基于北斗定位技术的铁路基础设施监测系统设计与应用.pdf

张凡

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2023-08-24

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基于北斗定位技术的铁路基础设施监测系统设计与应用

马昆，周子健，朱攀峰

Railway infrastructure monitoring system based on Beidou positioning technology

MA Kun, ZHOU Zijian, and ZHU Panfeng

引用本文:

马昆, 周子健, 朱攀峰. 基于北斗定位技术的铁路基础设施监测系统设计与应用[J]. 铁路计算机应用, 2023, 32(1): 40-45.

MA Kun, ZHOU Zijian, ZHU Panfeng. Railway infrastructure monitoring system based on Beidou positioning technology[J]. Railway

Computer Application, 2023, 32(1): 40-45.

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文章编号：1005-8451（2023）01-0040-06

基于北斗定位技术的铁路基础设施监测系统

设计与应用

马　昆

，周子健

，朱攀峰

（1.中国铁路北京局集团有限公司　衡水车务段，衡水　053000；

2.中国铁道科学研究院集团有限公司　电子计算技术研究所，北京　100081）

摘　要：近年来，为保障铁路运输安全，利用北斗高精度定位技术的铁路基础设施位移监测方法得

到了广泛研究。文章介绍了北斗高精度监测的原理，详细阐述了基于北斗定位技术的铁路基础设施监测

系统的架构、功能和接口设计，并通过现场监测数据对该系统的功能进行了验证，验证结果表明，该系

统能够实现毫米级的监测精度，可为铁路基础设施位移监测提供技术支撑。

关键词：运输安全；铁路基础设施；北斗卫星导航系统；位移监测；巡检意见

中图分类号：U2:TP39　文献标识码：A

DOI：10.3969/j.issn.1005-8451.2023.01.07

Railway infrastructure monitoring system based on Beidou

positioning technology

MAKun

，ZHOUZijian

，ZHUPanfeng

(1.HengshuiTrainOperationDepot,ChinaRailwayBeijingGroupCo.Ltd.,Hengshui　053000,China；2.Institute

ofComputingTechnologies,ChinaAcademyofRailwaySciencesCorporationLimited,Beijing　100081,China)

Abstract: Inrecentyears,inordertoensurethesafetyofrailwaytransportation,thedisplacementmonitoringmethod

of railway infrastructure using Beidou high-precision positioning technology has been widely studied. This paper

introduced the principle of Beidou high-precision monitoring, expounded in detail the architecture, function and

interfacedesignoftherailwayinfrastructuremonitoringsystembasedonBeidoupositioningtechnology,andverified

thefunction ofthe systemthrough on-sitemonitoring data.The resultsshow thatthe systemcan achievemillimeter

levelmonitoringaccuracy,andcanprovidetechnicalsupportforrailwayinfrastructuredisplacementmonitoring.

Keywords: transportationsafety；railwayinfrastructure；BeiDouSatelliteNavigationSystem(BDS)；displacement

monitoring；patrolinspectioncomments



我国幅员辽阔、自然条件复杂，造就了铁路运

输跨度广、线路长、运行环境复杂等固有特点，使

得路基、边坡、桥隧、铁塔等铁路基础设施在保障

列车安全运营的同时，也成为影响行车安全的潜在

因素。近年来，受到连续强降雨等极端天气和塌方、

泥石流等自然灾害的影响，我国多条铁路干线基础

设施受到不同程度的破坏，造成行车中断、车厢脱

轨等险情

[1-2]

。因此，针对铁路基础设施进行精准位

移监测和预警具有重要意义。

北斗卫星导航系统（ BDS，BeiDouNavigation

SatelliteSystem）能够为全球用户提供全天候、全天

时、高精度的定位、导航和授时服务

[3]

。近年来，北

斗定位技术被逐步应用于铁路建设及运营中。王剑

等人

[4]

将北斗定位技术应用于高速铁路列车实时定位

中，在卫星信号连续状态下能够满足列车定位要求；

秦健

[5]

提出一种基于北斗定位技术的铁路作业人员和

车辆安全预警防护系统构建方案。在铁路监测领域，

北斗定位技术也得到了越来越多的应用，刘洋

[6]

将北

斗定位技术应用于桥梁形变监测，并将经验模态分

解法用于解决北斗监测噪声，进一步提高了北斗观

测的精度；路志远等人

[7]

研究了铁路数据预测模型，

对比了长短期记忆模型与传统时间序列模型，验证



收稿日期：2022-07-01

基金项目：国家自然科学基金项目（62027809）；中国铁路总公司科技

研究开发计划课题（P2018G051）；中国铁道科学研究院集团有限公司电

子计算技术研究所研发项目（DZYF21-22）

作者简介：马　昆，工程师；周子健，研究实习员。



智能铁路

Intelligent Railway

第32卷第1期

Vol.32 No.1

RCA

40

2023.01总第310期