铁路工程测绘技术标准体系研究

武瑞宏

(中铁第一勘察设计院集团有限公司,西安 710043)

铁路技术标准体系是铁路标准化顶层设计文件之一，建立和完善标准体系是铁路标准化工作的一项重要基础性工作[1]。我国已经形成了系统完备、覆盖全面的工程建设标准体系，按阶段纬度划分，涵盖勘察、设计、施工、验收等全过程阶段，有力指导了铁路建设[2-3]。铁路技术标准体系未涉及具体专业的技术标准体系研究，近年来仅有个别专业针对如何建立专业技术标准体系进行了讨论和建议[4-5]。

铁路工程的勘察、施工和运营维护各阶段均涉及测绘工作，其测绘技术标准体系涵盖信息获取设备、信息获取活动及信息处理、检验与测试、成果与服务以及项目管理等内容[6]。开展铁路工程测绘技术标准体系研究，旨在围绕满足铁路工程建设各阶段的测绘业务需求，对铁路工程测绘技术标准的制修订进行顶层设计和策划，建立铁路工程测绘技术标准体系，供后续铁路工程测绘技术标准制修订参考。

需说明的是，与铁路工程相关的地理信息类等标准体系未包括在本次研究的铁路工程测绘标准体系框架内，地理信息类标准体系需要另行探讨和研究。

1 铁路工程测绘标准化的发展历程

新中国成立初期，为适应抢修既有铁路和修建部分铁路新线的需要，原铁道部于1950年6月及1951年11月先后公布《暂定铁路测量规则》、《旧有铁路线路测量暂行规则》，这些标准规范主要根据旧有铁路留下的资料，并参考前苏联的标准规范制订[7]。

1955年2月，为适应铁路建设的需要，原铁道部颁布《铁路地形测量规则(草案)》；1959年12月，结合“一五”期间的实践经验和科研成果，修订了原规则并颁布了《铁路测量规程》[7]。

1964年12月，原铁道部基本建设总局组织编写了中国第一部铁路隧道测量技术法规《铁路隧道测量技术通则》，对铁路隧道控制测量工作进行了技术规定。

1972年，原铁道部组织编制了《铁路测量技术规则》(铁基字400号)，并于1976年10月开始试行，内容包括线路测量、航空摄影测量、隧道测量及桥涵测量等4篇[8]，汇集过去分散的测量规则，增加新的内容，统一了测量技术标准；1986年，为适应铁路建设的需要，原铁道部对铁路建设标准规范开始进行全面修编，TBJ101—85《铁路测量技术规则》于1986年7月开始施行，TBJ105—88《既有铁路测量技术规则》于1989年7月开始施行，分别适用于新建铁路和既有铁路的测量工作。

20世纪90年代，随着铁路工程测绘技术及应用的发展，原铁道部于1997年颁布了TB10050—97《新建铁路摄影测量规范》、TB10054—97《全球定位系统(GPS)铁路测量规程》；于1999年颁布了TB10101—99《新建铁路工程测量规范》，全面替代了TBJ101—85《铁路测量技术规则》。

2000年之后，随着京沪高速铁路建设的需要，原铁道部于2003年颁布了(铁建设[2003]13号)《京沪高速铁路测量暂行规定》，该暂行规定适用于京沪高速铁路工程测量，也为高铁建设积累经验。之后，随着铁路大规模提速和时速250 km及以上高速铁路的建设，铁路部门加快了铁路测量规范的修订及编制工作，于2006～2007年间陆续颁布了“铁建设[2006]189号”《客运专线无砟轨道铁路工程测量暂行规定》、“铁建设函[2007]76号”《时速200～250 km有砟轨道铁路工程测量指南(试行)》。其中，《客运专线无砟轨道铁路工程测量暂行规定》适用于行车时速200～350 km客运专线无砟轨道铁路工程测量[9]，《时速200～250 km有砟轨道铁路工程测量指南(试行)》适用于时速200～250 km有砟轨道铁路工程测量[10]，同时《京沪高速铁路测量暂行规定》废止。《客运专线无砟轨道铁路工程测量暂行规定》主要参照国外高铁测量标准体系结合国内研究成果编制的，该规范的颁布有效指导了我国武广、郑西、哈大等最先开始建设的高速铁路工程测量工作。

随着对铁路尤其是高铁工程测量关键技术科研、试验的开展和实践经验的积累，以及对铁路工程测量的认识水平进一步提高，2009年原铁道部将铁路测量方面的规范进行了较大范围的修制订，分别修制订并颁布了TB10601—2009《高速铁路工程测量规范》、TB10101—2009《铁路工程测量规范》、TB10105—2009《改建铁路工程测量规范》。这3本规范满足了新建、改建铁路勘测设计、施工、竣工验收、运营维护各阶段的要求，适应了后续我国铁路尤其是高速铁路的工程建设和运营管理的需要。同期还修订颁布了TB10054—2010《铁路工程卫星定位测量规范》、TB10050—2010《铁路工程摄影测量规范》。

特别需要指出的是TB10601—2009《高速铁路工程测量规范》适用于新建时速250～350 km高速铁路的工程测量，该规范反映了我国在高铁工程测量方面关键技术科研和实践的最新成果，是一套具有自主知识产权的高速铁路工程测量技术标准，“三网合一”是高速铁路工程测量技术体系的基础和核心[11]。

2018年3月，中国铁道学会标准化(监控测量)专业技术委员会成立，组织开启铁路工程测绘类团体标准的编制。2018年度有2部测绘类团体标准列入铁道学会技术标准研制计划项目，分别为《市域铁路工程测量规范》、《运营铁路工程测量规范》。

2018年，国家铁路局修订颁布了TB 10101—2018《铁路工程测量规范》，于2019年3月正式启用。

2020年3月，国铁集团组织完成了Q/CR9158—2020《铁路工程卫星定位与遥感测量技术规程》的编制，于2020年7月正式启用。

此外，在铁路工程沉降变形观测与评估技术规程、施工技术规程和施工质量验收标准中[12]，也有部分铁路工程测绘技术条款，技术条款大多引自于铁路工程测绘专业规范，本标准体系研究中不涉及此类技术规程和施工质量验收标准。

2 铁路测量技术标准体系研究的目的和意义

铁路是国民经济大动脉和大众化交通工具， 是国家重要的交通基础设施。21世纪以来，以高速铁路为代表的铁路基础设施快速发展，已初步形成网络；高速铁路、既有线提速、高原铁路、高寒铁路、重载铁路等技术均达到世界先进水平。截止2019年底，全国铁路营业里程达到13.9万km，高铁营业里程达到3.5万km[13]，铁路基础设施建设取得了巨大成就。

为适应铁路发展需要，加强标准制修订工作的规划指导，原铁道部科研立项开展标准体系研究，规划和指导了一批铁道行业标准的制修订。尤其是高速铁路标准体系，在2010～2013年4年间，指导了高速铁路相关技术标准立项351项，为系统制定高速铁路技术标准起到了规划和指导作用，加快了高速铁路技术标准的制定进度，为设计、装备制造、工程建设、检查与验收、运营维护等提供了技术依据，为高速铁路的安全可靠提供了技术支撑[1]。

原铁道部构建的铁路工程建设标准体系主要由勘察、设计、施工、验收、安全和其他标准组成，未涉及铁路工程建设包括的线路、桥梁、隧道、地质、测绘、轨道、站场、电力、通信、房建、通讯等具体专业的技术标准体系。

随着铁路各专业技术的快速发展，加强铁路各专业技术标准顶层设计和研究，建立铁路专业标准体系将是一项重要的基础性工作。因此，对铁路建设基础性专业之一的测绘专业标准体系进行研究意义重大，可为铁路工程测绘专业后续标准的制修订提供指导和借鉴。

3 待制定的铁路工程测绘标准需求分析

铁路工程测绘标准体系框架结合铁路工程测绘生产、管理、应用服务和技术方法对标准化的需求，对铁路工程测绘所涉及的标准化对象进行归纳、划分和构建，内容由标准化需求、分类方法和范围确定，其中，待制定的标准要适应铁路的发展及测绘技术的发展，满足铁路勘察、施工和运营维护的需求。

3.1 适应铁路的发展

目前，我国的高速铁路、既有线提速、高原铁路、高寒铁路、重载铁路等技术均达到世界先进水平，高铁工程建设、装备制造、运营管理三大领域成套技术体系保持世界领先水平[14]，同时形成了高速铁路、城际铁路、市域铁路“三位一体”的客运专线铁路技术标准体系[15]，由“跟跑者”转变为“领跑者”。

未来铁路工程建设领域，我国将具备速度更高、运量更大的铁路基础设施成套技术及建造能力。将合理统筹安排时速600 km级高速磁悬浮系统、时速400 km级高速轮轨(含可变轨距)客运列车系统、低真空管(隧)道高速列车等技术储备研发[16]；加强可实现工程化、产业化的前沿技术研究，自主创新建立时速400 km及以上高速铁路技术标准、更快捷货运列车、更先进重载铁路等成套关键技术体系[17]。

铁路工程测绘技术标准应满足现有高速铁路、城际铁路、市域铁路、既有线提速、高原铁路、高寒铁路、重载铁路、中低速磁浮建设的需求，也要满足未来时速400 km轮轨高速铁路、时速600 km高速磁浮交通等建设的需求。

3.2 适应测绘技术的发展，满足铁路勘察、施工和运营维护的需求

铁路工程的勘察、施工和运营维护各阶段均涉及测绘工作。

在摄影测量与遥感方面，卫星影像、航空摄影、多角度倾斜航空摄影[18]、机载激光雷达(LiDAR)[19]、地面移动激光扫描系统[20]等成为获取铁路勘测数据的重要手段。

在工程测量方面和导航定位方面，CORS基准站网技术、大地水准面精化技术、北斗定位技术等在铁路控制框架基准的建立和维持方面也逐渐开始应用；在铁路施工和运营维护中，国内自主研发的静态、动态轨道几何状态测量仪等技术和设备得到越来越广泛的应用。

铁路勘察设计阶段需进行线路控制网测量，地形图制图，线路初、定测等工作；施工阶段需进行线路控制网复测、长大隧道及桥梁的独立控制网测量、施工放样、构筑物变形监测、轨道安装等测量及其评估工作；运营阶段需进行线路控制网复测、构筑物变形观测、周边环境监测等运营期的测量及监测工作。

我国已建立了满足当前铁路勘察设计、施工、运营维护各阶段的测量技术体系，全球卫星定位导航系统、航空/航天摄影测量技术、测量机器人技术、陀螺全站仪、轨道几何状态检测仪等现代测量技术及装备，已广泛应用在铁路工程建设各阶段测量及监测工作中，星基/地基合成孔径雷达技术、机载/车载和地面Lidar测量等技术也进行了应用，但部分应用的深度和广度有待加强。在高铁建设以来，铁路工程建设管理部门非常重视铁路建设及运营维护阶段的控制网和沉降变形监测成果等咨询评估工作，但涉及铁路工程测绘成果的评估、质量检验等方面的规范、规定一直还是空白。

4 铁路工程测绘标准体系框架构建方法

《测绘标准体系》(2017年修订版)明确了当前测绘领域国家、行业标准的内容构成，测绘标准体系框架构建从信息、工程、企业、计算、技术等5个视角，按照各标准化对象所适应的视角进行划分，共分为定义与描述、获取与处理、成果、应用服务、检验与测试、项目管理等6大类36小类[6]，见图1，其框架构建视角和标准体系表可供铁路工程测绘技术标准体系制定参考。

铁路工程测绘标准体系框架构建工作要结合铁路工程测绘生产、管理、应用服务和技术方法对标准化的需求，对铁路工程测绘所涉及的标准化对象进行归纳、划分和构建，从标准状态、标准等级、技术、信息视角等不同视角对铁路工程测绘标准进行划分，具体如下。

(1)标准状态视角：按照发布、制定中、待制定进行分析。

(2)标准等级视角：按照国标、铁标、国铁集团企业标准、团体标准等级进行分析。

(3)技术视角：基于技术实现方法，关注信息获取、处理与应用中所需技术方法组成，按照摄影测量与遥感、工程测量等类别进行分析。

(4)信息视角：面向铁路工程测绘业务活动，从信息视角可划分为基础类、技术类、成果与检验三类。

5 铁路工程测绘标准体系框架和标准体系表

5.1 铁路工程测绘标准体系框架

铁路工程测绘标准体系框架将参照《测绘标准体系》(2017年修订版)对标准的归类和划分方法来定义，但考虑到铁路工程测绘标准体系的容量，将所有标准以信息视角为主，统一划分到基础类、技术类、成果与检验三大类中，与《测绘标准体系》(2017年修订版)不同，大类下面不再划分小类，直接对各项标准依据大类进行分组。划分时将纳入当前铁路工程测绘生产中主要参考使用的国家标准、测绘标准。

基于以上三大类标准分类、铁路现行有效测绘规范及待制定的标准，分析构建的铁路工程测绘标准体系框架见图2。

图2 铁路工程测绘技术标准体系框架

5.2 铁路工程测绘标准体系表

以铁路工程测绘技术标准体系框架为依据，编制标准体系表和相关说明，见表1，初步拟定了待制定的规范标准名称。待制定规范标准可根据适用范围、制定目的及成熟度等制定为铁标、国铁集团企业标准或团体标准。

表1 铁路工程测绘技术标准体系

6 结语

由标准体系框架和标准体系表构成的标准体系是标准化建设的重要依据和支撑，从信息视角的角度构建了铁路工程测绘标准体系框架和标准体系表，可供后续铁路工程测绘相关技术标准立项和编制参考。随着铁路测绘技术的发展和标准化的需求，铁路工程测绘标准体系框架和标准体系表也需进行调整、补充和完善，以适应铁路建设和管理的需要。