卫星和无人机支持铁路基础设施维护

基础设施约占铁路运营成本的三分之一。这些费用的很大一部分与劳动密集型维护有关，其中大部分是预防性的，尽管在发生故障时也需要特别的干预措施，这些措施可能特别昂贵和具有破坏性。

系统成本的降低在很大程度上依赖于运营成本的降低，这不仅直接通过更好的维护策略和程序来实现成本效益的预测性维护，而且还间接通过减少基础设施资产的生命周期成本和相关维护来实现。

创新技术可以支持基础设施维护:基于远程基础设施状态监测的改进资产信息，具有高度的自动化，可以导致更广泛的资产控制，同时显着降低基础设施维护成本。

Shift2Rail联合项目是第一个欧洲铁路联合技术倡议，旨在通过加速将新的和先进的技术整合到创新的铁路产品解决方案中，寻求重点研究和创新以及市场驱动的解决方案。Shift2Rail项目提供了发现和测试能够支持资产管理的创新技术和程序的机会。

在shift - t2rail计划的框架内MOMIT项目提出了“铁路基础设施威胁的多尺度观测和监测”:旨在开发支持铁路基础设施维护过程的创新产品和解决方案。MOMIT概念基于对地球观测卫星和无人机传感器等无人技术的开发，用于铁路管理支持:它通过促进遥感数据和无人技术的使用，在产品(增值信息)和流程(操作工作流程)方面产生新的有效解决方案，从而影响铁路基础设施维护过程。MOMIT还分析了在基础设施管理领域将遥感界与地球观测数据的实际使用分开的主要技术和监管障碍。这开发了新的易于采用的解决方案(例如使用标准参数来识别潜在的发现)，支持基础设施管理的决策和维护过程。

MOMIT项目

MOMIT的核心是以下四个目标:

1. 以无人机和卫星为基础的解决方案，将应用于铁路基础设施监测的遥感技术提升到尖端水平
2. 展示卫星数据的增值能力，不仅能够整合标准技术(包括现场数据和基于无人机的监测)，而且在某些情况下还能够补充或替代标准技术，在成本、可靠性和覆盖范围方面具有明显的优势
3. 开发新的平台独立工具，支持数据分析和决策过程
4. 根据现场演示结果得出的明确证据，考虑采用开发解决方案的经济和可持续性标准，定义有效和高效使用无人技术的操作标准，突出标准监测技术的优势、互补性和局限性。

MOMIT项目由以下成员组成的财团实施:

• 项目协调员- E-GEOS SPA(意大利)，作为卫星地理信息服务提供商
• 铁路ICT工程解决方案- NEAT SRL(意大利)
• 无人机服务提供商- Terabee SAS(法国)
• 遥感数据处理技术-加泰罗尼亚电信技术中心(西班牙)
• 遥感数据解释-阿利坎特大学(西班牙)
• 用户-意大利铁网(RFI，意大利)。

在MOMIT项目中，卫星和无人机数据相结合，以最大限度地发挥其优势和特点。从数据分析开始，MOMIT设计了能够支持智能资产管理的新操作工作流，通过开发先进的后处理链、数据融合、自动化和从估计参数定义新指标来检测真实资产状况，并支持基于风险或基于状态分析的维护。

通过六个主要应用案例，在真实运营环境中验证了遥感在铁路基础设施管理中的有效性和效率:

1.监测基础设施附近的地面运动

从SAR卫星数据分析衍生的干涉测量开始，定义了工具和指标，以支持用户监测已知和识别新现象。图1图中显示了一条受滑坡影响的铁路线，这条铁路线是通过sp - ifsar和Cosmo SKYmed卫星数据的干涉分析检测到的。

图1:一条受滑坡影响的铁路线，这条铁路线是通过PSP-IFSAR和Cosmo SKYmed卫星数据的干涉分析检测到的

2.监测轨道附近的水力活动

利用光学卫星和雷达卫星数据相结合，监测轨道附近的土壤湿度和水体，及时预警潜在洪水。图2提供洪水事件评估图的示例。

3.全球自然灾害监督

利用卫星数据监测轨道沿线与自然现象(如植被生长)有关的异常情况。

4.电气系统监控

配备创新传感器的无人机可以观察影响基础设施效率的电气效应。

5.土木工程结构监察

卫星和无人机数据的组合用于识别基础设施可能存在的关键问题，并有可能根据获取的数据建立3D模型。

6.安全监测

利用光学和雷达卫星数据探测和控制轨道沿线的异常情况和非法活动。

图2:洪水事件评估图的一个例子

MOMIT项目包括与铁路基础设施监测有关的丰富的创新技术方面。这些方面产生了新的、原始的和更有效的工具来处理特定的监测任务。它们是对现有和目前使用的监测程序的显著改进，这些程序往往需要手工、繁琐、不完全安全、耗时和昂贵的操作。监控任务的自动化、成本的降低、监控操作的规范化、操作的安全性的提高以及监控的准确性、精密度和可重复性的提高。遥感监测意味着巨大的经济优势，成本降低和安全性增加，因为没有人员沿着线路或直升机行走，并且减少了人员的风险。此外，这意味着增加人员安全和节省时间-可以进行快速调查，因为不需要扰乱火车时刻表。

除了与单一技术方面相关的创新外，MOMIT还致力于开发高度集成的自动监控系统，该系统专注于并根据实际用户需求进行定制。这种系统的创新价值甚至高于单一系统组件的创新性。其中一些组件已经在其他应用程序上下文中使用过，但尚未在当前的特定应用程序中进行试验和评估。在实施工程处理链方面作出了重大努力，从而保证了遥感数据处理和分析的高度自动化。

MOMIT是由负责铁路基础设施监测的公共和私营公司的需求驱动的技术项目。该项目的目标是将开发的解决方案集成到基础设施监测和管理的日常运营工作流程中。通过使用和开发这些创新的系统产品，预计会产生一些重要的优势。第一个直接的好处是提高了铁路维修运营的效率。该项目旨在满足不同的铁路基础设施监控需求，特别是那些与减少任何可能导致服务减速或中断的操作有关的需求。通过使用卫星和无人机，就不需要为了监控目的而阻塞轨道上的列车流通。另一个优点是能够执行安全维护操作。事实上，对基础设施的目视检查将会减少。第三个优势是生命周期成本(LCC)的降低，从而有助于实现低成本和可靠的基础设施。更有效的监控和维护管理将有助于提高铁路的可靠性和运力。

确认及免责声明

该项目已获得欧盟地平线2020研究和创新计划下Shift2Rail联合承诺的资助，赠款协议编号777630。这本出版物反映了作者的观点。联合承诺书对其所含信息的任何使用概不负责。