本發(fā)明涉及軌道幾何服役狀態(tài)檢測(cè)分析和鐵路運(yùn)維管理，特別涉及一種基于三維移動(dòng)掃描系統(tǒng)的既有線狀態(tài)綜合分析方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、截至2023年底，我國(guó)鐵路營(yíng)業(yè)里程達(dá)到15.9萬(wàn)公里，其中高鐵達(dá)到4.5萬(wàn)公里。隨著既有線路運(yùn)營(yíng)時(shí)間和運(yùn)營(yíng)里程的增加，線路設(shè)備病害愈發(fā)嚴(yán)重且種類繁雜，對(duì)列車安全、持續(xù)運(yùn)營(yíng)構(gòu)成巨大威脅。良好的軌道幾何服役狀態(tài)是保證列車安全運(yùn)行的前提，現(xiàn)階段鐵路部門主要采用人工目測(cè)、軌距尺、軌道檢查/測(cè)量?jī)x等方式獲取軌道幾何狀態(tài)。人工巡檢方式效率低、精度差，線路設(shè)備檢查工作仍面臨巨大挑戰(zhàn)。

2、1、目前既有線線路測(cè)量方法：

3、(1)傳統(tǒng)的測(cè)量方法：采用人工巡檢方式測(cè)試，使用簡(jiǎn)單的尺子、鐵錘以及規(guī)矩尺子等工具檢測(cè)。

4、(2)目前既有線線路狀態(tài)分析方法主要是針對(duì)既有線獨(dú)立分析項(xiàng)處理，如單獨(dú)針對(duì)軌面、扣件、軌道板、道砟方量、鋼軌幾何狀態(tài)等進(jìn)行分析處理，因此針對(duì)既有線各檢測(cè)項(xiàng)開發(fā)單獨(dú)檢測(cè)設(shè)備：

5、a：既有線線形設(shè)計(jì)，針對(duì)該項(xiàng)檢測(cè)目前主流的設(shè)備有慣導(dǎo)小車、全站儀、三維移動(dòng)掃描系統(tǒng)、地面站掃描儀，可以對(duì)既有線進(jìn)行測(cè)量并通過(guò)附屬軟件計(jì)算出當(dāng)前線路線形數(shù)據(jù)。

6、b:軌面病害檢測(cè)：目前主流的檢測(cè)設(shè)備有基于線陣相機(jī)的軌面檢測(cè)儀(可檢測(cè)軌面?zhèn)麚p病害)、基于線結(jié)構(gòu)光的軌面病害檢測(cè)儀(既可以檢測(cè)軌面?zhèn)麚p病害，也可以計(jì)算其深度等信息)。

7、c:扣件病害檢測(cè)：目前主流的檢測(cè)技術(shù)或者設(shè)備有基于線機(jī)構(gòu)光的扣件檢測(cè)儀、基于圖像的扣件檢測(cè)儀。

8、d:廓形磨耗檢測(cè)：目前主流的有靜態(tài)接觸式的廓形檢測(cè)儀、低速無(wú)接觸式廓形檢測(cè)儀、高速無(wú)接觸廓形檢測(cè)儀。

9、e:軌枕識(shí)別及狀態(tài)檢測(cè)：有基于圖像的檢測(cè)設(shè)備、基于三維激光掃描儀的檢測(cè)設(shè)備。

10、f:限界檢測(cè)：目前主流設(shè)備有全站儀、地面站激光掃描儀、三維移動(dòng)掃描系統(tǒng)等設(shè)備

11、g:工電設(shè)備檢測(cè)：目前主流的檢測(cè)技術(shù)有：全站儀檢測(cè)、地面站掃描儀、三維激光掃描儀。

12、2、現(xiàn)有技術(shù)的客觀缺點(diǎn)：

13、(1)外業(yè)作業(yè)效率慢。

14、(2)目前已有的設(shè)備無(wú)法建立一套和現(xiàn)場(chǎng)對(duì)應(yīng)的臺(tái)賬，完全依賴于設(shè)備自身編碼器。

15、(3)無(wú)法利用一套設(shè)備完成整個(gè)既有線綜合狀態(tài)評(píng)估檢測(cè)，即無(wú)法對(duì)既有線的狀態(tài)進(jìn)行綜合分析檢測(cè)。

16、(4)既有線各項(xiàng)檢測(cè)成果無(wú)法實(shí)現(xiàn)一體化同步關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)。

17、(5)既有線線形設(shè)計(jì)無(wú)法根據(jù)扣件類型及墊板厚度(高鐵)、橋梁偏心、工程限界、工電設(shè)備檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行調(diào)整更新，設(shè)計(jì)與現(xiàn)場(chǎng)關(guān)聯(lián)度不夠。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷而構(gòu)建基于三維移動(dòng)掃描系統(tǒng)的既有線狀態(tài)綜合分析方法和系統(tǒng)，其上搭載高精度三維移動(dòng)激光掃描系統(tǒng)的軌道檢測(cè)與測(cè)量平臺(tái)，能夠快速采集軌道精細(xì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)和鐵路沿線的全斷面時(shí)空點(diǎn)云數(shù)據(jù)；基于該設(shè)備掃描數(shù)據(jù)可以建立線路全線里程校準(zhǔn)臺(tái)賬(臺(tái)賬信息包括里程、軌枕、接觸網(wǎng)桿、gnss位置)；利用該方法可一次檢測(cè)線路的路基、橋梁、隧道所有區(qū)間掃描數(shù)據(jù)，對(duì)檢測(cè)線路的狀態(tài)進(jìn)行綜合評(píng)估；一臺(tái)設(shè)備可一次進(jìn)行線形設(shè)計(jì)、軌道幾何狀態(tài)檢測(cè)、扣件狀態(tài)檢測(cè)、軌枕識(shí)別、廓形磨耗檢測(cè)、軌面病害識(shí)別、限界檢測(cè)、工電設(shè)備檢測(cè)等8項(xiàng)檢測(cè)；基于該設(shè)備，可進(jìn)行既有線路精細(xì)設(shè)計(jì)；基于各部件檢測(cè)結(jié)果，可實(shí)時(shí)自動(dòng)評(píng)估既有線狀態(tài)并計(jì)算輸出線路維修方案。

2、本發(fā)明第一方面提供一種基于三維移動(dòng)掃描系統(tǒng)的既有線狀態(tài)綜合分析方法，包括：

3、s1,基于高精度三維移動(dòng)激光掃描系統(tǒng)對(duì)鋼軌進(jìn)行精細(xì)掃描以及對(duì)既有線全線路數(shù)據(jù)進(jìn)行快速采集；

4、s2，通過(guò)外業(yè)采集的方式采集外業(yè)數(shù)據(jù)；

5、s3，基于對(duì)所述原始點(diǎn)云數(shù)據(jù)、慣導(dǎo)數(shù)據(jù)、gnss數(shù)據(jù)和編碼器里程數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)預(yù)處理和融合配準(zhǔn)解算獲得鋼軌局部點(diǎn)云數(shù)據(jù)和全斷面大場(chǎng)景的點(diǎn)云成果；

6、s4，基于所述鋼軌局部點(diǎn)云數(shù)據(jù)和全斷面大場(chǎng)景的點(diǎn)云成果建立線路全線里程校準(zhǔn)臺(tái)賬，所述線路全線里程校準(zhǔn)臺(tái)賬中包含的臺(tái)賬信息包括里程、軌枕、接觸網(wǎng)桿和gnss位置中的一項(xiàng)或多項(xiàng)；

7、s5，基于所述線路全線里程校準(zhǔn)臺(tái)賬以及掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行多項(xiàng)檢測(cè)，并基于所述多項(xiàng)檢測(cè)分段輸出既有線綜合檢測(cè)圖和綜合評(píng)估鋼軌狀態(tài)；所述多項(xiàng)檢測(cè)包括線形設(shè)計(jì)調(diào)整檢測(cè)、軌道幾何狀態(tài)檢測(cè)、扣件檢測(cè)、軌面病害檢測(cè)、廓形磨耗檢測(cè)、限界檢測(cè)、工電設(shè)備檢測(cè)以及既有線線形精細(xì)設(shè)計(jì)檢測(cè)。

8、優(yōu)選的，所述s1包括：

9、s11，建立基于高精度三維移動(dòng)激光掃描系統(tǒng)的軌道檢測(cè)與測(cè)量平臺(tái)；

10、s12，基于所述軌道檢測(cè)與測(cè)量平臺(tái)對(duì)鋼軌進(jìn)行精細(xì)掃描以及對(duì)既有線全線路數(shù)據(jù)進(jìn)行快速采集；其中所述既有線全線路數(shù)據(jù)包括軌道精細(xì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)和鐵路沿線的全斷面時(shí)空點(diǎn)云數(shù)據(jù)。

11、優(yōu)選的，所述高精度三維移動(dòng)激光掃描系統(tǒng)包括斷面掃描儀、線結(jié)構(gòu)光掃描儀、激光慣導(dǎo)或慣性測(cè)量單元、可量測(cè)影像裝置、gnss板卡、同步板和工控機(jī)；其中，所述工控機(jī)用于控制斷面掃描儀、結(jié)構(gòu)光掃描儀和激光慣導(dǎo)或慣性測(cè)量單元對(duì)鋼軌進(jìn)行精細(xì)掃描以及對(duì)既有線全線路數(shù)據(jù)進(jìn)行快速采集；所述斷面掃描儀和所述線結(jié)構(gòu)光掃描儀均用于獲取原始點(diǎn)云數(shù)據(jù)；所述激光慣導(dǎo)或慣性測(cè)量單元用于獲取慣導(dǎo)數(shù)據(jù)和gnss數(shù)據(jù)；所述可量測(cè)影像裝置用于獲取編碼器里程數(shù)據(jù)。

12、優(yōu)選的，所述s2包括：

13、s21，進(jìn)行實(shí)地踏勘和現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集以采集外業(yè)數(shù)據(jù)；所述采集的外業(yè)數(shù)據(jù)包括編碼器數(shù)據(jù)、gnss數(shù)據(jù)、慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)、全面斷面激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)、鋼軌結(jié)構(gòu)光點(diǎn)云數(shù)據(jù)；

14、s22，將所述外業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)拷貝；

15、通過(guò)將外業(yè)采集分為實(shí)地踏勘、現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)拷貝三步進(jìn)行，能夠保證外業(yè)的順利進(jìn)行。

16、優(yōu)選的，所述s3包括：

17、s31，基于車載激光雷達(dá)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)預(yù)處理子系統(tǒng)對(duì)慣導(dǎo)數(shù)據(jù)imu、gnss數(shù)據(jù)和編碼器里程數(shù)據(jù)dmi進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理解算，獲得pos數(shù)據(jù)；所述pos數(shù)據(jù)包括gnss數(shù)據(jù)和imu數(shù)據(jù)，即傾斜攝影測(cè)量中的外方位元素：緯度、經(jīng)度、高程、航向角、俯仰角及翻滾角；其中，gnss數(shù)據(jù)用x、y、z表示，代表了曝光點(diǎn)時(shí)刻的地理位置；imu數(shù)據(jù)主要包含航向角、俯仰角及翻滾角三個(gè)數(shù)據(jù)；

18、s32，基于融合配準(zhǔn)解算算法將所述pos數(shù)據(jù)、出廠標(biāo)定數(shù)據(jù)、所述斷面掃描儀的原始點(diǎn)云數(shù)據(jù)和所述線結(jié)構(gòu)光掃描儀的原始點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行多尺度融合，并獲得帶有絕對(duì)坐標(biāo)的所述鋼軌局部點(diǎn)云數(shù)據(jù)和全斷面大場(chǎng)景的點(diǎn)云成果。

19、優(yōu)選的，所述s4包括：

20、s41，制定里程中心線，包括：

21、(1)獲取里程中心線需要的前置數(shù)據(jù)，所述前置數(shù)據(jù)包括：結(jié)構(gòu)光原始點(diǎn)云數(shù)據(jù)；慣導(dǎo)數(shù)據(jù)imu、gnss數(shù)據(jù)和編碼器里程數(shù)據(jù)dmi融合解算的所述pos數(shù)據(jù)；以及結(jié)構(gòu)光與慣導(dǎo)標(biāo)定數(shù)據(jù)；

22、(2)獲取每幀四個(gè)結(jié)構(gòu)光原始點(diǎn)云數(shù)據(jù)，根據(jù)標(biāo)定參數(shù)將所述四個(gè)結(jié)構(gòu)光原始點(diǎn)云數(shù)據(jù)拼接成左右軌道數(shù)據(jù)，記錄當(dāng)前幀gnss時(shí)間為t；

23、(3)對(duì)左右軌道進(jìn)行濾波處理，并統(tǒng)計(jì)出左右鋼軌的最高點(diǎn)，分別提取距離左右鋼軌最高點(diǎn)下16mm的內(nèi)軌距點(diǎn)；

24、(4)根據(jù)所述內(nèi)軌距點(diǎn)的x坐標(biāo)以及當(dāng)前鋼軌類型軌寬d，左軌在x-1/2d位置處[-1mm,1mm]區(qū)域內(nèi)取附近取最高點(diǎn)為左軌中心，右軌在x+1/2d位置處[-1mm,1mm]區(qū)域內(nèi)取附近取最高點(diǎn)為右軌中心；

25、(5)基于當(dāng)前幀gnss時(shí)間t確定對(duì)應(yīng)的所述pos數(shù)據(jù)，所述pos數(shù)據(jù)包括位置x，y，z以及姿態(tài)數(shù)據(jù)yaw、pitch、roll，將所述pos數(shù)據(jù)構(gòu)成旋轉(zhuǎn)矩陣m1，結(jié)合所述結(jié)構(gòu)光與慣導(dǎo)標(biāo)定數(shù)據(jù)構(gòu)成的m矩陣，將所述內(nèi)軌距點(diǎn)的x坐標(biāo)所在的二維坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為三維坐標(biāo)，其中，左軌中心和右軌中心的中心點(diǎn)的連線構(gòu)成軌道的里程中心線；

26、(6)依次獲取每幀的軌道的中心點(diǎn)，直到采集結(jié)束位置，整個(gè)過(guò)程中提取的所有中心點(diǎn)連接成線則為軌道的里程中心線；

27、s42，提取里程樁，包括：

28、(1)采用人工交互的方式，在三維激光點(diǎn)云中提取每個(gè)百米標(biāo)和公里標(biāo)；

29、(2)基于所述每個(gè)百米標(biāo)和公里標(biāo)計(jì)算出相對(duì)里程信息和三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)；

30、(3)輸入所述每個(gè)百米標(biāo)和公里標(biāo)的絕對(duì)里程信息，以對(duì)所述軌道的里程中心線的相對(duì)里程進(jìn)行校準(zhǔn)；

31、(4)根據(jù)三維坐標(biāo)以及所述pos數(shù)據(jù)獲取該點(diǎn)的gnss位置信息；

32、s43，自動(dòng)識(shí)別軌枕，包括：

33、(1)檢測(cè)軌枕以及扣件相關(guān)信息，先根據(jù)最高點(diǎn)將軌頭附近點(diǎn)云濾除，僅保留軌枕扣件點(diǎn)云；

34、(2)設(shè)置線路基線高h(yuǎn)，并設(shè)置點(diǎn)云任意一點(diǎn)為pt(x,y)；

35、(3)從所示結(jié)構(gòu)光原始點(diǎn)云數(shù)據(jù)起始幀開始逐幀遍歷點(diǎn)云；

36、(4)統(tǒng)計(jì)扣件所在范圍內(nèi)，滿足下式(1)的點(diǎn)云數(shù)量npt；若npt大于設(shè)置閾值，則該幀為疑似扣件所在幀；

37、

38、式(1)中，x1,x2(x1>x2)為設(shè)置的扣件區(qū)域x坐標(biāo)；h為線路基線高；

39、(5)從找到所述疑似扣件所在幀開始，統(tǒng)計(jì)所述疑似扣件所在幀后續(xù)50mm內(nèi)是否均滿足npt大于設(shè)置閾值的條件，若滿足則該幀為軌枕起始幀f1；

40、(6)從當(dāng)前軌枕起始幀開始，假設(shè)第一個(gè)不滿足條件幀位置為軌枕結(jié)束位置，從該位置開始，若后續(xù)100mm內(nèi)所有幀均不滿足條件，則該幀為當(dāng)前軌枕的結(jié)束位置f2，則軌枕起始幀f1和所述當(dāng)前軌枕的結(jié)束位置f2為當(dāng)前軌枕的起始幀和終止幀，獲取起始幀時(shí)間t1和終止幀時(shí)間t2，根據(jù)時(shí)間從pos文件中找到最近的pos坐標(biāo)數(shù)據(jù)p1和p2，根據(jù)將最近的pos坐標(biāo)數(shù)據(jù)p1和p2投影到所述軌道的里程中心線上，獲取起始里程m1和終止里程m2，同時(shí)根據(jù)起始幀時(shí)間t1和終止幀時(shí)間t2，從最近的pos坐標(biāo)數(shù)據(jù)p1和p2中獲取gnss位置信息；

41、(7)從結(jié)束幀f2開始繼續(xù)按照(3)-(6)的順序逐幀遍歷，記錄滿足條件的開始和結(jié)束幀，并將其設(shè)置為軌枕位置，直到點(diǎn)云結(jié)束位置；

42、s44，獲取多個(gè)接觸網(wǎng)桿相關(guān)數(shù)據(jù)，包括：

43、(1)采用人工交互的方式，在所述三維激光點(diǎn)云中提取每個(gè)接觸網(wǎng)桿的中心點(diǎn)；

44、(2)基于所述每個(gè)接觸網(wǎng)桿的中心點(diǎn)計(jì)算每個(gè)接觸網(wǎng)桿的相對(duì)里程校準(zhǔn)數(shù)據(jù)和三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)；

45、(3)根據(jù)所述相對(duì)里程校準(zhǔn)數(shù)據(jù)獲取絕對(duì)里程校準(zhǔn)數(shù)據(jù)；

46、(4)根據(jù)三維坐標(biāo)以及pos數(shù)據(jù)獲取該點(diǎn)的gnss位置信息；

47、s45，制定臺(tái)賬，包括：基于所述相對(duì)里程校準(zhǔn)數(shù)據(jù)、所述絕對(duì)里程校準(zhǔn)數(shù)據(jù)、軌枕數(shù)據(jù)以及接觸網(wǎng)桿數(shù)據(jù)制作全線臺(tái)賬數(shù)據(jù)，將現(xiàn)場(chǎng)里程、接觸網(wǎng)桿、軌枕和gnss位置信息關(guān)聯(lián)起來(lái)，既有線檢測(cè)數(shù)據(jù)基于現(xiàn)場(chǎng)里程、接觸網(wǎng)桿、軌枕和gnss位置信息進(jìn)行定位。

48、優(yōu)選的，所述線形設(shè)計(jì)調(diào)整檢測(cè)包括：平曲線設(shè)計(jì)檢測(cè)、縱曲線設(shè)計(jì)檢測(cè)和線形調(diào)整檢測(cè)；所述軌道幾何狀態(tài)檢測(cè)包括：幾何形狀、尺寸和空間位置的幾何參數(shù)檢測(cè)，通過(guò)軌道特征點(diǎn)的坐標(biāo)位置來(lái)描述，具體包括軌距、高低、軌向、超高、水平和三角坑，采用非接觸測(cè)量慣性基準(zhǔn)法，最終生成軌道結(jié)構(gòu)三維點(diǎn)云后進(jìn)行檢測(cè)；所述扣件檢測(cè)包括：扣件識(shí)別、扣件性能檢測(cè)，所述扣件性能包括：彈條離縫值檢測(cè)、彈條歪斜檢測(cè)和扣件病害檢測(cè)；所述軌面病害檢測(cè)包括：基于采集的鋼軌線結(jié)構(gòu)激光數(shù)據(jù)進(jìn)行軌面病害檢測(cè)；所述廓形磨耗檢測(cè)包括：按照指定間距獲取指定幀號(hào)四個(gè)結(jié)構(gòu)光原始數(shù)據(jù)，根據(jù)標(biāo)定參數(shù)，將四個(gè)結(jié)構(gòu)光數(shù)據(jù)拼接成左右鋼軌數(shù)據(jù)，然后分別對(duì)左右鋼軌數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，基于savitzky-golay平滑法對(duì)鋼軌頂部點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波平滑，基于閾值分割將單邊鋼軌點(diǎn)云分割為軌頭點(diǎn)云和軌腰軌底點(diǎn)云，將軌腰軌底點(diǎn)云作為起始點(diǎn)集p匹配設(shè)計(jì)鋼軌的標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)集q，采用icp匹配算法自動(dòng)計(jì)算出旋轉(zhuǎn)平移矩陣，根據(jù)計(jì)算得到平移矩陣和旋轉(zhuǎn)矩陣，對(duì)軌頭部分點(diǎn)云施加相同的的旋轉(zhuǎn)平移變換，將變換之后的點(diǎn)云與標(biāo)準(zhǔn)輪廓的軌頭點(diǎn)云進(jìn)行匹配，計(jì)算總磨耗＝垂直磨耗+1/2側(cè)面磨耗；

49、所述限界檢測(cè)包括：

50、(一)導(dǎo)入加載需要進(jìn)行限界檢測(cè)的軌道中心線l，包括：如確定所述限界檢測(cè)為軌道設(shè)計(jì)前則導(dǎo)入加載所述軌道的里程中心線；如確定所述限界檢測(cè)為軌道精細(xì)設(shè)計(jì)則導(dǎo)入加載調(diào)整后的軌道設(shè)計(jì)中心線；

51、(二)基于所述軌道中心線l，按照4mm的間距等間隔分割l線，得到系列點(diǎn)pi(xi,yi,zi)i∈[0,n)，，n為分割后的頂點(diǎn)個(gè)數(shù)；

52、(三)以每個(gè)頂點(diǎn)p為原點(diǎn)，以后一個(gè)點(diǎn)與當(dāng)前點(diǎn)為方向向量，構(gòu)建自定義坐標(biāo)系，其具體描述為矩陣m；

53、(四)設(shè)置斷面厚度t，斷面長(zhǎng)度d，斷面高度h，在自定義坐標(biāo)系下，包圍盒描述為則包圍盒描述為式(13)：

54、x∈[-d-0.3,-d+0.1]

55、y∈[-t/2.0,t/2.0]

56、z∈[-h-0.5,-h+0.5](13)；

57、將點(diǎn)云都轉(zhuǎn)換為自定坐標(biāo)系，并過(guò)濾出在包圍盒內(nèi)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)；

58、(五)將斷面點(diǎn)云數(shù)據(jù)與限界框數(shù)據(jù)都按照軌道中心進(jìn)行匹配，統(tǒng)一兩個(gè)數(shù)據(jù)坐標(biāo)系；

59、(六)通過(guò)點(diǎn)在多邊形范圍內(nèi)算法，若有連續(xù)點(diǎn)落入限界框內(nèi)，則認(rèn)為該地方侵限；

60、所述工電設(shè)備檢測(cè)包括：

61、(一)采用人工交互的方式，在三維激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)中獲取關(guān)鍵附屬設(shè)置的中心坐標(biāo)p，計(jì)算點(diǎn)p與里程中心線的垂直交點(diǎn)p1，進(jìn)而獲取該點(diǎn)的里程；

62、(二)所述關(guān)鍵附屬設(shè)置的中心坐標(biāo)p與所述里程中心線的垂直交點(diǎn)p1的平面距離則為該特征點(diǎn)的水平距離，所述關(guān)鍵附屬設(shè)置的中心坐標(biāo)p與所述里程中心線的垂直交點(diǎn)p1的z坐標(biāo)差值的絕對(duì)值則為該特征點(diǎn)的垂直距離；

63、(三)依次獲取整個(gè)檢測(cè)線路的所有關(guān)鍵附屬設(shè)施的里程、水平距離和垂直距離；

64、所述既有線線形精細(xì)設(shè)計(jì)檢測(cè)包括：

65、(一)基于所述軌道幾何狀態(tài)檢測(cè)的檢測(cè)數(shù)據(jù)，計(jì)算出軌道質(zhì)量指數(shù)，根據(jù)規(guī)范要求判斷出當(dāng)前線路哪一段軌道是否需要進(jìn)行設(shè)計(jì)養(yǎng)護(hù)，只對(duì)需要進(jìn)行設(shè)計(jì)調(diào)整的軌道進(jìn)行設(shè)計(jì)；

66、(二)對(duì)需要進(jìn)行設(shè)計(jì)養(yǎng)護(hù)的軌道進(jìn)行設(shè)計(jì)，并將按設(shè)計(jì)調(diào)整后的平曲線數(shù)據(jù)和縱曲線數(shù)據(jù)導(dǎo)入，重新計(jì)算工電設(shè)備的水平距離和垂直距離，查找并記錄工電設(shè)備的水平距離和垂直距離超過(guò)設(shè)計(jì)值的情況，則并步更新當(dāng)前查找超限工電設(shè)備位置的平曲線和縱曲線；

67、(三)按照所述限界檢測(cè)的方法，對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行限界檢測(cè)，查找出當(dāng)前侵限位置，若無(wú)侵限則無(wú)需調(diào)整設(shè)計(jì)線形；若頂部有侵限，則更新調(diào)整后得平曲線，若左右有侵限，則更新調(diào)整后的縱曲線；

68、(四)對(duì)每段軌道進(jìn)行步驟(一)-步驟(三)的處理，得到最終整條線路的設(shè)計(jì)調(diào)整數(shù)據(jù)；

69、所述基于所述多項(xiàng)檢測(cè)分段輸出既有線綜合檢測(cè)圖和綜合評(píng)估鋼軌狀態(tài)包括：

70、(一)基于計(jì)算得到臺(tái)賬數(shù)據(jù)和線路設(shè)計(jì)調(diào)整數(shù)據(jù)及各項(xiàng)檢測(cè)病害數(shù)據(jù)；所述線路設(shè)計(jì)調(diào)整數(shù)據(jù)及各項(xiàng)檢測(cè)病害數(shù)據(jù)包括扣件檢測(cè)病害數(shù)據(jù)、軌面檢測(cè)病害數(shù)據(jù)、廓形磨耗異常數(shù)據(jù)、侵限數(shù)據(jù)以及工電設(shè)備數(shù)據(jù)；

71、(二)將線路設(shè)計(jì)調(diào)整數(shù)據(jù)及各項(xiàng)檢測(cè)病害數(shù)據(jù)矢量化，并將矢量化數(shù)據(jù)與點(diǎn)云數(shù)據(jù)疊加管理；

72、(三)按照全線數(shù)據(jù)每2.4km進(jìn)行分割出圖，站區(qū)單獨(dú)成圖；

73、(四)每份分割數(shù)據(jù)按照每類檢測(cè)病害數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)分管理，最終得到每個(gè)2.4km既有線路數(shù)據(jù)的狀態(tài)評(píng)分，指導(dǎo)養(yǎng)護(hù)管理。

74、本發(fā)明的第二方面在于提供一種基于三維移動(dòng)掃描系統(tǒng)的既有線狀態(tài)綜合分析系統(tǒng)，用于實(shí)施第一方面的方法，包括：

75、數(shù)據(jù)快速采集模塊(101),用于基于高精度三維移動(dòng)激光掃描系統(tǒng)對(duì)鋼軌進(jìn)行精細(xì)掃描以及對(duì)既有線全線路數(shù)據(jù)進(jìn)行快速采集；

76、外業(yè)數(shù)據(jù)采集模塊(102)，用于通過(guò)外業(yè)采集的方式采集外業(yè)數(shù)據(jù)；

77、融合配準(zhǔn)解算模塊(103)，用于基于對(duì)所述原始點(diǎn)云數(shù)據(jù)、慣導(dǎo)數(shù)據(jù)、gnss數(shù)據(jù)和編碼器里程數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)預(yù)處理和融合配準(zhǔn)解算獲得鋼軌局部點(diǎn)云數(shù)據(jù)和全斷面大場(chǎng)景的點(diǎn)云成果；

78、里程校準(zhǔn)臺(tái)賬建立模塊(104)，用于基于所述鋼軌局部點(diǎn)云數(shù)據(jù)和全斷面大場(chǎng)景的點(diǎn)云成果建立線路全線里程校準(zhǔn)臺(tái)賬，所述線路全線里程校準(zhǔn)臺(tái)賬中包含的臺(tái)賬信息包括里程、軌枕、接觸網(wǎng)桿和gnss位置中的一項(xiàng)或多項(xiàng)；

79、檢測(cè)評(píng)估模塊(105)，用于基于所述線路全線里程校準(zhǔn)臺(tái)賬以及掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行多項(xiàng)檢測(cè)，并基于所述多項(xiàng)檢測(cè)分段輸出既有線綜合檢測(cè)圖和綜合評(píng)估鋼軌狀態(tài)；所述多項(xiàng)檢測(cè)包括線形設(shè)計(jì)調(diào)整檢測(cè)、軌道幾何狀態(tài)檢測(cè)、扣件檢測(cè)、軌面病害檢測(cè)、廓形磨耗檢測(cè)、限界檢測(cè)、工電設(shè)備檢測(cè)以及既有線線形精細(xì)設(shè)計(jì)檢測(cè)。

80、本發(fā)明的第三方面提供一種電子設(shè)備，包括處理器和存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有多條指令，所述處理器用于讀取所述指令并執(zhí)行如第一方面所述的方法。

81、本發(fā)明的第四方面提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有多條指令，所述多條指令可被處理器讀取并執(zhí)行如第一方面所述的方法。

82、本發(fā)明的方法和系統(tǒng)的有益效果：

83、本方法和系統(tǒng)提出一種基于三維激光掃描系統(tǒng)的既有線狀態(tài)綜合分析方法，主要包括：

84、1、本發(fā)明設(shè)計(jì)一套搭載高精度移動(dòng)三維激光掃描系統(tǒng)的軌道檢測(cè)與測(cè)量平臺(tái)，能夠快速采集軌道精細(xì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)和鐵路沿線的全斷面時(shí)空點(diǎn)云數(shù)據(jù)。

85、2、基于該設(shè)備掃描數(shù)據(jù)可以建立線路全線里程校準(zhǔn)臺(tái)賬(臺(tái)賬信息包括里程、軌枕、接觸網(wǎng)桿、gnss位置)。

86、3、利用該方法可一次檢測(cè)線路的路基、橋梁、隧道所有區(qū)間掃描數(shù)據(jù)，對(duì)檢測(cè)線路的狀態(tài)進(jìn)行綜合評(píng)估。

87、4、一臺(tái)設(shè)備可一次進(jìn)行線形設(shè)計(jì)、軌道幾何狀態(tài)檢測(cè)、扣件狀態(tài)檢測(cè)、軌枕識(shí)別、廓形磨耗檢測(cè)、軌面病害識(shí)別、限界檢測(cè)、工電設(shè)備檢測(cè)等8項(xiàng)檢測(cè)。

88、5、基于該設(shè)備，可進(jìn)行既有線路精細(xì)設(shè)計(jì)。

89、6、基于各部件檢測(cè)結(jié)果，可實(shí)時(shí)自動(dòng)評(píng)估既有線狀態(tài)并計(jì)算輸出線路維修方案

90、該方法和系統(tǒng)的主要優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在：

91、1)檢測(cè)效率高。利用電動(dòng)軌道車作業(yè)，無(wú)需人工上道，外業(yè)作業(yè)掃描效率高(20km以上/天窗)；

92、2)三維場(chǎng)景還原度高。非接觸測(cè)量，對(duì)軌道以及軌道沿線全斷面數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，為既有線狀態(tài)綜合檢測(cè)評(píng)估提供了良好的空間參考；

93、3)提取過(guò)程自動(dòng)化。利用高效的高精度路基斷面點(diǎn)云融合、點(diǎn)云分類、點(diǎn)云匹配、特征提取、線形設(shè)計(jì)、扣件自動(dòng)識(shí)別檢測(cè)、軌道幾何狀態(tài)自動(dòng)測(cè)量、廓形磨耗自動(dòng)計(jì)算等算法，高效獲取既有線各檢測(cè)參數(shù)；

94、4)成果精度高。利用高精度高分辨率的點(diǎn)云進(jìn)行計(jì)算輸出安全可靠的既有線綜合檢測(cè)結(jié)果，綜合評(píng)估既有線狀態(tài)，指導(dǎo)線路維護(hù)作業(yè)。

95、5)可檢測(cè)場(chǎng)景完整。利用該方法可一次檢測(cè)線路相關(guān)的所有檢測(cè)數(shù)據(jù)。