁路安全保护区的要求进行标注。

c)标注完后生成铁路安全保护区平面图成果，作为勘察设计的成果之一。

d)此外，可根据安全边界要求，结合智图或其他第三方软件的测量功能，来判断影像上影响施工的建筑，进行标注拆迁。

1.2工程建设-断面分析

a)线路初选方案确定

b)选线后现场取证

1.3工程建设-安保区平面图生产

使用精灵4RTK采集规划铁路线路沿线的正射影像。

a)使用第三方软件绘制线划图，根据铁路安全保护区的要求进行标注。

b)标注完后生成铁路安全保护区平面图成果，作为勘察设计的成果之一。

c)此外，可根据安全边界要求，结合智图或其他第三方软件的测量功能，来判断影像上影响施工的建筑，进行标注拆迁。

1.4工程建设-施工监管

通过无人机管理平台的现场直播画面，管理人员无需到达现场，即可检查临边防护的架设情况、确认作业人员是否按要求佩戴安全帽、安全绳、监控吊装作业安全，并对违规人员进行实时喊话、督促整改

1.5工程建设-施工进度

工作人员提前规划好飞行任务，无人机即可定期对作业面进行高清影像数据采集，使用大疆智图生成二维正射影像或三维建模，在模型上标注出各个地块和进度完成情况。

调度人员可在工地模型上直接进行测量和统计，精细化管理混凝土浇筑、模板铺设与拆除、防水面铺设等工序的进度，并及时调整资源投入。

1.6工程建设-质量管理

将无人机正射影像与设计图纸对比，可以检查灌装柱、挖孔桩等桩基基础偏位。

可以在三维模型上测量墩柱间距、尺寸、边坡坡面斜率等参数，保障施工质量达标。

1.7工程建设-造价评估

基于无人机影像构建高精度三维模型，可以对土方量进行快速测量。根据挖方量和填方量，可以预估购进或运出土方体积，再结合土源价格，运输费用等，估计施工费用。

在模型上还能够测量开口宽度、路面坡度等，用于快速判断工程车辆能否通过等场景，以及组织人力或机械施工时，人数，台数或工期安排等提供数据依据.

2)营运巡检

2.1营运巡检-防洪点

a)使用M300RTK+P1使用建图航拍功能，飞行高度设置为340米（高于山顶最高处260米），采集一组正射影像。

b)然后使用果树模式，低精度，生产出防洪点测区的dsm文件。

c)考虑到山上有在运行的电网线路，dsm文件导入Pilot里面后，使用仿地飞行继续采集一组相对于地物表面150米的仿地数据。

d)考虑飞行安全和铁路安全要求，在铁路外扩80米处，添加一组立面航线。

e)最后，再对山顶地形起伏变化明显处手动补拍一组照片。

f)将以上所有任务照片导入大疆智图生产三维模型。

g)在模型上查看边坡、挡墙、排水、涵洞、隧道口等情况。

h)如有异常上报复核、检修。

2.2营运巡检-安保区监测

a)使用P4R生产铁路线路的正射影像。

b)将正射影像导入第三方软件。

c)根据铁路勘察设计的安全保护区矢量数据提取安全边界KML。

d)将安全边界KML导入第三方软件，并添加缓冲区。

e)工务人员仅需查看安保区内，有无违章建筑、越界植物即可。

f)发现有越界情况后，可以打点测出坐标位置，然后上报工区，协调铁路公安、国土等各部门协同处理。

2.3营运巡检-铁路桥梁

a)将大桥的桥墩坐标展开到Google Earth中，设置航线距离桥墩50米；

b)规划“航带飞行”任务，设置为单航带，飞行速度5m/s；任务执行后手动调整机头和L1朝向，使得L1正对大桥，并平行于大桥方向飞行。

c)大桥高325米，采用分层数据采集的方式，以50/100/200/300共4个层次进行扫描，扫描方式选择为非重复扫描。

2.4营运巡检-接触网巡检

a)各看守棚管辖线路进行基础数据采集，生成点云模型。

b)根据点云模型规划巡检点位和线路。

c)无人机每到达一个点位，供电段巡线工操纵云台进行微调，查看接触网缺陷情况。

d)根据点位坐标位置和缺陷照片，记录巡检工作日志。

e)上报供电工区/车间，进行研判分析。

3）公安执法

3.1公安执法-场站作业流程

a)使用M300+P1进行数据采集。

b)使用五航线，飞至300米，先采集一组数据。

c)然后对细节还原不是很理想的地方，再进行针对性补拍。如车展侧面，使用立面航线进行补拍；广场区域、车站棚顶使用圆形航线和手动进行补拍。

d)最后考虑GSD过渡的平滑性，在第一组照片的飞行高度和补拍照片的飞行高度中间添加过渡层。

e)将所有照片导入大疆智图，因照片数据量较大，使用集群版生产三维模型。

3.2公安执法-基础信息采集

a)使用精灵4RTK进行数据采集。

b)切换至手动飞行界面，设置相机参数，等时间隔拍照时间3s，曝光模式设置为AFC，打开九宫格标线。

c)飞机飞至线路上方，APP侧通过九宫格观察画面大小，让飞行高度调整到，九宫格中间格覆盖铁路线路，左右两侧可以覆盖防护墙（网）或者安全保护区。

d)按下拍照，稳定推油门杆，飞行速度保持在，相邻两次拍照，重复的画面要占到图传画面九宫格的2/3。

e)飞行完成后，导出照片，使用大疆智图生成二维正射影像。

3.3公安执法-线路治安巡防

对未覆盖区域进行排查，用无人机进行固定线路的巡视工作。

4）检修保障

4.1检修保障-行车间隙检修保障

a)复用当前看守棚人力或者施工负责人。

b)当检修班组上线后，使用无人机进行全程跟拍，并回传视频画面给施工负责人。

c)检修班组到达检修位置后，申报展开作业。

d)除原有驻站联络员通报列车运行情况外，施工负责人也可通过画面随时查看上下行线路列车情况、安全防护员动向和检修工人的动向。

e)当有临线列车驶过时，联络员和施工负责人均需与现场防护员进行联络，从而实现双链路确认。