The method of determining horizontal curvature in geometrical layouts of railway track with the use of moving chord

• Autorzy: Koc W.

Identyfikatory

DOI

10.24425/ace.2020.135238

Warianty tytułu

PL

Metoda wyznaczania krzywizny poziomej w układzie geometrycznym drogi kolejowej z wykorzystaniem ruchomej cięciwy

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the paper, the issue of determining the horizontal curvature of the railway track axis was discussed to define unknown geometric characteristics of the measured route (location of straight and arched sections, circular arc radii, transition curve lengths, etc.). This problem has not been solved yet, and so far geometrical characteristics have been identified by approximate methods (e.g. horizontal arrow chart). Operating the angles of tangent to the geometrical layout (resulting from the very definition of curvature) seems very difficult in a real railway track reproduced on the basis of measurements. Therefore, a new concept has emerged to determine the curvature of the track not with the use of tangent but corresponding chords. In this way, the idea of curvature determination using the method of changing the slope angles of the moving chord was developed. Verification of the proposed method, carried out on a clearly defined basic geometric system of tracks, showed a sufficient compliance of the obtained curvature charts with the charts of the corresponding geometric solution. In order to use this method, one must know the coordinates of the points of a given section of the route in the Cartesian system.

PL

W pracy podjęto kwestię wyznaczania krzywizny poziomej osi toru kolejowego w celu określenia nieznanych charakterystyk geometrycznych pomierzonej trasy (położenia odcinków prostych i łukowych, promieni łuków kołowych, długości krzywych przejściowych i in.). Problem ten nie został dotąd rozwiązany, a określanie charakterystyk geometrycznych odbywa się metodami przybliżonymi (np. z wykorzystaniem wykresu strzałek poziomych). Ponieważ wynikające z definicji krzywizny operowanie kątami nachylenia stycznej do układu geometrycznego jest w rzeczywistym, odtworzonym na drodze pomiarów torze kolejowym bardzo utrudnione, pojawiła się nowa koncepcja, żeby przy wyznaczaniu krzywizny toru nie operować stycznymi lecz odpowiadającymi cięciwami. W ten sposób powstała idea wyznaczania krzywizny metodą zmiany kątów nachylenia ruchomej cięciwy pomiarowej. Weryfikacja zaproponowanej metody, przeprowadzona na jednoznacznie zdefiniowanym elementarnym układzie geometrycznym torów, wykazała całkowitą zgodność uzyskanych wykresów krzywizny z wykresami stanowiącymi podstawę uzyskania odpowiadającego rozwiązania geometrycznego. Aby można było stosować omawianą metodę, niezbędna jest znajomość współrzędnych punktów danego rejonu trasy w kartezjańskim układzie współrzędnych.

Słowa kluczowe

EN

railway track; track geometry; horizontal curvature; use; moving chord; method verification

PL

tor kolejowy; geometria toru; krzywizna pozioma; wykorzystanie; cięciwa ruchoma; weryfikacja metody

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 2020
• Tom: Vol. 66, nr 4
• Strony: 579--591
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., il.

Twórcy

autor

Koc W.

• Gdańsk University of Technology, Faculty of Civil and Environmental Engineering, Gdańsk, Poland

Bibliografia

• 1. “British railway track design, construction and maintenance, 6th ed.”, London, UK: The Permanent Way Institution, 1993.
• 2. ”Railway applications -Track - Track alignment design parameters- Track gauges 1435 mm and wider - Part 1: Plain line. EN 13803-1”, Brussels, Belgium: CEN (European Committee for Standardization), 2010.
• 3. ”883.2000 DB_REF-Festpunktfeld”, Berlin, Germany: DB (Deutsche Bahn) Netz AG, 2016.
• 4. ”Code of federal regultions title 49 transportation”, FRA (Federal Railroad Administration), Washington, DC: US Government Printing Office, 2008.
• 5. ”NR/L3/TRK/0030 NR_Reinstatement of Absolute Track Geometry (WCRL Routes), Iss. 1”, London, UK: NR (Network Rail), 2008.
• 6. ”Standard: Railway Surveying, Version 1.0. T HR TR 13000 ST”, Sydney, Australia: NSW (New South Wales) Government (Transport for NSW), 2016.
• 7. PKP (Polish State Railways). 2018. “Standardy Techniczne - Szczegółowe warunki techniczne dla modernizacji lub budowy linii kolejowych do predkości Vmax ≤ 200 km/h (dla taboru konwencjonalnego) / 250 km/h (dla taboru z wychylnym pudłem) - TOM I - DROGA SZYNOWA - Załącznik ST-T1_A6: Układy geometryczne torów”, Warsaw, Poland: PKP Polskie Linie Kolejowe, 2018.
• 8. W. Koc, C. Specht, ”Selected problems of determining the course of railway routes by use of GPS network solution”, Archives of Transport 23 (3): 303-320, 2011.
• 9. C. Specht, W. Koc, ”Mobile satellite measurements in designing and exploitation of rail roads”, Transportation Research Procedia 14: 625-634, 2016..
• 10. C. Specht, W. Koc, P. Chrostowski, J. Szmagliński, ”Accuracy assessment of mobile satellite measurements in relation to the geometrical layout of rail tracks”, Metrology and Measurement Systems 26 (2): 309-321, 2019.
• 11. W. Koc, ”Design of rail-track geometric systems by satellite measurement”, Journal of Transportation Engineering 138 (1): 114-122, 2012.
• 12. W. Koc, “Analytical method of modelling the geometric system of communication route”, Mathematical Problems in Engineering 2014: 679817.
• 13. A. Wilk, C. Specht, W. Koc, K. Karwowski, P. Chrostowski, J. Szmagliński, P. Dąbrowski, M. Specht, S. Judek, J. Skibicki, M. Skóra, S. Grulkowski, ”Research project BRIK: development of an innovative method for determining the precise trajectory of a railway vehicle”, Transportation Oveview - Przegląd Komunikacyjny 74 (7): 32-47, 2019.
• 14. W. Koc, “The analytical design method of railway route’s main directions intersection area.” Open Engineering 6 (1): 1-9, 2016.
• 15. L. Marx, “Satellitengestützte Gleisvermessung - auch beim Oberbau”, El – Eisenbahningenieur 58 (6): 9-14, 2007.
• 16. C. Qijin, N. Xiaoji, Z. Lili, Z. Tisheng, X. Fuqin, L. Yi, L. Jingnan, “A railway track geometry measuring trolley system based on aided INS”, Sensors 18 (2): 538, 2018.
• 17. Y. Naganuma, T. Yasukuni, T. Uematsu, “Development of an inertial track geometry measuring trolley and utilization of its high-precision data”, International Journal of Transport Development and Integration 3 (3): 271-285, 2019.
• 18. W. Koc, ”New transition curve adapted to railway operational requirements”, Journal of Surveying Engineering 145 (3): 04019009, 2019.
• 19. R. J. Grabowski, ”Kształtowanie geometryczne krzywych przejściowych w drogach kołowych, kolejowych i trasach wodnych”, Rozprawy Naukowe 38, Białystok: Wydawnictwa Politechniki Białostockiej, 1996.
• 20. A. Kobryń, ”Polynomial solutions of transition curves”, Journal of Surveying Engineering 137(3): 71-80, 2011.
• 21. A. Kobryń, “New solutions for general transition curves”, Journal of Surveying Engineering 140(1): 12-21, 2014.
• 22. A. Kobryń, “Universal solutions of transition curves”, Journal of Surveying Engineering 142(4): 04016010, 2016.
• 23. A. Kobryń, ”Transition curves for highway geometric design”, Springer International Publishing, Series: Springer Tracts on Transportation and Traffic, 14, 2017.