鐵路交通因為連續(xù)性強、準(zhǔn)確性高、運輸量大、運輸成本低以及安全可靠等特點成為了一種不可或缺的運輸方式，對于國民經(jīng)濟的發(fā)展發(fā)揮著重要的作用。隨著工業(yè)4.0時代的到來，各行各業(yè)的發(fā)展都離不開高科技的支撐，鐵路交通的發(fā)展也是如此。而三維掃描技術(shù)作為一項高新技術(shù)在鐵路交通的建設(shè)發(fā)展中助力頗多。
三維掃描在鐵路交通中的應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛，以下介紹了其中的三個方面，一起來了解一下吧。
1、用于高鐵建設(shè)現(xiàn)場施工的質(zhì)量檢測
1.1 三維掃描在鐵路隧道施工中的應(yīng)用
我國在修建鐵路過程中所開挖的大量隧道主要使用鉆爆法，而鉆爆法的施工工藝決定了施工過程中超欠挖情況的不可避免。傳統(tǒng)的隧道施工監(jiān)測手段主要依賴于全站儀、水準(zhǔn)儀、測量機器人、探地雷達測量等儀器進行檢測。這些測量方式對測量數(shù)據(jù)的獲取效率較低，無法從整體上描述隧道形態(tài)的變化。
三維激光掃描采用激光測距的方式，通過記錄被測量物體表面海量密集的三維坐標(biāo)值、反射率及紋理信息等，借助于計算機系統(tǒng)和激光點云算法，能夠快速獲得被測物體的三維模型及其線、面、體等各種數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)了隧道檢測從點測量到面測量的跨越。
1.2 三維掃描在鐵路鋼結(jié)構(gòu)站房施工階段的應(yīng)用
目前我國鋼結(jié)構(gòu)站房在施工階段的質(zhì)量管理中存在缺乏可視化的有效監(jiān)控，信息化數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用較少，材料物資缺乏有效的監(jiān)管，信息交流不暢，信息有效利用率低下等問題，因此需要借助先進的施工監(jiān)測技術(shù)和信息管理方法來實現(xiàn)對鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量的有效管理，三維激光掃描和bim模型的結(jié)合是很好的選擇。
采用三維激光掃描系統(tǒng)對高鐵施工鋼結(jié)構(gòu)進行施工檢測，驗證施工精度。bim與三維激光掃描技術(shù)結(jié)合在鋼結(jié)構(gòu)施工監(jiān)測中的應(yīng)用，對施工現(xiàn)場的鋼結(jié)構(gòu)進行三維激光掃描,將處理后的點云數(shù)據(jù)與設(shè)計模型進行對比,能夠?qū)⑹┕べ|(zhì)量以可視化的方式進行呈現(xiàn),便于檢驗和控制施工質(zhì)量。
2、用于軌道變形監(jiān)測
為保障鐵道運營的安全，鐵道運營軌后變形監(jiān)測非常重要?，F(xiàn)階段常規(guī)的軌后變形監(jiān)測主要以道床沉降、水平位移為主，局部區(qū)域以收斂監(jiān)測做輔助。軌后變形監(jiān)測工作必須在軌道停止運營后才能進行，一般時間為凌晨 1 點至 4 點半共 3 個半小時甚至更短的時間，而工作量包括監(jiān)測點位埋設(shè)、沉降、水平位移、收斂監(jiān)測等大量工作，完成一條鐵道線路軌后變形監(jiān)測往往需要半年或者更長的時間。時間長、消耗大，且受監(jiān)測點位限制，反映隧道變形效果較差。三維激光掃描技術(shù)作為新型測量技術(shù)，具有效率高、精度均勻、密度高、三維可視化、穩(wěn)定性強等特點，可對鐵道隧道的變形監(jiān)測提供優(yōu)良的綜合效果。
3、用于軌道交通零件的制造
機車、軌道車輛和列車是否可用，對軌道交通的可靠性至關(guān)重要。其中，備件的庫存和采購是一項巨大的挑戰(zhàn)。對于那些難于采購的零件，采用 3d 打印的方式制造零件，則能夠顯著提升備件的可用性。由于老舊車輛的備件通常沒有數(shù)字形式的 3d 數(shù)據(jù)，因此首先需要進行完整的逆向工程，在完成該步驟后，還必須為線切割機床整理 3d 數(shù)據(jù)。通過3d打印創(chuàng)建的鐵路交通部件特不僅展示了部件可以“加速”制造的速度，而且通過3d掃描和3d打印，還可以將它們重新創(chuàng)建并重新投入生產(chǎn)。