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龙图腾网获悉中南大学申请的专利高铁穿越盾构施工隧道时行车安全检测装置及评价方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119935079B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-25发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202510442448.7，技术领域涉及：G01C5/00；该发明授权高铁穿越盾构施工隧道时行车安全检测装置及评价方法是由唐钱龙;邹洋;刘妙;彭立敏;雷明锋设计研发完成，并于2025-04-10向国家知识产权局提交的专利申请。

本高铁穿越盾构施工隧道时行车安全检测装置及评价方法在说明书摘要公布了：本发明涉及轨道交通安全技术领域，具体涉及一种高铁穿越盾构施工隧道时行车安全检测装置及评价方法，包括点云采集模块、激光指示模块和处理模块，点云采集模块能够采用待检测高铁路基区域的点云模型，激光指示模块能够测得点云采集模块上靶标板的中心坐标，处理模块分别与点云采集模块和激光指示模块电连接，以接收点云模型数据以及靶标板的中心坐标数据并进行处理得到高铁行车可靠度，从而实现了高铁行车可靠度的实时检测，且点云采集模块至少包括四个均布于行车轨道两侧的点云采集组件，有效地保证了检测结果的准确性。

本发明授权高铁穿越盾构施工隧道时行车安全检测装置及评价方法在权利要求书中公布了：1.一种高铁穿越盾构施工隧道时行车安全评价方法，采用高铁穿越盾构施工隧道时行车安全检测装置，其特征在于，包括如下步骤： S1、在盾构隧道尚未影响高铁路基区段时，将高铁穿越盾构施工隧道时行车安全评价方法布置于待检测高铁路基区域； S2、建立高铁轨道识别模型，具体是：根据点云采集模块扫描N次盾构下穿高铁路基区段获得的N个点云模型制作轨道标签点云数据集，并采用RandLA-Net模型建立起高铁轨道识别模型，其中：N为设定阈值； S3、利用高铁轨道识别模型识别轨道顶部的面状点云数据； 所述S3包括： S3.1、根据激光指示模块测得的靶标板2.3的中心坐标计算各激光雷达2.2坐标，并利用各激光雷达2.2分别扫描t时刻的高铁路基表面获得高铁路基表面的点云坐标数据； 所述S3.1中，激光雷达2.2坐标的计算步骤如下： ①、调整高精度激光指示装置使其激光点落在靶标板2.3中心点； ②、利用全站仪测定激光测距元件3.1.4的三维大地坐标；并利用激光测距元件3.1.4测出激光发射点与靶标板2.3中心的距离，配属的IMU模块测定激光测距元件3.1.4的方位角和俯仰角； ③、根据激光测距元件3.1.4的三维大地坐标、激光发射点与靶标板2.3中心的距离、方位角和俯仰角分别计算点云采集组件2中的两个靶标板2.3上激光点的坐标，即靶标板2.3的中心坐标，具体计算公式如下： ； 其中：为大地坐标系在激光测距元件3.1.4所在区域x轴方向的方位角； ④、根据两个靶标板2.3的中心坐标计算激光雷达2.2坐标，具体是： 在盾构隧道施工未影响高铁路基区段时，分别计算两个靶标板2.3的中心坐标对应的激光雷达2.2的对应坐标，并以两个激光雷达2.2的对应坐标的均值作为激光雷达2.2坐标； 在盾构隧道施工影响高铁路基区段时，重复①至③得到盾构隧道影响高铁路基区段后点云采集组件2中的两个靶标板2.3的中心坐标，并根据盾构隧道影响高铁路基区段前后的靶标板2.3的中心坐标变形量均值计算得到激光雷达2.2坐标； 计算出靶标板2.3上新的激光落点的坐标，即变形后的靶标板2.3中心坐标，变形前后的靶标板2.3中心坐标的坐标差值即为对应点云采集组件2.的变形量，根据两侧靶标板2.3的落点所计算出来的变形量，可以得到其对应的变形量均值，该变形均值可以认为是激光雷达2.2装置的坐标的移动量，由此可以调整激光雷达2.2的坐标为： ； S3.2、根据各激光雷达2.2坐标采用欧式变换将各激光雷达2.2扫描获得的高铁路基表面的点云坐标数据换算至同一坐标系中，得到t时刻的高铁路基点云模型； S3.3、利用高铁轨道识别模型识别高铁路基点云模型中的轨道点云数据，得到轨道点云数据模型，并利用区域生长算法提取轨道点云数据模型中轨道顶部的面状点云数据； S4、根据盾构隧道影响高铁路基区段前后的面状点云数据的差值采用K-D树近邻搜索算法和欧式距离算法计算得到轨道变形量； S5、利用列车运行空气动力学仿真模型、列车-轨道动力学模型以及PSO-XGBoost预测模型建立高铁运行状态预测模型，并将高铁当前运行速度、当前行车条件以及S4中的轨道变形量输入至高铁运行状态预测模型中，输出得到高铁行驶在待检测高铁路基区域时的竖向加速度、脱轨系数和轮重减载率，其中：当前行车条件指单车行驶或双车交汇行驶； S6、将S5中竖向加速度、脱轨系数和轮重减载率输入到现有的可靠度模型，得到高铁行驶在下部盾构施工区域时的可靠度，若可靠度小于零则高铁以当前速度与状态穿过该区域具有倾覆风险；否则每间隔M分钟重复一次S3至S6，其中：M为设定阈值。

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