Zastosowanie mobilnych pomiarów satelitarnych w projektowaniu i eksploatacji dróg szynowych

• Autorzy: Koc W. , Specht C.

Warianty tytułu

EN

Application of the Mobile Satellite Measurements in the Design and the Exploitation of Railway Lines

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono podsumowanie kilkuletnich badań nad zastosowaniem mobilnych pomiarów satelitarnych w projektowaniu i eksploatacji dróg szynowych. Mobilne pomiary satelitarne polegają na objeździe trasy pojazdem szynowym z doczepionymi wagonami-platformami lub wózkami dwuosiowymi, na których zainstalowano odbiorniki GNSS (ang. Global Navigation Satellite System). Opisano przyjętą metodykę badawczą oraz przebieg pomiarów przeprowadzonych w torze kolejowym i tramwajowym. Podjęto kwestię dokładności pomiarów satelitarnych. Wykazano, że aktualnie optymalnym rozwiązaniem – zapewniającym maksymalną dokładność wyznaczenia współrzędnych GNSS podczas badań inwentaryzacyjnych tras szynowych – jest wykorzystanie dwusystemowej satelitarnej sieci geodezyjnej GPS / GLONASS (odpowiednio ang. Global Positioning System i ros. GLObalnaja NAwigacionnaja SiStema). Jednocześnie wskazano, że wyznaczenie współrzędnych istniejącej trasy w państwowym układzie odniesień przestrzennych 2000 technikami GNSS prowadzi do konieczności weryfikacji dotychczasowej metodyki projektowania. W artykule przedstawiono założenia nowej metody projektowania układów geometrycznych toru, dostosowanej do techniki pomiarów satelitarnych, w której rozwiązanie problemu projektowego polega na wyznaczeniu uniwersalnych równań opisujących całość układu geometrycznego. Znajomość współrzędnych pozwala również na identyfikację kształtu geometrycznego istniejącego toru. Opisano moduły opracowanego programu komputerowego SATTRACK do wizualizacji, oceny i projektowania trasy kolejowej, obejmujące wizualizację przebiegu trasy kolejowej, ocenę odcinków prostych trasy, tworzenie poligonu kierunków głównych, ocenę odcinków trasy położonych w łuku oraz określanie kształtu osi eksploatowanego toru kolejowego. Scharakteryzowano również problem oceny efektów regulacji osi toru.

EN

The article presents a summary of several years research of mobile satellite measurements in designing and exploitation of railway lines. Mobile satellite measurements consist of crossing railway and tram routes with a power car and outboard cars or two-axle boogies, on the top of them GNSS (Global Navigation Satellite System) receivers are installed. The adopted research methodology and the measurements carried out in the rail and tram track are described. The accuracy of satellite measurements is also the issue of the analysis. It was proven that the optimal solution with maximum accuracy of determining the coordinates GNSS during the inventory of railway routes is currently the use of the Global Positioning System (in Russian: GLObalnajaNAwigacionnajaSiStema). Simultaneously, it is noted that the determination of the existing routes coordinates in the national reference system 2000 with the use of GNSS techniques leads to the need of verifying the existing designing methodology. The paper presents an assumptions of a new method of railway geometrical layout designing adapted to the techniques of satellite measurements. To resolve the designing issue, the universal system of equations describing the entire geometrical layout is determined. Furthermore, the identification of the geometrical layout of the existing track is enabled by the knowledge of the coordinates. The modules of ongoing software SATTRACK are described. This computer program is made to visualize, assess and design the railway layout. Moreover, it includes visualization of railway route planning, the evaluation of track straight sections, creating a major a polygon directions, evaluation of curved sections and the determination of the exploited railway track axis shape. The assessment of the railway track axis regulation effects are also a subject of the paper.

Słowa kluczowe

PL

pomiary geodezyjne GNSS; ocena dokładności; układ geometryczny toru; metoda projektowania; odtworzenie kształtu osi toru; regulacja osi toru

EN

GNSS geodetic measurements; accuracy assessment; track geometrical layout; designing method; identification of the track shape; track axis regulation

• Wydawca: Instytut Kolejnictwa
• Czasopismo: Problemy Kolejnictwa
• Rocznik: 2015
• Tom: Z. 166
• Strony: 63--85
• Opis fizyczny: Bibliogr. 42 poz., fot., rys.

Twórcy

autor

Koc W.

• Politechnika Gdańska

autor

Specht C.

• Akademia Morska w Gdyni

Bibliografia

• 1. Bosy J., Graszka W., Leonczyk M.: ASG-EUPOS – A multifunctional precise satellite positioning system in Poland. European Journal of Navigation 2007, nr 4.
• 2. Gocał J., Strach M.: RTK w zastosowaniach inżynierskich – odbiorniki GPS na torach. Geodeta – Magazyn Geoinformacyjny 2004, nr 5.
• 3. Jamka M., Lisowski S., Strach M.: Zastosowanie współczesnych technologii geodezyjnych w określaniu geometrii toru w aspekcie dopuszczalnych prędkości pociągów. Zeszyty Naukowo-Techniczne Stowarzyszenia Inżynierów i Techników Komunikacji RP Oddział w Krakowie, seria: Materiały Konferencyjne, nr 91 (z. 149, Kraków 2009).
• 4. Koc W.: Analytical method of modelling the geometric system of communication route. Mathematical Problems in Engineering, vol. 2014, Article ID 679817, 2014.
• 5. Koc W.: Design of rail-track geometric systems by satellite measurement. Journal of Transportation Engineering 2012, vol. 138, no. 1 © ASCE.
• 6. Koc W.: Metoda projektowania rejonu zmiany kierunku trasy kolejowej. Problemy Kolejnictwa 2011, z. 152.
• 7. Koc W.: Projektowanie łuków koszowych dostosowane do pomiarów satelitarnych. Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej, seria Transport, 2013, z. 98.
• 8. Koc W., Chrostowski P.: Computer-aided design of railroad horizontal arc areas in adapting to satellite measurements. Journal of Transportation Engineering 2014, vol. 140, no. 3 © ASCE.
• 9. Koc W., Chrostowski P.: Ocena odcinków prostych trasy kolejowej na podstawie pomiarów satelitarnych. Przegląd Komunikacyjny 2011, nr 9–10.
• 10. Koc W., Chrostowski P.: Ocena trasy kolejowej położonej w łuku na podstawie pomiarów satelitarnych. Przegląd Komunikacyjny 2013, nr 4.
• 11. Koc W., Chrostowski P.: Tworzenie poligonu kierunków głównych trasy kolejowej z wykorzystaniem pomiarów GPS. Zeszyty Naukowo-Techniczne Stowarzyszenia Inżynierów i Techników Komunikacji RP Oddział w Krakowie, seria: Materiały Konferencyjne, nr 96 (z. 158), Kraków 2011.
• 12. Koc W., Chrostowski P.: Uniwersalny program komputerowy do projektowania zmiany kierunku trasy. Zeszyty Naukowo-Techniczne Stowarzyszenia Inżynierów i Techników Komunikacji RP Oddział w Krakowie, seria: Materiały Konferencyjne, nr 3 (z. 102), Kraków 2013.
• 13. Koc W., Chrostowski P.: Wizualizacja przebiegu trasy kolejowej na podstawie pomiarów satelitarnych. IV Konferencja Naukowo-Techniczna „Projektowanie, Budowa i Utrzymanie Infrastruktury w Transporcie Szynowym INFRASZYN 2011”, Zakopane 2011.
• 14. Koc W., Chrostowski P., Palikowska K.: Odtwarzanie przebiegu trasy kolejowej o złożonym ukształtowaniu geometrycznym. Zeszyty Naukowo-Techniczne Stowarzyszenia Inżynierów i Techników Komunikacji RP Oddział w Krakowie, seria: Materiały Konferencyjne, nr 3 (z. 102), Kraków 2013.
• 15. Koc W., Chrostowski P., Palikowska K.: Program komputerowy do odtwarzania osi toru kolejowego. Zeszyty Naukowo-Techniczne Stowarzyszenia Inżynierów i Techników Komunikacji RP Oddział w Krakowie, seria: Materiały Konferencyjne, nr 2 (z. 101), Kraków 2013.
• 16. Koc W., Chrostowski P., Szmagliński J., Specht C.: Ocena kształtu geometrycznego torów tramwajowych na podstawie pomiarów satelitarnych. Problemy Kolejnictwa 2014, tom 58, z. 162.
• 17. Koc W., Specht C.: Application of the Polish active GNSS geodetic network for surveying and design of the railroad. First International Conference on Road and Rail Infrastructure – CETRA 2010, Opatija, Croatia, 2010.
• 18. Koc W., Specht C.: Selected problems of determining the course of railway routes by use of GPS network solution. Archives of Transport 2011, vol. XXIII, issue 3.
• 19. Koc W., Specht C.: Wyniki pomiarów satelitarnych toru kolejowego. Technika Transportu Szynowego 2009, nr 7–8.
• 20. Koc W., Specht C., Chrostowski P.: Finding deformation of the straight rail track by GNSS measurements. Annual of Navigation 2012, no. 19, part 1.
• 21. Koc W., Specht C., Chrostowski P.: The application effects of continuous satellite measurements of railway lines. Conference Papers of 12th International Conference & Exhibition RAILWAY ENGINEERING−2013, London, United Kingdom, 2013, Railway Operation Section, CD-ROM.
• 22. Koc W., Specht C., Chrostowski P., Palikowska K.: The accuracy assessment of determining the axis of railway track basing on the satellite surveying. Archives of Transport 2012, vol. XXXIV, no. 3.
• 23. Koc W., Specht C., Chrostowski P., Szmagliński J.: Ekonomiczne aspekty zastosowania techniki mobilnych pomiarów satelitarnych przy regulacji osi toru. Logistyka 2014, nr 3, CD-ROM.
• 24. Koc W., Specht C., Chrostowski P., Szmagliński J.: Możliwości satelitarnej oceny położenia geometrycznego tramwajowych węzłów rozjazdowych. Zeszyty Naukowo-Techniczne Stowarzyszenia Inżynierów i Techników Komunikacji RP Oddział w Krakowie, seria: Materiały Konferencyjne, nr 2 (z. 101), Kraków 2013.
• 25. Koc W. et al.: Określanie przebiegu trasy kolejowej na drodze pomiarów satelitarnych. II Konferencja Naukowo-Techniczna „Projektowanie, Budowa i Utrzymanie Infrastruktury w Transporcie Szynowym INFRASZYN 2009”, Zakopane, 2009.
• 26. Koc W., Specht C., Lewiński L., Chrostowski P.: Regulacja osi toru w warunkach pomiarów satelitarnych (program badań). Zeszyty Naukowo-Techniczne Stowarzyszenia Inżynierów i Techników Komunikacji RP Oddział w Krakowie, seria: Materiały Konferencyjne, nr 95 (z. 154), Kraków 2010.
• 27. Koc W., Specht C., Lewiński L., Chrostowski P., Grzejka P.: Ocena efektów regulacji osi toru na wybranej linii kolejowej. Technika Transportu Szynowego 2013, nr 2-3.
• 28. Koc W. et al.: Ocena skuteczności stosowanej metodyki regulacji osi toru kolejowego. Przegląd Komunikacyjny 2013, nr 10.
• 29. Koc W. et al.: Wstępne wyniki badań dostępności sieci ASG-EUPOS podczas inwentaryzacji trasy kolejowej KOŚCIERZYNA – KARTUZY. Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji, tom 19, 2009.
• 30. Korn G.A., Korn T.M.: Matematyka dla pracowników naukowych i inżynierów. PWN, Warszawa 1983.
• 31. Oszczak S., Specht C., Koc W.: Próba oceny dokładności pomiarów satelitarnych toru kolejowego. Zeszyty Naukowo-Techniczne Stowarzyszenia Inżynierów i Techników Komunikacji RP Oddział w Krakowie, seria: Materiały Konferencyjne, nr 91 (z. 149), Kraków 2009.
• 32. Specht C.: System GPS. Wydawnictwo BERNARDINUM, Pelplin 2007.
• 33. Specht C., Koc W., Chrostowski P., Szmagliński J.: Ocena dokładności mobilnych pomiarów satelitarnych toru w płaszczyźnie poziomej i pionowej. Projektowanie, Budowa i Utrzymanie Infrastruktury w Transporcie Szynowym INFRASZYN 2014. Instytut Technologii Eksploatacji – PIB, Radom 2014.
• 34. Specht C., Koc W., Nowak A., Szmagliński J.: Ciągłe pomiary satelitarne na układzie linii tramwajowych w Gdańsku. Technika Transportu Szynowego 2013, nr 2–3.
• 35. Specht C. et al.: Dostępność fazowych rozwiązań GPS / Glonass podczas geodezyjnej inwentaryzacji dróg szynowych – na przykładzie linii tramwajowej Gdańska, Technika Transportu Szynowego 2012, nr 9, CD-ROM.
• 36. Specht C., Koc W., Oszczak S.: Polski plan radionawigacyjny jako istotny czynnik wpływający na bezpieczeństwo w transporcie. Logistyka 2014, nr 3, CD-ROM.
• 37. Specht C., Nowak A., Koc W., Jurkowska A.: Application of the Polish Active Geodetic Network for railway track determination. Transport Systems and Processes − Marine Navigation and Safety of Sea Transportation, CRC Press − Taylor & Francis Group, London 2011.
• 38. Strona internetowa: www.scilab.org.
• 39. Strona internetowa: www.innotrack.net.
• 40. Szczęsny J., Jakimowicz M., Kwiatkowski A., Jankowski M.: Od pomiarów do realizacji − nowoczesne technologie w procesie regulacji osi torów. Zeszyty Naukowo-Techniczne Stowarzyszenia Inżynierów i Techników Komunikacji RP Oddział w Krakowie, seria: Materiały Konferencyjne, nr 3 (z. 102), Kraków 2013.
• 41. Wenty R.: Machines and technology for high-capacity lines. European Railway Review 2006, issue 2.
• 42. Wenty R.: Plasser & Theurer machines and technologies applied for track maintenance of high-speed railway lines: a selection. Rail Engineering International 2007, no. 1.