CC BY
21
УДК 528.48
МЕТОДИКА СОЗДАНИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ ПРОЕКТОВ ПО ДАННЫМ НАТУРНОЙ СЪЕМКИ АПК «ПРОФИЛЬ»
Ангелина Александровна Земерова
Сибирский государственный университет путей сообщения, 630049, Россия, г. Новосибирск, ул. Д. Ковальчук, 191, аспирант, тел. (923)223-52-33, e-mail: angelina_406@mail.ru
В статье приведены проблемы применение ГИС-технологий при создании проектов ремонта, строительстве (ремонте) и эксплуатационных работах, в частности, отсутствие электронных проектов для САУ на базе ГНСС, приведена методика, позволяющая использовать данные ЦМП и традиционные проекты на ремонт, создавать электронные проекты для САУ на базе ГНСС.
Ключевые слова: ГИС-технологии, глобальные навигационные спутниковые системы (ГНСС), система автоматизированного управления (САУ), АПК «Профиль».
THE TECHNIQUE OF CREATING ELECTRONIC PROJECTS ACCORDING TO THE FULL-SCALE SURVEY OF HARDWARE-SOFTWARE SYSTEM «PROFILE»
Angelina A. Zemerova
Siberian Transport University, 630049, Russia, Novosibirsk, 191 Dusi Kovalchuk st., Ph. D. student, tel. (923)223-52-33, e-mail: angelina_406@mail.ru
The paper presents the problem of the use of technologies based on geoinformation system in creating repair projects, construction (repairs) and operational work, particularly the lack of electronic projects for the automated control systems based on global navigation satellite systems, shows a technique which allows to use the data of digital model of the way and traditional designs for repairs , to create electronic projects for the automated control systems based on global navigation satellite systems.
Key words: technologies based on geoinformation system, global satellite navigation systems, automatic control systems, hardware-software system «Profile».
Одним из сдерживающих факторов развития ГИС на железных дорогах России является нормативно-правовая база регламентирующая использование пространственных данных и соответственно применение ГИС-технологий при создании проектов ремонта, строительстве (ремонте) и эксплутационных работах. В 2010 году президентом компании ОАО «РЖД» В.И. Якуниным подписано распоряжение «О создании комплексной системы пространственных данных инфраструктуры железнодорожного транспорта» №2511 от 03.12.2010 г. Это распоряжение позволило принципиально улучшить систему информационного обеспечения железных дорог для целей проектирования, ремонтов, эксплуатации, мониторинга ИССО, земляного полотна, рельсовой колеи и безопасности движения.
Сибирский государственный университет путей сообщения (СГУПС) для реализации координатных методов разработал систему управления выправкой
пути САУ на базе ГНСС для основных путеизмерительных машин ЭЛБ, ВПО, ЩОМ, ЯМ, Доумат [1].
САУ на базе ГНСС, имеют широкий функционал и автономность. Объем геодезических работ при подготовке к строительству и затраты на создание опорной геодезической сети с использованием ГНСС значительно сокращаются, особенно при использовании спутниковой референц-сети [2-4]. Специфика геодезического обеспечения железных дорог обусловлена высокой точностью взаимного положения смежных точек [5]. Например, положение рельсовой нити в плане на хорде в 20 м составляет 1 мм. Регламентируется и пространственное положение рельсовых нитей, включая требования к проектно-изыскатель-ным работам. При ремонтах и модернизации выполняется поэтапное обеспечение нормативных требований: на этапе балластировки погрешность постановки пути в проектное положение допускается до 3 см, а на этапе чистовой выправки взаимное положение смежных точек отличается на 1-2 мм.
Система автоматизированного управления (САУ) выправкой пути на основе сравнения пространственного положения измерительной тележки путере-монтной машины (ПРУ) с проектным пространственным положением оси пути и возвышением рельса, построена аналогично САУ грейдера, бульдозера, экскаватора. Устройство САУ включает в себя спутниковую аппаратуру геодезического класса точности, систему редуцирования координат на измерительную ось, систему позиционирования положения измерительной тележки относительно фазового центра антенны, промышленный компьютер, блок управления гидро- электроприводом [6-7].
Испытания САУ на базе ГНСС выполнены в 2008 году впервые в России, которые показали принципиальную возможность использования ГНСС для автоматизации процесса постановки железнодорожного пути по пространственным координатам в проектное положение в автоматическом режиме.
Основной проблемой в настоящее время является отсутствие электронных проектов для САУ на базе ГНСС. Проектные институты не создают электронные проекты для САУ. Строители, выполняющие ремонт (ПМС) получают от проектных институтов проекты в традиционных форматах, поэтому они, не могут быть использованы САУ на базе ГНСС. Сибирский государственный университет путей сообщения (СГУПС) разработал методику в соответствии, с которой выполняются натурная съемка АПК «Профиль» ремонтируемого участка железной дороги. Результаты натурной съемки позволяет создавать цифровые модели пути (ЦМП).
Съемка производится по оси ремонтного пути с опор контактной сети (ОКС), пикетных отметок и других объектов инфраструктуры.
Каждая снятая точка обязательно должна быть точно идентифицирована (указывается имя/тип объекта). В качестве идентификации может быть использована запись информации об объекте не только на управляющем компьютере АПК «Профиль», но и в журнале с указанием информации о топокоде, например, для ОКС необходимо записывать номер ОКС в журнале и указывать рядом с топокодом её номер (ОКС №55 это 33-55, где 33 топокод ОКС, 55 номер ОКС).
АПК «Профиль» осуществляет определение фактического положения оси пути и его геометрических параметров с высокой точностью (точность место-определения 1 см).
Структура определения геометрических параметров рельсовой колеи (см. рис. 1), включает пространственно-временные данные (координаты и время получения информации) по которым вычисляются линейные координаты (путь) и геометрические параметры.
Рис. 1. Структура данных АПК «Профиль»
Координаты и время получения информации являются данными поступающими с подключенного и синхронизированного по времени спутникового приемника позиционирования ГНСС.
Фрагмент данных полученных в результате съемки участка пути с помощью АПК «Профиль»:
Operator=New Date=12062012
Begin track=14 97.0000000000000 Begin cross=-11.6000003814697 Begin distance=0.0000000000000 K1_azimut=0.0000000030147 K2_long=-0.0000000030750 K3_cross=0.00000034 65 97 0 K4_track=0.0000122121000 K5_distance=0.0310366004705 Q_accumul=10
Coord.X Coord.Y Coord.H Track Gamma Gradient Distance Contr Sum
$0Р00А,104323.00,5506.41744166,К,08300.00337530,Е,4,15,0. 7,208.034,М,-36.005,М,1.0,0011*6Б
0. 00000 ;0. 00000 ;0. 00000 ;14 9 9. 82472; -11. 34788; 0. 000
;0 .000 ;1
0. 00000 ;0. 00000 ;0. 00000 ;1502. 64944; -11. 09325; 0. 000
;0 .000 ;2
0. 00000 ;0. 00000 ;0. 00000 ;1505. 4 7 416; -10. 83766; 0. 000
;0 .000 ;3
0. 00000 ;0. 00000 ;0. 00000 ;150 8. 29889; -10. 58425; 0. 000
;0 .000 ;4
0. 00000 ;0. 00000 ;0. 00000 ;1511. 12361; -10. 32048; 0. 000
;0 .000 ;5
Отчетные данные формируются из измерений участка пути с использованием АПК «Профиль».
При формировании данных по эпюрам рихтовок (междупутьям) и по продольному профилю необходимо учитывать начальный и конечный пикеты должны быть одинаковы. Внутренний шаг данных может быть любым и указывается при формировании проекта на ремонт.
Измеренные пространственные данные и геометрические параметры (рис. 2), использующиеся для формирования электронного проекта.
Рис. 2. Схематичное представление используемых данных
Главным достоинством данной структуры является однозначное определение местоположения любой точки пути при многократных проходах выправоч-но-рихтовочных машин при использовании различных систем координат, включая принятые на железной дороге линейные системы координат (Км + ПК + м).
Таким образом, приведенная методика позволяет использовать данные ЦМП и традиционные проекты на ремонт, создавать электронные проекты для САУ на базе ГНСС.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Система для управления выправкой железнодорожного пути: пат. на полезную модель 2454498 Российская Федерация, МПК 51 Е01В29/04/ В.В. Щербаков [и др.]; заявитель и патентообладатель СГУПС. - №2011104400/11; заявл. 08.02.2011, опубл. 27.06.2012.
2. Карпик А. П., Дюбанов А. В., Твердовский О. В. Обзор состояния, использования и развития сетей референцных станций на основе инфраструктуры ГЛОНАСС в России // Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2012. VIII Между нар. науч. конгр. : Междунар. науч. конф. «Геодезия, геоинформатика, картография, маркшейдерия» : сб. материалов в 3 т. (Новосибирск, 10— 20 апреля 2012 г.). - Новосибирск : СГГА, 2012. Т. 1. - С. 176-182.
3. Карпик А. П., Сапожников Г. А., Дюбанов А. В. Реализация проекта наземной инфраструктуры глобальной навигационной спутниковой системы «ГЛОНАСС» на территории Новосибирской области // ГЕО-Сибирь-2010. VI Междунар. научн. конгр. : Пленарное заседание : сб. материалов (Новосибирск, 19-29 апреля 2010 г.). - Новосибирск : СГГА, 2010. -С. 54-59.
4. О надёжности сетей постоянно-действующих базовых станций / К. М. Антонович, И. Г. Ганагина, Н. С. Косарев, А. М. Косарева // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъёмка. -2014. - № 4/С. - C. 30-36.
5. Способ определения пространственных параметров рельсового пути и устройство для его осуществления: пат. на изобретение 2261302 Российская Федерация, МПК 51 Е01В35/00/В.В. Щербаков [и др.]; заявитель и патентообладатель СГУПС. -№2003111110/11; заявл. 17.04.2004, опубл. 27.09.2005.
6. Ковалева О. В. Использование ГИС-технологиии при определении пространственного положения геометрических параметров железной дороги // Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2013. IX Междунар. науч. конгр. : Междунар. науч. конф. «Геодезия, геоинформатика, картография, маркшейдерия» : сб. материалов в 3 т. (Новосибирск, 15-26 апреля 2013 г.). - Новосибирск: СГГА, 2013. Т. 1. - С. 101-107.
7. Щербаков В. В. Выправка пути при реконструкции и ремонте железнодорожных путей с использованием ГИС-технологий и ГНСС // // Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2013. IX Междунар. науч. конгр. : Междунар. науч. конф. «Геодезия, геоинформатика, картография, маркшейдерия» : сб. материалов в 3 т. (Новосибирск, 15-26 апреля 2013 г.). - Новосибирск : СГГА, 2013. Т. 3. - С. 14-20.
© А. А. Земерова, 2016
