铁路工务安全检测监测（8M）体系架构优化方案
罗国伟;赵欣欣;朱宏伟;马战国;既有的铁路工务安全检测监测（8M）管理系统以各铁路局为主导进行开发，缺乏数据共享的顶层规划，制约了工务安全大数据的深度分析与智能化应用。本文讨论了8M体系架构的建设目标、定位与内涵，提出了8M的总体架构优化方案建议，梳理了其关键风险点，并初步制定了8M体系的建设实施方案。本文成果可为8M体系规划与建设提供借鉴。
铁路工务安全检测监测管理系统设计关键技术
赵颖;罗国伟;段培勇;赵学廉;王勇;柴雪松;凌烈鹏;针对铁路工务检测监测数据多源、分散、异构等特点和数据共享与综合应用需求，本文在分析工务安全检测监测（8M）技术体系架构基础上，设计了工务安全检测监测（8M）管理系统。功能实现方面，阐述了分层数据架构与微服务应用架构两大关键技术；数据架构方面，设计了融合时序数据库、关系型数据库、分析型数据库与文件存储的复合存储策略；应用架构方面，基于领域驱动设计将系统服务拆分为部署于边缘的实时微服务集群与部署于中心的计算微服务集群，并根据用户需求特点精准分发请求。为验证设计有效性，搭建了试验环境，开展对比测试。结果表明，本文设计的云边协同多模态数据存储和应用架构可明显提升数据管理效率和用户体验。
基于视觉仿生的工务设施多对象巡检技术
马学志;针对既有铁路工务设施巡检系统功能单一，难以兼顾铁路沿线不同工务设施高清成像的问题，本文开发了基于视觉仿生的铁路工务设施巡检系统。该系统将液态镜头集成至现有图像检测设备，模拟人眼视觉特性，实现不同物距下待检设施的高清成像。提出了10位图像像素精度提升算法，通过自适应插值等智能图像处理技术，提升远端目标像素精度与清晰度。利用本文方法进行现场试验，结果表明：液态镜头可实现不同物距下的快速高清成像，响应时间为毫秒级；本文提出的10位图像自适应插值算法可实现不同位置目标像素精度的统一。
高速铁路道岔区空间位置参数检测技术
杨佳乐;针对传统高速铁路道岔区空间位置参数检测方法效率低、精度受限的问题，本文提出一种基于线激光测量技术的道岔区空间位置参数检测方法。通过融合线激光扫描与多传感测量技术，构建了涵盖道岔区轨距、水平、轨向、高低、降低值、轮缘槽宽度等关键参数的高精度自动化检测系统。研制了道岔状态检查仪样机，并进行现场试验验证。结果表明，该方法测量精度达亚毫米级（0.3 mm），检测效率提升3倍以上，可显著降低人工依赖，提升道岔状态评估的准确性与时效性。
重载铁路基于轨道几何波形的道岔精确定位方法
关晓天;秦怀兵;戴少石;张晋;李瑞青;马战国;受检测设备累积误差、轨道工况等因素影响，重载铁路动态检测数据里程存在一定偏差，不能直接准确判定道岔位置。为了实现重载铁路道岔精确定位，本文结合曲线设备台账及动态轨道几何波形曲线特征，提出一种基于轨道几何波形的道岔精确定位方法，采用皮尔逊相关性进行检测数据里程校准，并利用高通滤波技术从动态轨道几何波形中获取突变特征完成道岔尖轨尖、辙叉的里程定位。将本文方法应用于朔黄铁路进行验证。结果表明：通过检测数据校准后，轨道几何超高波形与曲线设备超高波形平均匹配度超过98%，道岔精确定位误差控制在2 m范围内。
梁端区域轨道线形监测技术研究及应用
时佳斌;付峥锐;王智超;柴雪松;肖倪;大跨桥梁端区域在伸缩装置滑动不畅的情况下，容易引发轨道几何形位超限问题。针对运营线路现场实际需求，考虑轨道高低、轨向、纵向位移等几何参数，本文提出了基于激光和视觉融合的非接触式轨道线形监测技术并搭建了监测系统。以激光扫描技术为基础，结合AI图像识别技术，对梁端区域轨道线形进行多维度、全天候实时在线监测。将该系统应用于某公铁两用大桥，运行状态良好。现场监测数据表明，列车振动、环境温度变化、雨雾、施工作业干扰等外界环境对该系统监测效果的影响很小，复杂工况下监测数据的可靠性得以有效提升。
基于激光衍射的高风险线路区段轨道线形监测技术
刘艳芬;暴学志;柴雪松;王伯旭;王智超;针对高风险线路区段因下部基础变化引起轨道线形变化而缺乏有效监测技术手段的问题，提出了基于激光衍射的轨道结构线形异常监测方案。通过试验研究了轨道线形异常监测中观测点焦距及波带板尺寸设置、衍射光斑中心坐标定位等关键技术，并通过实尺模拟试验进行验证。结果表明：观测点焦距与自身位置相关，越靠近光源与接收端的中点，焦距越大；越远离中点，焦距越小；波带板尺寸与焦距之间呈线性关系；采用电荷耦合器件（Charge-Coupled Device,CCD）技术定位光斑中心坐标不仅精度高，还可以消除光斑抖动对测量结果的影响。
高温块状磨屑位置检测系统设计
张锐;刘传;高春雷;张钰荧;何国华;宋晓阳;梁宁;针对钢轨打磨作业中产生的高温块状磨屑处理所面临的效率低、过度依赖人工判断，以及有显著的安全风险等问题，本文创新性地设计了一套运用红外热成像技术的高温块状磨屑自动识别与定位系统。该系统首先通过建立红外热像仪的空间姿态与位置数学模型，精确界定了其最大有效识别边界。通过分析块状磨屑冷却过程曲线与现场打磨监控数据，选定了最优图像分割阈值，以优化检测精度。检测系统能够敏捷捕获高温块状磨屑的红外图像特征，并与轨道里程数据融合，实现磨屑位置的实时在线快速解析与里程信息的精确追踪，保障了检测成果的即时反馈。模拟试验结果表明：该系统能够对预设模拟目标进行精准识别；车速20 km/h时，其定位精度误差在0.6～0.8 m；车速80 km/h时，定位误差在2.0～3.4 m。
基于多维特征融合与XGBoost的重载铁路道床脏污智能识别方法
王文刚;针对重载铁路道床脏污成分复杂、含水率干扰大导致单一雷达参数反演精度低的问题，提出了一种基于探地雷达多维特征融合的脏污智能分级方法。研制了包含四种典型工况的足尺道床标定试验模型，构建了80 000组单道波形数据的样本库。从物理属性、时域、频域及时频域四个维度提取了25个特征参数，优选XGBoost(eXtreme Gradient Boosting)构建分类模型，并与随机森林和BP(Backpropagation)神经网络进行了对比。试验表明，多维特征融合能全面表征道床介质的电磁散射与衰减特性；XGBoost模型在测试集上的识别准确率达98.4%，优于随机森林（96.2%）和BP神经网络（89.5%）；其中，介电常数、重心频率及小波熵是判定脏污程度的关键指标。该方法有效解决了复杂工况下道床脏污识别的非线性映射难题，为重载铁路道床状态的大数据智能化评估提供了技术支撑。
基于电阻率层析成像法的分布式路基塌陷监测技术开发与应用
曾葫;针对复杂地质条件下铁路路基塌陷的动态监测技术难题，研制了基于电阻率层析成像法的分布式监测系统。该系统通过硬件架构创新与阵列采集参数优化，实现了路基塌陷发育过程的三维可视化。在硬件设计方面，研制的级联式分布式数据采集终端采用电极组合动态优化策略，突破了传统串行采集模式的效率局限，显著提升了现场布设便捷性和监测数据采集速度。在参数优化方面，数值模拟与模型试验结果表明，0.5 m电极间距的偶极阵列配置在微小电阻率变化检测中实现了灵敏度与经济性的最优平衡，可精准捕捉塌陷发育过程中的电性特征响应。系统验证表明，该技术的三维成像方法可清晰表征路基内部结构分布特征，精准呈现塌陷重点区域的发育形态，为铁路工程路基安全运维提供了可靠的技术支撑。
重载铁路路基冻害识别方法
杨文;戴少石;李茂;杜守信;胡方磊;潘振;在重载铁路有砟轨道季节性冻土期，路基冻害易引发轨道上拱变形，影响轨道平顺性，给铁路运输带来较大安全隐患。本文提出一种重载铁路路基冻害识别方法，深入分析路基冻害变化规律及发展趋势，挖掘路基冻害与动态轨道几何参数关联关系，提取动态轨道几何参数高低、水平、三角坑特征，利用长短期记忆（Long Short-Term Memory,LSTM）神经网络技术实现重载铁路路基冻害区段精准识别。该方法已在朔州—黄骅铁路得到应用验证，能够指导现场线路维修决策，为重载铁路线路设备日常养护维修提供技术支撑。
期刊简介
期刊名称： 铁道建筑
创办日期： 1961年7月
主管部门： 中国国家铁路集团有限公司
主办单位： 中国铁道科学研究院集团有限公司
刊期： 月刊
电话：010-51849235
Email：tdjzbjb@126.com tdjz@rails.cn
国内统一刊号(CN)： 11-2027/U
国际标准刊号(ISSN)：1003-1995
微信号：tdjz-1961
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