在数字化转型的浪潮中，铁四院从勘察设计主营业务入手，积极拥抱人工智能等新技术，将数字化与勘察设计全业务深度融合，推动勘察设计的标准化、集成化、智能化、自主化，实现设计从手工绘图1.0、计算机辅助2.0到智能设计3.0的跨越。
10月26日，国家重点研发计划“陆路交通基础设施智能化设计共性关键技术”指标“5.4示范应用”与“5.5测绘、勘察、选线、设计全流程实施指南”通过专家评审。
项目组研发了“两平台七系统”，共同组成智能勘察设计平台。其中，“两平台”包括智能勘察设计平台和数字化交付平台，“七系统”包括智能测绘系统、智能勘察系统、智能选线系统、路基智能设计系统、桥梁智能设计系统、隧道智能设计系统、协同设计系统。
采用现场示范、室内测试、第三方测试等方法，在沪渝蓉高速铁路五峰至恩施段、G6线格尔木至拉萨段高速公路先导段、钱塘江三江汇轨道交通及快速路两用过江隧道工程三个项目进行了示范应用，并编制了全流程实施指南。成果进一步在G4京港澳高速公路进行了推广应用，实现了陆路交通基础设施勘察设计全流程效率提升30～50%。
01
数据高效采集
在宜涪高铁布设了覆盖170公里的北斗基准站网，包括12个北斗地基增强站和4个星基增强基准站，可替代目前以GPS为主的精测网，为沿线提供2厘米高精度动态位置服务。研发了机载激光雷达+倾斜相机协同采集系统，在宜涪示范段采集效率提升约16%。
02
要素智能提取
通过构建20万张影像样本库，研发了设计控制要素智能解译与提取软件，实现对宜涪铁路水体、植被、道路和建筑的精确提取，准确度大于90%。效率提升30%。
03
模型智能构建
通过多源数据融合建模技术，克服了传统单源数据建模完整性和精度不足的问题，构建了更加精细的实景三维模型。
03
数据高质服务
研发智能测绘系统，将数字地形、正射影像、实景三维模型等海量多源地理信息数据进行标准化管理，为下游任务提供高质高效的地理信息数据服务。
01
数据快速采集
研发无人机瞬变电磁数据采集设备，及室内外一体数字化协同工程地质调绘软件、钻孔岩芯智能辨识APP，开展大范围数字化地质调查，快速采集区域地质体电磁场信息、岩石类别和岩芯结构面特征参数。
02
要素智能解译
基于多种人工智能算法集成的勘察成果智能解译技术，实现大场景滑坡、崩塌和岩溶洼地等关键工程地质要素提取，以及越岭隧道、大跨度桥梁和深挖路堑等复杂工点物探异常区智能识别。
03
三维融合建模
面向选线构建大场景区域三维地质模型，并为工点级构筑物提供岩溶、断层、褶皱等复杂地质体模型，实现高精度三维地质数字化表达。
04
数据集成服务
将勘察成果统一集成管理，按需提供时空地质数据检索、三维模型分析、地质要素统计分析等功能，为下游专业提供高质高效的地质环境服务。
01
环境构建
通过对选线环境融合建模，区域分级，提取控制因素，为线位搜索提供环境数据基础和约束条件。
02
多目标优化模型建立
构建结构化案例库，通过知识图谱实现数据结构化，为线路搜索提供知识驱动，基于项目的安全、绿色、经济、社会等评价因素，构建多目标线路优化模型。
03
多目标仿生线路搜索
提出了知识牵引与仿生进化协同驱动的线路搜索方法，实现了多目标优化模型的求解，实现可行方案的智能搜索及线路方案的自动推荐。
04
方案成果输出
经过人机迭代后，实现线路平面、纵断面等设计成果输出。
01
方案智能决策
通过协同设计系统，从地理地质环境中获取地形地质边界和物理力学参数。通过智能决策算法，实现了路桥隧多个可行方案的生成和最优方案推荐
02
二三维建模
基于国产图形引擎，建立了路基8类、桥梁7类、隧道12类数字化构件模型库。采用自适应导线簇引导的参数化建模技术与二三维特征参数双向监听技术，实现了路桥隧二三维高精度一体化建模与联动设计。
03
结构智能分析
采用基于连续-非连续理论的围岩压力计算方法，实现了任意里程围岩压力的智能分析。采用基于总安全系数法的支护参数自动计算方法，实现了结构内力和安全系数的快速计算。
04
成果自动输出
构建了桥梁工程数量参数化模板与设计说明样本库，通过同源数据驱动的二维图纸与三维模型的联动设计，实现了施工图级别的图、模、量的一体化批量输出。
01
数据管理
基于统一数据标准，构建覆盖全专业的数据仓库，实现了测绘、勘察、选线、路桥隧全专业、全流程数据的统一存储及统一管理。
02
专业协同
打通专业软件与协同设计系统接口，实现宜涪铁路26个专业的海量数据动态加载，设计数据动态实时加工，跨专业设计数据的高效共享与利用，大幅提升专业之间协同效率。
03
图形集成
提供了三维大场景集成平台，整合宜涪项目测绘、勘察数据构建基础场景，自动组织工点三维模型逻辑关系，自动完成模型坐标配准，实现大场景海量模型集成。研发专业模型碰撞检测功能，采用全场景自动化异步检测或交互方式快捷检测，及时发现专业接口冲突。
04
设计审查
基于设计任务，实现了设计文件、设计图纸、工程数量、三维模型等设计成果提交、质量审查、集成交付全流程管理，并打通了设计平台与交付平台的接口。
01
项目管理
基于设计成果数字化安全交付技术，进行项目配置、交付流程管理、交付阶段管理。平台通过API接口与协同系统对接，接收交付成果，通过加密技术确保交付过程中数据的安全性。
02
交付审查
基于全场景、全要素的数据分析服务技术，开展交付模型的三维应用与模型审查，包含模型效果、场景漫游、空间分析、模型校验等功能，实现了模型的高效解析与审查，显著提升了模型审查效率。
03
施工应用
基于面向统一编码数据模型的工程编码服务技术，实现工程报表、进度模拟功能，直观体现施工进度和关键节点，为后续运维提供支持。
04
平台监管
交付平台提供标准化的API接口，支持与第三方系统的无缝对接，为运维平台的标准化接口服务。
本次评审会标志着“陆路交通基础设施智能化设计共性关键技术”研发成果已在铁路、公路和公铁合建项目中成功应用，对于促进陆路交通基础设施勘察设计智能技术的创新、发展与应用具有重要意义。
来源｜中铁第四勘察设计院集团有限公司 数智化事业部
