Podstawowe warianty analitycznej metody projektowania układów geometrycznych toru

• Autorzy: Koc Władysław

Identyfikatory

DOI

10.36137/2003P

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule zostały przedstawione (i rozszerzone) podstawowe założenia analitycznej metody projektowania układów geometrycznych toru. Poszczególne elementy układu (odcinki proste, łuki kołowe i krzywe przejściowe) są opisywane za pomocą równań matematycznych i łączone ze sobą z zachowaniem warunku zgodności stycznych. Metoda obejmuje różne przypadki projektowe: przypadek symetryczny, z krzywymi przejściowymi tego samego rodzaju i tej samej długości, przypadek niesymetryczny powstały w wyniku zróżnicowania rodzaju i długości krzywych przejściowych, jak również sposoby projektowania łuków koszowych i łuków odwrotnych. W artykule przedstawiono także szczegółową procedurę projektowania dla typowego, najbardziej rozpowszechnionego przypadku, w którym występuje symetryczne usytuowanie krzywych przejściowych względem łuku kołowego. Rozpatrzono dwa podstawowe warianty różniące się usytuowaniem lokalnego układu współrzędnych. W wariancie standardowym (uniwersalnym) położenie początku tego układu w układzie PL-2000 nie jest znane i zostaje określone dopiero w końcowej fazie procedury. Z tego powodu mogą pojawiać się pewne problemy interpretacyjne. W przypadku symetrycznego układu geometrycznego trudności tych można jednak uniknąć dzięki wprowadzonej modyfikacji polegającej na zlokalizowaniu początku lokalnego układu współrzędnych w punkcie przecięcia obydwu kierunków głównych trasy. W artykule przedstawiono algorytmy obliczeniowe dla obydwu omawianych wariantów. Korzyści wynikające z wprowadzonej modyfikacji ilustrują zamieszczone przykłady obliczeniowe.

Słowa kluczowe

PL

droga kolejowa; analityczna metoda projektowania; modyfikacja lokalnego układu współrzędnych; algorytm obliczeniowy; przykładowe układy geometryczne

EN

railroad; analytical design method; modification of the local coordinate system; calculation algorithm; sample geometric layouts

• Wydawca: Instytut Kolejnictwa
• Czasopismo: Problemy Kolejnictwa
• Rocznik: 2023
• Tom: Z. 200
• Strony: 39--53
• Opis fizyczny: Bibliogr. 31 poz., rys.

Twórcy

autor

Koc Władysław

• Politechnika Gdańska, Katedra Inżynierii Transportowej

Bibliografia

• 1. AutoCAD Civil 3D: Design, Engineering and Construction Software, Autodesk, San Rafael, CA,USA, http://www.autodesk.pl/products/civil-3d
• 2. Bentley Rail Track: Rail Infrastructure Design and Optimization, Bentley Systems, Incorporated, Exton, PA,USA, https://www.bentley.com/soft ware/rail-design
• 3. Bałuch H., Bałuch M.: Kształtowanie układów geometrycznych toru z uwzględnieniem trwałości nawierzchni, TTS Technika Transportu Szynowego, nr 7–8/2009, s. 39–42, Instytut Naukowo-Wydawniczy TTS, Radom.
• 4. Hodas S.: Design of railway track for speed and high-speed railways, Procedia Engineering, vol. 91/2014, pp. 256–261, Elsevier.
• 5. Soleymanifar M., Tavakol M.: Comparative study of geometric design regulations of railways based on standard optimization, In Proc. 6th International Conference on Researches in Science and Engineering & 3rd International Congress on Civil, Architecture and Urbanism in Asia, Kasem Bundit University, Bangkok, Th ailand, 9th September 2021.
• 6. Aghastya A. et al.: A new geometric planning approach for railroads based on satellite imagery, AIP Conference Proceedings, vol. 2671, 2023, 050005, AIP Publishing.
• 7. Zboiński K., Woźnica P.: Optimisation of polynomial railway transition curv es of even degrees, The Archives of Transport, iss. 3/2015, pp. 71–86, Wydział Transportu Politechniki Warszawskiej.
• 8. Bugarin M.R., Orro A., Novales M.: Geometry of high speed turnouts, Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board, vol. 2261, iss. 1/2011, pp. 64−72, Sage Journals.
• 9. Fellinger M., Marschnig S., Wilfl ing P.A.: Innovative track geometry data analysis for turnouts – Preparations to enable the turnout behaviour description, In Proc. 12th World Congress on Railway Research: Railway Research to Enhance the Customer Experience, Tokyo, Japan, October 2019.
• 10. Guerrieri M.: Fundamentals of railway design, Chapter: The alignment design of ordinary and highspeed railways, 2023, pp. 21−56, Springer Link.
• 11. Andrade A.R., Teixeira P.F.: A Bayesian model to assess rail track geometry degradation through its life-cycle, Research in Transportation Economics, iss. 1/2012, pp. 1–8, ScienceDirect.
• 12. Li Z.-W., Liu X.-Z., He Y.-L.: Identification of temperature-induced deformation for HSR slab track using track geometry measurement data, Sensors, iss. 24/2019, 5446, MDPI.
• 13. Khajehei H. et al.: Allocation of effective maintenance limit for railway track geometry, Structure and Infrastructure Engineering, iss. 12/2019, pp. 1597−1612, Taylor & Francis Online.
• 14. Neuhold J., Vidovic I., Marschnig S.: Preparing track geometry data for automated maintenance planning, Journal of Transportation Engineering, Part A: Systems, iss. 5/2020, 04020032, ASCE.
• 15. Sadeghi J. et al.: Development of railway ride comfort prediction model: Incorporating track geometry and rolling stock conditions, Journal of Transportation Engineering, Part A: Systems, iss. 3/2020,04020006, ASCE.
• 16. Sauni M. et al.: Investigating root causes of railway track geometry deterioration – A data mining approach, Frontiers in Built Environment, vol. 6/2020, 122, Frontiers.
• 17. Soleimanmeigouni I. et al.: Prediction of railway track geometry defects: a case study, Structure and Infrastructure Engineering, iss. 7/2020, pp. 987−1001, Taylor & Francis Online.
• 18. Khosravi M. et al.: Reducing the positional errors of railway track geometry measurements using alignment methods: A comparative case study, Measurement, vol. 178/2021, 109383, ScienceDirect.
• 19. Judek S. et al.: Preparatory railway track geometry estimation based on GNSS and IMU systems, Remote Sensing, iss. 21/2022, 5472, MDPI.
• 20. Kurhan M., Kurhan D., Hmelevska N.: Maintenance reliability of railway curves using their design parameters, Acta Polytechnica Hungarica, 19,iss. 6/2022, pp. 115–127, Springer.
• 21. Kampczyk A., Rombalska K.: Confi guration of the geometric state of railway tracks in the sustainability development of electrified traction systems, Sensors, iss. 5/2023, 2817, MDPI.
• 22. Koc W., Specht C.: Application of the Polish active GNSS geodetic network for surveying and design of the railroad, In Proc. First International Conference on Road and Rail Infrastructure – CETRA 2010, Opatija, Croatia, pp. 757−762, 2010, University of Zagreb.
• 23. Specht C., Koc W.: Mobile satellite measurements in designing and exploitation of rail roads, Transportation Research Procedia, vol. 14/2016, pp. 625−634, ScienceDirect.
• 24. Koc W.: Design of rail-track geometric systems by satellite measurement, Journal of Transportation Engineering, iss. 1/2012, pp. 114−122, ASCE.
• 25. Koc W.: The analytical design method of railway route’s main directions intersection area, Open Engineering, iss. 1/2016, pp. 1−9, De Gruyter.
• 26. Koc W.: Design of compound curves adapted to the satellite measurements, The Archives of Transport, iss. 2/2015, pp. 37−49, Wydział Transportu Politechniki Warszawskiej.
• 27. Koc W.: Design of reverse curves adapted to the satellite measurements, Advances in Civil Engineering, vol. 2016, 6503962, Hindawi.
• 28. Rozporządzenie Rady Ministrów z dnia 15 października 2012 r. w sprawie państwowego systemu odniesień przestrzennych, Dz.U. 2012, poz. 1247.
• 29. Moritz H.: Geodetic Reference System 1980, Journal of Geodesy, vol. 74/2000, pp. 128−133, Springer.
• 30. Turiño C.E.: Gauss Krüger projection for areas of wide longitudinal extent, International Journal of Geographical Information Science, iss. 6/2008, pp. 703−719, Taylor & Francis Online.
• 31. Korn G.A., Korn T.M.: Matematyka dla pracowników naukowych i inżynierów, PWN Warszawa 1983.