極目新聞記者 王柳欽
通訊員 張啟山
7月底，滬渝蓉高鐵宜昌至涪陵段項目初設審查會在重慶召開，標誌着項目離開工又近了一步。
這一重大項目的重大進展背後，離不開中鐵第四勘察設計院（下稱“鐵四院”）智能勘察設計技術的鼎力支持。
作為中國高鐵設計的龍頭企業，伴隨着空間信息科學、5g、人工智能等快速發展，以及新技術、新設備在鐵路規劃設計中的應用更廣泛，鐵四院近年來持續加大數智化技術研發投入，將數智化轉型作為企業“頭號工程”重點推進，結下了累累碩果：測量初測階段縮短工期30%；定測階段減少外業人員規模30%，平均每年減少數千萬元成本。
當前，鐵四院正全方位開展以400公里時速高鐵、600公里時速高速磁浮為主的“高端前沿系統集成技術”，以及以站城融合、綠色建設為主的“特色品牌技術”等關鍵核心技術研究，主動融入國家發展戰略，厚植世界一流專精特新沃土。
無人機空中勘察
解決“卡脖子”問題
讓鐵路工程測量更精準
以往，鐵路勘察高度依賴人工操作，手腳並用，費力又費時，gps信號也不穩定。
伴隨着我國高鐵的迅猛發展，需建立大範圍高精度控制網並對鐵路軌道進行精確測量。2022年，鐵四院智能勘察團隊接到新任務：基於北斗建立一張高精度工程控制網，讓勘察人員足不出戶，就能為鐵路建設提供高精度的位置服務。
北斗高精度可視化監測系統
“利用北斗建立的測量網，24小時運行，實現自主可控，並降低了測量誤差逐級傳播的不利影響。”鐵四院數智化事業部智慧研發所所長鬍曉斌說，用自主研發的北斗星地一體化增強定位技術，即便沒有網絡信號，只要看得到天空，勘察人員就可實現高精度定位。
去年，《基於北斗導航系統的鐵路及航運領域應用技術研究》通過結題驗收，成果推動了鐵路行業技術進步和智能化轉型。
滬渝蓉高鐵勘察現場，正是這一技術首次應用。勘測人員在沿線布設了12個地基觀測站和4個星基觀測站，建立起高精度工程控制網，勘察人員可以做到實時厘米級、事後毫米級的鐵路工程測量。
地下水下勘測都有尖板眼
一部手機即可完成數據採集
走進鐵四院化希瑞創新工作室，地質雷達儀、超聲波陣列儀、水上多道地震反射儀、水底淺層剖面儀、瞬變電磁儀等高科技儀器隨處可見。
“這些儀器看起來高深，其實與醫院裡的ct掃描儀、核磁共振儀、b超儀類似，就是用來為地球‘問診把脈’，探測地球內部結構與構造。”創新工作室帶頭人化希瑞說。
鐵路建設在施工前，必須進行專業的物探，深入了解地下情況。創新工作室成員在多地開展試驗，嘗試了近10種新技術與方法設備，創新開發了多源頻率域地震勘探新技術與裝備。
運用新研發的物探裝備，解決了電磁機械干擾難題，有效克服建築交通阻隔難題，且裝備遠程監控、便攜高效。如今，僅需一部手機控制，即可完成數據採集，操作便捷、質量可控。
水上測量船
此外，2019年，鐵四院首次將智能測量船引入武漢樞紐直通線水上勘察。水上測量船將衛星定位、傳感器與智能導航控制等多項技術相結合，能高精度、智能化、集成化解決水上勘察難題，船開到哪裡就測到哪裡，效率提升3倍，“以往需要一至兩天、五個人才能完成的水底地形圖，現在半天、兩個人就完成了。”
工作人員使用3d眼鏡
鐵路工程現場地質資料測繪後，戶外測量人員用無人機拍回來的圖像，戴上3d眼鏡，就像行走在現實的山川河流中一樣。
記者在鐵四院的系統上看到，宜涪鐵路等鐵路沿線的山川、建築、道路等地物、地貌信息，一目了然，真正實現了大數據總覽全局。
生成逼真影像
把地球“搬”進電腦
測量完成後，海量數據彙集到了鐵四院數據中心：以tb（太字節）計算的數據，經後台處理系統的編譯、整理、匯總，最終生成逼真的影像——“數字地球”。
“數字地球”系統
“數字地球”是鐵四院於2019年研發的綜合系統，裡面建築物每一面都有逼真的影像、確切的數據，可以不斷放大圖像，分辨率達5厘米。同時，它還是一個實時共享平台，不同專業不同工種的人員可以同時上線操作，即時獲得最新數據，大幅提高了工作效率、降低了協同成本。
記者看到，隨着電腦鼠標不斷移動，上面顯示的每座山峰、每棟房屋的立體圖像清晰可見，連山峰的高度、坡度，房屋的長、寬、高等都一一顯現。
數據這麼多、這麼精準，實操中如何讓渲染效率高、不卡頓？對此，鐵四院項目團隊在地理地質信息系統中增加算法，讓數據更輕量化，數據調度和動態加載效率也更高。
依託“數字地球”，鐵四院還開發出智能選線系統，只要輸入起點、途經點、終點，人工智能就能自動設計線路。系統1小時生成方案群，並從上千個方案中選出最優的5個方案。而以往，鐵路選線設計主要依靠工程師識別圖紙相關信息，一條線路擬訂往往需要半個月。
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“一鍵成圖”
1分鐘完成長100公里的鐵路三維建模
設計師夢想的場景：輕點鼠標，如同“神筆馬良”一樣，從海量資料中提取資源，實現“一鍵成圖”。鐵四院陸路交通基礎設施智能設計系統的突破，已將這逐步成為現實。當前該系統在20餘個項目中成功應用。
鐵路三維建模
在“滬渝蓉高速鐵路”宜昌至涪陵項目五峰—恩施南段的示範應用中，鐵四院設計師輕點鼠標，30公里長的路橋隧方案“一鍵生成”，設計效率提升超過30%，而以往，100公里線路的三維建模，需多名設計人員加班加點一周才能完成。
據解釋，該系統集成了設計方案智能決策、二三維模型自適應創建、設計成果自動輸出等多項智能化功能，有效解決了傳統設計依賴人工經驗、設計效率低、聯動更新難等問題。
鐵路智能勘察設計平台已陸續推出了100餘個設計功能模塊，從點到面，大幅提升了鐵路勘察設計效率和質量，其中，路、橋、隧等鐵路關鍵結構工程設計軟件採用脫平台技術，可基於國產圖形引擎運行，自主化率達90%以上，打破了過去20年對國外圖形平台的過度依賴。
（通訊員供圖）
（來源：極目新聞）
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