运营高速铁路监测数据评估管理与可视化研究

作     者：张宇昕 

作者单位：西南交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张献州

授予年度：2019年

学科分类：08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：运营高速铁路 变形监测海量数据 评估管理系统 Web可视化评估 Cesium工程应用 

摘      要：高速铁路安全运行要求轨道具有高平顺性、稳定性,因此对运营期高速铁路进行长期的变形监测是一项必要工作。运营期高速铁路监测项目与建设期相比有明显的特点,例如项目规模庞大、数据复杂海量、多单位协作、实时要求高等,目前运营期高速铁路监测实际项目的集成管理效果不佳。同时测绘成果三维可视化领域正不断发展,但展示方式大多受限于软件平台,不能满足运营铁路跨平台、多用户的使用需求。本文以运营期高速铁路监测评估项目质量控制体系、基于云计算的B/S架构实时共享型数据管理平台设计、Web端高速铁路变形监测可视化分析为切入点,提出一套针对大规模运营高铁监测评估项目的数据集成管理及可视化分析方案。主要工作如下:1.研究了运营高速铁路基础变形监测及评估项目中沉降监测、CPⅢ不定期测量、横向监测、轨道三维检测等工作的质量控制要求,从铁路局工务处、测量单位、评估单位共同协作的角度分析了核心业务流程与基本评估体系。2.研究了运营期高速铁路中横纵向变形分析、监测预警体系及信息化海量数据集成管理等变形监测核心问题,并研究多源数据协同分析方法、监测预警体系改进、大型B/S架构管理系统需求。3.基于云计算服务设计了B/S架构运营高铁监测评估管理系统原型,包括功能逻辑结构、前端页面、后端API接口、数据库表单、数据存储检索、预警分析体系、成果可视化、系统安全权限等内容,并对系统方案进行了优化。4.结合测绘可视化、Web3D技术的发展,分析WebGL标准下Cesium地图引擎对于铁路工程数据表达的优越性。基于铁路工程三维应用标准研究,首次将Cesium运用于高速铁路变形监测中,提供一套针对高速铁路变形监测Web可视化分析评估的技术方案与操作流程。5.实现了Web端的高速铁路沉降监测等比例三维实景模型漫游、监测点布设三维展示、交互式信息查询、沉降热力图可视化分析评估等功能。本文首次针对运营期高速铁路基础变形监测项目设计B/S架构集成管理系统原型方案,在实际项目中达到了多单位协作、云计算服务、监测预警、在线分析的集成管理效果。且验证了Cesium地图引擎对高速铁路变形监测Web可视化应用的适应性,可提高测绘成果三维可视化分析在运营维护阶段铁路工程领域应用的共享性。