CC BY
122
УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ДОРОЖНЫЙ КУРВИМЕТР УДК «РОВНОСТЬ»
Андрей Владимирович Андреев
Федеральное государственное бюджетное учреждение высшего профессионального образования «Сибирский государственный университет путей сообщения» (СГУПС), 630049, г. Новосибирск, ул. Дуси Ковальчук, 191, старший преподаватель кафедры «Инженерная геодезия», тел. 8 383 3280237, e-mail: geodezy@stu.ru
Приведены перечень и основные конструктивные элементы оборудования для измерения геометрических параметров автомобильных дорог. Даны технические характеристики универсального дорожного комплекса «Ровность», включающие новые технические решения на основе спутниковой навигации.
Ключевые слова: геометрические параметры, диагностика, гироскоп, ровность, дорожная лаборатория, система позиционирования.
UNIVERSAL ROAD KURVIMETR
Andrey V. Andreyev
Senior lecturer, Department of Engineering Surveying, Siberian State University of Communication, 191 D. Kovalchuk St., Novosibirsk 630049, 8 383 3280237, e-mail: geodezy@stu.ru
A list of the main structural elements and equipment for measuring the geometrical parameters of highways are presented. The technical characteristics of road-mobile laboratory (DPL SGUPS) including new technical approaches on the base of sattelite navigation are given.
Key words: geometrical parameters; diagnostics; gyroscope; positioning system; smoothness; road laboratory.global navigation positioning system.
В различных странах используются как стандартные, так и оригинальные методы и системы диагностики, общими требованиями к которым являются оперативность получения информации, объективность, высокая надежность и точность диагностических данных, автоматизация процесса измерения.
Одним из параметров, характеризующих условия безопасности движения, является ровность покрытия. Обзор современных автоматизированных технических средств для определения ровности дорожного покрытия дан в [2]. В нем приведены описания и основные технические характеристики аппаратуры. Так, в Австралии разработана аппаратура, в основу измерений которой положено определение перемещения кузова автомобиля в вертикальной плоскости. В США для определения ровности покрытия используются толчкомеры, измерители РСА и измерители Мэйса, снабженные системой, позволяющей фиксировать особые толчки по команде оператора. Обработка данных измерений производится компьютером, установленным на автомобиле. Оборудование подобного типа имеет ограниченную точность, так как показания
толчкомера зависят от технических характеристик базового автомобиля, и, что более важно, от изменений этих характеристик в процессе эксплуатации. Поэтому измерительная система не может быть откалибрована должным образом при использовании на различных типах автомобильных дорог.
Актуальной до настоящего времени остается проблема определения ровности покрытия автомобильных дорог с использованием косвенных (интегральных) методов, не обеспечивающих объективной и надежной оценки, включая международный индекс ровности (1Ш) из-за влияния на точность различных факторов. Прямые методы определения ровности также имеют существенные недостатки, связанные с ограниченной измерительной базой в 3, 5 метров и т.д.
С учетом достижений российских и зарубежных производителей измерительной техники, выявленных недостатков в СГУПС был создан универсальный дорожный комплекс «Ровность».
УДК «Ровность» предназначен для оперативного контроля участков дорог после ремонта, реконструкции, а также пусковые комплексы подлежащие вводу в эксплуатацию, диагностика, мониторинг участков дорог.
Согласно ГОСТ 12997 Комплекс относится к изделиям:
- Предназначенным для информационной связи с другими изделиями;
- Используемым электрическую энергию в каналах связи.
Принцип работы УДК “Ровность ”
Измерение основных геометрических параметров автомобильных дорог осуществляется с использованием гироскопических датчиков. В процессе движения по обследуемой дороге измеряются продольный и поперечный уклоны проезжей части, а также курсовой угол. Измерения производятся в привязке к пройденному пути. В качестве датчика пути применяется специальное мерное колесо. Обработка показаний гироскопов позволяет определить радиусы кривых в плане, радиусы вертикальных кривых, расстояние видимости проезжей части дороги, наличие виражей, переходных кривых, имеющих переменный радиус.
Техническая характеристика
Диапазоны измерений и пределы относительных погрешностей УДК
«Ровность» при измерении параметров покрытия.
Перемещение тележки ручное
Диапазон измерения ровности, мм 50,
Длина ровности (база измерения),м 5-20,
Диапазон измерения поперечных уклонов, (промилле) 300,
Диапазон измерения расстояния, км. 100,
Погрешность измерения ровности, мм 1,
Погрешность измерения поперечных уклонов (промилле) 2,
Погрешность измерения расстояния, % 0,1,
Г абариты в рабочем состоянии, мм 1495*1290* 380,
Масса, кг 20.
- Температура окружающего воздуха , °С от 0 до 40
- Влажность окружающего воздуха до 95 % при 25 °С
Для лучшей видимости УДК «Ровность» при работе на автомобильных
дорогах окрашена в оранжевый цвет.
Пороговый датчик пройденного пути «Холла» установлен на вилке одного из колес. На обороте колеса устроены 24 самари-кобальтовых магнитов диаметром 5мм и высотой 5мм. При вращении колеса вырабатываются импульсы, которые передаются в контроллер для определения величины пройденного пути.
Блок пространственной ориентации (БПО) закрепляется на платформе УДК «Ровность» и включает в себя:
- Два волоконных датчика вращения, ось чувствительности одного из которых расположена в азимутальной плоскости, а второго совпадает с продольной осью комплекса, два акселерометра ДЛСУ, ось чувствительности одного расположена под углом 90° к вектору движения, ось чувствительности другого расположена по направлению движения, аккумулятора 12В, контроллера, кожуха.
Принцип работы БПО основан на измерении приращения угловой ориентации осей чувствительности относительно исходного положения.
Акселерометр обеспечивает определение угла наклона поперечной оси и продольной оси блока пространственной ориентации относительно горизонта.
Контроллер предназначен для приема и исполнения команд от компьютера (КПК), считывания информации с датчиков и передачи информации в КПК.
КПК представляет собой портативный компьютер закрепленный на руке, ручке перемещения, предназначен для управления работой УДК «Ровность», накопления и отображения измеряемых параметров автомобильной дороги и проведения регламентных работ (установка начальных данных, калибровка, настройка).
В процессе движения тележки по пути контроллер опрашивает датчики и передает информацию в КПК.
Программа «Ау1;о» обеспечивает связь между КПК и контроллером считывает текущую информацию, визуализирует процесс измерений, сохраняет полученные данные.
Программа «Ровность», инсталлированная на персональный компьютер, предназначена для обработки полученных данных УДК «Ровность» в соответствии с ГОСТ 30412-96. Программа позволяет предоставить полученную информацию в графическом и табличных видах, распечатать результаты на принтере или сохранить для дальнейшей обработки.
Программа «паспорт кривой» инсталлированная на персональный компьютер предназначена для расчета характеристик кривых.
© А.В. Андреев, 2012
