中国高速铁路建设中的测绘技术成就与挑战
中国高速铁路建设中的测绘技术成就与挑战
201*年11月9日，中国测绘学会201*年学术年会在江苏省南京市如期召开。会上中铁工程设计咨询集团公司航测遥感研究院院长曾若飞：
非常荣幸受测绘协会的邀请给大家介绍一下中国高速铁路的发展过程当中，我们测绘新技术的创新成就，以及下一步高速铁路的发展过程当中面临的一些挑战。
我汇报的部分主要是三个部分，第一个是介绍一下中国高速铁路建设的意义和发展状况，第二个介绍一下高速铁路推动测绘科技创新的主要成就，第三个介绍测绘面对大规模的高铁建设和今后运营管理我们所面临的挑战高速铁路。我们认为将近六年的高速铁路建设对中国产生了这几个方面的意义。下面我一一做个介绍。
这个图片是科技部和铁道部的高层会晤，这个影响还是很大的。这个是签字仪式，是与公车组合作的协议。我们认为中国高速铁路的发展就像美国发展军事工业带动科技发展的意义是一样的，应该说在中国高速铁路的发展过程当中，第一个体现了技术集成，它应该说技术集成之前，比如说动车组我们集成的是德国的西门子和日本、加拿大的技术，还有无渣轨道也是集成了很多国家，还有通信讯号也是集成了很多国家的技术。目前在高速铁路综合技术里面，中国在世界上也是领先的。
第二个方面，高速铁路的土地占地跟高速公路比只有高速公路的三分之一，可能大家都可以看到，现在目前在建的高速铁路都是桥墩，它的占地是集约土地资源是非常明显的。第三个是它对资源的依赖，进行现在我们国家也发展电动汽车，但是目前汽车主要还是以依赖油气资源，现在火车的牵引主要是靠电力，所以它对能源的依赖，对我们国家能源的结构来讲也是符合中国国情的。中国高速铁路应该说这几年的发展以后，现在所有到中国来访问的外国元首，到现在为止从201*年开通到现在都有80%的外国元首去京津城际去感受高铁。第二项，中国现在目前跟包括美国、俄罗斯、巴西、印度等九个国家签订了高铁的合作备忘录。其中沙特、委内瑞拉的高铁建筑已经开工了，沙特实际说是轻轨，它明年就要开通。现在中国高铁已经成为国家领导人出访的一张名片。
中国高铁的开通也给我们的出行生活带来的比较巨大的变化，现在目前我们开通250公里以上的铁路已经有5条了，京津城际是201*年开通的，武广是201*年开通的，沪宁和沪杭城际也已经开通了，这些是250公里以上的。这个是高速铁路开通以后跟普通铁路的一个时间的对比，现在北京到天津只要分钟，过去是需要一个多小时，现在武汉到广州只要三个多小时，南京到上海现在最快是71分钟，沪杭是45分钟。这个图是我们经过201*年调整以后的中国铁路网的规划，红色的比较鲜明的指的都是高速铁路的建设，所谓的四纵四横，四纵分别是：北京到上海4个多小时就可以到了，第二个是北京到香港一条大动脉，7个小时可以到达。还有杭州到深圳5个小时可以到达，徐州到兰州、上海到昆明、青岛到太原、南京到成都。最终构成中国的高速铁路网。
应该说这几年高速铁路的发展，有三个方面体现了它的创新。一个是体制创新，现在很多都是和地方合建，中国解决今后交通的问题，现在大家多知道大城市里面小汽车已经人满为患了，下一步要依靠城市轨道交通。第二个是靠联系大城市和周边小城市的轻轨，第三个是靠高速铁路。所以现在目前地方和铁道部在合资建设铁路的势头已经形成一种新的合作模式。还有管理创新、技术创新。技术创新现在目前高速铁路的发展几年来已经申请了946项专利，这也是一个很大的成就。高速铁路通过总结已经做到了五个世界之最。一个是技术系统最全，第二个是集成能力最强，再一个是运行速度最高，这个运行速度我要解释一下，中国的铁路现在目前有8节车厢和16节车厢运营的，沪杭成绩跑到了416公里，国外有跑到时速500多公里的，他们指的是一个动车头带着跑的，这个是目前8列车和16列车跑的速度。还有建设规模最大，在建规模现在加上以前的提速改造的200公里以上的路段现在已经有3200多公里的建设规模。截止到201*年10月底中国已经开通的铁路目前已经达到7500公里，现在目前世界上全部高速铁路加起来跟中国的高速铁路是差不多的。
第二部分我们讲一下高速铁路推动了我们测绘创新的主要成就。这个是德国铁路一个有名专家讲的话，要成功的建设无渣轨道，必须要有一套完整、高效非常精确的测量系统，否则必定失败。这句话在铁路高铁的建设，201*年和201*年两年时间里面一直在争论。高速铁铁路的测量的争论是这样的，我们高铁最后主要还是体现在钢轨上，如果钢轨没有做好的话最后火车就飞了，所以这是一个很重要的方面。第二个方面，大家知道地球是一个椭球，但是我们所有的设计图纸都是平面的，我们怎么来控制投影的变形，因为我们铁路都是一个带状，它对变形的控制是非常明显的，所以我们在精密工程测量这个方面，创新主要是围绕这两个方面来实现。一般我们铁路测量方面分四个阶段，就是图上的这四个方面，这个是平面的高斯投影。这个图是椭球的参考面，如果我们选择的不一样的，也会我们高程面的投影也有很大的影响，比如说包头到西安这个线路，它横跨了三个省，高程的变化也是比较大的，我们原来以前选择的投影面，后来在工程过程当中最后一个环节出了一个很大的偏差，这就给了我们一个很严重的教训，所以我们一般在坐标系统的选择方面也会非常的重视。这个图是我们传统的测量方法给我们带来的三个方面的缺陷。下面我介绍一下高速铁路精密测量工作的主要内容。第一个在勘察设计阶段，我们要建立四套网，分别是CP0控制网测量CP1控制网测量，CP2控制网测量，然后就是牵线的水准基点的控制网，当然铁道部也要求我们对精测网进行测量评估。然后再施工建设的阶段当中，是CP3控制网测量还有GRP点的测量，最后一个是轨道精调测量，必须要算出铁路设计状况的偏差，要加多少垫片等等都要进行轨道精调，这个也是相应的进行三个方面的评估。在最后竣工验收的阶段，包括运营，我们现在铁道部也在逐步的明确，要进行轨道状态的验证测量和运营检测。
这个是高速铁路在精密工程测量的方面我们创新的主要的内容，下面是介绍它更详细的内容，我就不多说了。
这个图也是我们在测量，在澜沧江大桥进行测量的，这里想架一坐桥。这个图是铁路的数字系统。这个图是我们现在正在做的所有的高速铁路都要求做的工程，就是基岩水准点布设。这个就是我们目前做的最深的基岩点，是在天津做的800多米，一般来讲我们的现场是东莞和惠州的城际铁路，我们一般做的是20到30米深，把桩打了以后，把这个水准点全部用钢管给套住，然后中间加沙粒保持地标沉降以后不跟它走，保持高程的准确基准可靠。这个图是CP4的测量，这些标志都是我们国家自主创新的标志和装备。这个图是用在轨道精调上的，这个是京津城际，当时我们引进了一套进口装备进行轨道精调。应该说高速铁路的精密测量，其中除了技术方面进行了创新以外，还有它对我们的装备也进行了一个很大的创新，装备这方面的需求非常大，所以也导致了测绘装备的发展产生了积极的影响。
比如说智能检测仪，现在我们省的和市的测绘局他们的监测仪非常少，但是对于测量机器人来讲，都已经外国都已经卖到脱销了，我想如果我们中国能够把测量机器人的技术攻关拿下的话，那对我们将会有一个非常大的影响。如果每一个单位要买几个亿的测量机器人，市场真的是非常的庞大。应该说我们这次高速铁路建设，咱们过让在精细测量方面，现在无论是软件和硬件都实现了国产化。还有包括第四项轨道板的铺装也都实现了国产化。第五项也基本上全部实现了国产化。最初的时候全部是进口的，由德国人一手教的，现在全部国产化了。这个图是高速铁路的主要装备，一般是这些装备才能满足精密测量的需要，其他的装备都满足不了它的需要。这个图是涉及到CP3的文件。这个图是我们GRP测量的一些标志。这个图是轨道板精调的标志。这个是轨道精调的测量车，这个是我们研发的车，现在在京沪高铁都在逐步推广。
这个系统我简要的介绍一下，这个系统是由一个测量机器人，再加上这个车有倾斜传感器，轨距传感器、历程传感器，测完了以后，通过无线通信传到笔记本里来，然后测算偏移量，通过偏移量的调整达到轨道设计的要求。应该说咱们国家通过铁道部认证的有三家，这个图是我们轨检车的功能，这个图是轨道精调的参数，大家可以看出来，都是以毫米来做单位的，这些精度要求都是非常高的。可能原来我们也不觉得，平时我们大家多说一个毫米很容易实现，其实很难，它的精度很难达到。在精密工程测量方面，确确实实是高速铁路给我们提供了一个非常好的创新平台。这个图是我们的装备参加的一些展览。我们的装备研发成功以后也是进行了很好的宣传。
第三个部分，我向大家介绍一下测绘面对大规模高速铁路建设及运营维护的新的挑战，也就是我们面临的困难。我们感觉有七个方面，第一个方面是高速铁路的自动化养护检测系统自主研发。这个是在今年的5月份我去了一趟奥地利，在欧洲铁路的运营养护全部实现的自动化，线路上看不到一个人，但是现在中国的铁路包括发生一些灾害，比如今年的江西山体滑坡以后，把铁路冲出去了，我们要养护铁路，因为大动脉不能断。我们到国外参观国外的装备以后，确确实实人家在线路的检测装备方面确实让我们非常的羡慕，自动化程度非常高。这个是一个装备，这个是EMSAT的一个车，它的可以检测出每一米轨道向上向下调高多少。这个图是一些机构的结构图，这个图是现场的一些装置，目前我们国家也在积极的开发产品，目前主要有三种思路，一个是仿造国外，还有一个是用我们现有的这套方案，把测量机器人放到线路上实现自动的检测，这个是我们正在研发的思路图，这个车可以自动走，走行的过程当中可以自动记录偏差，它的精度也可以达到两毫米，精度也是非常好的。这个是我们对三类产品进行的性价比。第二个方面，我们在山区里面，现在高速铁路的精密水准测量的效率问题，现在在这个方面我们也遇到了很多难题，非常的艰难。第三个方面是激光3D扫描在铁路建设过程当中的应用，目前上遇到很大的困难是一些点图的测量方面需要用到这个技术。第四个方面是用激光雷达一个是在运营检测方面，还有一个是在铁路勘察的断面方面，以前是用人工来测量的，现在高铁根本不允许。第五个方面，Lidar这个技术我们在德国也实验了以下，这个技术也是非常好的，目前我们铁路在这个方面应该说是在积极的推广这个技术。还有一个是GIS系统，这个是为铁路的运营维护和其他的管理做支撑的，也是数字铁路的基本要求。这个是我们开发的公共管理信息系统。
最后的一项是中国铁路要走出去，实现中国制造的战略，对境外测绘有了一个新的挑战。
应该说高速铁路的发展为我们国家的经济发展和相关产业链的发展起了积极的作用，也为我们的测绘装备提供了一个新的平台。我们在引进消化吸收的同时，不断推进技术创新，全面提升我国参与国际竞争的实力，为促进国民经济的发展贡献我们的力量。我的汇报完了谢谢。
扩展阅读：江涌：中国民主化的成就与挑战
江涌：中国民主化的成就与挑战
一、中国民主化的探索
民主是个极具诱惑力的词语与极其高尚的旗号。谁也不敢轻率否认“民主是个好东西”。马克思主义经典作家说过，没有民主，就没有社会主义。胡锦涛总书记进而指出，没有民主，就没有现代化。
但是，就象“有一百个读者就有一百个哈姆雷特”一样，对民主的理解也形形色色。萨达姆认为，伊拉克是最民主的，美国笑了（萨达姆也是“民选”总统，而且还得到99%的支持连任）；布什认为美国是最民主的，世界人笑了（在一个3亿人的国家里，布什竟以佛罗里达州的537张选票胜出）。布什不理睬世界人的笑，执意在伊拉克根植美国式民主，结果进退失据，自取其辱。民主有内在的局限性，显然不是什么灵丹妙药，不可能解决人类的所有问题。消费民主，需要付出代价，有时候还相当高昂。民主的培育、生长需要适宜的气候与土壤，不顾经济、文化和政治等条件而贸然推行民主，会给国家和人民带来灾难。
历史虚无主义者或极端自由派认为，民主完全是个舶来品，中国人身体中没有民主的基因。他们津津乐道古希腊城邦的民主，而否认尧舜禹禅让的民主；他们追捧亚里士多德“不喜欢民主”的民主，而否认孟子“民为上，社稷次之，君为轻”的民主；他们只看到路德的宗教改革、攻打巴士底
狱是民主壮举，而否认中国历代“耕者有其田”的农民起义是民主行为。他们宁可相信美国的麦卡锡主义盛行是维护现代民主的必需，而否认在中国的“肃反运动”与“文化大革命”等也是中国民主道路的尝试。
民主作为一种普世价值，自古以来尤其是近代以来，中国人从未停止过探索与追求。当西方民主思想东渐的时候，由于西方拥有系列“长技”硬体，一些先知先觉的中国人便带着几分膜拜之情，采取“请来主义”，康有为、孙中山都是其中的杰出代表。然而，戊戌变法的失败、辛亥革命的变形，证明西方民主在中国同样存在“水土不服”。如此，新中国成立后，以毛泽东为代表的第一代领导人，在继马克思主义中国化后，继续探索着中国的民主化道路，力争以人民民主保证“拒腐防变”，避免落入中国历史政权的“其兴也勃，其亡也忽”的周期律。越来越多的政治学者研究认为，以“大民主”为旗帜的“文化大革命”应当是这个伟大实践的逻辑中的一环，只是被别有用心人士利用成为政治斗争工具而已。
十一届三中全会开启了中国社会主义现代化建设的新局面，当然也包括民主化。不过，与经济领域轰轰烈烈的改革开放形成鲜明对比的是，中国的民主化进程多半是“静悄悄的”，以至于诸多西方政界、媒界对中国民主是“失望接着失望”，认为经济的多元化没有产生他们预期的功效，即
使是北京奥运会的成功举办，也未能改变中国“坚如磐石”的一元化政治氛围。当然，如果是从中国政治力量“分化”、社会“西化”、政府管理“弱化”程度来理解中国的民主化程度，那么西方对华鹰派与中国的极端自由派未免大失所望。但是，如果不带“有色眼镜”，而是从民主的普世价值、从中国政治史脉络来看，中国政治民主化进程如同经济自由化进程一样取得了显著成就。
二、中国民主化的成就
有学者类比，民主是一个陀螺，必须转动起来才好玩。如今，中国民主进程虽不如西方期待那样迅速，但是毕竟转动起来了，而且还有声有色。
大众与官员的民主意识有了普遍且较大提高。经济持续发展与商业大潮涤荡，使得大众的官本位思想不断降低，自主维权意识显著增强，城市改建中遇到的拆迁“钉子户”屡见媒体，而且一个比一个“牛”；在官员中，随着法制的完善，各类监督的强化，当然还少不了官员自身素质的提高，“为民做主”的民主逐渐让位给“与民共主”的民主。尤其是在发达的沿海地区与大中城市，两种民主化迹象十分明显。
社会自由言论已成趋势。经济的繁荣，生活的富足，民主意识的提高，使得中国人谈论的话题越来越广泛，相应的“禁区”也越来越小，学术禁忌更是越来越少。在强大的市
场压力下，中国主流媒体也越来越有看头，针砭时事的新闻报道越来越多，越来越及时。尤其是在互联网、无线通讯等新媒体中，言论自由表现尤为突出，甚至被一些保守人士看成“过了头”，名人、要人与大人近乎“一网打尽”，不断成为茶余饭后的谈资，甚至是笑柄。高级官员不仅越来越自信，而且也善于利用多种渠道，了解民意，利用民智，去积极创造民利，以彰显政绩，提高成就感。
在民主审议制不断完善的同时，民主选举制在广大农村基层普遍施行。村支书在党员中民主产生，而村主任则更是广泛的“海选”，竞争之激烈远超出一般市民之想象。尽管村委选举存在一些问题，如裙带关系，金钱收买，选出“三无”（无才无能无德）领导。然而，村委选举如同民主大课堂，正培养数亿中国人的民主素养与习惯。乡镇级民主选举也正在不断推广。在这些选举的促进下，政务公开正在广大县级以下地区蔚然成风。在举国民主取得进步的同时，中国共产党内民主进步更是显著。长期困扰社会主义政权的高层领导交替问题，在中国已经形成制度性安排，得到了很好解决，这是有目共瞩、举世公认的伟大进步。
在一个几千年封建专制传统的基础上，中国于短短数十年时间，取得以上这些进步，应当是可圈可点的。西方资产阶级民主进程经过了几百年时间，而那个一直标榜自己是世界最民主的国家，是“世界民主的样板”，其妇女在国家独
立后近150年才获得选举权（1920年），而黑人争取选举权花了近200年（1965年）。就是这个刚刚告别“开裆裤”国家，就以领导自居，指点起世界民主来。中国民主发展空间广阔，但是有一点似乎长久以来被人们遗忘了，或许是不愿提及，那就是“一半人类”的民主，可以肯定认为，在妇女的权利与地位问题上，中国不会落后西方，甚至超出西方。
法国哲人傅立叶有言：“妇女解放是社会解放的天然尺度”。妇女解放的重要标志，要看是否赢得与男性同等的权利。在整个西方，即使标榜为最民主的国家至今恐怕也不敢声称，在本国实现了男女同工同酬，妇女与男性有同等的权利。但是，新中国成立后的社会主义民主就实现这一西方世界至今仍可望而不可及的社会理想。中国妇女的“半边天”的角色日益突出，在各行各业，妇女和男人一样平等参与、公平竞争，即使在政治这一特别男性化领域，也不难见到女政治家的身影。党和政府特别规定，在各类政治组织中要特别安排妇女代表，这应是中国民主化的极大亮点。胡锦涛总书记指出：“党和政府历来高度重视妇女的进步与发展，把男女平等作为促进我国社会发展的一项基本国策，依法维护妇女在国家政治、经济和社会生活中的平等地位和各项权益,使我国妇女的地位从根本上得到了保障。”
三、中国民主化的挑战
民主是个好东西，但民主不是“至善”。伟大的苏格拉底就是被民主送上断头台，狂魔希特勒也是被民主推上总理宝座。在非洲、中亚、南亚和拉美等众多地区，诸多国家落入西方的民主陷阱，人民除了“民主”外，近乎一无所有，饥饿、动荡、战乱、恐怖活动等应有尽有，此起彼伏，底层大众生活异常艰难，有些还成为典型“失败国家”的范例。即使被西方鼓吹为最大民主国家，曾与中国处于同一起跑线，如今大众生活的贫困状况、等级制度、宗教矛盾、社会凝聚力远较中国堪忧。日本、韩国与新加坡这些有着浓厚儒家文化色彩的国家，都依照本国的国情，坚定地走出自己的民主化道路。
在一个有五千多年文明的国度，在一个地域广袤、民族与人口众多的国度，在一个始终面临强敌西化、分化、弱化的国度，在一个正告别历史悲情、越来越自信的国度，对民主有着自己的越来越清晰的理解，那就是民主不只一个目标，更是一种手段，必须增加国家与民族的向心力而不是离心力，是维护国家统一、繁荣、富强的手段。因此，在尊重民主普世核心价值的同时，必须找寻适合中国国情的民主化道路。而这种探索在多种内外矛盾与压力下，在全球化与自由化日趋兴盛的态势下，相当艰难。
中国经济自由化程度甚至超过诸多发达国家。经济自由化必然会带来或加剧两极分化，富人会利用其金钱力量取得
更多话语权，使政府决策越来越多地向他们的利益倾斜。这一趋势正严重腐蚀着中国民主化的基础。《中华人民共和国宪法》开篇就规定，“中华人民共和国是工人阶级领导的、以工农联盟为基础的人民民主专政的社会主义国家。”中国民主政权的基础是工农联盟。但是，如今工人失业，农民失地，正越来越多地成为国家的弱势群体。与此同时，在与时俱进的要求下，越来越多的富人加入了共产党，成为政协委员、人大代表甚至政府官员，这些“红顶富豪”拥有极大资源与极大能量，因此越来越多地掌握话语权与决策权，辽宁刘涌案、山西的“黑砖窑事件”等等从侧面折射出这一“新兴力量”对人民政权的危险性，体现出执政党“拒腐防变”的艰巨性与中国民主化进程的复杂性。
由于两极分化加剧，社会矛盾越来越突出尖锐，从湖北“黄石事件”、贵州“瓮安事件”等可以看到，往往只是星星之火，即可燃起群体性事件。因此，经济市场化、自由化需要政治民主化作保证，不仅要保证决策与执行的公平与公正，而且更要保证普通大众公平分享改革开放的成果。真正落实“立党为公，执政为民”，实现权为民所用，情为民所系，利为民所谋。这里的“民”应当要清晰，那就是社会大多数，就是普通民众。中国革命与建设的成功反复表明，工农联盟是立国之本，权力之基；而三十年的改革开放表明，新兴阶层是当今社会的活力之源。因此，在“拒腐防变”的
同时，如何在工农与新兴两大阶层之间，在富人与穷人之间，实现和谐，是中国民主化进程中最重要也是最迫切需要解决的课题。
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