如本科技 VDA ：智能之「眼」助力铁路安全维护收藏

中国速度，强化高铁养护需求截至2020年8月，中国铁路营业里程超过14.14万公里，其中高铁3.6万公里，以叹为观止的「中国速度」高居世界第一面对巨大的运载量、激增的线路里程，铁路安全问题至关重要高铁轨道结构的高稳定性、高平顺性、高可靠性，是列车安全高速运行的基本保证。

钢轨、轨道板、底座板、路基等结构是高铁线路的基石，但路基会在翻浆冒泥、水土流失、列车动荷载等影响下逐渐产生沉降，导致列车的高速行驶不平顺，甚至发生脱轨等重大事故，严重威胁行车安全因此，针对平顺性的维修是铁路安全维护的重要工作事项。

中国铁道行业高速发展费时费力，传统监测方案弊端尽显沉降段轨道维修施工时，对轨道结构抬升的高度必须严格进行实时、高精度监控抬升不够时，起不到沉降整治作用；抬升超过了，会起反作用且无法补救传统解决方案使用水准仪配合竖直标尺测量轨道抬升高度，但具有以下缺点：。

1.需要数位工人配合完成仪器部署，耗时较长；2.全程长时间盯守仪器，工作人员易产生疲劳，导致测量错误；3.测量数据难以直观呈现，不便保存，测量结果无法回溯、复查，影响后期核对。

行业亟需一种自动化、精准的设备为解决传统监测方法存在的问题，行业亟需一种自动化、精准的设备国内外均缺少高精度、高实时、非接触的室外测量仪器，因为其开发工作存在诸多技术难点：1.施工段震动大，不能在近处放置设备，设备与施工段应保持10米以上的距离；。

2.监测工作所要求的精度非常高，10米外距离需要保证0.1毫米以上精度，这就要求算法拥有远高于像素级的监测精度；3.室外施工需要应对光照、遮挡、小雨等情况；4.考虑到施工环境在野外，设备必须能快速部署；

5.需要 3D 测量信息，涉及室外大尺度双目相机标定问题实时高精，VDA 破解抬升测量难题如本科技决定自主研发一款产品，以解决各行各业的高精度非接触测量难题，视觉位移分析仪（Visual Displacement Analyzer，简称 VDA）应运而生。

VDA 凭借计算机视觉技术，融合超高精度图像插值、位移跟踪、高精度视觉标定等核心算法，对二维和三维形貌、位移、变形、应变、振动、速度、加速度等信息进行实时、高精度监测，在轨道交通、建筑工程、水利工程、市政建设、航空航天、新材料、新能源、生物医学、微电子、军事等领域有着非常广泛的应用。

视觉位移分析仪 VDAVDA 克服传统解决方案操作人员多、精度低、部署时间长等不足，并拥有传统测量方法难以具备的优势：1.部署简捷、快速，单人5分钟内即可完成设备部署，并开始自动监测、分析；2.精度高、分析实时，距离10米时可测量到精度为0.01毫米的位移、变形；

3.非接触测量，测量设备和目标保持一定距离，测量过程不影响目标物的运行；4.实时显示目标视频画面，实时分析测量结果；5.具有位移热图显示功能，直观感受位移、变形的大小和分布；6.以曲线的形式直观显示测量结果，同时具有时间信息、历史信息、详细数值信息，总体走向清晰易见；

7.可保存图片和分析数据，支持离线回放和离线重新分析；8.可生成数据图表与报告，便于后期查阅顺利验收，VDA 解决方案终见成效·VDA与水准仪的对比实验如图，VDA 与水准仪观测同一目标，抬升和下降各1毫米，观测距离为5米。

由对比曲线可知，VDA 测量结果更接近实际移动高度，且波动较小，这说明 VDA 测量精度更高，稳定性更强

VDA与水准仪的精度、稳定性对比曲线·顺利验收在某集团高铁轨道施工时，工人需将沉降的轨道结构抬升规定的高度VDA 通过计算机视觉技术精准自动测量，实时记录抬升的高度并同步显示，确保轨道抬升到正确的位置除了显示当前测量值，VDA 还支持查看历史曲线、数据保存、离线回放等丰富功能。

经过多次现场测试和专家评审团评审，如本科技的 VDA 测量方案获合作方认可，在工程中投入使用。

VDA 在铁路施工现场应用广泛，多场景助力铁路维护·监测火车经过对轨道的影响如图，列车的高速行驶会导致轨道结构出现周期性起伏，致使钢轨扣件松动，产生动态位移VDA 可实时、精准、全天候测量轨道起伏幅度和频率，利用远程视频观察道路其他指标，结合历史数据对比分析，全面掌握道路健康状况。

此方案解决了人工观测无法随时观察、难以量化的问题，填补了传统测量方法的空白

轨道结构的高速振动监测曲线·分岔口尖轨对位吻合度监测轨道交通线路有很多岔路口，改变列车行驶路线需操作岔口尖轨，使之合并或分离到基本轨道上，并确保严丝合缝，以保证安全变轨传统方法指派人员观察监控视频，但人眼无法精确量化轨道合并间隙，且面临缺岗、疲劳走神、无法全天候观测等诸多痛点，错、漏监督时有发生。

VDA 轨道对位方案支持全天24小时监测尖轨对位情况，优于0.1毫米精度测量尖轨对位距离和缝隙大小；实时计算并传输数据，方便保存历史数据；可远程观察轨道及周边情况，极大程度保证列车变道安全智能之「眼」，引领行业发展新趋势。

2020年8月13日，《新时代交通强国铁路先行规划纲要》发布纲要明确，到2035年，全国铁路网运营里程达到20万公里左右，其中高铁7万公里左右目前在铁路安全测量、监测工作中，高精度计算机视觉技术应用案例较少。

VDA 重新定义了铁路安全维护的工作方式，对行业发展可起到标杆和引领作用未来，如本科技将携手更多合作伙伴，合力探索更多应用场景，解决更多难题，为祖国交通运输事业贡献新的力量

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