CC BY
20
УДК 528.48
МЕТОДИКА СОЗДАНИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ ПРОЕКТОВ ДЛЯ СИСТЕМ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКОЙ НА БАЗЕ ГНСС
Владимир Васильевич Щербаков
Сибирский государственный университет путей сообщения, 630049, Россия, г. Новосибирск, ул. Д. Ковальчук, 191, кандидат технических наук, доцент, зав. кафедрой инженерной геодезии, тел. (913)912-86-91, e-mail: [email protected]
Иван Александрович Бунцев
Сибирский государственный университет путей сообщения, 630049, Россия, г. Новосибирск, ул. Д. Ковальчук, 191, кандидат технических наук, тел. (913)397-48-42, e-mail: [email protected]
Ольга Владимировна Ковалева
Сибирский государственный университет путей сообщения, 630049, Россия, г. Новосибирск, ул. Д. Ковальчук, 191, кандидат технических наук, доцент кафедры инженерной геодезии, тел. (905)938-52-72, e-mail: [email protected]
Иван Андреевич Попов
Сибирский государственный университет путей сообщения, 630049, Россия, г. Новосибирск, ул. Д. Ковальчук, 191, ведущий инженер, тел. (913)768-88-93, e-mail: [email protected]
Ангелина Александровна Земерова
Сибирский государственный университет путей сообщения, 630049, Россия, г. Новосибирск, ул. Д. Ковальчук, 191, аспирант, тел. (923)223-52-33, e-mail: [email protected]
Приведен анализ нормативной базы для применения САУ 3D, (САУ на базе ГНСС), создания электронных проектов. Рассмотрена методика создания электронных проектов для САУ на базе ГНСС, принципиально отличающаяся от методики (технологии) создания проектных цифровых поверхностей по ЦММ. Показаны преимущества предложенной методики.
Ключевые слова: глобальные навигационные спутниковые системы (ГНСС), Система автоматизированного управления (САУ), цифровая модель пути, электронные проекты.
THE TECHNIQUE OF CREATING ELECTRONIC DESIGNS FOR THE AUTOMATED CONTROL SYSTEMS CONSTRUCTION EQUIPMENT ON GNSS BASE
Vladimir V. Shcherbakov
Siberian Transport University, 630049, Russia, Novosibirsk, 191 D. Kovalchuk St., Ph. D., docent, Head of the Department of Engineering geodesy, tel. (913)912-86-91, e-mail: [email protected]
Ivan A. Buntsev
Siberian Transport University, 630049, Russia, Novosibirsk, 191 D. Kovalchuk St., Ph. D., tel. (913)397-48-42, e-mail: [email protected]
Olga V. Kovalyova
Siberian Transport University, 630049, Russia, Novosibirsk, 191 D. Kovalchuk St., Ph. D., docent at the Department of Engineering geodesy, tel. (905)938-52-72, e-mail: [email protected]
Ivan A. Popov
Siberian Transport University, 630049, Russia, Novosibirsk, 191 D. Kovalchuk St., leading engineer, tel. (913)768-88-93, e-mail: [email protected]
Angelina A. Zemerova
Siberian Transport University, 630049, Russia, Novosibirsk, 191 D. Kovalchuk St., Ph. D. student, tel. (923)223-52-33, e-mail: [email protected]
The analysis of the regulatory framework for the application of 3DSA, (ACS based on GNSS), the creation of electronic projects is given. The methodology for creating electronic projects for automatic control systems based on GNSS is considered, which is fundamentally different from the technique (technology) for creating design digital surfaces by DTM. The advantages of the proposed method are shown.
Key words: Global Navigation Satellite Systems (GNSS), Automated Control System (ACS), digital path model, electronic projects.
Цифровые технологии, внедрение которых при проектно-изыскательских работах, строительстве и эксплуатации на сети железных дорог ОАО «РЖД» выполняется в соответствии с распоряжением №2511 от 03.12.2010г., позволяют принципиально изменить геодезическое обеспечение железных дорог. Так за счет автоматизации сложных технологических процессов, исключения раз-бивочных работ, операционного контроля и минимизации затрат на исполнительные съемки эффективность геодезического обеспечения и строительных процессов значительно повышается. Основой для цифровых технологий является цифровая модель - универсальное средство цифрового представления объектов инфраструктуры железных дорог. На железной дороге наибольшие распространение получили цифровые модели пути (ЦМП), 3Э-модели.
Цифровые модели пути создаются для решения различных инженерных задач [1], при этом одной из основных задач является создание электронных проектов для ремонта (реконструкции) железных дорог с использованием систем автоматизированного управления (САУ) на базе ГНСС, тахеометров, лазерных построителей плоскости и т.д.
В последние десять лет ОАО «РЖД» последовательно внедряет САУ на базе ГНСС при проведении ремонтов (реконструкции) на сети железных дорог. При этом используется в основном отечественные разработки (СГУПС, НИАС), которые адаптированы для технологий ремонта «в окно» и на «закрытом перегоне». Кроме отечественных САУ в России используют импортное оборудование для бульдозеров, автогрейдеров и другой техники. Зарубежные САУ наиболее широко представлены в автодорожном строительстве.
Результаты внедрения САУ показали несколько проблем, одной из которых является создание электронных проектов на участке строительства (ремонта), обеспечивающих выполнение проектных решений с использованием автоматизированных средств управления строительной техникой. Анализ, выполненный в СГУПС нормативной базы ОАО «РЖД» и Минтранса, показал отсутствие нормативной базы, как для создания электронных проектов, так и для ре-
гламентации работы САУ. Аналогичные исследования проведены по заданию Федерального дорожного агентства ФБГУ «РОСДОРНИИ» [2], авторы исследований выполнили детальный анализ существующих нормативно-правовых и нормативно-технических документов, которые устанавливают правила и требования к процессу осуществления изыскательской, проектной, строительной деятельности.
Результат исследований заключается в том, что нормативная база для создания электронных проектов для САУ и их применение отсутствует, включая нормативные документы 2010-2016 г., когда САУ уже применялось на автомобильных дорогах. Для железных дорог СГУПС по распоряжению Центральной дирекции по ремонту пути (ЦДРП) в 2015 году разработал инструкцию по подготовке электронных проектов и нормативные требования к САУ на базе ГНСС [3].
За рубежом технологии моделирования и управления (BIM и PLM) аналогичные САУ регламентируются стандартами 1S016739 и 1S010303 [4], при этом для линейных объектов существует специфика применения данных нормативных документов.
В основе стандартных решений по подготовке данных и электронных проектов для САУ (бульдозера, автогрейдера) лежит использование САПР АД, результаты проектирования, которые конвертируют в форматы программного обеспечения САУ 3D, используются САПР, Auto CAD, Civil 3D. Основной задачей при этом является создание цифровой модели проектного решения. Данные технические решения должны создавать проектные организации, при этом многие не владеют современными технологиями и кадрами для подготовки электронных проектов (проектных цифровых поверхностей САУ 3D), которые используются в строительстве железных и автомобильных дорог.
Сибирский государственный университет путей сообщения (СГУПС) при внедрении САУ на базе ГНСС с учетом состояния, а точнее отсутствия нормативной базы, опыта и уровня проектно-изыскательских организаций в области цифровых технологий принял решение разработать методику создания электронных проектов с использованием традиционных проектов на ремонт (модернизацию) железных дорог и пространственных данных инфраструктуры.
Методика включает, геодезическую привязку объектов инфраструктуры, съемку ремонтируемого пути (с использованием АПК «Профиль»), контроль и актуализацию проектных данных, подготовку базы проектных данных (БПД), обработку в ПО данных проекта и актуализированных данных геодезической привязки объектов инфраструктуры (опоры контактной сети, междупутье, пикеты, километровые знаки).
На рис. 1 приведен фрагмент получения исходных данных для создания электронного проекта.
Рис. 1. Исходные данные для создания электронного проекта
На рис. 2 представлен фрагмент обработки данных и создание электронного проекта с использованием ПО, разработанного в СГУПС.
Рис. 2. Сводная таблица для создания электронного проекта
Сущность электронных проектов заключается в привязке всей проектной инфраструктуры к оси пути в координатной среде, вместо традиционных геометрических параметров (проектное значение междупутья, проектное значение превышения относительно опорных геодезических пунктов в сечениях на опорах контактной сети (ОКС), проектное расстояние до ОКС и.т.д). По отноше-
нию к цифровым проектным поверхностям (ЦПП), которые создаются по ЦМР и ЦММ с использованием САПР, Auto CAD, Civil 3D, методика значительно эффективнее, т.к. минимизирует затраты на создание проектов и доступна для реализации на уровне технических отделов ПМС, и других линейных предприятий ОАО «РЖД». Кроме того, достоинством данной методики является возможность полевого контроля отклонения от проектных решений с использованием АПК «Профиль-М» до начала ремонтных работ. Форматы данных электронного проекта создается с учетом структуры и формата данных САУ на базе ГНСС строительных железнодорожных машин (ЭЛБ, ЩОМ, ВПО и др.). Разработка нормативных требований, регламента работ с САУ 3D, эффективной и доступной технологии создания электронных проектов для САУ с использованием ЦММ и ЦМР займет несколько лет, поэтому разработанная методика уже в настоящее время позволяет внедрять и эффективно использовать САУ 3D на железных и автомобильных дорогах.
В настоящее время данная методика внедрена и эффективно применяется на ЗСЖД, ВСЖД, ЗабЖД, планируется дальнейшее внедрение технологий, в основе которых лежит использование САУ 3D.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Щербаков В. В., Ковалева О. В., Щербаков И. В. Цифровые модели пути - основа геодезического обеспечения проектирования, строительства (ремонта) и эксплуатации железных дорог // Геодезия и картография. - 2016. - № 3. - С. 12-16.
2. Кулижников А. М., Ануфриев А. А., Колесников И. П.. Нормативная база для САУ 3D // САПР и ГИС автомобильных дорог. - 2014. - № 2. - С. 38-41.
3. Распоряжение ОАО «РЖД» № 3214 от 31.12.2015г.
4. Скворцов А. В. Нормативно-техническое обеспечение BIM автомобильных дорог // САПР и ГИС автомобильных дорог. - 2014. - № 2. - С. 22-32.
© В. В. Щербаков, И. А. Бунцев, О. В. Ковалева, И. А. Попов, А. А. Земерова, 2017
