無人機鐵路行業(yè)巡檢方案

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無人機鐵路解決方案的架構(gòu)

1)無人機管理平臺：數(shù)據(jù)管理、無人機直播、任務規(guī)劃和任務下發(fā)、團隊管理

2)SDK擴展平臺：無人機遠程控制、快速拼圖/三維地圖、系統(tǒng)平臺集成、更多定制化功能

3)數(shù)據(jù)分析應用層：二維/三維實景建模、快速激光點云建模、高精度測量標注、兼容多種第三方平臺

4)遙控終端：智能航點飛行、高級熱成像功能、智能跟蹤定位、自動化巡邏

5)傳輸層：網(wǎng)絡(luò)/內(nèi)部專線/圖傳

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

7)采集端：便攜式偵察平臺、中型多用途平臺、特種載重平臺、無人機各類負載

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鐵路產(chǎn)品圖譜

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鐵路行業(yè)場景應用

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)鐵路安全保護區(qū)的要求進行標注。

c)標注完后生成鐵路安全保護區(qū)平面圖成果，作為勘察設(shè)計的成果之一。

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，進行標注拆遷。

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)鐵路安全保護區(qū)的要求進行標注。

b)標注完后生成鐵路安全保護區(qū)平面圖成果，作為勘察設(shè)計的成果之一。

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，進行標注拆遷。

1.4工程建設(shè)-施工監(jiān)管

通過無人機管理平臺的現(xiàn)場直播畫面，管理人員無需到達現(xiàn)場，即可檢查臨邊防護的架設(shè)情況、確認作業(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)人員進行實時喊話、督促整改。

1.5工程建設(shè)-施工進度

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

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

1.6工程建設(shè)-質(zhì)量管理

將無人機正射影像與設(shè)計圖紙對比，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)量達標。

1.7工程建設(shè)-造價評估

基于無人機影像構(gòu)建高精度三維模型，可以對土方量進行快速測量。根據(jù)挖方量和填方量，可以預估購進或運出土方體積，再結(jié)合土源價格，運輸費用等，估計施工費用。

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，以及組織人力或機械施工時，人數(shù)，臺數(shù)或工期安排等提供數(shù)據(jù)依據(jù).

2)營運巡檢

2.1營運巡檢-防洪點

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)出防洪點測區(qū)的dsm文件。

c)考慮到山上有在運行的電網(wǎng)線路，dsm文件導入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米的仿地數(shù)據(jù)。

d)考慮飛行安全和鐵路安全要求，在鐵路外擴80米處，添加一組立面航線。

e)最后，再對山頂?shù)匦纹鸱兓黠@處手動補拍一組照片。

f)將以上所有任務照片導入大疆智圖生產(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)如有異常上報復核、檢修。

2.2營運巡檢-安保區(qū)監(jiān)測

a)使用P4R生產(chǎn)鐵路線路的正射影像。

b)將正射影像導入第三方軟件。

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

d)將安全邊界KML導入第三方軟件，并添加緩沖區(qū)。

e)工務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，可以打點測出坐標位置，然后上報工區(qū)，協(xié)調(diào)鐵路公安、國土等各部門協(xié)同處理。

2.3營運巡檢-鐵路橋梁

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

b)規(guī)劃“航帶飛行”任務，設(shè)置為單航帶，飛行速度5m/s；任務執(zhí)行后手動調(diào)整機頭和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個層次進行掃描，掃描方式選擇為非重復掃描。

2.4營運巡檢-接觸網(wǎng)巡檢

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

b)根據(jù)點云模型規(guī)劃巡檢點位和線路。

c)無人機每到達一個點位，供電段巡線工操縱云臺進行微調(diào)，查看接觸網(wǎng)缺陷情況。

d)根據(jù)點位坐標位置和缺陷照片，記錄巡檢工作日志。

e)上報供電工區(qū)/車間，進行研判分析。

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

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拍照片的飛行高度中間添加過渡層。

e)將所有照片導入大疆智圖，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進行數(shù)據(jù)采集。

b)切換至手動飛行界面，設(shè)置相機參數(shù)，等時間隔拍照時間3s，曝光模式設(shè)置為AFC，打開九宮格標線。

c)飛機飛至線路上方，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)可以覆蓋防護墻（網(wǎng)）或者安全保護區(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，重復的畫面要占到圖傳畫面九宮格的2/3。

e)飛行完成后，導出照片，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)域進行排查，用無人機進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)復用當前看守棚人力或者施工負責人。

b)當檢修班組上線后，使用無人機進行全程跟拍，并回傳視頻畫面給施工負責人。

c)檢修班組到達檢修位置后，申報展開作業(yè)。

d)除原有駐站聯(lián)絡(luò)員通報列車運行情況外，施工負責人也可通過畫面隨時查看上下行線路列車情況、安全防護員動向和檢修工人的動向。

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e)當有臨線列車駛過時，聯(lián)絡(luò)員和施工負責人均需與現(xiàn)場防護員進行聯(lián)絡(luò)，從而實現(xiàn)雙鏈路確認。