[发明专利]基于数字孪生技术的改造站信号系统现场调查方法

说明书

本发明涉及基于数字孪生技术的改造站信号系统现场调查方法，包括：S1、进行调查准备工作；S2、无人机对既有的信号室外设备进行站场平面扫描形成航拍数据；通过北斗卫星定位系统辅助采集信号机、轨道电路、道岔箱盒的位置、状态信息；S3、通过智能调查机器人扫描室内组合架、轨道柜、移频柜、综合柜、信号设备机柜中设备的位置信息；S4、通过智能调查机器人探测地下电缆干线径路布置信息；S5、将步骤S2、S3、S4获得的数据进行三维BIM立体建模；S6、根据建模结果对电子版CAD图纸进行数据耦合，根据耦合结果对电子版CAD图纸进行校正，获得校正后的布置图纸；本发明减少大量现场调查工作，提高了改造车站设计效率。

技术领域

本发明属于改造站信号系统调查技术领域，尤其涉及基于数字孪生技术的改造站信号系统现场调查方法。

背景技术

国铁信号系统经历了固定闭塞、准移动闭塞，目前正向移动闭塞阶段演化。对于信号系统改造，信号楼位置利旧或者接建时，室内分线盘、组合柜、综合柜、移频柜一般能利旧既有尽量利旧，不增加新的机柜，如需增加，需要考虑空间是否足够，空间若不够还得考虑信号机械室接建或者搬迁到其他房屋、或者新建信号机械室。如果采用传统调查方式，需要人员调取既有竣工图，还需现场调查、核实室内、室外信号设备的布置情况，调查工作复杂，不仅造成人力资源浪费、增加投资，可能会有差错漏碰、还对改造工程的工期造成严重影响。

既有站现场调查需要向当地铁路运输部门报批，抓住高速铁路/普速铁路(“天窗点”)，而“天窗点”铁路工电部门要利用这段时间(时间较短半小时～1小时左右，超过时间耽误列车正点运行，需要运输部门特批，否则运行中的列车和铁路维护工人都在同一时间，出现在同一地点，极易造成伤亡事故)到营业线上((车站与中继站、中继站与中继站距离却很长(区间间隔一般10KM布置一个“无人值守”中继站))检查、维修保养设备往往来不及记录设计需求的信号机、道岔、轨道电路信息；

西部“无人区”如青藏铁路既有线路上线困难，海拔较高，目前采用“无人值守”模式较多，往往出现问题才去检修(几星期至几个月都有可能)，设计无法及时获取需求的信号机、道岔、轨道电路信息。

“工电段”成立以来，“电务部门”尤其“信号”专业的人“保安全”压力巨大，时刻紧绷“安全”这条弦，夜间突击加班更是“家常便饭”，此时还需要抽出宝贵的时间去回答、或者接洽“信号”专业设计，现场调查既有线信号设备信息，非常不人性化，也可能记不住回答不准确，调查时间久，工作人员可能配合不到位，人工调查极易有“差、错、漏、碰”的情况，这还会极大浪费的人力、物力，种种原因，后期设计返工，或者建设过程中出现返工或者废弃工程，浪费了国家和地方政府、企业的资金和人力资源。

设计对运营单位的设备运营现状和“需求信息”不能及时获取，如如何解决“轨道电路分路不良问题”，这个方案又细分为运营单位现状①采用“熔覆合金”；②采用“高压脉冲轨道电路”；③采用“多特征轨道电路”；④采用“计轴轨道电路”；⑤交叉感应环线，即便是采用了第②种，又可以细化分为“高压脉冲轨道电路叠加通号院二线制电码化”、“高脉冲轨道电路叠加通号院四线制电码化”、“高压脉冲轨道电路叠加电铁院二线制电码化”、“高脉冲轨道电路叠加电铁院四线制电码化”、高压脉冲轨道电路不叠加电码化。现场使用情况复杂多变，因时因地不同，有运营单位“工电段”电务科采用其中某一种类型的；有的采用了2个以上类型的；有的根据现场使用效果、使用习惯如要求设计在将其管辖电务段内解决“轨道电路分路不良问题”统一采用某一种制式以便于后期维护)、有的电务科因配合铁路总公司或其他单位进行技术革新而上道实验某一新型解决“轨道电路分路不良问题”的设备、还有的电务科诉求拆除某些使用情况不佳的设备并替换为新制式的设备，或者尝试用另一种的解决“轨道电路分路不良问题”的设备、亦或减少“分路不良轨道电路区段的数量”或增加“分路不良轨道电路区段的数量”，如此种种，既有现状的“复杂多变、不甚枚举”。唯有“实事求是”，设计提前理解运营单位的现状诉求，以调查既有设备现场使用情况及运营单位合理诉求为基础开展设计，更好的为运营单位服务，避免或大大减少后期设计返工，或者建设过程中出现返工或者废弃工程，这同样浪费了国家和地方政府、企业的资金和人力资源。