Vermessung einer chinesischen Eisenbahn-Schnellfahrstrecke

Fallstudie

Autor: Jing-long Xie

Das Netz an Eisenbahn-Schnellfahrstrecken (SFS) wurde in China in den vergangenen Jahren rasch ausgebaut. Mit annähernd zwei Dritteln der SFS überhaupt – das waren 2017 mehr als 25.000 Schienenkilometer – verfügt China über das längste SFS-Netz der Welt. Um China in Bewegung zu halten, nutzt dieses am stärksten befahrene SFS-Netz weltweit führende Vermessungstechnologie.

Die Vermessung von Schienen ist unverzichtbar für Planungs-, Ausbau- und Wartungstätigkeiten. Die China Railway Design Corporation (CRDC), ein großes Vermessungs- und Planungsbüro, hat über 40.000 Schienenkilometer, darunter 7.500 Kilometer SFS, vermessen und geplant. Die Vermessung und Kartierung derartig langer Strecken stellt Vermessungsfachleute und Ingenieure vor eine Reihe von Herausforderungen. Zu ihrer Bewältigung setze CRDC das tragbare Kartierungssystem Leica Pegasus:Backpack ein.


Vermessung in der chinesischen Stadt Shenyang

Capturing Chinese high-speed rails

Die am Markt einzigartige tragbare Sensorplattform zur Erfassung der Realität hat die herkömmlichen Methoden von CRDC völlig auf den Kopf gestellt. Mit den zwei LiDAR-Scannern und fünf hochdynamischen Kameras des Pegasus:Backpack erhöhte das Team die Effizienz durch die Erstellung genauer, vollständig registrierter und eingefärbter 3D-Punktwolkenmodelle des Schienenumfelds – und das dank Simultaneous Localisation and Mapping (SLAM) selbst in Gegenden ohne GNSS-Abdeckung!

Der Bediener aktivierte den Pegasus:Backpack und stellte eine Verbindung zum Tablet her, wo ihm in Echtzeit Datenerfassung, Bilder, LiDAR-Einheiten und GNSS-Signalstärke angezeigt wurden. Ohne Zielmarken gingen die CRDC-Vermessungstechniker die Schienen Shenyangs ab bzw. befuhren die Strecke mit dem Fahrrad. Dabei erfassten sie dichte 3D-Punktwolken und scharfe Bilder, ohne einen Gedanken an die GNSS-Abdeckung zu verschwenden. Eine Person beging die geplante Vermessungsroute mit dem ergonomischen, ultraleichten Pegasus:Backpack binnen nur einer Stunde und sammelte dabei Daten im Freien und in den Eisenbahntunneln.

Der Pegasus:Backpack ist ein extrem leistungsfähiges Messinstrument. Ich denke, dass er die Einführung neuer Messmethoden in naher Zukunft fördern wird“, meint Chun-xi Xie, der Leiter der Abteilung Eisenbahnvermessung bei CRDC.


Mehr als nur Hardware

Capturing Chinese high-speed rails

Effiziente Technologie zur Erhöhung der Produktivität geht über Hardware oder Sensorintegration hinaus. Ebenso wichtig ist die geeignete Software einschließlich entsprechender Workflows und Verarbeitungsgeschwindigkeit. Vermessungstechniker von CDRC konnten die erfassten Daten vor dem Verlassen des Geländes in Echtzeit visualisieren, um festzustellen, ob noch Informationen fehlten.

Sobald alle Daten gesammelt waren, importierte das Expertenteam die georeferenzierten 3D-Punktwolken mit Panoramabildern in Leica Pegasus:MapFactory, um Koordinaten und Objekte für eine Vielzahl von Anwendungen im Eisenbahnbau zu extrahieren, darunter:

  • Erstellung topografscher Modelle und Pläne der Umgebung
  • Zeichnen eines 2D-Plans einer Eisenbahnbrücke in AutoCAD
  • Messung der Größe der Hochspannungsmasten in Schienennähe
  • Messung der Breite und Eigenschaften von Durchlässen
  • Extraktion der Koordinaten von Fahrleitungsmasten
  • Erstellung von Bestandsmodellen der Bahnstrecken

Zum Kerngeschäft von CRDC zählen die Planung, Vermessung, Konstruktion und Beratung beim Bau von Eisenbahnstrecken sowie die Projektleitung. Der Workflow der Pegasus:Backpack-Lösung erfüllt die Anforderungen von CRDC an die Genauigkeit und Effizienz für die vorläufige Vermessung von Bahnstrecken uneingeschränkt. Damit spart das System dem Unternehmen Zeit und Kosten und erhöht seine Effizienz im Vergleich zu herkömmlichen Methoden um das Vierfache.

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