Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Use of a least squares with conditional equations method in positioning a tramway track in the Gdansk agglomeration

Czaplewski K., Specht C., Dąbrowski P., Specht M., Wiśniewski Z., Koc W., Wilk A., Karwowski K., Chrostowski P., Szmagliński J.

TransNav : International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation

|

2019

|

Vol. 13. no. 4

895--900

EN

Satellite measurement techniques have been used for many years in different types of human activity, including work related to staking out and making use of rail infrastructure. First and foremost, satellite techniques are applied to determine the tramway track course and to analyse the changes of its position during its operation. This paper proposes using the least squares with conditional equations method, known in geodesy (LSce). When applied, this method will allow for improvement of the final determination accuracy. This paper presents a simplified solution to the LSce alignment problem. The simplification involves replacement of the parameter binding equations with equivalent observational equations with properly selected weights. The results obtained with such a solution were demonstrated with a randomly selected section of a tramway track in Gdańsk. The article presents the theoretical foundations of the test method, the experiment organisation and the results obtained with MathCad Prime 3.0 software. It also presents the outcome of a study associated with the execution of the project No POIR.04.01.01-00-0017/17 entitled “Developing an innovative method of precision determination of a rail vehicle trajectory” executed by a consortium of the Gdańsk University of Technology and Gdynia Maritime University.

2

Możliwości wydłużania krzywych przejściowych w układach geometrycznych torów

Koc W., Chrostowski P., Palikowska K.

Problemy Kolejnictwa

|

2017

|

Z. 175

37--46

PL

W artykule przedstawiono analizę problemu wydłużania krzywych przejściowych, wykorzystując do tego celu analityczną metodę projektowania. Podstawą analizy były obliczenia numeryczne przeprowadzone dla zestawu parametrów charakteryzujących standardowy układ geometryczny: krzywa przejściowa – łuk kołowy – krzywa przejściowa (w wersji niesymetrycznej). Ocenie poddano różnice rzędnych poziomych istniejącego układu oraz układu z wydłużonymi krzywymi przejściowymi. Analityczny model zawiera sformułowane zależności teoretyczne dla poszczególnych stref układu geometrycznego, z zachowaniem występującego promienia łuku kołowego oraz przy jego modyfikacji. Rozpatrzono kwestie wpływu wielkości promienia łuku kołowego i kąta zwrotu trasy na uzyskane efekty. Bazując na teoretycznych założeniach, opracowano efektywny algorytm numeryczny umożliwiający analizę wariantową wydłużenia krzywych przejściowych. Według tego algorytmu wyznaczono rozkłady różnic rzędnych osi toru i sprawdzono, jak kształtują się względne różnice analizowanego układu w procesie wydłużania krzywych przejściowych. Rozpatrywano możliwości modelowania rozkładu różnic położenia osi toru przez różnicowanie zasadniczego, tj. wyjściowego promienia łuku kołowego. Zaproponowano sposób wyznaczania wartości tego promienia na drodze optymalizacji. W tym celu zdefiniowano wskaźniki do oceny procesu oraz ograniczenia determinujące możliwość wykonania wygenerowanych wariantów projektowych.

EN

In the presentation, an analysis of the problem of transition curves extension has been discussed. For this purpose an analytical design method was implemented. The basis for the analysis was numerical calculations which were carried out for a wide set of parameters characterizing the standard geometric layout: transition curve – circular arc – transition curve (asymmetrical version). Obtained differences between the existing horizontal layout and the system of extended transition curve has been presented. For this purpose, suitable theoretical relations within the layout (for each geometrical zone) were formulated, keeping the radius of both the initial constant arc and the modified one. Moreover, an influence of the constant arc’s radius value and the value of an intersection angle on the obtained results of this process has been evaluated. Based on theoretical assumptions, efficient numerical algorithm enabling the analysis of transition curves extension has been developed. By the use of the algorithm the set of track displacement’s distributions have been investigated. The possibility of modeling of the track position differences distribution by varying the output radius of the arc was considered. In the paper a method of determining the new value of radius by optimization was proposed. For this purpose the indicators for assessing the process as well as restrictions determining the possibility of the implementation the design variants have been defined.

3

Mobilne pomiary satelitarne na liniach Pomorskiej Kolei Metropolitalnej

Specht C., Dąbrowski P., Specht M., Koc W., Chrostowski P., Szmagliński J., Dera M., Skóra M.

Przegląd Komunikacyjny

|

2016

|

Nr 5

9--16

PL

W pracy przedstawiono organizację i wykonanie mobilnych pomiarów satelitarnych torów kolejowych, przeprowadzonych na liniach Pomorskiej Kolei Metropolitalnej przed oficjalnym oddaniem do eksploatacji. Pomiary te umożliwiły dokładne odtworzenie rzeczywistego kształtu geometrycznego torów. Opisano zagadnienia projektowania i budowy omawianej linii kolejowej oraz prace geodezyjne przy realizacji inwestycji. W analizie wyników przeprowadzonych pomiarów kwestie transformacji pomierzonych punktów do układu Gdańsk '70, powtarzalności pomiarów oraz porównania pomierzonego przebiegu trasy z przebiegiem projektowanym.

EN

This paper presents the process of organization and execution of the mobile satellite measurements conducted on the tracks of the Pomeranian Metropolitan Railway before officially entry the line into operation. These measurements allowed for the accurate identification of the actual geometric shape of the line. In the paper the issues of both design and construction phase of this railway line has been described. Moreover, the geodetic works during implementation of the investment has been introduced. The analysis of the surveying results was focused on the issues like transformation the measured data to the local system of coordinates called Gdańsk '70, repeatability of measurement's results and comparison of measured route with the designed geometrical layout.

4

Uniwersalna metoda projektowania regulacji osi toru z wykorzystaniem pomiarów satelitarnych i optymalizacji

Koc W., Specht C., Chrostowski P., Palikowska K.

Problemy Kolejnictwa

|

2016

|

Z. 170

15--24

PL

W artykule zwrócono uwagę na ograniczenia stosowanej w Polsce metodyki regulacji osi toru, związane głównie z uzyskiwaną dokładnością określania istniejącego kształtu toru. Jako rozwiązanie alternatywne wskazano nowatorską technikę mobilnych pomiarów satelitarnych, opracowaną przez interdyscyplinarny zespół naukowy Politechniki Gdańskiej i Akademii Marynarki Wojennej / Akademii Morskiej w Gdyni i stosowaną od 2009 roku. Możliwość wykorzystywania tych pomiarów była inspiracją do opracowania analitycznej metody projektowania układów geometrycznych, a następnie sformułowania założeń dla nowej metody regulacji osi toru. Ustalenie parametrów geometrycznych układu następuje w procesie optymalizacji prowadzonym algorytmem roju cząstek PSO (Particle Swarm Optimization) oraz algorytmem genetycznym. Optymalizacja ma charakter wielokryterialny, wymaga więc odpowiedniego doboru wag poszczególnych kryteriów. Podstawowymi stosowanymi kryteriami są: minimalizacja przesunięć poprzecznych toru oraz uzyskanie jak największej prędkości jazdy pociągów po regulacji osi toru.

EN

In the article the limitations of applied in our country track axis adjustment methodology related mostly with the accuracy in determination of the existing track shape has been discussed. As an alternative, the authors indicate the innovative method developed by an interdisciplinary scientific team (Gdansk University of Technology and Polish Naval Academy / Maritime University in Gdynia) which has been developing since 2009. The essence of that method is the technique of mobile satellite measurements. The mentioned measurement technique was an inspiration for developing new analytical methods of design of geometric layouts and formulating principles for modern method of the axis adjustment design. In the analytical designing method the individual elements of the geometric layout are defined in the form of mathematical equations. These equations implemented in the computer program allows for generating subsequent variations of the route without any restrictions for the number of these variants. Calculating of the geometric parameters of the investigated layout occurs in the optimization process by the use of Particle Swarm Optimization PSO and Genetic Algorithm. Since the process has a multi-criteria character, the proper establishment of weights of each criterion is required. The main criteria used in the study are: minimizing lateral movements of the track and maximizing the speed of trains.

5

Modelowanie krzywych przejściowych modernizowanych linii kolejowych

Chrostowski P.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Transport

|

2016

|

z. 114

39--48

PL

W pracy skupiono się na prezentacji problemu modelowania układów geometrycznych modernizowanych linii kolejowych w warunkach ograniczeń terenowych. Wskazano na możliwości poszerzenia modeli krzywych przejściowych o krzywe gładkie z odpowiednio ukształtowaną rampą przechyłkową. Przedstawiono podstawowe charakterystyki geometryczne i kinematyczne najpopularniejszych ze stosowanych na świecie krzywych przejściowych dokonując porównania ich do klotoidy i paraboli 3go stopnia. W pracy podjęto także dyskusję nad sposobem doboru dopuszczalnych wartości parametrów kinematycznych wykorzystywanych do wymiarowania krzywych przejściowych. Wskazano na konieczność racjonalnego przyjmowania owych parametrów wskazując na obowiązujące przepisy oraz wytyczne do projektowania układów geometrycznych linii kolejowych.

EN

The study focuses on the problem of modelling the geometric layouts of modernized railway lines in the conditions of terrain limitations. The possibilities of expanding the common models of transitions curves by the curves of nonlinear curvature with nonlinear superelevation ramp have been indicated. The paper presents the basic both geometric and kinematic characteristics of the most popular in the world transition curvesv by comparing them to the clothoid and cubic parabola. Moreover, in the paper the problem of the selection of limit values of kinematic parameters used for dimensioning of transition curves has been discussed. The paper points the need for rational acceptance of these parameters by indicating the applicable regulations and guidelines for the design of geometric rail lines.

6

Analityczna weryfikacja dokładności komercyjnych programów komputerowych wspomagających projektowanie układów geometrycznych toru

Koc W., Chrostowski P., Szwaczkiewicz K.

Zeszyty Naukowo-Techniczne Stowarzyszenia Inżynierów i Techników Komunikacji w Krakowie. Seria: Materiały Konferencyjne

|

2015

|

Nr 2(106)

73--88

PL

W pracy podjęto próbę wyjaśnienia kwestii uzyskiwanej dokładności w projektowaniu układów geometrycznych toru z wykorzystaniem komercyjnych programów komputerowych typu CAD. Użytkownikowi najczęściej nie są znane zasady działania tych programów, w tym również wykorzystywane algorytmy obliczeniowe. Opisano w sposób ogólny funkcjonowanie dwóch wiodących programów. Przedstawiono własną, analityczną metodę projektowania układów torowych, którą następnie wykorzystano w przeprowadzonej analizie porównawczej rzędnych poziomych. Weryfikacji poddano elementarny układ geometryczny: krzywa przejściowa – łuk kołowy – krzywa przejściowa, przy czym zastosowano różne rodzaje krzywych przejściowych oraz zróżnicowane ich długości. Rozpatrzono również wybrane warianty układu geometrycznego zawierającego łuk koszowy z trzema krzywymi przejściowymi. Przeprowadzona analiza wykazała, że z punktu widzenia praktyki wykonawczej wszystkie zastosowane metody dają w zasadzie identyczne wyniki, jednak w niektórych sytuacjach występują niewielkie różnice oraz zaburzenia kształtu osi toru; dotyczy to w głównym stopniu rejonu krzywych przejściowych.

EN

The paper attempts to clarify the obtained accuracy of CAD software used in railway geometrical layout designing. In fact, the designer does not known the operating principles of these programs, including the calculation algorithms. The function operations of two leading programs have been described in general. Therefore, the own analytical method of track designing used in the comparative analysis of horizontal ordinates has been developed. The simple geometrical layout consisting of transition curve – circular arc – transition curve has been verified. Different types and length of transition curves have been used in the analysis. Selected layouts with compound curves with three transition curves have been also considered. The analysis has shown that from practical point of view all used methods had given almost the same results, but in some cases there are small differences and disturbances of track axis. In particular, this applies mainly to the area of transition curves.

7

Zastosowanie mobilnych pomiarów satelitarnych do określania położenia wysokościowego torów

Specht C., Koc W., Chrostowski P., Szmagliński J., Skóra M., Specht M.

Przegląd Komunikacyjny

|

2015

|

Nr 9

42--45

PL

W pracy podjęto próbę sprawdzenia, na jaką dokładność można było liczyć na kolejnych etapach rozwoju techniki mobilnych pomiarów satelitarnych w zakresie określania położenia wysokościowego torów. Do tego celu wykorzystano wyniki kampanii pomiarów satelitarnych przeprowadzonych na przestrzeni lat 2009÷2015. W wyniku przeprowadzenia odpowiedniej procedury obliczeniowej wykazano, że w okresie tym dokładność pomiaru wysokościowego w metodzie mobilnych pomiarów satelitarnych wyraźnie wzrosła. Określona średnia wartość błędu pomiarowego wynosi obecnie kilka milimetrów. Związane jest to niewątpliwie z rozwijającą się technologią stosowaną w coraz to nowszych urządzeniach pomiarowych, jak również z rozwijającym się niezmiennie segmentem kosmicznym oraz naziemnym techniki pozycjonowania GNSS. Stwierdzenia te są bardzo obiecujące z punktu widzenia perspektyw zastosowania mobilnych pomiarów satelitarnych w diagnostyce toru.

EN

The main goal of the study was to show how much accurate was the signal of the height positioning of the following stages of technology development of the mobile satellite measurements. For this purpose, the results of satellite measurements campaign conducted in the years 2009 ÷ 2015 have been analyzed. As a result of the analysis and appropriate calculation procedure it has been shown that during this period, the accuracy of height positions obtained in the method of mobile satellite measurements has been signifi cantly increased. The determined average value of the measurement error is now approximately several millimeters. Undoubtedly, this fact is due to improvements of technology of measuring devices, as well as constantly developed cosmic and ground segment of GNSS positioning technology. These findings are very promising from the point of view of further utilizing of the mobile satellite measurements in the diagnosis of the track.

8

Wielokryterialne wspomaganie projektowania układów geometrycznych modernizowanych linii kolejowych

Chrostowski P.

Przegląd Komunikacyjny

|

2015

|

Nr 9

29--32

PL

W pracy przedstawiono charakterystykę zagadnień z dziedziny projektowania modernizacji dróg kolejowych, w których to zagadnieniach możliwe jest efektywne wspomaganie decyzji projektanta odnośnie przyjmowanych parametrów. Skupiono się na planowaniu przebiegu trasy w planie sytuacyjnym względem istniejących uwarunkowań terenowych i geometrycznych eksploatowanych linii. Przedstawiono wybrane czynniki, które decydują o jakości nowoprojektowanego przebiegu trasy. Czynniki te zazwyczaj mogą być kształtowane w szerokim zakresie, a zatem odpowiednie wspomaganie, w tym optymalizacja pomogą w wykorzystaniu potencjału oraz w racjonalnym wariantowaniu trasy.

EN

The main goal of the paper is to characterize the main design issues in the fi eld of modernization of railways, in which issues it is possible to effectively support the decision process of establishing the crucial parameters The focus is on planning the route in the horizontal layout in relation to the existing field and geometric conditions of operated lines. In the paper the key factors that determine the quality of the newly designed route have be pointed. These factors may generally be formed over a wide range, therefore suitable support, including optimization could help to realize the potential as well as rational route designing.

9

Podstawowe założenia metody regulacji osi toru z wykorzystaniem mobilnych pomiarów satelitarnych

Koc W., Chrostowski P., Palikowska K., Specht C.

Przegląd Komunikacyjny

|

2015

|

Nr 9

24--28

PL

W pracy zwrócono uwagę na ograniczenia stosowanej w naszym kraju metodyki regulacji osi toru związane w głównym stopniu z uzyskiwaną dokładnością określania istniejącego kształtu toru. Jako rozwiązanie alternatywne wskazano opracowaną przez interdyscyplinarny zespół naukowy Politechniki Gdańskiej i Akademii Marynarki Wojennej / Akademii Morskiej w Gdyni i stosowaną od 2009 roku nowatorską technikę mobilnych pomiarów satelitarnych. Możliwość wykorzystywania tych pomiarów stanowiła inspirację do opracowania analitycznej metody projektowania układów geometrycznych, a następnie sformułowania założeń dla nowej metody regulacji osi toru. W analitycznej metodzie projektowania poszczególne elementy układu geometrycznego są zapisywane w postaci równań matematycznych. Równania te, zaimplementowane w odpowiednim programie komputerowym, umożliwiają generowanie kolejnych wariantów nowego przebiegu trasy, przy braku jakichkolwiek ograniczeń dotyczących liczebności tychże wariantów. Warianty te podlegają ocenie w procesie optymalizacji, w wyniku czego następuje wybór najbardziej korzystnego rozwiązania. Optymalizacja ma charakter wielokryterialny, wymaga więc odpowiedniego doboru wag poszczególnych kryteriów. Podstawowymi stosowanymi kryteriami są: minimalizacja przesunięć poprzecznych toru oraz uzyskanie jak największej prędkości jazdy pociągów.

EN

In the paper the authors highlighted the restrictions of common method of alignment designing, applied in our country, related mainly to the problem of accuracy during determining the existing layout of the track. As an alternative, they pointed developed (since 2009) by an interdisciplinary research team of Gdansk University of Technology and Gdynia Maritime University the innovative technique of mobile satellite measurements. The ability to use these measurements was an inspiration for the development of analytical methods for designing the geometrical layouts as well as for formulating the guidelines for new ways to the alignment project. In the analytical method for designing individual elements of the geometrical layout are stored in the form of mathematical equations. These equations, implemented in an appropriate computer program let the designer to generate new variations of the route in numerous variants of the layout. These variants are assessed in the optimization process, resulting in the selection of the most favorable solution. Optimization is a multi-criteria process, it requires proper selection of weights to each criterion. The basic criteria used by the authors are: minimizing lateral displacements of the track and obtaining the highest speed of trains.

10

Analityczna weryfikacja wybranego układu geometrycznego toru zaprojektowanego z wykorzystaniem profesjonalnego programu CAD

Koc W., Chrostowski P., Palikowska K., Szwaczkiewicz K.

Przegląd Komunikacyjny

|

2015

|

Nr 8

25--28

PL

W pracy podjęto próbę wyjaśnienia, jak przedstawia się kwestia uzyskiwanej dokładności w projektowaniu układów geometrycznych toru z wykorzystaniem profesjonalnych programów komputerowych typu CAD. Użytkownikowi najczęściej nie są znane zasady działania tych programów, w tym również wykorzystywane algorytmy obliczeniowe. Opisano w sposób ogólny funkcjonowanie wybranego programu. Przedstawiono własną, analityczną metodę projektowania układów torowych, którą następnie wykorzystano w przeprowadzonej analizie porównawczej. Weryfikacji poddano elementarny układ geometryczny: krzywa przejściowa - łuk kołowy - krzywa przejściowa. Analiza rzędnych poziomych wykazała, że obie metody dają w zasadzie identyczne wyniki, a zatem w programie typu CAD obowiązują te same zasady jak w metodzie analitycznej - elementy składowe są łączone ze sobą przy zachowaniu warunku styczności. Następnie zaproponowano uniwersalny sposób precyzyjnego wyznaczania rzędnych z wykorzystaniem zapisu matematycznego. Zwrócono uwagę, że analityczna metoda projektowania nadaje się znakomicie do określania skorygowanych parametrów układu geometrycznego przy projektowaniu regulacji osi toru.

EN

In this paper the case of the accuracy obtained in the design of the track geometrical layout using professional CAD software was discussed. Mostly, the user doesn't know the principles of functionality of these programs, including computer algorithms used in the code. General operating principles of the selected program are discussed. The invented analytical track layout designing method which is then used in the comparative analysis is carried out. The elementary geometrical layout: transition curve - circular arc- transition curve was verified. The analysis of horizontal ordinates showed that both methods give essentially the same results. Therefore, the CAD program is based on the same rules as presented method of analysis - the connected components meet the tangency condition. Then, the universal way of determining the precise ordinates using mathematical notation was presented. It was noted that the analytical design method is very suitable for the determination of corrected geometric parameters used for the designing the adjusting of the track axis.

11

Określanie wartości sił podłużnych w szynach toru bezstykowego

Koc W., Wilk A., Chrostowski P., Grulkowski S.

Problemy Kolejnictwa

|

2014

|

Z. 163

43--65

PL

W artykule opisano prowadzone przez kilkadziesiąt lat poszukiwania metody pomiarowej do wyznaczania wartości sił podłużnych w szynach toru bezstykowego. Badania te podzielono na kilka grup charakteryzujących się własną specyfiką. Oddzielnie potraktowano rozwiązania, które osiągnęły etap wdrożeniowy. Przedstawiono koncepcję nowej metody pomiarowej, wykorzystującej charakterystykę dynamiczną nawierzchni kolejowej oraz symulację procesu regulacji geometrycznej toru.

EN

In this paper, conducted over the last several years searching of measurement methods for determining the longitudinal forces in the rails of continuous welded tracks is discussed. The presented research studies were divided into several groups according their own specifics. The technical solutions that reached implementation stage have been treated separately. Finally, an idea of a new method which uses both dynamic characteristics of the superstructure and the simulation of the alignment process was described.

12

Ocena kształtu geometrycznego torów tramwajowych na podstawie pomiarów satelitarnych

Koc W., Chrostowski P., Szmagliński J., Specht C.

Problemy Kolejnictwa

|

2014

|

Z. 162

83--98

PL

W artykule przedstawiono ocenę możliwości wykorzystania dwusystemowych fazowych odbiorników GNSS (GPS / GLONASS) do pomiaru inwentaryzacyjnego linii tramwajowych. Opisano przebieg pomiarów przeprowadzonych na terenie Gdańska i uzyskane wyniki. Wykazano, że w obszarach miejskich zastosowanie rozwiązań GNSS wykorzystujących lokalną stację referencyjną, może być alternatywnym podejściem w stosunku do pomiarów względem sieci ASG-EUPOS (GPS). Dokonano oceny kształtu geometrycznego torów w płaszczyźnie poziomej z wykorzystaniem opracowanych narzędzi wspomagania komputerowego.

EN

The article presents an assessment of possibility making use of dual system phase receivers GNSS (GPS/GLONASS) for inventory measurements of tramway tracks. The authors describe course of measurements executed on territory of Gdańsk, and results obtained. The thesis is proved, that for urban areas application of GNNS solutions based on a local reference station might be an alternative approach in relation to measurements based on a network ASG-EUPOS )GPS. A geometric shape of tracks on horizontal plane has been evaluated, with an application of worked out computer-aided tools.

13

Ekonomiczne aspekty zastosowania techniki Mobilnych Pomiarów Satelitarnych przy regulacji osi toru

Koc W., Specht C., Chrostowski P., Szmagliński J.

Logistyka

|

2014

|

nr 3

3010--3020

PL

Od 2009 roku interdyscyplinarny zespół naukowy Politechniki Gdańskiej i Akademii Marynarki Wojennej (a obecnie Akademii Morskiej w Gdyni) rozwija technikę Mobilnych Pomiarów Satelitarnych toru kolejowego. Technika ta polega na objeździe trasy ciągnikiem szynowym z przyczepą (wagonem-platformą) lub wózkami, z zainstalowanymi na tych pojazdach odbiornikami sygnałów satelitarnych. Umożliwia ona precyzyjne określenie współrzędnych osi toru w bezwzględnym układzie odniesienia. Już pierwsze przeprowadzone z jej wykorzystaniem pomiary wykazały, że ukształtowanie geometryczne torów na sieci PKP pozostawia dużo do życzenia − stwierdzone deformacje poziome są znacznie większe niż można się było spodziewać. Jako podstawową przyczynę takiego stanu rzeczy wskazano stosowane sposoby regulacji geometrycznej osi toru. W pracy omówiono uwarunkowania procesu kształtowania układów geometrycznych toru kolejowego i scharakteryzowano metodykę regulacji osi toru opartą na pomiarze stacjonarnym (obecnie wykorzystywaną na kolei). Wskazano na korzyści wynikające z zastosowania techniki Mobilnych Pomiarów Satelitarnych, która z uwagi na zdecydowanie mniejszą czasochłonność pozwala na zwiększenie dokładności dzięki korzystaniu z większej liczby współrzędnych. Szczególnie istotne okazują się przy tym aspekty ekonomiczne. Ponieważ regulacja osi toru jest procesem ciągle się powtarzającym, dalsze utrzymywanie dotychczasowej sytuacji prowadzić będzie do niekorzystnych skutków finansowych.

EN

Since 2009, an interdisciplinary research team of Gdansk University of Technology and the Naval Academy (now Maritime Academy) in Gdynia develops a mobile technology of satellite surveying of railway track geometry layout. The main essence of the technique is to ride through the route by a vehicle (wagon - platform) or boogies with satellite signal receivers installed on their platforms. This method allows to measure the coordinates of track axis in a global reference system with very high accuracy and precision. The first measurements carried out by the team have shown that the geometric shape of the tracks' layouts of Polish Railway Network is already in bad condition. The identified horizontal deformation of the tracks are much larger than it could be expected. As a basic reason of this situation the authors indicated widely in use techniques of the track axis regulation. This paper discusses the conditioning of a geometrical shaping process of the railway track axis as well as the methodology of track axis adjustment based on the stationary (conventional) measurements have been characterized. The benefits of using the proposed Mobile Satellite Surveying Technology have been presented. This technique, due to the much less time-consuming allows to increase an accuracy due to a fact, that a larger number of coordinates are actually available. In the presented problem, the economical aspects are significantly important. Since the track axis adjustment is a constantly repeated process, therefore continuation of the current situation will lead to adverse financial consequences.

14

Modelowanie krzywizny i odtwarzanie kształtu geometrycznego układów torowych

Koc W., Chrostowski P., Palikowska K.

Inżynieria Morska i Geotechnika

|

2014

|

nr 5

487--497

PL

Własna, uniwersalna metoda modelowania krzywizny toru kolejowego, z wykorzystaniem równań różniczkowych. Przypadek liniowej i nieliniowej zmiany krzywizny. Analiza możliwości zastosowania na drogach kolejowych kubicznych krzywych C-Bezier i PH krzywych Bezier piątego stopnia. Algorytm obliczeniowy do odtwarzania kształtu osi toru kolejowego na podstawie mobilnych pomiarów satelitarnych. Komputerowe generowanie wariantów i optymalizacja procesu wyboru rozwiązania najkorzystniejszego.

EN

The own, universal method of the rail track curvature modelling, using differential equations. The cases of linear and non-linear curvature change. The analysis of the possibility of using cubic C-Bezier curves and PH Bezier curves of the fifth degree in railroads. The calculation algorithm restoring the shape of the rail track axis on the basis of mobile satellite measurements. Computer aided generation of variants and optimization of the process of selecting the most effective layout.

15

Pomiary satelitarne torów tramwajowych. Cz. 2

Specht C., Koc W., Chrostowski P., Szmagliński J.

Infrastruktura Transportu

|

2014

|

nr 1

32--35

PL

Stosowanie metod pomiarowych geodezji tradycyjnej do określania przebiegu trasy kolejowej lub tramwajowej wymaga jej podziału na mniejsze części, które są rozpatrywane oddzielnie. Staje się to źródłem dodatkowych błędów, a całościowa ocena dokładności wykonania danego układu geometrycznego jest bardzo utrudniona. Alternatywą dla tego rozwiązania może być wykorzystanie precyzyjnych pomiarów satelitarnych opartych o systemy GPS i Glonass.

16

Wykorzystywanie pomierzonych strzałek poziomych do określania istniejącej osi toru

Koc W., Chrostowski P.

Zeszyty Naukowo-Techniczne Stowarzyszenia Inżynierów i Techników Komunikacji w Krakowie. Seria: Materiały Konferencyjne

|

2013

|

Nr 2(101)

143--159

PL

W artykule podjęto kwestię skuteczności wykorzystania wykresu strzałek poziomych do określania rzeczywistego kształtu toru kolejowego. Temat ten jest o tyle istotny, że przez dziesiątki lat wykres ten był wykorzystywany w metodach regulacji osi toru i dopiero od stosunkowo niedawna stracił swoje kluczowe znaczenie. Najnowsze publikacje o charakterze naukowym wskazują jednak, że poruszany temat nie został jeszcze wyczerpany i nadal poszukuje się skutecznych metod transformacji owych wykresów w celu odtworzenia kształtu osi toru. W niniejszej pracy zaprezentowano główne założenia tych poszukiwań, a także przeprowadzono dyskusję dotyczącą wykresów strzałek otrzymanych w wyniku analizy rzeczywistej osi toru, określonej metodą ciągłych pomiarów satelitarnych. W tym celu został opracowany program komputerowy do symulacji pomiarów strzałki poziomej za pomocą uniwersalnego strzałkomierza, różniącego się od dostępnych przyrządów pomiarowych możliwością stosowania bazy pomiarowej o dowolnej długości. Analiza ta umożliwiła określenie rejonów układu geometrycznego, w których długość cięciwy w istotny sposób wpływa na kształt wykresu strzałek.

EN

In this paper the effectiveness of the use of chord versine data to determine the existing shape of a railway track is discussed. This subject is so important that for decades this kind of graphs was used in the track axis alignment methods and only a relatively short period ago it lost its importance. However, recent scientific publications indicate that this topic has not yet been definitively solved, and the scientists are still looking for effective methods for transforming these graphs in order to reconstruct the shape of the track axis. In this paper the main objectives of the research ware presented. Moreover a discussion on the versine chord graphs obtained by analysing the existing track axis obtained by the continuous satellite measurements was presented. For this purpose, a computer program was developed to simulate the versine chord measurements. The virtual measuring tool allows using a various measurement chord length. This analysis allows determining the geometric regions of the change of main directions, in which the length of the chord have an important impact on the shape of the versine signal.

17

Uniwersalny program komputerowy do projektowania zmiany kierunku trasy

Koc W., Chrostowski P.

Zeszyty Naukowo-Techniczne Stowarzyszenia Inżynierów i Techników Komunikacji w Krakowie. Seria: Materiały Konferencyjne

|

2013

|

Nr 3(102)

177--188

PL

W pracy przedstawiono kolejny program komputerowy stanowiący implementację algorytmu obliczeniowego dotyczącego projektowania zmiany kierunku trasy kolejowej, dostosowanego do techniki ciągłych pomiarów satelitarnych. Program ten ma charakter uniwersalny, gdyż w ogólnym przypadku obejmuje wprowadzenie do układu geometrycznego dwóch łuków kołowych o różnym promieniu, czyli zastosowanie łuku koszowego. Może się to okazać szczególnie przydatne podczas projektowania regulacji osi istniejącego toru, kiedy określenie obu kierunków głównych trasy okazuje się niemożliwe. Rozwiązanie problemu projektowego wykorzystuje zapis matematyczny i polega na wyznaczeniu uniwersalnych równań opisujących całość układu geometrycznego. Odbywa się to sekwencyjnie, obejmując kolejne fragmenty tegoż układu. Opisano podstawowe funkcje i działanie opracowanego programu komputerowego. Zastosowana w programie analityczna metoda projektowania umożliwia generowanie kolejnych wariantów w sposób natychmiastowy, bez jakichkolwiek ograniczeń. Program zawiera narzędzia ułatwiające ocenę praktycznej przydatności poszczególnych rozwiązań geometrycznych. Pokazano również ciąg uzyskanych przykładowych rozwiązań.

EN

This paper presents the next version of computer program that is a numerical implementation of an algorithm for design the horizontal arc area. The program is adapted to the technique of continuous satellite measurements. The universal character of the program enables for creating more general geometrical layouts such as e.g. two arcs of different radii. It can be particularly useful in the project of adjustment of track axis when the identification of both directions of the route turns out to be impossible. The solution of the design problem uses a mathematical notation and universal equations describing the entire geometry layout are established. The process is done in sequential steps by defming the next parts of the whole layout. The basic features and operation of a developed computer program have been presented. The used analytical approach in designing lets instantaneously generate the set of variants, without any restrictions. The program also includes a tool to assess the practical suitability of particular variant. Finally the exemplary sequence of obtained results is presented.

18

Program komputerowy do odtwarzania kształtu osi toru kolejowego

Koc W., Chrostowski P., Palikowska K.

Zeszyty Naukowo-Techniczne Stowarzyszenia Inżynierów i Techników Komunikacji w Krakowie. Seria: Materiały Konferencyjne

|

2013

|

Nr 2(101)

161--174

PL

W pracy przedstawiono metodę odtwarzania kształtu osi toru kolejowego w płaszczyźnie poziomej na podstawie ciągłych pomiarów satelitarnych. W metodzie tej został wykorzystany algorytm projektowania odcinków trasy kolejowej położonych w łuku, w którym zastosowano analityczną formę opisu za pomocą odpowiednich formuł matematycznych. Procedura projektowania ma charakter uniwersalny − stwarza możliwość zróżnicowania rodzaju i długości stosowanych krzywych przejściowych. Algorytm obliczeniowy zaimplementowano w opracowanym programie komputerowym. Identyfikacja istniejącego łuku poziomego odbywa się w zdefiniowanym układzie kierunków głównych. Parametry geometryczne wynikowego układu ustalane są następnie w procesie optymalizacji. Do rozwiązania problemu wykorzystano algorytm "roju cząstek" (ang.: Particle Swarm Optimization). Jako kryterium optymalizacji założono minimalizację przesunięć istniejącego układu torowego.

EN

In the paper the method of track axis shape reconstructing in a horizontal plane directly from the continuous satellite measurements is presented. In this method, the algorithm for designing railway track sections located in the arc was used. The algorithm utilizes an analytical description of the layout by means of suitable mathematical formulas. The designed procedure has a universal character and it creates the possibility of varying the type and length of transition curves. The calculation algorithm is implemented in a developed computer program. An identification of the existing horizontal arc is made in a main directions reference system. In the proposed algorithm the geometrical parameters of the horizontal layout are estimated in the optimization process. To solve the problem the Particle Swarm Optimization method was used. As the optimization criterion the authors established a minimization of the existing track transverse displacements.

19

Odtwarzanie przebiegu trasy kolejowej o złożonym ukształtowaniu geometrycznym

Koc W., Chrostowski P., Palikowska K.

Zeszyty Naukowo-Techniczne Stowarzyszenia Inżynierów i Techników Komunikacji w Krakowie. Seria: Materiały Konferencyjne

|

2013

|

Nr 3(102)

189--200

PL

Kształt eksploatowanych torów kolejowych jest w niektórych sytuacjach bardzo złożony, a jednocześnie − jak wykazały przeprowadzone ciągłe pomiary satelitarne − niekiedy tak zdeformowany, że określenie kierunków głównych okazuje się niemożliwe. W pracy przedstawiono program komputerowy do odtwarzania przebiegu trasy kolejowej w takich właśnie przypadkach. Przygotowano zestaw funkcji realizujących połączenia prostych i łuków kołowych za pomocą krzywych przejściowych z zachowaniem ciągłości geometrycznej G2 w punktach połączeń. Przedstawiono sposób kodowania kształtu trasy w postaci ciągu liczbowego, umożliwiający efektywne ustalanie parametrów geometrycznych trasy w procesie optymalizacji.

EN

There are lots of examples when the shape of geometrical layouts of tracks in service is very complex. Moreover, as it was proved by continuous satellite measurements, the main directions of such layouts are very difficult to define. In the paper the computer program for analysing such layouts has been presented. The set of functions for composing the straights and curves with fulfilment the geometrical continuity condition (G2) at the connection points was worked out. The authors present the way of coding the shape of track layout by a numerical sequence. Such approach leads to efficient determination of geometrical parameters of the route in an optimization process.

20

Możliwości satelitarnej oceny położenia geometrycznego tramwajowych węzłów rozjazdowych

Koc W., Specht C., Chrostowski P., Szmagliński J.

Zeszyty Naukowo-Techniczne Stowarzyszenia Inżynierów i Techników Komunikacji w Krakowie. Seria: Materiały Konferencyjne

|

2013

|

Nr 2(101)

175--188

PL

W artykule skupiono się na kwestii oceny złożonych układów geometrycznych linii tramwajowych w rejonach krańcówek, ze szczególnym uwzględnieniem węzłów rozjazdowych. Przedstawiono wyniki ciągłych pomiarów satelitarnych przeprowadzonych w eksploatowanym torze. Omówiono metodykę opracowywania wyników, uwzględniającą specyfikę projektowania rozjazdów tramwajowych. Stwierdzono poprawność geometrycznego ukształtowania badanych układów, co może świadczyć o dobrej jakości wykonawstwa. Zwrócono uwagę na wyraźną różnicę w czasochłonności prac inwentaryzacyjnych przy wykorzystaniu pomiarów satelitarnych, względem tradycyjnych metod geodezyjnych.

EN

The paper focuses on the assessment of tram lines complex geometries in the areas of limit switches, with particular emphasis on turnout nodes. The results of continuous satellite measurements carried out in the operated track are shown. The methodology of results analysing is discussed with specific consideration of tramway turnouts design. It was found that the track horizontal shape is correct what can confirm good quality of workmanship. It was noted that there is significant difference in the time-consuming inventory work while using satellite measurements, in contrast to traditional methods of surveying.