[發明專利]基于數字孿生技術的改造站信號系統現場調查方法

在審

• 申請號: 202310465136.9
• 申請日: 2023-04-26
• 公開（公告）號: CN116485141A
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 熊飛;武長海;王海忠;周憲寶;高玲俊;李碩;王晶;南迪
• 申請（專利權）人: 中國鐵路設計集團有限公司
• 主分類號: G06Q10/0631
• 分類號: G06Q10/0631;G06F30/13;G06T17/05;G06Q50/08;G06F16/29
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司 12108
• 代理人: 張文華

本發明涉及基于數字孿生技術的改造站信號系統現場調查方法，包括：S1、進行調查準備工作；S2、無人機對既有的信號室外設備進行站場平面掃描形成航拍數據；通過北斗衛星定位系統輔助采集信號機、軌道電路、道岔箱盒的位置、狀態信息；S3、通過智能調查機器人掃描室內組合架、軌道柜、移頻柜、綜合柜、信號設備機柜中設備的位置信息；S4、通過智能調查機器人探測地下電纜干線徑路布置信息；S5、將步驟S2、S3、S4獲得的數據進行三維BIM立體建模；S6、根據建模結果對電子版CAD圖紙進行數據耦合，根據耦合結果對電子版CAD圖紙進行校正，獲得校正后的布置圖紙；本發明減少大量現場調查工作，提高了改造車站設計效率。

技術領域

本發明屬于改造站信號系統調查技術領域，尤其涉及基于數字孿生技術的改造站信號系統現場調查方法。

背景技術

國鐵信號系統經歷了固定閉塞、準移動閉塞，目前正向移動閉塞階段演化。對于信號系統改造，信號樓位置利舊或者接建時，室內分線盤、組合柜、綜合柜、移頻柜一般能利舊既有盡量利舊，不增加新的機柜，如需增加，需要考慮空間是否足夠，空間若不夠還得考慮信號機械室接建或者搬遷到其他房屋、或者新建信號機械室。如果采用傳統調查方式，需要人員調取既有竣工圖，還需現場調查、核實室內、室外信號設備的布置情況，調查工作復雜，不僅造成人力資源浪費、增加投資，可能會有差錯漏碰、還對改造工程的工期造成嚴重影響。

既有站現場調查需要向當地鐵路運輸部門報批，抓住高速鐵路/普速鐵路(“天窗點”)，而“天窗點”鐵路工電部門要利用這段時間(時間較短半小時～1小時左右，超過時間耽誤列車正點運行，需要運輸部門特批，否則運行中的列車和鐵路維護工人都在同一時間，出現在同一地點，極易造成傷亡事故)到營業線上((車站與中繼站、中繼站與中繼站距離卻很長(區間間隔一般10KM布置一個“無人值守”中繼站))檢查、維修保養設備往往來不及記錄設計需求的信號機、道岔、軌道電路信息；

西部“無人區”如青藏鐵路既有線路上線困難，海拔較高，目前采用“無人值守”模式較多，往往出現問題才去檢修(幾星期至幾個月都有可能)，設計無法及時獲取需求的信號機、道岔、軌道電路信息。

“工電段”成立以來，“電務部門”尤其“信號”專業的人“保安全”壓力巨大，時刻緊繃“安全”這條弦，夜間突擊加班更是“家常便飯”，此時還需要抽出寶貴的時間去回答、或者接洽“信號”專業設計，現場調查既有線信號設備信息，非常不人性化，也可能記不住回答不準確，調查時間久，工作人員可能配合不到位，人工調查極易有“差、錯、漏、碰”的情況，這還會極大浪費的人力、物力，種種原因，后期設計返工，或者建設過程中出現返工或者廢棄工程，浪費了國家和地方政府、企業的資金和人力資源。

設計對運營單位的設備運營現狀和“需求信息”不能及時獲取，如如何解決“軌道電路分路不良問題”，這個方案又細分為運營單位現狀①采用“熔覆合金”；②采用“高壓脈沖軌道電路”；③采用“多特征軌道電路”；④采用“計軸軌道電路”；⑤交叉感應環線，即便是采用了第②種，又可以細化分為“高壓脈沖軌道電路疊加通號院二線制電碼化”、“高脈沖軌道電路疊加通號院四線制電碼化”、“高壓脈沖軌道電路疊加電鐵院二線制電碼化”、“高脈沖軌道電路疊加電鐵院四線制電碼化”、高壓脈沖軌道電路不疊加電碼化。現場使用情況復雜多變，因時因地不同，有運營單位“工電段”電務科采用其中某一種類型的；有的采用了2個以上類型的；有的根據現場使用效果、使用習慣如要求設計在將其管轄電務段內解決“軌道電路分路不良問題”統一采用某一種制式以便于后期維護)、有的電務科因配合鐵路總公司或其他單位進行技術革新而上道實驗某一新型解決“軌道電路分路不良問題”的設備、還有的電務科訴求拆除某些使用情況不佳的設備并替換為新制式的設備，或者嘗試用另一種的解決“軌道電路分路不良問題”的設備、亦或減少“分路不良軌道電路區段的數量”或增加“分路不良軌道電路區段的數量”，如此種種，既有現狀的“復雜多變、不甚枚舉”。唯有“實事求是”，設計提前理解運營單位的現狀訴求，以調查既有設備現場使用情況及運營單位合理訴求為基礎開展設計，更好的為運營單位服務，避免或大大減少后期設計返工，或者建設過程中出現返工或者廢棄工程，這同樣浪費了國家和地方政府、企業的資金和人力資源。