CN115735738A - 高速铁路路基边坡生态防护方法及控制系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开的高速铁路路基边坡生态防护方法及控制系统，与现有技术相比，包括步骤：控制飞行器以第一高度H1沿铁路路基飞行；获取铁路路基图像，识别所述铁路路基图像中的疑似缺水区域；控制所述飞行器移动至所述疑似缺水区域的上方，且所述飞行器下降至第二高度H2；建立与土壤数据采集装置的通讯连接；获取土壤数据，所述土壤数据包括：土壤pH值数据、土壤湿度数据；根据所述土壤数据，控制所述疑似缺水区域内的灌溉装置进行灌溉作业。本申请涉及的技术方案，能够提高复绿工程的养护精准度，提高养护效率和效果，减少前期周期性维护的人力成本。

Description

高速铁路路基边坡生态防护方法及控制系统

技术领域

本申请属于铁路边坡防护技术领域，更具体地说，尤其涉及一种高速铁路路基边坡生态防护方法；本申请还涉及一种高速铁路路基边坡生态防护控制系统。

背景技术

当前随着交通工程的不断发展，需要在不同气候条件和地理环境下修建铁路。由于铁路线需要平稳的坡度，不可能像汽车高速公路一样可以适应短距离的高低落差；使得铁路在绝大部分区域均采用高架桥的方式通过；因此，铁路路基所处的环境和气候单一，同时具有远离外部水源的特点，所以铁路路基的边坡复绿工程强调初期绿化工程的成功率。

铁路边坡复绿工程可在铁路主体施工完成后进行，在现有技术中，通常直接采用喷播的方式对边坡进行一次性绿化；由于缺乏打理和部分地区环境的恶劣，使得不少喷播复绿的工程都出现了退化的情况；因此，如何在复绿工程的初期对复绿路段进行高效养护，确保复绿工程的稳定性和持久性，是现有技术需要解决的问题。

在对复绿路段进行高效养护的过程中，如何更为便捷的控制复绿路段便捷的灌溉，是一个工程难点。一是，如果采用人工进行复绿路段的检查灌溉，工作效率低；二是，如果笼统的采用全路段同步灌溉的方式，有可能存在部分区域灌溉过量，部分区域灌溉不足的情况。为此，发明人认为，实现复绿路段的高效精准灌溉，将能够大大提高复绿工程的稳定性和持久性；降低后期实际运维阶段的维护成本。

因此，如何提供一种高速铁路路基边坡生态防护方法，其能够提高复绿工程的养护精准度，提高养护效率和效果，减少前期周期性维护的人力成本，已经成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请提供一种高速铁路路基边坡生态防护方法，其能够提高复绿工程的养护精准度，提高养护效率和效果，减少前期周期性维护的人力成本。本申请还涉及一种高速铁路路基边坡生态控制系统，同样具有上述有益效果。

本申请提供的技术方案如下：

本申请提供一种高速铁路路基边坡生态防护方法，该方法包括步骤：控制飞行器以第一高度H1沿铁路路基飞行；获取铁路路基图像，识别所述铁路路基图像中的疑似缺水区域；控制所述飞行器移动至所述疑似缺水区域的上方，且所述飞行器下降至第二高度H2；建立与土壤数据采集装置的通讯连接；获取土壤数据，所述土壤数据包括：土壤pH值数据、土壤湿度数据；根据所述土壤数据，控制所述疑似缺水区域内的灌溉装置进行灌溉作业。

进一步地，在本发明一种优选的方式中，所述“获取铁路路基图像，识别所述铁路路基图像中的疑似缺水区域”包括以下步骤：通过飞行器的图像采集装置采集实时图像数据；通过图像回传技术，将所述实时图像数据发送至第一控制终端；所述第一控制终端通过预先训练的图像识别模型识别所述铁路路基图像中的疑似缺水区域，所述图像识别模型由第一训练数据和第二训练数据训练而成，所述第一训练数据包括无缺水区域图像数据，所述第二训练数据包括有缺水区域图像数据和第一标签。

进一步地，在本发明一种优选的方式中，所述“控制飞行器以第一高度H1沿铁路路基飞行”包括以下步骤：所述飞行器启动，控制所述飞行器升高至第一高度H1；获取路径信息，根据所述路径信息控制飞行器沿铁路路基飞行。

进一步地，在本发明一种优选的方式中，所述路径信息包括所述铁路路基图像中沿铁路方向的线形特征。

进一步地，在本发明一种优选的方式中，所述路径信息还包括预设的沿铁路的坐标信息。

进一步地，在本发明一种优选的方式中，所述“建立与土壤数据采集装置的通讯连接”包括以下步骤：从预设数据库中，调取通讯配对连接码；基于所述通讯配对连接码向所述疑似缺水区域的对应通讯模块发起连接请求，所述对应通讯模块与所述土壤数据采集装置、所述灌溉装置预先通讯连接；请求通过后，通过所述对应通讯模块，建立与土壤数据采集装置的通讯连接。

进一步地，在本发明一种优选的方式中，所述灌溉作业包括：所述“根据所述土壤数据，控制所述疑似缺水区域内的灌溉装置进行灌溉作业”包括以下步骤：获取分析最近第一周期内的所述土壤湿度数据，若最近第一周期内的所述土壤湿度数据低于预设湿度平均值，则控制所述疑似缺水区域内的灌溉装置进行灌溉作业。

进一步地，在本发明一种优选的方式中，所述灌溉作业包括：获取实时的所述土壤湿度数据，若实时的所述土壤湿度数据达到目标湿度值，则停止灌溉作业。

进一步地，在本发明一种优选的方式中，所述灌溉作业包括：获取实时的所述土壤湿度数据，若实时的所述土壤湿度数据超出第一预设灌溉最大时间值后，仍未达到目标湿度值，则停止灌溉作业并发出警报信息。

进一步地，在本发明一种优选的方式中，所述灌溉作业包括：获取实时的所述土壤湿度数据，若实时的所述土壤湿度数据未达到第一预设灌溉最小时间值，就达到目标湿度值，则停止灌溉作业并发出警报信息。

进一步地，在本发明一种优选的方式中，该方法还包括：获取分析最近第二周期内的所述土壤pH值数据，若最近第二周期内的所述土壤pH值数据低于警戒pH值，则可能存在植被烂根腐化，发出警报信息。

进一步地，在本发明一种优选的方式中，该方法还包括：铺设所述灌溉装置和所述土壤数据采集装置；所述“铺设所述灌溉装置和所述土壤数据采集装置”包括以下步骤：沿铁路线在边坡顶部铺设水管，将水管与水源连接，在所述水管上间隔设置电控灌溉阀；沿铁路线在边坡铺设土壤数据采集装置，所述土壤数据采集装置包括pH值传感器、土壤湿度传感器；所述pH值传感器沿边坡中部铺设，所述土壤湿度传感器沿边坡底部铺设；所述pH值传感器的位置与所述电控灌溉阀的位置对应，所述土壤湿度传感器的位置与所述电控灌溉阀的位置错峰设置。

此外，本申请还提供一种高速铁路路基边坡生态防护控制系统，用于执行上述的高速铁路路基边坡生态防护方法，该系统包括：沿边坡铺设的土壤数据采集装置；沿边坡铺设的灌溉装置；与所述土壤数据采集装置、所述灌溉装置通讯连接的通讯模块；用于连接控制所述土壤数据采集装置和所述灌溉装置的飞行器，所述飞行器可沿提铁路线飞行，所述飞行器用于与通讯模块连接。

本申请提供高速铁路路基边坡生态防护方法这一技术方案，与现有技术相比，在该技术方案中，结合飞行器能够快速飞行移位的能力和人工智能的图像识别你能力，能够沿铁路线快速发现边坡复绿路段中的疑似缺水区域；再通过飞行器的抵近检查，调取该区域的土壤数据如土壤pH值数据、土壤湿度数据，以精准判断，该区域是否缺水；若缺水同样通过飞行器上的控制系统，直接调动该区域的灌溉装置对该区域进行灌溉，最终以达到高效精准灌溉的目的。本申请提供的技术方案，相较于现有技术而言，能够提高复绿工程的养护精准度，提高养护效率和效果，减少前期周期性维护的人力成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图 1 为本发明实施例提供的高速铁路路基边坡生态防护方法的流程图；

图2 为本发明实施例涉及的灌溉作业流程示意图；

图3 为本发明实施例涉及的高速铁路路基边坡生态防护控制系统；

图4 为本发明实施例涉及的导水杆及电控供水泵水路示意图；

图5 为本发明实施例涉及的集水槽与蓄水池结构示意图；

图6 为本发明实施例涉及的飞行器高度示意图；

图7 为本发明实施例灌溉覆盖面积示意图；

图8 为本发明实施例通讯模块相关通讯连接示意图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上，它可以直接在另一个元件上或者间接设置在另一个元件上；当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“第一”、“第二”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”、“若干个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本申请可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本申请所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

请如图1和图8所示，本申请实施例提供的高速铁路路基边坡生态防护方法，该方法包括：控制飞行器以第一高度H1沿铁路路基飞行；获取铁路路基图像，识别所述铁路路基图像中的疑似缺水区域；控制所述飞行器移动至所述疑似缺水区域的上方，且所述飞行器下降至第二高度H2；建立与土壤数据采集装置的通讯连接；获取土壤数据，所述土壤数据包括：土壤pH值数据、土壤湿度数据；根据所述土壤数据，控制所述疑似缺水区域内的灌溉装置进行灌溉作业。

本申请提供了一种高速铁路路基边坡生态防护方法的技术方案。在该技术方案中，结合飞行器能够快速飞行移位的能力和人工智能的图像识别你能力，能够沿铁路线快速发现边坡复绿路段中的疑似缺水区域；再通过飞行器的抵近检查，调取该区域的土壤数据如土壤pH值数据、土壤湿度数据，以精准判断，该区域是否缺水；若缺水同样通过飞行器上的控制系统，直接调动该区域的灌溉装置对该区域进行灌溉，最终以达到高效精准灌溉的目的。本申请提供的技术方案，能够提高复绿工程的养护精准度，提高养护效率和效果，减少前期周期性维护的人力成本。

需要说明的是，在上一段复绿工程施工结束后，将土壤数据采集装置和灌溉装置回收，设置到下一段新启动的复绿工程中，以降低设备的使用成本。

需要说明的是，第一高度H1高于第二高度H2，第一高度H1为100-300米；第二高度H2为3-50米。

需要说明的是，飞行器为多旋翼式无人机、直升机式无人机等现有技术中可实现悬停的无人机。

具体地，在本发明实施例中，所述“获取铁路路基图像，识别所述铁路路基图像中的疑似缺水区域”包括以下步骤：通过飞行器的图像采集装置采集实时图像数据；通过图像回传技术，将所述实时图像数据发送至第一控制终端；所述第一控制终端通过预先训练的图像识别模型识别所述铁路路基图像中的疑似缺水区域，所述图像识别模型由第一训练数据和第二训练数据训练而成，所述第一训练数据包括无缺水区域图像数据，所述第二训练数据包括有缺水区域图像数据和第一标签。

需要说明的是，通过图传技术，飞行器将实时图像数据和当前图像位置数据回传至操控终端，操控终端将实时图像数据和当前图像位置数据回传至服务器5，服务器5通过图像识别模型对实时图像数据进行识别，发现疑似缺水区域后，将对应的图像位置回传至操控终端，由操控终端控制飞行器飞回至指定位置，并进行进一步的处理。通过将无人机技术和图像识别技术的结合，能够快速的识别出疑似缺水区域。

可知的是，在标准化批量性的边坡复绿工程中，由于前后段复绿的施工进度和标准相同，正常情况下，连续的边坡复绿情况也应相同。若有局部出现缺水情况，该区域的草本的颜色或土地颜色与周边会存在区别。通过识别回传图像中存在的色差块，即可识别出疑似缺水区域。

可知的是，本申请实施例涉及的技术方案采用的图像识别技术是现有技术中，百度、阿里云等现有平台的图像识别技术。

具体地，在本发明实施例中，所述“控制飞行器以第一高度H1沿铁路路基飞行”包括以下步骤：所述飞行器启动，控制所述飞行器升高至第一高度H1；获取路径信息，根据所述路径信息控制飞行器沿铁路路基飞行。

需要说明的是，在实际控制飞行器启动时，先让飞行器起飞至一定高度后，再结合路径信息，进行远距离飞行监测。提高飞行器的飞行安全；实现飞行器的标准化飞行。

需要说明的是，在标准化的世界下的飞行控制可实现自动飞行控制，降低人工操控难度，提高复绿工程的检查的效率。

路径信息的具有两种实施方式：

具体地，在本发明实施例中，所述路径信息包括所述铁路路基图像中沿铁路方向的线形特征。

需要说明的是，飞行器直接通过对铁路线的图像识别，识别出铁路沿线的线形特征，并在第一高度H1下，沿铁路线飞行。

具体地，在本发明实施例中，所述路径信息还包括预设的沿铁路的坐标信息。

需要说明的是，飞行器也可根据预设的沿铁路的坐标信息进行飞行；该坐标信息与土地数据采集装置和/或灌溉装置相关联。提高无人机飞行的精准性。

需要说明的是，基于线形特征，能够快速约束飞行器沿现有铁路线飞行，无需认为控制；需要对疑似缺水区域进行精准控制时，再利用预制的坐标信息，控制飞信器飞至对应的精准位置进行土壤数据的获取和灌溉装置的控制。

具体地，在本发明实施例中，所述“建立与土壤数据采集装置的通讯连接”包括以下步骤：从预设数据库中，调取通讯配对连接码；基于所述通讯配对连接码向所述疑似缺水区域的对应通讯模块发起连接请求，所述对应通讯模块与所述土壤数据采集装置、所述灌溉装置预先通讯连接；请求通过后，通过所述对应通讯模块，建立与土壤数据采集装置的通讯连接。

需要说明的是，通过低功耗蓝牙模块作为通讯模块与土壤数据采集装置连接、灌溉装置相连接。采用预设通讯配对连接码的方式设置连接密码检验环节，防止他人恶意连接相关设备盗取信息或随意操控灌溉装置，提高设备的安全性。

在具体的实施例中，相邻的通讯模块通过zigbee技术或蓝牙meah技术相互串联组网；飞行器只需进行一次验证，即可建立与其他通讯模块的连接关系，提高工作效率。

进一步的，多个通讯模块组网后，沿线关联的土壤数据均可实现一次性的完全同步；

需要重点补充的是，整个飞行、数据获取、灌溉控制的方案为：

飞行器在第一高度H1采集整段复绿工程路段的实时图像数据回传到服务器5，服务器5分析实时图像数据识别出所有疑似缺水区域；飞行器飞回至最近的一个疑似缺水区域，并下降高度至第二高度H2；接着飞行器与该疑似缺水区域的通讯模块建立连接；建立与当前通讯模块数据连接后，当前通讯模块发起所有通讯模块的组网请求，并完成所有通讯模块的组网；其他通讯模块均把对应的土壤数据通过当前通讯模块回传至飞行器，再由飞行器回传至服务器；服务器通过大数据的识别运算判断所有疑似缺水区域是否缺水；筛选出确认缺水区域后，直接控制飞行器在第二高度H2，连续逐个飞至确认缺水区域，控制灌溉装置进行灌溉。该方案中，飞行装置无需高频次的上升和下浮，降低飞行器高度爬升过程中的能量消耗，提高飞行器的运行时长；提高整个复绿工程初期养护的效率。

具体地，在本发明实施例中，所述灌溉作业包括：所述“根据所述土壤数据，控制所述疑似缺水区域内的灌溉装置进行灌溉作业”包括以下步骤：获取分析最近第一周期内的所述土壤湿度数据，若最近第一周期内的所述土壤湿度数据低于预设湿度平均值，则控制所述疑似缺水区域内的灌溉装置进行灌溉作业。

需要说明的是，土壤湿度数据为土壤相对湿度数据，土壤相对湿度是指土壤含水量与田间持水量的百分比，或相对于饱和水量的百分比等相对含水量表示，主要受到降水、气温、植被类型及地形条件等因素的影响 。根据土壤相对湿润度(R)的干旱等级指标，可以分为60%<R为无旱，50 <R≤60为轻度干旱，40 <R≤50为中度干旱，30 <R≤40为重度干旱，R≤30为特别重度干旱。

根据不同地区的地理环境，边坡复绿选用的植物品种不同，对土壤相对湿度的要求不同，制定出不同的预设湿度平均值；若低于该预设湿度平均值，说明该区域缺水；需要进行灌溉作业。

需要重点补充的是，在进一步具体实施例中，灌溉作业具体为，根据土壤湿度数据显示的缺水生成灌溉时间指令；将灌溉时间指令发送至对应灌溉装置，灌溉装置按照灌溉时间指令进行灌溉，灌溉时间结束收，停止灌溉作业。

具体地，在本发明实施例中，所述灌溉作业包括：获取实时的所述土壤湿度数据，若实时的所述土壤湿度数据达到目标湿度值，则停止灌溉作业。

土壤湿度传感器设置在边坡底部，且与相邻灌溉装置错峰设置，即土壤湿度传感器所处位置为灌溉量最小的位置；若该位置的灌溉量达标，则其他区域的灌溉量也将达标，因此，在一定时间段内监测到土壤湿度数据达标，则灌溉完成，停止灌溉作业。

具体地，在本发明实施例中，所述灌溉作业包括：获取实时的所述土壤湿度数据，若实时的所述土壤湿度数据超出第一预设灌溉最大时间值后，仍未达到目标湿度值，则停止灌溉作业并发出警报信息。

需要说明的是，启动灌溉后，若实时的所述土壤湿度数据超出第一预设灌溉最大时间值后，仍未达到目标湿度值，表示灌溉装置的灌溉效果不达标，可能是灌溉装置喷口状态异常，如未覆盖指定区域；或可能是喷口被异物遮挡。发出警报信息，已提示人工通过无人机进一步抵近观测；最后再由人工前往处理。

具体地，在本发明实施例中，所述灌溉作业包括：获取实时的所述土壤湿度数据，若实时的所述土壤湿度数据未达到第一预设灌溉最小时间值，就达到目标湿度值，则停止灌溉作业并发出警报信息。

需要说明的是，启动灌溉后，若实时的所述土壤湿度数据未达到第一预设灌溉最小时间值，就达到目标湿度值，亦表示灌溉装置的灌溉效果不达标，可能是灌溉装置喷口状态异常，如灌溉水主要灌溉土壤湿度传感器位置，容易造成局部灌溉过量和局部灌溉过少。发出警报信息，已提示人工通过无人机进一步抵近观测；最后再由人工前往处理。

具体地，在本发明实施例中，该方法还包括：获取分析最近第二周期内的所述土壤pH值数据，若最近第二周期内的所述土壤pH值数据低于警戒pH值，则可能存在植被烂根腐化，发出警报信息。

需要说明的是，通过土壤pH值情况，若判断出土壤酸性过高说明局部土壤可能存在烂根腐化的情况，需要发出警报信息，通知工作人员处理。

具体地，在本发明实施例中，该方法还包括：铺设所述灌溉装置和所述土壤数据采集装置；所述“铺设所述灌溉装置和所述土壤数据采集装置”包括以下步骤：沿铁路线在边坡顶部铺设水管，将水管与水源连接，在所述水管上间隔设置电控灌溉阀；沿铁路线在边坡铺设土壤数据采集装置，所述土壤数据采集装置包括pH值传感器、土壤湿度传感器；所述pH值传感器沿边坡中部铺设，所述土壤湿度传感器沿边坡底部铺设；所述pH值传感器的位置与所述电控灌溉阀的位置对应，所述土壤湿度传感器的位置与所述电控灌溉阀的位置错峰设置。

需要说明的是，将pH值传感器设置在边坡中部，可以有效监控边坡整体的pH值，以提高pH值数据的可靠程度。将灌溉装置设置在边坡的顶部，有利对整体边坡灌溉效果，同时将土壤湿度传感器设置在边坡底部，有利于对边坡整个土壤湿度的检测。

具体地，在本发明实施例中，灌溉装置的灌溉覆盖范围A是半椭圆形，且灌溉范围覆盖土壤湿度传感器的位置，提高灌溉效果。

需要说明的是，所述土壤湿度传感器的位置位于相邻两个所述电控灌溉阀的中点位置对应。

更为具体地，在本发明实施例中，灌溉装置的作业方式包括滴灌、浇灌、喷灌。本实施例还包括步骤：通过深度学习训练出草木长势模型，训练数据包括含有灌木正常生长的照片、灌木非正常生长的照片、草皮正常生长的照片、草皮非正常生长的照片；通过所述草木长势模型识别出铁路路基图像中灌木长势和草皮长势；若灌木长势慢于草皮长势，则控制灌溉模式调节为滴灌模式，若灌木长势快于草皮长势，则控制灌溉模式为喷灌模式，其中浇灌模式为常设模式，浇灌模式可以与滴灌模式或喷灌模式并存，滴灌模式、喷灌模式基于深度学习获取的草木、灌木涨势进行动态化切换。在本发明实施中，采用喷灌、滴灌、浇灌等灌溉作业方式有机协调实施，有助于协调灌木和草本的平衡。现有技术中往往采取单一的灌溉方式，导致了草本先期生长过快抑制灌木植物的长成，即便是灌溉的时间合理、营养物质丰富，但依旧难以获得理想的养护状态。在现有技术中，绿化工程的技术人员们针对灌木成长不良的改进手段往往在于调配不同的营养药剂，但却忽略了草本先期生长过快抑制灌木植物的长成的问题，致使现有技术中即便是在成长期花费了大量的水资源成本与营养药剂成本，仍然存在养护不到位的问题，在本发明实施例中，结合深度学习辅助手段通过识别草木长势的不同采取不同的灌溉作业方式，能够克服现有技术中忽略的因物种生长相互作用的问题导致的灌木植物的长成不良的问题，相较于现有技术而言，显著节约了复绿工程所需的水资源和营养药剂的成本花销。

本申请还提供一种高速铁路路基边坡生态防护控制系统，用于执行上述的高速铁路路基边坡生态防护方法，该系统包括：沿边坡铺设的土壤数据采集装置1；沿边坡铺设的灌溉装置2；与所述土壤数据采集装置1、所述灌溉装置2通讯连接的通讯模块3；用于连接控制所述土壤数据采集装置1和所述灌溉装置2的飞行器4，所述飞行器4可沿提铁路线飞行，所述飞行器4用于与通讯模块连接。

需要说明的是，灌溉装置包括：多个电控灌溉阀201，所述电控灌溉阀201的灌溉范围是半椭圆形；覆盖边坡斜面；与所述电控灌溉阀201连接的供水管道202；与所述供水管道202进水口连通的蓄水池203；沿铁路路基边缘设置的雨水集水槽204，所述集水槽与蓄水池203；设置在供水管道202上的电控供水泵205；用于为所述电控灌溉阀201和所述电控供水泵205提供电力的供水电源206，所述供水电源206包括储能模块和太阳能发电模块；所述电控供水泵205、所述电控灌溉阀201与通讯模块3信号连接。

需要说明的是，土壤数据采集装置包括：pH值传感器101、土壤湿度传感器102；所述pH值传感器101沿边坡长度方向的中部铺设；与电控灌溉阀的位置相同；所述土壤湿度传感器102沿边坡长度方向的中部铺设；与电控灌溉阀的位置错峰设置；所述pH值传感器和土壤湿度传感器自带电源，并与通讯模块通过有线或无线的方式连接。在为期3个月以内的复绿工程初期阶段，采用内置电源和通讯模块的方式能够大大减少有线铺设过程中所采用的电线的投入，避免电线劳损损失和电力消耗。

此外，本申请还提供针对高速铁路路基边坡生态防护控制系统的施工方法；该方法包括：在复绿工程段内，按照第一预设间隔标准插设电控灌溉阀201，调节电控灌溉阀的喷嘴的灌溉范围为半椭圆形；在复绿工程段内，按照第二预设间隔标准埋设蓄水池203，通过供水管道202将蓄水池203与多个电控灌溉发201连通；预先在铁路路基表面设置集水槽204，使集水槽204与蓄水池203连通；在供水管道上设置电控供水泵205，为电控灌溉阀提供一定水压。

需要说明的是，所述第一预设间隔标准为10-50米。

本申请还提供针对高速铁路路基边坡生态防护控制系统的施工方法；该方法还包括：根据第一预设间隔标准，埋设pH值传感器和土壤湿度传感器；

调试所述pH值传感器和所述土壤湿度传感器与通讯模块建立网络连接。

本申请还提供针对高速铁路路基边坡生态防护控制系统的施工方法；该方法还包括：设置通讯模块，所述通讯模块的供电口与供水电源206相连接；

调试多个所述通讯模块之间的连接协议；预设所述通讯模块与外部连接的通讯配对连接码。需要说明的是，蓄水池底部开口设置有导水杆207，导水杆铺设在对应区域内，覆盖整个边坡区域；在复绿工程初期养护完成后，撤掉供水管道、电控灌溉阀后，开启蓄水池底部开口，日常通过蓄水池需水，并通过导水杆将水引导至对应区域各个位置；所述导水杆成发散式预先铺设。所述导水杆为蜂窝状可降解材料，在一定时期内，完成复绿工程中期过程养护过程中，逐渐降解，融入环境中，减少污染。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种高速铁路路基边坡生态防护方法，其特征在于，该方法包括：

控制飞行器以第一高度H1沿铁路路基飞行；

获取铁路路基图像，识别所述铁路路基图像中的疑似缺水区域；

控制所述飞行器移动至所述疑似缺水区域的上方，且所述飞行器下降至第二高度H2；

建立与土壤数据采集装置的通讯连接；

获取土壤数据，所述土壤数据包括：土壤pH值数据、土壤湿度数据；

根据所述土壤数据，控制所述疑似缺水区域内的灌溉装置进行灌溉作业。

2.根据权利要求1所述的高速铁路路基边坡生态防护方法，其特征在于，

所述“获取铁路路基图像，识别所述铁路路基图像中的疑似缺水区域”包括以下步骤：

通过飞行器的图像采集装置采集实时图像数据；

通过图像回传技术将所述实时图像数据发送至第一控制终端；

所述第一控制终端通过预先训练的图像识别模型识别所述铁路路基图像中的疑似缺水区域，所述图像识别模型由第一训练数据和第二训练数据训练而成，所述第一训练数据包括无缺水区域图像数据，所述第二训练数据包括有缺水区域图像数据和第一标签。

3.根据权利要求1所述的高速铁路路基边坡生态防护方法，其特征在于，

所述“控制飞行器以第一高度H1沿铁路路基飞行”包括以下步骤：

所述飞行器启动，控制所述飞行器升高至第一高度H1；获取路径信息，根据所述路径信息控制飞行器沿铁路路基飞行。

4.根据权利要求3所述的高速铁路路基边坡生态防护方法，其特征在于，

所述路径信息包括所述铁路路基图像中沿铁路方向的线形特征；或

所述路径信息还包括预设的沿铁路的坐标信息。

5.根据权利要求1所述的高速铁路路基边坡生态防护方法，其特征在于，

所述“建立与土壤数据采集装置的通讯连接”包括以下步骤：

从预设数据库中，调取通讯配对连接码；

基于所述通讯配对连接码向所述疑似缺水区域的对应通讯模块发起连接请求，所述对应通讯模块与所述土壤数据采集装置、所述灌溉装置预先通讯连接；

请求通过后，通过所述对应通讯模块，建立与土壤数据采集装置的通讯连接。

6.根据权利要求1所述的高速铁路路基边坡生态防护方法，其特征在于，

所述“根据所述土壤数据，控制所述疑似缺水区域内的灌溉装置进行灌溉作业”包括以下步骤：

获取分析最近第一周期内的所述土壤湿度数据，若最近第一周期内的所述土壤湿度数据低于预设湿度平均值，则控制所述疑似缺水区域内的灌溉装置进行灌溉作业。

7.根据权利要求6所述的高速铁路路基边坡生态防护方法，其特征在于，所述灌溉作业包括：

获取实时的所述土壤湿度数据，若实时的所述土壤湿度数据达到目标湿度值，则停止灌溉作业；或

获取实时的所述土壤湿度数据，若实时的所述土壤湿度数据超出第一预设灌溉最大时间值后，仍未达到目标湿度值，则停止灌溉作业并发出警报信息；或

获取实时的所述土壤湿度数据，若实时的所述土壤湿度数据未达到第一预设灌溉最小时间值，就达到目标湿度值，则停止灌溉作业并发出警报信息。

8.根据权利要求1所述的高速铁路路基边坡生态防护方法，其特征在于，该方法还包括：

获取分析最近第二周期内的所述土壤pH值数据，若最近第二周期内的所述土壤pH值数据低于警戒pH值，则发出警报信息。

9.根据权利要求1所述的高速铁路路基边坡生态防护方法，其特征在于，该方法还包括：铺设所述灌溉装置和所述土壤数据采集装置；

所述“铺设所述灌溉装置和所述土壤数据采集装置”包括以下步骤：

沿铁路线在边坡顶部铺设水管，将水管与水源连接，在所述水管上间隔设置电控灌溉阀；

沿铁路线在边坡铺设土壤数据采集装置，所述土壤数据采集装置包括pH值传感器、土壤湿度传感器；所述pH值传感器沿边坡中部铺设，所述土壤湿度传感器沿边坡底部铺设；所述pH值传感器的位置与所述电控灌溉阀的位置对应，所述土壤湿度传感器的位置与所述电控灌溉阀的位置错峰设置。

10.高速铁路路基边坡生态防护控制系统，其特征在于，用于执行权利要求1至9中任意一项所述的高速铁路路基边坡生态防护方法，该系统包括：

沿边坡铺设的土壤数据采集装置；

沿边坡铺设的灌溉装置；

与所述土壤数据采集装置、所述灌溉装置通讯连接的通讯模块；

用于连接控制所述土壤数据采集装置和所述灌溉装置的飞行器，所述飞行器可沿提铁路线飞行，所述飞行器用于与通讯模块连接。

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