CC BY
91
УДК 528.48:625.1
В.Д. Астраханцев, И.И. Золотарев СГГ А, Новосибирск
КОНТРОЛЬ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СОВРЕМЕННЫХ СРЕДСТВ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ
Обоснована возможность повышения эффективности геодезических работ, сокращения сроков их выполнения на основе автоматизации. Рассматриваются возможности использования спутниковых технологий для пространственного позиционирования объектов железнодорожного транспорта.
V.D. Astrakhantsev, I.I. Zolotaryov SSGA, Novosibirsk
CONTROL OF RAILWAYS GEOMETRIC PARAMETERS BY MODERN POSITIONING TECHNIQUES
The possibility of geodetic works efficiency increase and their execution period reduction due to automation is substantiated. Satellite technologies application is considered.
Динамичное развитие железнодорожного транспорта РФ предопределяет необходимость использования самых современных технологий по всем направлениям деятельности и всем технологическим процессам, включая безопасность движения, регулирование движения поездов, управление процессом перевозок. Полная компьютеризация предполагает создание комплексной системы интеллектуального железнодорожного транспорта. Базовым элементом системы является пространственное позиционирование объектов железнодорожного транспорта на основе использования спутниковых технологий.
На российских железных дорогах для определения геометрических параметров и пространственного положения рельсовой колеи применяют стандартные геодезические приборы, обеспечивающие инструментальную съемку пути, путеизмерительные вагоны ЦНИИ-2, ЦНИИ-4, КВЛП, путеизмерительные тележки и специальные средства измерения единичных геометрических параметров (уровни, шаблоны). Методика измерений и технические возможности аппаратуры по паспортным данным обеспечивают относительную точность измерений 3 мм +1 мм / км в плане и 4,5 мм + 1 мм / км по высоте.
Геодезическая съемка железнодорожных станций и перегонов выполняется в соответствии с методическими указаниями по составлению масштабных
планов железнодорожных станций № ЦПТ-54/26 и методическими указаниями по составлению продольных профилей станционных путей и перегонов № ЦПТ-54/27 от 17 декабря 2008 года. Контроль положения станционных путей выполняется один раз в десять лет, а для отдельных категорий путей - один раз в три года. За год в России выполняется геодезическая съемка более 600 станций средней протяженностью путей 20 км. Только на эти работы затраты ежегодно составляют более 800 млн. руб.
Повысить качество работ, их общую эффективность, многократно сократить сроки выполнения на основе автоматизации позволяет применение спутниковых технологий. Глобальные навигационные спутниковые системы (ГНСС) ГЛОНАСС/GPS используются на железных дорогах РФ уже около 20 лет. Первым регламентирующим документом, определяющим применение приёмников радионавигационных сигналов (ПРНС) ГНСС на железнодорожном транспорте, является (1). С 2005 года ведется внедрение маневровой и горочной автоматических локомотивных сигнализаций (МАЛС/ГАЛС) с интегрированными средствами спутниковой навигации. Они позволяют осуществлять определение местоположения маневровых локомотивов на путях станции с погрешностью не более 1 м в местной системе координат.
В 2007 г. разработана «Концепция внедрения глобальных навигационных спутниковых систем (ГЛОНАСС, GPS, GALILEO) на железнодорожном транспорте». Решить все пространственные задачи, опираясь непосредственно на координатно-временные параметры, получаемые со спутников ГЛОНАСС/GPS, невозможно. Прямые спутниковые измерения позволяют получить точности определения местоположения порядка 15 м. Достичь необходимых точностных характеристик можно только с помощью корректирующих поправок, вырабатываемых с помощью дифференциальных глобальных навигационных спутниковых систем (ДГНСС). Такая система включает глобальные навигационные спутниковые системы, базовые наземные референцные станции (РС), оснащенные высокоточными спутниковыми приемниками и сетевой центр обработки спутниковой информации.
В настоящее время на российских железных дорогах в соответствии с распоряжением МПС России №С-493у от 27.04.98 г. создается специальная реперная сеть как составная часть реперной системы. По современной классификации реперные системы относятся к геодезическим сетям специального назначения, развиваемым согласно руководствам и техническим требованиям, разрабатываемым в Министерстве транспорта Российской Федерации, для решения задач железнодорожного транспорта. Реперная система состоит из дифференциальных глобальных навигационных спутниковых систем (ДГНСС), опорной (или каркасной) геодезической сети (ОГС) и рабочей сети (PC). Пункты рабочей сети (РС) закладываются обычно в опорах контактной сети.
ОАО «НИИАС» реализовало на Октябрьской железной дороге пилотный проект по внедрению спутниковых технологий и систем ДГНСС на опытном участке Москва - Клин. В соответствии с распоряжением ОАО «РЖД» на опытном участке протяженностью 64 км был создан опытный образец
дифференциальной глобальной навигационной спутниковой системы (ДГНСС), учитывающий требования стандартов Европейской системы спутникового позиционирования (EUPOS). Опытная система включает в себя четыре постоянно действующие спутниковые референцные станции (РС), размещенные на Ленинградском вокзале, железнодорожных станциях Подсолнечная, Дмитров и Манихино, и соединенные в вычислительную сеть сбора и обработки данных. Система стоимостью порядка 16 млн. руб. обеспечивает пользователям точность определения координат 2-3 см в режиме реального времени и 2-3 мм в режиме «постобработки». Координаты самих референцных станций известны с точностью до 2-3 мм и постоянно обновляются. Таким образом, ДГНСС такого типа обеспечивают решение практически всех задач в области капитального строительства и путевого хозяйства, а также последующей эксплуатации железной дороги.
Еще одна, значительно большая сеть таких базовых наземных станций была создана на территории Новосибирской области. Научное обеспечение проекта создания сети выполнили ученые Сибирской государственной геодезической академии при поддержке Администрации Новосибирской области и при активном участии Новосибирского управления внутренних дел. Поскольку эта сеть построена на пространстве вдоль значительного участка Западно-Сибирской железной дороги, вполне целесообразно совместное использование сети в научных и практических целях. Научное сотрудничество может обеспечить совместную разработку таких проектов, как переход на железных дорогах от линейной системы координирования на единую пространственную систему координат, совершенствование технологии закрепления пунктов реперной сети, обеспечивающей их устойчивость и т.д.
Эффективное использование спутниковых систем и технологий на железнодорожном транспорте невозможно без надежного научного обеспечения как со стороны отраслевых НИИ, так и геодезических научных центров. На основе кооперации целесообразно создание некоторого центра по координации разработок в области спутниковых систем и технологий. Таким образом, могут быть открыты широкие перспективы по использованию спутниковых технологий не только на железнодорожном транспорте, в геодезии, но и во многих отраслях хозяйства и в сфере управления.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. ВСН 208-89 «Инженерно-геодезические изыскания железных и автомобильных дорог», Минтрансстрой СССР, М., 1990.
© В.Д. Астраханцев, И.И. Золотарев, 2011
