淺談無人機(jī)技術(shù)在鐵路防洪中的探索與應(yīng)用

白國棟 張德慶 楊鵬

摘 要：無人機(jī)具有機(jī)動(dòng)性好、應(yīng)用成本低、拍攝范圍廣以及攝像數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性強(qiáng)的特點(diǎn)。山區(qū)鐵路交通受限，資料采集難，而無人機(jī)具備其特點(diǎn)，并能夠克服交通限制，準(zhǔn)確高效的反映災(zāi)害現(xiàn)場影像資料，為災(zāi)害評(píng)估、組織搶險(xiǎn)提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：無人機(jī)技術(shù);鐵路防洪;水害搶險(xiǎn);隱患排查

1前言

一直以來，鐵路防洪搶險(xiǎn)工作完全采用人員實(shí)地勘察險(xiǎn)情，逐級(jí)上報(bào)匯總，缺少能夠準(zhǔn)確采集、實(shí)時(shí)傳播險(xiǎn)情的工具。在一定程度上，減慢了組織搶險(xiǎn)的效率和精確度。近年來，隨著無人機(jī)及其它相關(guān)產(chǎn)品的成熟完善，無人機(jī)的應(yīng)用能夠克服人為勘察險(xiǎn)情存在的各種弊端，如惡劣天氣、交通限制、人身安全等，實(shí)現(xiàn)快速準(zhǔn)確的傳遞險(xiǎn)情，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)措施的消耗大、效率低、精度差、風(fēng)險(xiǎn)大的不足，極大地提高搶險(xiǎn)效率，減少災(zāi)害損失。

2無人機(jī)技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn)

無人機(jī)技術(shù)以低速無人機(jī)駕駛飛機(jī)為空中遙感平臺(tái)，用彩色、黑白、紅外線等攝像技術(shù)拍攝地面影像數(shù)據(jù)，將所獲取的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)或?qū)崟r(shí)傳回控制平臺(tái)，同時(shí)其他計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)圖像信息進(jìn)行加工處理。無人機(jī)技術(shù)在鐵路防洪搶險(xiǎn)應(yīng)用方面有以下特點(diǎn)：

2.1拍攝測量精度高、視野開闊

無人機(jī)在防洪搶險(xiǎn)、隱患排查時(shí)，一般在500米以下低空飛行，屬于近景航空攝影測量。這樣的測量精度高，相對(duì)于人工測量等傳統(tǒng)技術(shù)手段，其精度更加符合現(xiàn)代防洪搶險(xiǎn)要求;同時(shí)無人機(jī)拍攝具備視野開闊，不受地理位置限制，可多角度拍攝的特點(diǎn)，便于險(xiǎn)情、隱患的判識(shí)。

2.2低成本和實(shí)時(shí)性

無人機(jī)及配套攝影設(shè)備成本低，在一定程度上可以降低資金投入;同時(shí)，無人機(jī)可以將現(xiàn)場采集的影像資料，及時(shí)或?qū)崟r(shí)回傳到控制中心。搶險(xiǎn)指揮中心人員可通過回傳的影像資料，及時(shí)對(duì)險(xiǎn)情進(jìn)行判識(shí)，形成初步搶險(xiǎn)方案，從而能夠高效有序的開展防洪搶險(xiǎn)工作。

2.3靈活性和安全性

無人機(jī)起飛降落不受環(huán)境限制，能夠適應(yīng)降雨等不利的天氣因素，且升空時(shí)間短，操作控制較容易;同時(shí)無人機(jī)具備一定飛行高度，對(duì)鐵路行車不會(huì)造成危害。其靈活性和安全性更符合現(xiàn)代鐵路防洪搶險(xiǎn)、隱患排查等工作。

2.4兼容性和擴(kuò)展性

無人機(jī)通過攜帶的高精度數(shù)碼成像設(shè)備獲取地面影像，這些影像與其它軟件集成之后，可進(jìn)行圖像拼接合成、三維建模等多項(xiàng)操作，最終成果質(zhì)量好，穩(wěn)定性高。

3無人機(jī)在鐵路防洪搶險(xiǎn)、隱患排查中的應(yīng)用

3.1雨后設(shè)備檢查

汛期每次強(qiáng)降雨后，全靠人員上山下河對(duì)鐵路設(shè)備設(shè)施、山體邊坡等進(jìn)行隱患排查。通過多年的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，強(qiáng)降雨過后很多隱患都是在雨后設(shè)備檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)的，所以強(qiáng)降雨后的設(shè)備檢查工作至關(guān)重要。但通過傳統(tǒng)的雨后設(shè)備檢查，檢查周期長，很多隱患又難以被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，尤其是山頭危石、孤石及零星水害。如果不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)上述隱患，任其發(fā)展，下次強(qiáng)降雨時(shí)可能會(huì)引發(fā)更嚴(yán)重的災(zāi)害。2021年以來，在進(jìn)行降雨達(dá)暴雨的站點(diǎn)工作時(shí)，均啟用了無人機(jī)航拍排查。工作人員通過對(duì)影像資料初步判識(shí)，在發(fā)現(xiàn)有落石、溜坍等水害跡象時(shí)，再安排相關(guān)人員現(xiàn)場復(fù)核（見圖1）。通過無人機(jī)和人工檢查結(jié)合的方式，能有效縮短檢查周期，及時(shí)發(fā)現(xiàn)災(zāi)害隱患。

3.2危巖體排查

段管內(nèi)寶成鐵路依山傍河而建，兩側(cè)崇山峻嶺，危巖林立。因此危巖落石成了威脅鐵路行車重大安全隱患之一。目前，危巖體檢查工作仍然依靠傳統(tǒng)人工排查階段，對(duì)于人員無法達(dá)到的懸崖處，隱患排查十分困難。隨著無人機(jī)技術(shù)的成熟和配套設(shè)施完善，能夠利用三維建模、360全景影像資料，對(duì)危巖體進(jìn)行初步判識(shí)，尤其是對(duì)危巖體裂縫，可以及時(shí)掌握變化情況（見圖2）。

3.3防洪搶險(xiǎn)

近兩年，管內(nèi)多次遭受暴雨襲擊，誘發(fā)大型水害。在進(jìn)行水害搶險(xiǎn)工作中，使用無人機(jī)

第一時(shí)間傳遞水害現(xiàn)場影像資料，包括查勘水害影響范圍、水害評(píng)估、滑坡周界、崩塌落石點(diǎn)等，為組織搶險(xiǎn)提供第一手資料。在進(jìn)行崩塌落石搶險(xiǎn)時(shí)，通過無人機(jī)在第一時(shí)間找到落石點(diǎn)，指引人員趕往落石點(diǎn)現(xiàn)場排查（見圖3）?？梢哉f無人機(jī)的應(yīng)用，大大縮短搶險(xiǎn)時(shí)間，提高了搶險(xiǎn)效率。

4結(jié)論與展望

4.1結(jié)論

無人機(jī)技術(shù)的引入，為鐵路防洪搶險(xiǎn)、隱患排查提供了高效、便捷的技術(shù)手段，有效克服惡劣天氣、交通限制、人員限制等因素的不利影響;在一定程度上，降低了成本投入，提高了搶險(xiǎn)效率，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)工作模式消耗大、安全風(fēng)險(xiǎn)高、時(shí)效差的特點(diǎn)。所以，無人機(jī)有著極大的應(yīng)用價(jià)值和推廣空間。

4.2未來展望

目前，由于熟練掌握無人機(jī)及配套設(shè)施組裝技術(shù)、飛行操作技術(shù)、圖像資料處理技術(shù)的鐵路工作人員尚數(shù)少部分，所以其還未普遍應(yīng)用到防洪搶險(xiǎn)、隱患排查工作中。所以就目前而言，應(yīng)加強(qiáng)無人機(jī)技術(shù)的推廣應(yīng)用，強(qiáng)化職工對(duì)無人機(jī)業(yè)務(wù)技能培訓(xùn)，才能讓無人機(jī)在鐵路工作中應(yīng)用的愈加廣泛。

參考文獻(xiàn)：

[1]鐵路工務(wù)技術(shù)手冊(cè)防洪.北京：中國鐵道出版社，2003

[2]鐵路工務(wù)技術(shù)手冊(cè)路基.北京：中國鐵道出版社，2016

[3]大疆無人機(jī)應(yīng)用手冊(cè)

作者簡介：

張德慶，男，成都局集團(tuán)公司綿陽工務(wù)段首席工程師，路電：0621-48235，手機(jī)：13778121084，郵箱：282573274@qq.com。

白國棟，男，成都局集團(tuán)公司綿陽工務(wù)段助理工程師，路電：0621-60204，手機(jī)：13541758507，郵箱：550613744@qq.com。

楊 鵬，男，成都局集團(tuán)公司綿陽工務(wù)段助理工程師，路電：0621-48647，手機(jī)：18281406288，郵箱：782741790@qq.com。