武瑞宏

(中鐵第一勘察設(shè)計院集團有限公司,西安 710043)

鐵路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系是鐵路標(biāo)準(zhǔn)化頂層設(shè)計文件之一，建立和完善標(biāo)準(zhǔn)體系是鐵路標(biāo)準(zhǔn)化工作的一項重要基礎(chǔ)性工作[1]。我國已經(jīng)形成了系統(tǒng)完備、覆蓋全面的工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)體系，按階段緯度劃分，涵蓋勘察、設(shè)計、施工、驗收等全過程階段，有力指導(dǎo)了鐵路建設(shè)[2-3]。鐵路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系未涉及具體專業(yè)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系研究，近年來僅有個別專業(yè)針對如何建立專業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)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(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系涵蓋信息獲取設(shè)備、信息獲取活動及信息處理、檢驗與測試、成果與服務(wù)以及項目管理等內(nèi)容[6]。開展鐵路工程測繪技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系研究，旨在圍繞滿足鐵路工程建設(shè)各階段的測繪業(yè)務(wù)需求，對鐵路工程測繪技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制修訂進行頂層設(shè)計和策劃，建立鐵路工程測繪技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，供后續(xù)鐵路工程測繪技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制修訂參考。

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

1 鐵路工程測繪標(biāo)準(zhǔn)化的發(fā)展歷程

新中國成立初期，為適應(yīng)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(guī)則》、《舊有鐵路線路測量暫行規(guī)則》，這些標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范主要根據(jù)舊有鐵路留下的資料，并參考前蘇聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制訂[7]。

1955年2月，為適應(yīng)鐵路建設(shè)的需要，原鐵道部頒布《鐵路地形測量規(guī)則(草案)》；1959年12月，結(jié)合“一五”期間的實踐經(jīng)驗和科研成果，修訂了原規(guī)則并頒布了《鐵路測量規(guī)程》[7]。

1964年12月，原鐵道部基本建設(shè)總局組織編寫了中國第一部鐵路隧道測量技術(shù)法規(guī)《鐵路隧道測量技術(shù)通則》，對鐵路隧道控制測量工作進行了技術(shù)規(guī)定。

1972年，原鐵道部組織編制了《鐵路測量技術(shù)規(guī)則》(鐵基字400號)，并于1976年10月開始試行，內(nèi)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(guī)則，增加新的內(nèi)容，統(tǒng)一了測量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；1986年，為適應(yīng)鐵路建設(shè)的需要，原鐵道部對鐵路建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范開始進行全面修編，TBJ101—85《鐵路測量技術(shù)規(guī)則》于1986年7月開始施行，TBJ105—88《既有鐵路測量技術(shù)規(guī)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(shù)及應(yīng)用的發(fā)展，原鐵道部于1997年頒布了TB10050—97《新建鐵路攝影測量規(guī)范》、TB10054—97《全球定位系統(tǒng)(GPS)鐵路測量規(guī)程》；于1999年頒布了TB10101—99《新建鐵路工程測量規(guī)范》，全面替代了TBJ101—85《鐵路測量技術(shù)規(guī)則》。

2000年之后，隨著京滬高速鐵路建設(shè)的需要，原鐵道部于2003年頒布了(鐵建設(shè)[2003]13號)《京滬高速鐵路測量暫行規(guī)定》，該暫行規(guī)定適用于京滬高速鐵路工程測量，也為高鐵建設(shè)積累經(jīng)驗。之后，隨著鐵路大規(guī)模提速和時速250 km及以上高速鐵路的建設(shè)，鐵路部門加快了鐵路測量規(guī)范的修訂及編制工作，于2006～2007年間陸續(xù)頒布了“鐵建設(shè)[2006]189號”《客運專線無砟軌道鐵路工程測量暫行規(guī)定》、“鐵建設(shè)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(guī)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(guī)定》廢止?！犊瓦\專線無砟軌道鐵路工程測量暫行規(guī)定》主要參照國外高鐵測量標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)合國內(nèi)研究成果編制的，該規(guī)范的頒布有效指導(dǎo)了我國武廣、鄭西、哈大等最先開始建設(shè)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(guān)鍵技術(shù)科研、試驗的開展和實踐經(jīng)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(guī)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(guī)范》、TB10101—2009《鐵路工程測量規(guī)范》、TB10105—2009《改建鐵路工程測量規(guī)范》。這3本規(guī)范滿足了新建、改建鐵路勘測設(shè)計、施工、竣工驗收、運營維護各階段的要求，適應(yīng)了后續(xù)我國鐵路尤其是高速鐵路的工程建設(shè)和運營管理的需要。同期還修訂頒布了TB10054—2010《鐵路工程衛(wèi)星定位測量規(guī)范》、TB10050—2010《鐵路工程攝影測量規(guī)范》。

特別需要指出的是TB10601—2009《高速鐵路工程測量規(guī)范》適用于新建時速250～350 km高速鐵路的工程測量，該規(guī)范反映了我國在高鐵工程測量方面關(guān)鍵技術(shù)科研和實踐的最新成果，是一套具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高速鐵路工程測量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，“三網(wǎng)合一”是高速鐵路工程測量技術(shù)體系的基礎(chǔ)和核心[11]。

2018年3月，中國鐵道學(xué)會標(biāo)準(zhǔn)化(監(jiān)控測量)專業(yè)技術(shù)委員會成立，組織開啟鐵路工程測繪類團體標(biāo)準(zhǔn)的編制。2018年度有2部測繪類團體標(biāo)準(zhǔn)列入鐵道學(xué)會技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研制計劃項目，分別為《市域鐵路工程測量規(guī)范》、《運營鐵路工程測量規(guī)范》。

2018年，國家鐵路局修訂頒布了TB 10101—2018《鐵路工程測量規(guī)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(wèi)星定位與遙感測量技術(shù)規(guī)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(shù)規(guī)程、施工技術(shù)規(guī)程和施工質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)中[12]，也有部分鐵路工程測繪技術(shù)條款，技術(shù)條款大多引自于鐵路工程測繪專業(yè)規(guī)范，本標(biāo)準(zhǔn)體系研究中不涉及此類技術(shù)規(guī)程和施工質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)。

2 鐵路測量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系研究的目的和意義

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

為適應(yīng)鐵路發(fā)展需要，加強標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作的規(guī)劃指導(dǎo)，原鐵道部科研立項開展標(biāo)準(zhǔn)體系研究，規(guī)劃和指導(dǎo)了一批鐵道行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制修訂。尤其是高速鐵路標(biāo)準(zhǔn)體系，在2010～2013年4年間，指導(dǎo)了高速鐵路相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)立項351項，為系統(tǒng)制定高速鐵路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)起到了規(guī)劃和指導(dǎo)作用，加快了高速鐵路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定進度，為設(shè)計、裝備制造、工程建設(shè)、檢查與驗收、運營維護等提供了技術(shù)依據(jù)，為高速鐵路的安全可靠提供了技術(shù)支撐[1]。

原鐵道部構(gòu)建的鐵路工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)體系主要由勘察、設(shè)計、施工、驗收、安全和其他標(biāo)準(zhǔn)組成，未涉及鐵路工程建設(shè)包括的線路、橋梁、隧道、地質(zhì)、測繪、軌道、站場、電力、通信、房建、通訊等具體專業(yè)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系。

隨著鐵路各專業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展，加強鐵路各專業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)頂層設(shè)計和研究，建立鐵路專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系將是一項重要的基礎(chǔ)性工作。因此，對鐵路建設(shè)基礎(chǔ)性專業(yè)之一的測繪專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系進行研究意義重大，可為鐵路工程測繪專業(yè)后續(xù)標(biāo)準(zhǔn)的制修訂提供指導(dǎo)和借鑒。

3 待制定的鐵路工程測繪標(biāo)準(zhǔn)需求分析

鐵路工程測繪標(biāo)準(zhǔn)體系框架結(jié)合鐵路工程測繪生產(chǎn)、管理、應(yīng)用服務(wù)和技術(shù)方法對標(biāo)準(zhǔn)化的需求，對鐵路工程測繪所涉及的標(biāo)準(zhǔn)化對象進行歸納、劃分和構(gòu)建，內(nèi)容由標(biāo)準(zhǔn)化需求、分類方法和范圍確定，其中，待制定的標(biāo)準(zhǔn)要適應(yīng)鐵路的發(fā)展及測繪技術(shù)的發(fā)展，滿足鐵路勘察、施工和運營維護的需求。

3.1 適應(yīng)鐵路的發(fā)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(shù)均達到世界先進水平，高鐵工程建設(shè)、裝備制造、運營管理三大領(lǐng)域成套技術(shù)體系保持世界領(lǐng)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(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系[15]，由“跟跑者”轉(zhuǎn)變?yōu)椤邦I(lǐng)跑者”。

未來鐵路工程建設(shè)領(lǐng)域，我國將具備速度更高、運量更大的鐵路基礎(chǔ)設(shè)施成套技術(shù)及建造能力。將合理統(tǒng)籌安排時速600 km級高速磁懸浮系統(tǒng)、時速400 km級高速輪軌(含可變軌距)客運列車系統(tǒng)、低真空管(隧)道高速列車等技術(shù)儲備研發(fā)[16]；加強可實現(xiàn)工程化、產(chǎn)業(yè)化的前沿技術(shù)研究，自主創(chuàng)新建立時速400 km及以上高速鐵路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、更快捷貨運列車、更先進重載鐵路等成套關(guān)鍵技術(shù)體系[17]。

鐵路工程測繪技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)滿足現(xiàn)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(shè)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(shè)的需求。

3.2 適應(yīng)測繪技術(shù)的發(fā)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(wèi)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(tǒng)[20]等成為獲取鐵路勘測數(shù)據(jù)的重要手段。

在工程測量方面和導(dǎo)航定位方面，CORS基準(zhǔn)站網(wǎng)技術(shù)、大地水準(zhǔn)面精化技術(shù)、北斗定位技術(shù)等在鐵路控制框架基準(zhǔn)的建立和維持方面也逐漸開始應(yīng)用；在鐵路施工和運營維護中，國內(nèi)自主研發(fā)的靜態(tài)、動態(tài)軌道幾何狀態(tài)測量儀等技術(shù)和設(shè)備得到越來越廣泛的應(yīng)用。

鐵路勘察設(shè)計階段需進行線路控制網(wǎng)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(wǎng)復(fù)測、長大隧道及橋梁的獨立控制網(wǎng)測量、施工放樣、構(gòu)筑物變形監(jiān)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(wǎng)復(fù)測、構(gòu)筑物變形觀測、周邊環(huán)境監(jiān)測等運營期的測量及監(jiān)測工作。

我國已建立了滿足當(dāng)前鐵路勘察設(shè)計、施工、運營維護各階段的測量技術(shù)體系，全球衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)、航空/航天攝影測量技術(shù)、測量機器人技術(shù)、陀螺全站儀、軌道幾何狀態(tài)檢測儀等現(xiàn)代測量技術(shù)及裝備，已廣泛應(yīng)用在鐵路工程建設(shè)各階段測量及監(jiān)測工作中，星基/地基合成孔徑雷達技術(shù)、機載/車載和地面Lidar測量等技術(shù)也進行了應(yīng)用，但部分應(yīng)用的深度和廣度有待加強。在高鐵建設(shè)以來，鐵路工程建設(shè)管理部門非常重視鐵路建設(shè)及運營維護階段的控制網(wǎng)和沉降變形監(jiān)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(zhì)量檢驗等方面的規(guī)范、規(guī)定一直還是空白。

4 鐵路工程測繪標(biāo)準(zhǔn)體系框架構(gòu)建方法

《測繪標(biāo)準(zhǔn)體系》(2017年修訂版)明確了當(dāng)前測繪領(lǐng)域國家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容構(gòu)成，測繪標(biāo)準(zhǔn)體系框架構(gòu)建從信息、工程、企業(yè)、計算、技術(shù)等5個視角，按照各標(biāo)準(zhǔn)化對象所適應(yīng)的視角進行劃分，共分為定義與描述、獲取與處理、成果、應(yīng)用服務(wù)、檢驗與測試、項目管理等6大類36小類[6]，見圖1，其框架構(gòu)建視角和標(biāo)準(zhǔn)體系表可供鐵路工程測繪技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系制定參考。

鐵路工程測繪標(biāo)準(zhǔn)體系框架構(gòu)建工作要結(jié)合鐵路工程測繪生產(chǎn)、管理、應(yīng)用服務(wù)和技術(shù)方法對標(biāo)準(zhǔn)化的需求，對鐵路工程測繪所涉及的標(biāo)準(zhǔn)化對象進行歸納、劃分和構(gòu)建，從標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)、標(biāo)準(zhǔn)等級、技術(shù)、信息視角等不同視角對鐵路工程測繪標(biāo)準(zhǔn)進行劃分，具體如下。

(1)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)視角：按照發(fā)布、制定中、待制定進行分析。

(2)標(biāo)準(zhǔn)等級視角：按照國標(biāo)、鐵標(biāo)、國鐵集團企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、團體標(biāo)準(zhǔn)等級進行分析。

(3)技術(shù)視角：基于技術(shù)實現(xiàn)方法，關(guān)注信息獲取、處理與應(yīng)用中所需技術(shù)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(yè)務(wù)活動，從信息視角可劃分為基礎(chǔ)類、技術(shù)類、成果與檢驗三類。

5 鐵路工程測繪標(biāo)準(zhǔn)體系框架和標(biāo)準(zhǔn)體系表

5.1 鐵路工程測繪標(biāo)準(zhǔn)體系框架

鐵路工程測繪標(biāo)準(zhǔn)體系框架將參照《測繪標(biāo)準(zhǔn)體系》(2017年修訂版)對標(biāo)準(zhǔn)的歸類和劃分方法來定義，但考慮到鐵路工程測繪標(biāo)準(zhǔn)體系的容量，將所有標(biāo)準(zhǔn)以信息視角為主，統(tǒng)一劃分到基礎(chǔ)類、技術(shù)類、成果與檢驗三大類中，與《測繪標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)依據(jù)大類進行分組。劃分時將納入當(dāng)前鐵路工程測繪生產(chǎn)中主要參考使用的國家標(biāo)準(zhǔn)、測繪標(biāo)準(zhǔn)。

基于以上三大類標(biāo)準(zhǔn)分類、鐵路現(xiàn)行有效測繪規(guī)范及待制定的標(biāo)準(zhǔn)，分析構(gòu)建的鐵路工程測繪標(biāo)準(zhǔn)體系框架見圖2。

圖2 鐵路工程測繪技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系框架

5.2 鐵路工程測繪標(biāo)準(zhǔn)體系表

以鐵路工程測繪技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系框架為依據(jù)，編制標(biāo)準(zhǔn)體系表和相關(guān)說明，見表1，初步擬定了待制定的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)名稱。待制定規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)可根據(jù)適用范圍、制定目的及成熟度等制定為鐵標(biāo)、國鐵集團企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或團體標(biāo)準(zhǔn)。

表1 鐵路工程測繪技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系

6 結(jié)語

由標(biāo)準(zhǔn)體系框架和標(biāo)準(zhǔn)體系表構(gòu)成的標(biāo)準(zhǔn)體系是標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)的重要依據(jù)和支撐，從信息視角的角度構(gòu)建了鐵路工程測繪標(biāo)準(zhǔn)體系框架和標(biāo)準(zhǔn)體系表，可供后續(xù)鐵路工程測繪相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)立項和編制參考。隨著鐵路測繪技術(shù)的發(fā)展和標(biāo)準(zhǔn)化的需求，鐵路工程測繪標(biāo)準(zhǔn)體系框架和標(biāo)準(zhǔn)體系表也需進行調(diào)整、補充和完善，以適應(yīng)鐵路建設(shè)和管理的需要。