铁路线路安全巡视与隐患排查技术研究

铁路线路安全巡视与隐患排查技术研究

石建兵 宋国栋 郭小军

兰州石化公司 化工储运中心

摘要：随着铁路运输的快速发展，铁路线路的安全性越来越受到重视。铁路线路安全巡视与隐患排查是确保铁路运输安全的重要环节。文章针对当前铁路线路安全巡视与隐患排查中存在的问题，研究了无人机巡检技术、激光扫描技术、传感器监测技术以及人工智能与大数据分析在铁路线路安全中的应用，旨在提高铁路线路安全巡视的效率和准确性，及时发现并处理潜在的安全隐患。

关键词：铁路线路；隐患排查；无人机巡检；传感器监测；人工智能

引言

铁路作为国家重要的基础设施，其安全运行直接关系到国民经济和人民生命财产的安全。传统的铁路线路巡视主要依赖人工检查，效率低下且容易受人为因素影响。随着科技的进步，多种先进技术被引入铁路线路的安全巡视与隐患排查中，极大地提高了铁路线路的安全保障能力。

一、无人机巡检技术

无人机巡检技术以其灵活性、高效性和经济性在铁路线路巡视中得到了广泛应用。无人机搭载高清摄像头和红外线传感器，可以对铁路线路进行实时监控，及时发现轨道异常、设施损坏等问题。并且，无人机还可以在恶劣天气或复杂地形条件下执行任务，弥补了传统人工巡视的不足。

无人机巡检技术在铁路线路安全巡视中的应用，标志着铁路安全管理进入了一个全新的时代。无人机巡检技术的引入，不仅极大地提高了铁路线路巡视的效率，还显著提升了巡视的准确性和安全性[1]。首先，无人机巡检技术具有高度的灵活性。无人机能够在铁路沿线进行低空飞行，对轨道、桥梁、隧道、信号设备等关键部位进行近距离、全方位的拍摄和监测。这种灵活的飞行方式使得无人机能够轻松应对复杂地形和恶劣天气条件，确保铁路线路的安全巡视不受外界因素干扰。其次，无人机巡检技术具有高效性。传统的铁路线路巡视需要大量的人力物力投入，而无人机巡检则可以在短时间内完成大面积的巡视任务。无人机搭载的高清摄像头和红外热成像仪等设备，能够实时捕捉铁路线路上的异常情况，如轨道变形、设备损坏等，为铁路部门提供及时、准确的安全信息。再次，无人机巡检技术还具有经济性。与传统的铁路线路巡视相比，无人机巡检可以节省大量的人力成本和时间成本。并且，无人机巡检还可以降低人员安全风险，减少因巡视工作而引发的交通事故和人员伤亡。

二、激光扫描技术

激光扫描技术在铁路线路安全巡视与隐患排查中的应用，为铁路部门提供了一种高效、精确的监测手段。该技术通过发射激光束并接收反射信号，能够精确测量铁路线路及周边环境的三维坐标信息，为铁路线路的维护和管理提供了有力的技术支持。

激光扫描技术的工作原理是利用激光测距原理，通过激光发射器向目标物体发射激光束，然后接收反射回来的激光信号。根据激光信号的往返时间和光速，可以计算出目标物体与激光扫描设备之间的距离。通过旋转激光发射器，可以实现对目标物体的全方位扫描，从而获取目标物体的三维坐标信息。

在铁路线路安全巡视中，激光扫描技术可以应用于多个方面。首先，它可以用于对铁路线路进行精确测量。通过对铁路线路进行激光扫描，可以获取线路的三维坐标信息，包括轨道的几何尺寸、线路的曲率、坡度等参数[2]。这些数据可以为铁路线路的维护和管理提供精确的依据，帮助铁路部门及时发现并处理线路的变形、沉降等问题。其次，激光扫描技术还可以用于对铁路沿线的环境进行监测。通过对铁路沿线进行激光扫描，可以获取沿线地形、地貌、植被等环境信息。这些信息可以帮助铁路部门了解沿线的自然环境状况，为铁路线路的规划、设计、施工和维护提供科学依据。再次，激光扫描技术还具有高精度、高效率、非接触式测量等优点。与传统的测量方法相比，激光扫描技术具有更高的测量精度和更快的测量速度，可以大大提高铁路线路安全巡视的效率和准确性。并且，由于激光扫描技术是非接触式测量，可以避免对铁路线路和沿线环境的破坏和干扰，有利于保护铁路线路和沿线环境的完整性和安全性。

三、传感器监测技术

传感器监测技术在铁路线路安全巡视与隐患排查中扮演着至关重要的角色。通过在铁路沿线布设各种传感器，可以实时监测铁路线路的运行状态，及时发现并处理潜在的安全隐患，确保铁路运输的安全和稳定。

传感器监测技术的核心在于各类传感器的应用。这些传感器可以检测到轨道的温度、振动、位移等关键参数，从而实现对铁路线路运行状态的全面监测。例如，温度传感器可以实时监测轨道的温度变化，及时发现过热或过冷的异常情况，防止因温度变化引起的轨道变形或损坏。振动传感器则可以监测轨道的振动情况，通过分析振动数据，可以判断轨道是否存在松动、断裂等安全隐患。位移传感器则可以实时监测轨道的位移变化，及时发现轨道的沉降、变形等问题，为铁路线路的维护提供及时、准确的信息。

除了对轨道的监测外，传感器监测技术还可以应用于铁路沿线的环境监测。例如，气象传感器可以实时监测铁路沿线的气象条件，包括温度、湿度、风速等参数，为铁路部门提供及时的气象信息，以便采取相应的应对措施。地质传感器则可以监测铁路沿线地质条件的变化，及时发现地质灾害的潜在风险，为铁路线路的规划和维护提供科学依据。

四、人工智能与大数据分析

人工智能与大数据分析技术在铁路线路安全巡视与隐患排查中的应用，标志着铁路安全管理进入了智能化、数据化的新时代。通过整合传感器监测技术、无人机巡检技术以及激光扫描技术所收集的大量数据，人工智能与大数据分析技术能够实现对铁路线路安全风险的全面、精准评估，为铁路部门提供科学、有效的决策支持。

人工智能技术在铁路线路安全巡视中的应用主要体现在智能识别与预测方面。利用机器学习算法，人工智能系统可以对传感器监测到的数据进行智能分析，识别出轨道的微小变形、松动、磨损等异常情况，从而实现对安全隐患的早期预警[3]。并且，人工智能系统还可以根据历史数据和实时监测数据，对铁路线路的安全风险进行预测，为铁路部门提供前瞻性的维护建议。

大数据分析技术则通过对海量数据的挖掘和分析，揭示数据背后的规律和趋势，为铁路线路的维护和管理提供科学依据。例如，通过分析传感器监测到的轨道温度、振动等数据，大数据分析技术可以预测轨道的磨损程度和寿命，为铁路部门制定合理的维护计划提供数据支持。另外，大数据分析技术还可以对铁路线路的历史事故数据进行挖掘，分析事故发生的规律和原因，为铁路部门制定针对性的预防措施提供借鉴。

人工智能与大数据分析技术的融合应用，使得铁路线路安全巡视与隐患排查工作更加智能化、高效化。通过构建智能分析模型，实现对监测数据的实时分析和处理，提高安全隐患的识别效率和准确性。

结束语

铁路线路安全巡视与隐患排查技术的研究对于提高铁路运输的安全性具有重要意义。无人机巡检技术、激光扫描技术、传感器监测技术以及人工智能与大数据分析技术的综合应用，能够显著提高铁路线路安全巡视的效率和准确性，及时发现并处理安全隐患，保障铁路运输的安全。相信，随着技术的不断进步，铁路线路安全巡视与隐患排查技术将更加智能化、精细化，为铁路运输安全提供更加坚实的保障。

参考文献：

[1]于天龙.信息化技术在铁路线路设计中的思考与运用[J].信息系统工程,2023,(05):116-118.

[2]王松茂,轨道交通(铁路)线路运行安全智能化监测与管理技术研究及应用.四川省,成都凯莉伟业科技有限公司,2020-12-10.

[3]余淼.铁路线路智能巡检系统的设计[J].铁路计算机应用,2013,22(06):31-34.