鐵路工程測繪技術標準體系研究

武瑞宏

(中鐵第一勘察設計院集團有限公司,西安 710043)

鐵路技術標準體系是鐵路標準化頂層設計文件之一，建立和完善標準體系是鐵路標準化工作的一項重要基礎性工作[1]。我國已經形成了系統完備、覆蓋全面的工程建設標準體系，按階段緯度劃分，涵蓋勘察、設計、施工、驗收等全過程階段，有力指導了鐵路建設[2-3]。鐵路技術標準體系未涉及具體專業的技術標準體系研究，近年來僅有個別專業針對如何建立專業技術標準體系進行了討論和建議[4-5]。

鐵路工程的勘察、施工和運營維護各階段均涉及測繪工作，其測繪技術標準體系涵蓋信息獲取設備、信息獲取活動及信息處理、檢驗與測試、成果與服務以及項目管理等內容[6]。開展鐵路工程測繪技術標準體系研究，旨在圍繞滿足鐵路工程建設各階段的測繪業務需求，對鐵路工程測繪技術標準的制修訂進行頂層設計和策劃，建立鐵路工程測繪技術標準體系，供后續鐵路工程測繪技術標準制修訂參考。

需說明的是，與鐵路工程相關的地理信息類等標準體系未包括在本次研究的鐵路工程測繪標準體系框架內，地理信息類標準體系需要另行探討和研究。

1 鐵路工程測繪標準化的發展歷程

新中國成立初期，為適應搶修既有鐵路和修建部分鐵路新線的需要，原鐵道部于1950年6月及1951年11月先后公布《暫定鐵路測量規則》、《舊有鐵路線路測量暫行規則》，這些標準規范主要根據舊有鐵路留下的資料，并參考前蘇聯的標準規范制訂[7]。

1955年2月，為適應鐵路建設的需要，原鐵道部頒布《鐵路地形測量規則(草案)》；1959年12月，結合“一五”期間的實踐經驗和科研成果，修訂了原規則并頒布了《鐵路測量規程》[7]。

1964年12月，原鐵道部基本建設總局組織編寫了中國第一部鐵路隧道測量技術法規《鐵路隧道測量技術通則》，對鐵路隧道控制測量工作進行了技術規定。

1972年，原鐵道部組織編制了《鐵路測量技術規則》(鐵基字400號)，并于1976年10月開始試行，內容包括線路測量、航空攝影測量、隧道測量及橋涵測量等4篇[8]，匯集過去分散的測量規則，增加新的內容，統一了測量技術標準；1986年，為適應鐵路建設的需要，原鐵道部對鐵路建設標準規范開始進行全面修編，TBJ101—85《鐵路測量技術規則》于1986年7月開始施行，TBJ105—88《既有鐵路測量技術規則》于1989年7月開始施行，分別適用于新建鐵路和既有鐵路的測量工作。

20世紀90年代，隨著鐵路工程測繪技術及應用的發展，原鐵道部于1997年頒布了TB10050—97《新建鐵路攝影測量規范》、TB10054—97《全球定位系統(GPS)鐵路測量規程》；于1999年頒布了TB10101—99《新建鐵路工程測量規范》，全面替代了TBJ101—85《鐵路測量技術規則》。

2000年之后，隨著京滬高速鐵路建設的需要，原鐵道部于2003年頒布了(鐵建設[2003]13號)《京滬高速鐵路測量暫行規定》，該暫行規定適用于京滬高速鐵路工程測量，也為高鐵建設積累經驗。之后，隨著鐵路大規模提速和時速250 km及以上高速鐵路的建設，鐵路部門加快了鐵路測量規范的修訂及編制工作，于2006～2007年間陸續頒布了“鐵建設[2006]189號”《客運專線無砟軌道鐵路工程測量暫行規定》、“鐵建設函[2007]76號”《時速200～250 km有砟軌道鐵路工程測量指南(試行)》。其中，《客運專線無砟軌道鐵路工程測量暫行規定》適用于行車時速200～350 km客運專線無砟軌道鐵路工程測量[9]，《時速200～250 km有砟軌道鐵路工程測量指南(試行)》適用于時速200～250 km有砟軌道鐵路工程測量[10]，同時《京滬高速鐵路測量暫行規定》廢止。《客運專線無砟軌道鐵路工程測量暫行規定》主要參照國外高鐵測量標準體系結合國內研究成果編制的，該規范的頒布有效指導了我國武廣、鄭西、哈大等最先開始建設的高速鐵路工程測量工作。

隨著對鐵路尤其是高鐵工程測量關鍵技術科研、試驗的開展和實踐經驗的積累，以及對鐵路工程測量的認識水平進一步提高，2009年原鐵道部將鐵路測量方面的規范進行了較大范圍的修制訂，分別修制訂并頒布了TB10601—2009《高速鐵路工程測量規范》、TB10101—2009《鐵路工程測量規范》、TB10105—2009《改建鐵路工程測量規范》。這3本規范滿足了新建、改建鐵路勘測設計、施工、竣工驗收、運營維護各階段的要求，適應了后續我國鐵路尤其是高速鐵路的工程建設和運營管理的需要。同期還修訂頒布了TB10054—2010《鐵路工程衛星定位測量規范》、TB10050—2010《鐵路工程攝影測量規范》。

特別需要指出的是TB10601—2009《高速鐵路工程測量規范》適用于新建時速250～350 km高速鐵路的工程測量，該規范反映了我國在高鐵工程測量方面關鍵技術科研和實踐的最新成果，是一套具有自主知識產權的高速鐵路工程測量技術標準，“三網合一”是高速鐵路工程測量技術體系的基礎和核心[11]。

2018年3月，中國鐵道學會標準化(監控測量)專業技術委員會成立，組織開啟鐵路工程測繪類團體標準的編制。2018年度有2部測繪類團體標準列入鐵道學會技術標準研制計劃項目，分別為《市域鐵路工程測量規范》、《運營鐵路工程測量規范》。

2018年，國家鐵路局修訂頒布了TB 10101—2018《鐵路工程測量規范》，于2019年3月正式啟用。

2020年3月，國鐵集團組織完成了Q/CR9158—2020《鐵路工程衛星定位與遙感測量技術規程》的編制，于2020年7月正式啟用。

此外，在鐵路工程沉降變形觀測與評估技術規程、施工技術規程和施工質量驗收標準中[12]，也有部分鐵路工程測繪技術條款，技術條款大多引自于鐵路工程測繪專業規范，本標準體系研究中不涉及此類技術規程和施工質量驗收標準。

2 鐵路測量技術標準體系研究的目的和意義

鐵路是國民經濟大動脈和大眾化交通工具， 是國家重要的交通基礎設施。21世紀以來，以高速鐵路為代表的鐵路基礎設施快速發展，已初步形成網絡；高速鐵路、既有線提速、高原鐵路、高寒鐵路、重載鐵路等技術均達到世界先進水平。截止2019年底，全國鐵路營業里程達到13.9萬km，高鐵營業里程達到3.5萬km[13]，鐵路基礎設施建設取得了巨大成就。

為適應鐵路發展需要，加強標準制修訂工作的規劃指導，原鐵道部科研立項開展標準體系研究，規劃和指導了一批鐵道行業標準的制修訂。尤其是高速鐵路標準體系，在2010～2013年4年間，指導了高速鐵路相關技術標準立項351項，為系統制定高速鐵路技術標準起到了規劃和指導作用，加快了高速鐵路技術標準的制定進度，為設計、裝備制造、工程建設、檢查與驗收、運營維護等提供了技術依據，為高速鐵路的安全可靠提供了技術支撐[1]。

原鐵道部構建的鐵路工程建設標準體系主要由勘察、設計、施工、驗收、安全和其他標準組成，未涉及鐵路工程建設包括的線路、橋梁、隧道、地質、測繪、軌道、站場、電力、通信、房建、通訊等具體專業的技術標準體系。

隨著鐵路各專業技術的快速發展，加強鐵路各專業技術標準頂層設計和研究，建立鐵路專業標準體系將是一項重要的基礎性工作。因此，對鐵路建設基礎性專業之一的測繪專業標準體系進行研究意義重大，可為鐵路工程測繪專業后續標準的制修訂提供指導和借鑒。

3 待制定的鐵路工程測繪標準需求分析

鐵路工程測繪標準體系框架結合鐵路工程測繪生產、管理、應用服務和技術方法對標準化的需求，對鐵路工程測繪所涉及的標準化對象進行歸納、劃分和構建，內容由標準化需求、分類方法和范圍確定，其中，待制定的標準要適應鐵路的發展及測繪技術的發展，滿足鐵路勘察、施工和運營維護的需求。

3.1 適應鐵路的發展

目前，我國的高速鐵路、既有線提速、高原鐵路、高寒鐵路、重載鐵路等技術均達到世界先進水平，高鐵工程建設、裝備制造、運營管理三大領域成套技術體系保持世界領先水平[14]，同時形成了高速鐵路、城際鐵路、市域鐵路“三位一體”的客運專線鐵路技術標準體系[15]，由“跟跑者”轉變為“領跑者”。

未來鐵路工程建設領域，我國將具備速度更高、運量更大的鐵路基礎設施成套技術及建造能力。將合理統籌安排時速600 km級高速磁懸浮系統、時速400 km級高速輪軌(含可變軌距)客運列車系統、低真空管(隧)道高速列車等技術儲備研發[16]；加強可實現工程化、產業化的前沿技術研究，自主創新建立時速400 km及以上高速鐵路技術標準、更快捷貨運列車、更先進重載鐵路等成套關鍵技術體系[17]。

鐵路工程測繪技術標準應滿足現有高速鐵路、城際鐵路、市域鐵路、既有線提速、高原鐵路、高寒鐵路、重載鐵路、中低速磁浮建設的需求，也要滿足未來時速400 km輪軌高速鐵路、時速600 km高速磁浮交通等建設的需求。

3.2 適應測繪技術的發展，滿足鐵路勘察、施工和運營維護的需求

鐵路工程的勘察、施工和運營維護各階段均涉及測繪工作。

在攝影測量與遙感方面，衛星影像、航空攝影、多角度傾斜航空攝影[18]、機載激光雷達(LiDAR)[19]、地面移動激光掃描系統[20]等成為獲取鐵路勘測數據的重要手段。

在工程測量方面和導航定位方面，CORS基準站網技術、大地水準面精化技術、北斗定位技術等在鐵路控制框架基準的建立和維持方面也逐漸開始應用；在鐵路施工和運營維護中，國內自主研發的靜態、動態軌道幾何狀態測量儀等技術和設備得到越來越廣泛的應用。

鐵路勘察設計階段需進行線路控制網測量，地形圖制圖，線路初、定測等工作；施工階段需進行線路控制網復測、長大隧道及橋梁的獨立控制網測量、施工放樣、構筑物變形監測、軌道安裝等測量及其評估工作；運營階段需進行線路控制網復測、構筑物變形觀測、周邊環境監測等運營期的測量及監測工作。

我國已建立了滿足當前鐵路勘察設計、施工、運營維護各階段的測量技術體系，全球衛星定位導航系統、航空/航天攝影測量技術、測量機器人技術、陀螺全站儀、軌道幾何狀態檢測儀等現代測量技術及裝備，已廣泛應用在鐵路工程建設各階段測量及監測工作中，星基/地基合成孔徑雷達技術、機載/車載和地面Lidar測量等技術也進行了應用，但部分應用的深度和廣度有待加強。在高鐵建設以來，鐵路工程建設管理部門非常重視鐵路建設及運營維護階段的控制網和沉降變形監測成果等咨詢評估工作，但涉及鐵路工程測繪成果的評估、質量檢驗等方面的規范、規定一直還是空白。

4 鐵路工程測繪標準體系框架構建方法

《測繪標準體系》(2017年修訂版)明確了當前測繪領域國家、行業標準的內容構成，測繪標準體系框架構建從信息、工程、企業、計算、技術等5個視角，按照各標準化對象所適應的視角進行劃分，共分為定義與描述、獲取與處理、成果、應用服務、檢驗與測試、項目管理等6大類36小類[6]，見圖1，其框架構建視角和標準體系表可供鐵路工程測繪技術標準體系制定參考。

鐵路工程測繪標準體系框架構建工作要結合鐵路工程測繪生產、管理、應用服務和技術方法對標準化的需求，對鐵路工程測繪所涉及的標準化對象進行歸納、劃分和構建，從標準狀態、標準等級、技術、信息視角等不同視角對鐵路工程測繪標準進行劃分，具體如下。

(1)標準狀態視角：按照發布、制定中、待制定進行分析。

(2)標準等級視角：按照國標、鐵標、國鐵集團企業標準、團體標準等級進行分析。

(3)技術視角：基于技術實現方法，關注信息獲取、處理與應用中所需技術方法組成，按照攝影測量與遙感、工程測量等類別進行分析。

(4)信息視角：面向鐵路工程測繪業務活動，從信息視角可劃分為基礎類、技術類、成果與檢驗三類。

5 鐵路工程測繪標準體系框架和標準體系表

5.1 鐵路工程測繪標準體系框架

鐵路工程測繪標準體系框架將參照《測繪標準體系》(2017年修訂版)對標準的歸類和劃分方法來定義，但考慮到鐵路工程測繪標準體系的容量，將所有標準以信息視角為主，統一劃分到基礎類、技術類、成果與檢驗三大類中，與《測繪標準體系》(2017年修訂版)不同，大類下面不再劃分小類，直接對各項標準依據大類進行分組。劃分時將納入當前鐵路工程測繪生產中主要參考使用的國家標準、測繪標準。

基于以上三大類標準分類、鐵路現行有效測繪規范及待制定的標準，分析構建的鐵路工程測繪標準體系框架見圖2。

圖2 鐵路工程測繪技術標準體系框架

5.2 鐵路工程測繪標準體系表

以鐵路工程測繪技術標準體系框架為依據，編制標準體系表和相關說明，見表1，初步擬定了待制定的規范標準名稱。待制定規范標準可根據適用范圍、制定目的及成熟度等制定為鐵標、國鐵集團企業標準或團體標準。

表1 鐵路工程測繪技術標準體系

6 結語

由標準體系框架和標準體系表構成的標準體系是標準化建設的重要依據和支撐，從信息視角的角度構建了鐵路工程測繪標準體系框架和標準體系表，可供后續鐵路工程測繪相關技術標準立項和編制參考。隨著鐵路測繪技術的發展和標準化的需求，鐵路工程測繪標準體系框架和標準體系表也需進行調整、補充和完善，以適應鐵路建設和管理的需要。