摘 要：介绍一种可利用于铁路复测作业的新技术—三维激光扫系统，探讨新技术在复测作业中具体运用的方法，并设计了作业流程，比较新老技术的优缺点。
关键词：铁路复测 ； 特征点 ； 三维激光扫描系统
1.引言
为了增强运输能力，对既有线进行一些常规技术改造是一种有效的措施，这样的改造主要包括落坡、改善线路平面、延长站线、修建复线插入段、增大曲线半径、曲线取直、新增二线等等，因此间断性的对既有铁路进行复测是把握铁路现状、监控铁路运营情况、安全情况的一种必要手段。传统的铁路复测方法包括钢卷尺测量、全站仪坐标法测量等，但随着铁路建设的高速发展，传统的作业方法在精度以及作业安全性方面都已明显不能满足现况要求，因此研究一种既能保证复测成果质量可靠、作业过程安全可行的方法已迫在眉睫。
2.现有复测作业方法以及存在的问题
常规的铁路复测方法是钢尺丈量里程，轨腰写标，用全站仪采用采用矢距法或偏角法进行曲线复测，该方法需要人物力资源大、作业效率低、精度差。而且偏角法作业要求仪器架设在钢轨上，不可避免地存在行车干扰以及作业员的安全隐患。随着列车提速改造、行车密度加大，该方法在现代化铁路复测工作中已经逐步失去了可操作性。
导线法是延既有铁路敷设等级导线后，在每个导线点复测铁路，直线段间隔50米、曲线段间隔20米采集轨道一侧坐标数据，采用坐标解析进行曲线整正和拨距计算，这种方法受行车影响较小，观测精度较高，但需在轨道一侧轨面置镜，作业员不可避免上轨作业，存在一定的安全隐患。
GPS RTK的方法，首先在既有铁路沿线首级GPS控制点上安置参考站，流动站延线路顺序采集轨道一侧数据，采点密度以及数据处理方式与导线法类似；这种方法比较全站仪观测更加便捷、灵活，受行车影响更小，但观测特征点平面精度整体性不好，而且RTK观测高程成果还需拟合至正高系统，高程成果精度较差。也可将流动台安置在轨道平板车上，将事先测定好的坐标转换参数输入RTK测量系统，随平板车运动适时采集线路各点三维坐标，一次完成平高测量，这种方法虽然最为便捷，但确无法精确采集特征点，小车受行车影响无法随时通过道岔采集到全面的数据，作业过程占道，存在一定的安全隐患。
3.一种新技术的介绍
HDS三维激光扫描系统是利用激光测距的原理，密集的记录目标物体的表面三维坐标、反射率和纹理信息，对空间进行真实的三维记录，以Leica ScanStation2为例，其主要技术指标罗列如下：
测量级精度的双轴补偿器
可应用导线测量和交汇法；可架设在已知点上、可以输入点坐标来放样；
精度 1″,补偿范围 +/- 5′，类似于全站仪。
测量级精度
距离精度 +/- 4mm；
高密度扫描 < 1mm ，在任何距离(精度小于1mm)；标靶可放置在较远距离，长距离也可精细扫描；2 mm 模型表面精度。
(3) 很好的工作距离
基于标准反射率表面300 m 范围内，90% 反射率；
4. 新技术应用的探讨
4.1 外业采集：
HDS可以直接采集或在内业间接得到的特征点位包括桥梁、道口两端，信号机，警冲标，道岔尖轨尖，岔跟，隧道两端，上立交两端，跨越电线路等；
需要设标采集的位置包括涵渠中心，坡度桩，公里桩，曲线(ZH、HY、QZ、YH、HZ)点，水管，倒虹吸，水准基点等，这些点的位置均可不设在轨道上，而设在相对安全的路肩垂线上。
车站内地道中心，天桥中心，警冲标，信号机，道岔曲线，车站中心，站线间距，站台长宽高，水鹤油鹤、检查坑以及一些公务电务设备，所有道岔的尖轨尖，岔跟，工务养路领工区，养路工区等均可内业直接提取。
4.2内业处理流程设计：
4.3新技术优点与拓展应用
(1).直观反映现场情况，做到现场信息无错、无漏；
(2).采集的同时拍摄现场数码影像，色素与采集点云匹配后，真实再现现场原景，有利于后续成果分析使用；
(3).数据量大，构TIN编辑后，自动化利用率高，可作为基础数据方便应用于各类铁路监控系统、维护系统、运营系统等后续工作，；
(4).在Cyclone或ArcGIS中，针对两期不同的复测数据，选择两期采集数据拟合出的样条曲线，可以计算出两期铁路线网下的变化点与变化量并进行比较，增线、改线、落坡一目了然。
5. 新技术与现行方法的比较
列表比较
6. 结束语
三维激光扫描系统与传统铁路复测工作相比，获取数据速度更快捷，更轻松，且能三维再现铁路现况，可很好地作为监控铁路安全运营的必要手段。如何利用新技术、新方法把复测工作做好是铁路维护与运营阶段的重要工作。随着现代化建设进程的加速，我们铁路技术人员应该放开眼界，将越来越多的高精技术应用于铁路建设、维护与运营，加快、加深铁路现代化力度。
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