Charakterystyka systemu pomiaru szlaków kolejowych GEDO CE zastosowanego podczas modernizacji linii nr 4 E65

Transkrypt

1 GABARA Grzegorz 1 POMIANKOWSKA-WRONKA Anna 1 TANAJEWSKI Dariusz 1,2 TYSZKO Arkadiusz 1,2 Charakterystyka systemu pomiaru szlaków kolejowych GEDO CE zastosowanego podczas modernizacji linii nr 4 E65 WSTĘP W związku ze stale pogarszającym się stanem kolejowej struktury technicznej wywierana jest presja na spółce PKP o prowadzenie prac modernizacyjnych infrastruktury kolejowej. Należenie do Wspólnoty Europejskiej wymusza dostosowanie infrastruktury kolejowej do standardów europejskich. Efektem tego były prowadzone prace modernizacyjne na linii nr 4 E65. Wykonywane prace służyć miały poprawie spokojności biegu pociągu, skróceniu czasu podróży oraz zwiększeniu prędkości maksymalnej. Dlatego też nie bez znaczenia pozostawało tempo w jakim prace były wykonywane. Aby to było możliwe niezbędne były zautomatyzowane prace geodezyjne kompatybilne ze specjalistycznymi maszynami torowymi. W artykule przedstawiona zostanie charakterystyka oraz możliwości wykorzystania systemu pomiaru szlaków kolejowych GEDO CE podczas prac modernizacyjnych na linii nr 4 E SYSTEM POMIARU SZLAKÓW KOLEJOWYCH GEDO CE Prace modernizacyjne linii PKP prowadzone w wąskim zakresie przy obsłudze geodezyjnej korzystającej z klasycznych metod pomiarowych są czasochłonne. Ponadto zazwyczaj podczas takich prac potrzeba zamknąć ruch kolejowy na linii na kilka dni lub wykonywać pracę w bardzo małych fragmentach. Podczas modernizacji linii kolejowej nr 4 Centralnej Magistrali Kolejowej taka obsługa była niemożliwa. Charakterystyka szlaku kolejowego zmuszała do wykonywania prac związanych ze zmianą warunków geometrycznych torów nocą. Odpowiednim rozwiązaniem tego problemu stało się zastosowanie systemu mobilnego GEDO CE, który używany może być w każdych warunkach (zarówno w nocy jak i w dzień oraz podczas słabych warunków atmosferycznych). System ten składa się z jednego lub dwóch toromierzy w zależności od wykonywanych prac. Podczas pomiaru jednocześnie rejestrowane są obserwacje z: czujników (pochyłomierza oraz szerokościomierza), pomiarów tachimetrycznych ze stacji robotycznej. W ten sposób otrzymujemy parametry geometryczne toru powiązane z trójwymiarowymi współrzędnymi, które odniesione są do Kolejowej Osnowy Specjalnej zlokalizowanej na słupach trakcyjnych. System GEDO CE wykorzystywany jest do pomiarów przedprojektowych jako system jedno wózkowy Gedo REC. Pomiar taki prezentowany jest na fotografii 1. 1 Międzynarodowe Koło Naukowe Geodezji Satelitarnej i Nawigacji GeoSiN, Heweliusza 5, Olsztyn, mkn.geosin@kgsin.pl 2 Katedra Geodezji Satelitarnej i Nawigacji, Heweliusza 5, Olsztyn, 310

2 Fot. 1. Pomiar systemem GEDO CE przy użyciu jednego toromierza. Źródło: zdjęcie udostępnione przez firmę GEOPLAN. Pomiary przedmodernizacyjne i eksploatacyjne prowadzone są w oparciu o system składający się z dwóch toromierzy Gedo Vorsys. System ten przedstawiony jest na fotografii 2. Fot. 2. Pomiar systemem GEDO CE przy użyciu dwóch toromierzy. Źródło: zdjęcie udostępnione przez firmę GEOPLAN. Pomiar systemem Gedo Rec odbywa się metodą STOP & GO w interwale 20,00 m. W trybie jednego toromierza otrzymujemy obserwacje w oparciu o pomiar wcześniej zorientowanej (do KOS), wolnostojącej stacji robotycznej do sztywnie przymocowanego pryzmatu wózka pryzmatycznego. Efektem takiego pomiaru jest rejestracja współrzędnych lewej i prawej szyny oraz osi toru 311

3 kolejowego, a także rozstawu szyn. Obraz tego co widzi operator przedstawione zostało na rysunku 3, zaś to co jest rejestrowane na rysunku 4 (dane przedstawione w programie Gedo Office 2.0). Rys. 3. Menu systemu Gedo Rec. Źródło: zdjęcie własne. Rys.4. Dane zarejestrowane z pomiaru Gedo Rec przedstawione w Gedo Office. Źródło: zdjęcie własne. Pomiary systemem toromierzy Gedo Vorsys wykonywane są po wykonaniu dokumentacji projektowej i określeniu nowej geometrii i przebiegu torów (wprowadzone korekty promieni łuków). Pomiar taki jest zorientowany (nawiązany) do Kolejowej Osnowy Specjalnej i w oparciu o wcześniej zaimplikowany (wprowadzony i przetworzony) projekt. Polega na rejestracji danych niezbędnych do wyniesienia projektu w teren. Przeprowadzany może być dwoma metodami: STOP & GO, polegającą na rejestracji danych po zatrzymaniu się toromierza pryzmatycznego, kinematyczną, polegającą na ciągłej rejestracji danych z wcześniej ustawionym interwałem pomiarowym. 312

4 Okno rejestratora przedstawia rysunek 5. Informacje jakie może odczytać operator to kilometraż, nasunięcie (różnica stanu faktycznego od projektowanego w płaszczyźnie poziomej), podbicie dla obu szyn osobno (różnica stanu faktycznego od projektowanego w płaszczyźnie pionowej), przechyłkę, położenie punktów głównych geometrii toru, rozstaw oraz wybraną szynę referencyjną. Rys. 5. Menu systemu Gedo Vorsys. Źródło: zdjęcie własne. Dane z pomiaru rejestrowane są w pliku o rozszerzeniu *.hv, który odczytać można zwykłym notatnikiem. W pliku tym zarejestrowane są również dane nawiązania do KOS. Otwarty plik przedstawiony został na rysunku 6. Rys. 6. Plik pomiarowy Gedo Vorsys. Źródło: zdjęcie własne. Warto zauważyć, że plik pomiarowy generowany jest podczas pomiaru stale (tzn. dopisywane są kolejne linie wartości z każdym pomiarem) dlatego nie ma najmniejszego problemu by zgrać go w każdej chwili. Jest to dużym plusem, gdyż nie trzeba kończyć pomiaru, by moc w tym samym czasie opracowywać dane, które posłużą jako plik wsadowy do zelektryfikowanej podbijarki CSM 0932 lub Unimat 4s. Podczas pomiarów eksploatacyjnych na linii nr 4 CMK usprawniało to znacznie prace. Gdy dany fragment charakteryzował się dużymi podbiciami i nasunięciami należało korygować tor w dwóch przejazdach. Metoda opracowywania danych w trakcie podbicia pozwalała na modernizację bez przestoju maszyn, ze względu na to, że po pierwszym przejeździe maszyn wygenerowany był już plik wsadowy z fragmentu toru, a gdy pomiar został dokończony dogrywano pozostałą część danych. Taka systematyka prac pozwalała wykonanie nawet 5 km podbicia toru w jedną noc. Plik wsadowy przedstawia rysunek 7. Generowanie go odbywa się w programie Gedo Tamp i trwa około 5 minut dla odcinka około 3 km. Warto zauważyć, że przy dłuższych fragmentach toru kolejowego przetworzenie danych (mierzonych z interwałem 1,00 m) obciąża znacznie komputer. Rysunek 8 ilustruje opracowanie danych pomiarowych. Plik wsadowy generowany na podstawie danych może mieć zupełnie różny od nich interwał. Funkcja jest o tyle przydatna, że podbijarka nie potrzebuje pomiaru z taką częstotliwością jaka potrzebna jest do obliczenia podstawowych parametrów geometrycznych torów kolejowych. 313

5 Rys. 7. Plik wsadowy do podbijarki. Źródło: zdjęcie własne. Rys. 8. Generowanie pliku do podbijarki w programie Gedo Tamp. Źródło: zdjęcie własne. Następnymi etapami prac związanymi z obsługą prac modernizacyjnych było tworzenie dokumentacji z pomiarów eksploatacyjnych niezbędnej do otwarcia ruchu na modernizowanym torze. W tym celu zostały opracowane specjalne formularze do obliczania parametrów geometrycznych torów kolejowych. Niestety instrukcje kolejowe nie zawierają charakterystyki wykonywania zarówno pomiarów jak i dokumentacji przy użyciu systemów mobilnych. Dlatego opracowane druki musiały odpowiadać tym z toromierza elektronicznego. 314

6 WNIOSKI I PODSUMOWANIE Dzięki poprawieniu warunków geometrycznych linii nr 4 (CMK) E65 podróż jest znacznie bardziej komfortowa i przede wszystkim szybsza. Inwestycja wykonana została w ramach projektu TEN T 2009 PL P na odcinku Grodzisk Mazowiecki Zawiercie. Realizowana była w 50% z budżetu państwa i w 50% z funduszu transeuropejskich sieci transportowych. Niewątpliwie prace modernizacyjne bez zautomatyzowanej obsługi geodezyjnej nie byłyby możliwe. System pomiaru szlaków kolejowych GEDO CE znacznie podniósł wydajność prac geodezyjnych, zarówno przedprojektowych jak i przedmodernizacyjnych, i eksploatacyjnych. Warto zauważyć, że zwłaszcza te ostatnie pomiary, realizowane są w dowolnych warunkach a co za tym idzie nie istnieją przestoje podczas prac modernizacyjnych ze względu na brak możliwości pomiarowej. Warto również zwrócić uwagę, że pomiary wykonywane systemami mobilnymi dopuszczonymi przez instrukcje kolejowe (zapisem o możliwości użyciu sprzętu pomiarowego nowszego spełniającego odpowiednie dokładności [1]), nie są scharakteryzowane tak jak pomiary innymi starszymi urządzeniami. Brak odpowiedniej dokumentacji prowadzi w niektórych przypadkach do nieporozumień z inspektorami nadzorującymi prace modernizacyjne. Dlatego pożądane byłoby stworzenie nowych ram programowych odnośnie wykonywania pomiarów podstawowych parametrów geometrycznych torów kolejowych systemami wózków pomiarowych. Tak jak wykonane jest to w Niemczech, gdzie nie może być realizowana żadna praca na terenach kolejowych Deutsche Bahn, bez wstępnie przeprowadzonego pomiaru systemem mobilnym. Streszczenie W niniejszym opracowaniu zaprezentowano geodezyjne pomiary kolejowe wykonywane przy użyciu systemu pomiaru szlaków kolejowych GEDO CE podczas modernizacji linii kolejowej nr 4 (CMK) E65 na odcinku Grodzisk Mazowiecki Zawiercie, wykonanego podczas realizacji projektu TEN T 2009 PL P. Zwraca się szczególną uwagę na pomiary eksploatacyjne oraz brak instrukcji i wytycznych technicznych, które by je charakteryzowały. Opisana jest również charakterystyka pomiaru przy użyciu systemu podczas pomiarów przedprojektowych z użyciem jednego toromierza systemu GEDO CE oraz pozyskiwane dane. Przedstawiono rejestrację danych z pozycji zarówno operatora jak i z pozycji opracowania kameralnego w programie Gedo Office. Scharakteryzowano również pomiary z użyciem dwóch toromierzy systemu GEDO CE oraz opracowywanie wyników tych pomiarów w programie Gedo Tamp. Zwrócono uwagę na proces generowania plików wsadowych do elektronicznych podbijarek. Characteristics of mobile system GEDO CE used in modernization Rail Line No. 4 E65 Abstract The article is bringing up the subject of geodetic railway measurements with mobile system GEDO CE used in the modernization of Rail Line No. 4 E65 section Grodzisk Mazowiecki Zawiercie, made during project TEN T 2009 PL P realization. Giving special attention to operational measurements and the lack of instructions and technical guidelines that specify them. Also described characteristics of measurements before project with use one trolley of mobile system GEDO CE and present data registration from field operator and office operator position. Article also introduces measurements with use two trolleys of mobile system GEDO CE and works related to the elaboration of data and generating batch files. BIBLIOGRAFIA 1. Instrukcja o dokonywaniu pomiarów, badań i oceny stanu torów Id 14 (D 75). PKP Polskie Linie Kolejowe S.A. Warszawa Standardy Techniczne: szczegółowe warunki techniczne dla modernizacji lub budowy linii kolejowych do prędkości V max 200 km/h (dla taboru konwencjonalnego) / 250 km/h (dla taboru z wychylnym pudłem), TOM I XVI wersja 1.1. PKP Polskie Linie Kolejowe S.A. Warszawa

7 3. Warunki Techniczne utrzymania nawierzchni na liniach kolejowych Id 1 (D 1). PKP Polskie Linie Kolejowe S.A. Warszawa Załącznik do zarzadzenia nr 20/2010 Zarządu PKP Polskie Linie Kolejowe S.A.: Rodzaje i obieg dokumentacji geodezyjno-kartograficznej wykonywanej na poszczególnych etapach modernizacji linii kolejowych Ig 1. Warszawa Zarządzenie Nr 144 w sprawie ustalenia Instrukcji o organizacji i wykonywaniu pomiarów w geodezji kolejowej D 19. PKP Polskie Linie Kolejowe S.A. Warszawa