Научная статья на тему 'Комбинированный способ съемки плана железнодорожной линии'

Комбинированный способ съемки плана железнодорожной линии Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

CC BY
92
19
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ЗАЛіЗНИЦЯ / МЕТОД ЗЙОМКИ / ВИМіРЮВАННЯ / RAILROAD / SHOOTING METHOD / MEASUREMENT / ЖЕЛЕЗНАЯ ДОРОГА / МЕТОД СЪЕМКИ / ИЗМЕРЕНИЕ

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Корженевич И. П.

Рассмотрена комбинация существующих методов съемки кривых и даны рекомендации по уравниванию результатов измерений.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Корженевич И. П.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

COMBINED METHOD OF SHOOTING PLAN OF THE RAILWAY LINE

The combination of existing methods of surveying curves has been considered and recommendations on leveling-off the results of measurements have been given.

Текст научной работы на тему «Комбинированный способ съемки плана железнодорожной линии»

УДК 625.173

И. П. КОРЖЕНЕВИЧ (ДИИТ)

КОМБИНИРОВАННЫЙ СПОСОБ СЪЕМКИ ПЛАНА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ ЛИНИИ

Розглянута комбшацш iснуючих методiв знiмання кривих i наданi рекомендацп щодо зрiвнювання результата вимiрювань.

Рассмотрена комбинация существующих методов съемки кривых и даны рекомендации по уравниванию результатов измерений.

The combination of existing methods of surveying curves has been considered and recommendations on level-ing-off the results of measurements have been given.

Возрастающие требования к точности содержания пути требуют в первую очередь повышения точности получения информации о положении пути в плане [1].

При повышении точности съемки плана железнодорожной линии возникает проблема выбора способа съемки.

Традиционные способы съемки (стрел, Го-никберга) позволяют получить достаточно точное взаимное положение близко расположенных точек пути, но дают большую погрешность [2] в определении планового положения участка в целом за счет накопления ошибки со скоростью арифметической прогрессии. Особенно опасным становится применение метода стрел для анализа длинных участков с мелким шагом съемки (путерихто-вочные машины, путеизмерители).

Модифицированный способ съемки [3] за счет внутреннего уравнивания частично снимает проблему неточности метода стрел, но тоже не может считаться идеальным решением данной проблемы.

Полярный способ съемки плана позволяет получить достаточно точное положение всего участка в целом, но оценка кривизны для близко расположенных точек может давать существенную погрешность. Кроме того, реальная точность полярной съемки отдельных точек пути, как правило, находится в пределах 10...20 мм, что явно недостаточно для оценки сдвигов, которые могут быть близкими по своему значению к этой погрешности.

Единственным выходом, позволяющим повысить точность информации о положении пути в плане, является использование комбинации полярного способа с традиционными или модифицированным. В этом случае сплошная

съемка делается традиционными способами, а отдельные точки, кроме того, снимаются полярным способом.

В результате получается избыточная информация и это дает право использовать для поиска координат точек пути методы уравнивания измерений. Корректировка рассчитанных координат осуществляется по вектору АХ :

АХ = (ВТК-1В )-1 ВТК-1А£ ,

где АI - изменение вектора измеренных величин; АХ - вектор определяемых координат; В -матрица производных д1/дх; Ки - дисперси-

Т

онная матрица измеренных величин; В -транспонированная матрица производных.

В вектор измеренных величин включаются последовательно все данные съемки. Для способа стрел и модифицированного это стрелы в точках пути, расстояния между точками, известные координаты отдельных точек пути. Для метода Гоникберга в вектор добавляются данные о снятых углах поворота.

По откорректированным координатам рассчитываются уравненные значения измеренных величин. Анализ этих значений позволяет оценить точность съемки в отдельных точках и принять решение о необходимости повторной съемки отдельных точек.

Данная методика реализована в составе программы RWPlan 1.2 и прошла апробацию при съемке нечетного пути на участке Игрень-Илларионово Приднепровской железной дороги. В качестве примера приведены результаты уравнивания для модифицированного способа на одной кривой. В табл. 1 приведены результаты уравнивания для стрел и длин, а в табл. 2 -для координат отдельных точек кривой.

Таблица 1

№ Уравненные стрелы, мм Измеренные стрелы, мм Уравненные длины, м

хорды т. 2 т. 3 т. 4 т. 2 т. 3 т. 4

1 1,0 1,0 0,5 1,0 1,0 0,5 5,000 5,003 5,003

2 0,2 -0,2 -0,5 0,5 1,0 0,5 5,003 5,003 5,003

3 -0,3 -0,7 -0,2 0,5 1,0 0,0 5,003 5,003 5,003

4 -0,8 -0,8 -1,0 0,0 1,0 0,0 5,003 5,003 5,001

5 -0,3 -0,9 -0,2 0,0 0,5 1,5 5,003 5,001 5,001

6 -0,8 -0,3 -0,4 0,0 1,5 1,0 5,001 5,001 5,001

7 -0,3 -1,0 -1,4 0,0 0,5 0,5 5,001 5,001 5,001

8 -0,3 -0,2 1,5 0,5 1,0 2,0 5,001 5,001 5,001

9 -0,1 1,6 -0,1 0,5 2,5 1,0 5,001 5,001 5,003

10 2,3 1,2 1,9 2,5 2,5 2,5 5,001 5,003 5,003

11 0,3 2,3 1,7 1,0 3,0 2,0 5,003 5,003 5,003

12 0,9 -0,8 -3,6 1,0 0,0 0,0 5,003 5,003 5,003

13 1,2 1,2 7,8 1,0 0,0 8,0 5,003 5,003 5,003

14 2,0 10,5 4,6 1,0 10,5 4,5 5,003 5,003 4,998

15 11,2 8,1 6,2 11,0 8,5 6,5 5,003 4,998 4,998

16 2,5 6,2 5,6 2,0 6,0 5,5 4,998 4,998 4,998

17 7,6 10,8 9,1 7,0 11,0 9,0 4,998 4,998 4,998

18 9,3 13,7 10,7 9,0 13,0 10,0 4,998 4,998 4,998

19 11,7 15,9 12,4 11,0 15,0 12,0 4,998 4,998 5,001

20 12,7 17,6 13,6 11,5 16,5 12,5 4,998 5,001 5,001

21 14,9 20,8 17,1 16,0 21,5 13,5 5,001 5,001 5,001

22 16,6 23,4 17,0 16,0 24,5 16,5 5,001 5,001 5,001

23 20,4 27,3 23,8 21,0 26,0 22,0 5,001 5,001 5,001

24 21,3 32,1 22,7 20,0 33,0 22,0 5,001 5,001 5,000

25 26,7 33,1 26,3 25,0 32,5 26,0 5,001 5,000 5,000

26 24,0 34,8 26,0 24,0 34,0 25,5 5,000 5,000 5,000

27 28,3 37,1 28,6 28,5 37,0 28,5 5,000 5,000 5,000

28 30,3 43,4 36,3 30,0 42,5 35,0 5,000 5,000 5,000

29 36,0 52,0 38,6 36,0 51,0 38,0 5,000 5,000 5,001

30 39,7 50,2 35,3 39,0 50,0 35,0 5,000 5,001 5,001

31 38,0 50,7 42,9 38,0 50,5 42,0 5,001 5,001 5,001

32 38,6 56,8 39,9 39,0 56,5 40,0 5,001 5,001 5,001

33 45,1 55,0 41,9 46,0 54,5 41,0 5,001 5,001 5,001

34 39,2 55,4 42,8 39,0 55,0 42,5 5,001 5,001 5,000

35 44,4 59,9 45,3 44,0 60,0 45,0 5,001 5,000 5,000

36 44,8 59,5 43,5 45,0 59,5 43,5 5,000 5,000 5,000

37 43,7 56,7 42,2 44,0 56,5 42,0 5,000 5,000 5,000

38 41,9 56,3 43,1 42,0 56,5 42,5 5,000 5,000 5,000

39 45,1 62,6 50,3 45,0 62,0 50,0 5,000 5,000 5,000

40 47,9 66,0 46,1 47,0 66,0 46,0 5,000 5,000 5,000

Продолжение табл. 1

№ Уравненные стрелы, мм Измеренные стрелы, мм Уравненные длины, м

хорды т. 2 т. 3 т. 4 т. 2 т. 3 т. 4

41 49,7 61,4 46,8 50,0 61,5 46,5 5,000 5,000 5,000

42 43,0 59,8 44,2 43,0 59,5 44,0 5,000 5,000 5,000

43 46,9 61,6 47,5 47,0 61,5 47,5 5,000 5,000 5,000

44 46,5 64,4 48,7 46,0 64,0 48,0 5,000 5,000 5,000

45 49,1 64,8 47,5 48,0 64,0 47,0 5,000 5,000 5,000

46 47,1 61,2 45,2 46,0 60,0 44,0 5,000 5,000 5,000

47 44,9 59,7 45,2 45,0 59,0 46,0 5,000 5,000 5,000

48 45,6 62,0 47,6 44,5 60,5 48,5 5,000 5,000 5,000

49 46,7 62,6 45,3 46,0 59,0 44,5 5,000 5,000 5,000

50 45,3 57,3 41,3 46,5 56,0 40,0 5,000 5,000 5,000

51 42,0 55,9 44,6 43,0 56,0 45,0 5,000 5,000 5,000

52 41,3 57,3 40,1 40,0 56,5 40,0 5,000 5,000 5,000

53 44,6 55,9 44,4 44,5 55,5 44,0 5,000 5,000 5,000

54 40,0 57,1 41,3 40,5 57,0 41,0 5,000 5,000 5,000

55 45,8 58,8 46,2 45,0 58,0 45,5 5,000 5,000 5,000

56 41,7 57,9 40,5 42,0 58,0 40,5 5,000 5,000 5,000

57 43,7 53,8 40,8 43,0 53,0 41,0 5,000 5,000 5,000

58 40,6 58,1 47,8 39,0 58,0 46,0 5,000 5,000 5,000

59 47,2 66,6 48,5 46,0 65,0 48,0 5,000 5,000 5,000

60 51,5 65,5 49,0 50,0 64,5 48,0 5,000 5,000 5,000

61 46,3 62,2 45,4 46,5 62,0 45,0 5,000 5,000 5,000

62 48,3 64,0 51,1 48,0 64,0 51,5 5,000 5,000 5,000

63 48,4 68,1 49,7 48,0 68,0 49,0 5,000 5,000 5,000

64 53,7 69,3 53,6 54,0 69,0 54,0 5,000 5,000 5,000

65 50,4 69,4 50,5 51,0 69,0 51,0 5,000 5,000 5,000

66 52,2 66,6 49,4 51,5 65,5 49,0 5,000 5,000 5,000

67 46,0 60,4 42,8 45,5 60,0 43,0 5,000 5,000 5,000

68 43,0 53,9 39,8 42,0 52,5 38,0 5,000 5,000 5,000

69 38,3 51,5 39,1 37,0 49,0 37,0 5,000 5,000 5,000

70 40,0 54,4 42,2 38,5 53,0 41,5 5,000 5,000 5,000

71 39,9 53,2 36,6 40,0 53,0 35,5 5,000 5,000 5,000

72 38,7 47,4 36,2 37,0 46,5 36,0 5,000 5,000 5,000

73 35,0 50,1 40,2 35,0 50,0 40,0 5,000 5,000 5,000

74 41,7 58,4 44,8 41,0 57,5 45,0 5,000 5,000 5,000

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

75 43,5 56,6 38,6 43,0 56,0 39,0 5,000 5,000 5,000

76 43,3 55,3 46,8 43,0 54,0 46,0 5,000 5,000 5,000

77 41,2 61,9 44,2 40,0 61,5 44,0 5,000 5,000 5,000

78 48,2 58,0 41,3 47,0 56,5 39,0 5,000 5,000 5,000

79 38,4 50,2 37,4 37,0 47,5 36,0 5,000 5,000 5,000

80 36,0 47,3 34,0 34,0 46,0 33,0 5,000 5,000 5,000

81 33,5 42,4 30,6 33,0 42,0 30,0 5,000 5,000 5,000

Окончание табл. 1

№ хорды Уравненные стрелы, мм Измеренные стрелы, мм Уравненные длины, м

т. 2 т. 3 т. 4 т. 2 т. 3 т. 4

82 29,2 37,7 27,5 28,5 37,0 27,0 5,000 5,000 5,000

83 26,1 33,4 23,5 26,0 33,5 23,5 5,000 5,000 5,000

84 23,3 29,4 21,9 23,5 29,0 22,0 5,000 5,000 5,000

85 21,4 29,3 22,8 21,0 30,0 22,5 5,000 5,000 5,000

86 21,8 29,2 20,3 21,5 29,0 20,0 5,000 5,000 5,000

87 20,2 24,0 16,5 20,0 24,0 17,0 5,000 5,000 5,000

88 16,1 20,8 16,5 15,5 20,0 15,0 5,000 5,000 5,000

89 14,6 20,2 13,5 14,0 18,5 13,0 5,000 5,000 5,000

90 13,6 14,9 9,4 13,0 14,0 8,5 5,000 5,000 5,000

91 10,0 13,1 12,3 10,0 12,5 12,0 5,000 5,000 5,000

92 8,3 12,6 5,5 8,0 12,5 5,5 5,000 5,000 5,000

93 10,1 8,6 8,9 9,5 8,0 8,0 5,000 5,000 5,000

94 4,5 10,7 7,8 4,5 10,0 8,0 5,000 5,000 5,001

95 9,1 9,0 4,0 8,5 9,0 3,5 5,000 5,001 5,001

96 3,7 2,5 2,2 4,0 2,5 1,5 5,001 5,001 5,001

97 0,0 1,0 0,0 0,0 1,0 0,0 5,001 5,001 5,001

Таблица 2

№ точки Уравненные координаты Измеренные координаты АХ, мм АУ , мм

X У X У

190 6644,868 2978,326 6644,868 2978,326 0 0

195 6628,617 2997,339 6628,617 2997,343 -0 4

200 6612,375 3016,350 6612,377 3016,348 2 -2

205 6596,124 3035,366 6596,120 3035,373 -4 7

210 6579,828 3054,313 6579,833 3054,312 5 -1

215 6563,379 3073,143 6563,376 3073,141 -3 -2

220 6546,648 3091,720 6546,650 3091,721 2 1

225 6529,486 3109,901 6529,483 3109,900 -3 -1

230 6511,821 3127,590 6511,822 3127,590 1 -0

236 6489,925 3148,098 6489,926 3148,100 1 2

240 6474,907 3161,307 6474,909 3161,309 2 2

245 6455,699 3177,311 6455,688 3177,299 -11 -12

250 6436,046 3192,759 6436,052 3192,764 5 4

260 6395,319 3221,751 6395,321 3221,753 2 2

270 6352,983 3248,346 6352,985 3248,350 1 3

280 6309,442 3272,925 6309,442 3272,927 -0 2

285 6287,462 3284,831 6287,463 3284,829 1 -2

290 6265,426 3296,644 6265,424 3296,643 -2 -1

Для уменьшения объема полевых работ целесообразно определить на каком расстоянии следует брать координаты отдельных точек.

Координаты точек пути при съемке методом стрел могут определяться следующим образом:

i

X+1 = Xi + a ■ cos ^a};

j=1

i

Yi+i = Yi +a ■sin Za j'

j=1

где a - шаг разбивки, м; a - угол поворота участка разбивки.

На данном этапе можно считать значения косинусов близкими к единице и независящими от точности съемки стрел, а значения углов поворота приблизительно принять равными f,

a

где fj - стрела прогиба в соответствующей

точке. Если принять все стрелы равными, то получим, что при погрешности измерения одной стрелы Af погрешность определения координаты Y в точке n будет равна

AYn = 2 ■Af (1 + 2 +... + n).

Поскольку в скобках мы получаем арифметическую прогрессию, то можно записать

AYn =Af ■ n-(1 + n).

Пользуясь этим соотношением, можно определить количество точек, при котором погрешности определения координаты будут несущественно влиять на погрешности стрел в

процессе уравнивании. Например, для погрешности координат 10 мм и погрешности стрел

0.5.мм получаем п = 4 , т. е. координаты следует брать не чаще, чем на каждой пятой точке. В противном случае погрешности координат могут существенно исказить картину кривизны точек пути. Для погрешностей соответственно 20 и 0,5 мм получаем п = 6 . Для гарантированного устранения влияния координат на взаимную кривизну соседних точек можно давать координаты только каждой десятой точки.

Выводы

Достаточная точность съемки плана железнодорожного пути может быть обеспечена только при комбинации полярного и традиционных способов съемки.

Информация, полученная в ходе съемки, обязательно должна уравниваться.

Для получения разумного компромисса между точностью и трудоемкостью достаточно снимать полярным методом каждую десятую точку.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Корженевич И. П. Обеспечение точности съемки кривых при возрастании скоростей движения поездов / И. П. Корженевич, Н. Г. Ренгач // Вюник наук. пр. ДПТ, - 2003, - Вип. 2. - С. 174-177.

2. Корженевич И. П. Оценка точности и оптимизация процедур съемки железнодорожных кривых / И. П. Корженевич, Н. Г. Ренгач, Н. А. Лошкарев // Вкник наук. пр. ДГГГу, - 2006. - Вип. 11, - С. 44-50.

3. Корженевич И. П. Новые способы съемки железнодорожных кривых // Вюник наук. пр. Д11Ту, - 2006. - Вип. 12, - С. 45-49.

4. Корженевич И. П. Исследование точности полярного способа съемки железнодорожных кривых / И. П. Корженевич, Н. Г. Ренгач, Н. А. Лошкарев // Вкник наук. пр. ДГГГу, - 2006. - Вип. 13, - С. 53-57.

Поступила в редколлегию 25.06.2005.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.