RYS HISTORYCZNY, ZAKRES STOSOWANIA

Transkrypt

1 Katedra Mostów i Kolei dr inż. Jacek Makuch WYKŁAD 1 RYS HISTORYCZNY, ZAKRES STOSOWANIA METODY KOMPUTEROWE W DROGACH KOLEJOWYCH studia II stopnia, specjalność ITS, semestr 1 rok akademicki 2017/18

2 RYS HISTORYCZNY

3 ABAKUS deska z wyżłobionymi rowkami, które symbolizowały kolejne potęgi dziesięciu używane w Rzymie i Grecji od 440 p.n.e. do XVIII wieku w wielu krajach Europy prekursor liczydła i maszyn liczących obliczeń dokonywano poprzez wkładanie i przekładanie kamyków w rowkach (zasada liczenia była taka sama jak na liczydle)

4 PASCALINA maszyna licząca zaprojektowana przez francuskiego matematyka i filozofa Blaise Pascala około 1645 roku umożliwiała jedynie dodawanie i odejmowanie liczb

5 LEBENDIGE RECHENBANK (żywa ława do obliczeń) maszyna licząca (mechaniczny kalkulator) zaprojektowana i wykonana przez Niemca Gottfrieda Wilhelma Leibniza w 1671 roku umożliwiała odejmowanie, mnożenie, dzielenie i wyprowadzanie pierwiastków kwadratowych

6 maszyny liczące ABRAHAMA JAKUBA STERNA od 1810 roku wykonywały cztery podstawowe działania arytmetyczne i potrafiły również wyciągać pierwiastki kwadratowe ich konstruktor: polski Żyd, zegarmistrz, mechanik (samouk), konstruktor i uczony, wynalazca

7 Z3 pierwszy działający, w pełni automatyczny komputer o zmiennym programie zbudowany przez niemieckiego inżyniera Konrada Zuse w 1941 roku na bazie jego wcześniejszej, mechanicznej konstrukcji, Z1 maszyna była wykorzystywana w czasie wojny do obliczeń niezbędnych przy projektowaniu skrzydeł Z1 był maszyną mechaniczną, a Z3 przekaźnikową lecz posiadały identyczną organizację wykonywały tylko dodawanie, odejmowanie, mnożenie, dzielenie i pierwiastkowanie na binarnych liczbach zmiennoprzecinkowych przechowywanych w 64 słowach pamięci Program zapisany był na ośmiokanałowej taśmie perforowanej i wykonywany w miarę wczytywania. Dla realizacji pętli należało końce taśmy skleić w pętlę. Dane były wprowadzane przez klawiaturę a wynik odczytywany z wyświetlacza

8 ZX SPECTRUM, ATARI pierwsze komputery osobiste w Polsce lata 80-te

9 MERITUM, UNIPOLBRIT pierwsze komputery osobiste produkcji polskiej Unipolbrit polski komputer domowy wzorowany na Timex 2068, produkowany we współpracy firmy polonijnej PZ Polbrit International i gdańskiej firmy Unimor z elementów sprowadzanych z Portugalii Meritum I, II, III seria komputerów o architekturze 8-bitowej, produkowanych w latach osiemdziesiątych XX wieku przez Zakłady Urządzeń Komputerowych Mera-Elzab w Zabrzu

10 COMMODORE, AMIGA prawie jak IBM Amiga 500 (1987) Commodore 1000 (1984)

11 IBM PC 5150 platforma komputerów osobistych zapoczątkowana 12 sierpnia 1981

12 MET. KOMP. W DROG. KOL. rys hist.

13 MET. KOMP. W DROG. KOL. w dwóch formach: w dydaktyce jako uzupełnienie materiału innych przedmiotów (do roku 1995) jako autonomiczny przedmiot: w latach "Komputerowe wspomaganie projektowania dróg kolejowych" w wymiarze 1 godz. wykładu + 1 godz. ćwicz. lab. (w pokojach pracowników) po roku "Metody komputerowe w drogach kolejowych" w wymiarze 1 godz. wykładu + 2 godz. ćwicz. lab. (w pracowni komputerowej)

14 ZAKRES STOSOWANIA 1.Projektowanie 2.Utrzymanie 3.Automatyka i SRK 4.Inżynieria ruchu kolejowego 5.Badania naukowe

15 1. PROJEKTOWANIE PROGRAMY GRAFIKI INŻYNIERSKIEJ (wspomagające wykonywanie rysunków technicznych)

16 AUTOCAD produkt firmy AUTODESK (USA), format pliku: DWG pierwowzorem był MicroCAD umożliwiający projektowanie dwuwymiarowe, na 8-bitowym komputerze firmy IBM (Marinchip 9900), oferowany za cenę 15 dolarów (przy cenie komputera 1000$)

17 MICROSTATION produkt firmy BENTLEY (USA), format pliku: DGN zastosowanie: architektura, budownictwo, inżynieria lądowa, geodezja, GIS, kartografia, mechanika, przemysł, telekomunikacja

18 CARD/1 produkt firmy IB&T GmbH (Niemcy - Norderstedt koło Hamburga), od 1996 r. polski dystrybutor: CARD/1-POL z Gdańska/Gdyni zastosowania: inżynieria lądowa i geodezja

19 ISTRAM produkt firmy Buhodra Ingenieria S.A. (Hiszpania), polski dystrybutor ISTRAM-Polska (Warszawa) zastosowanie: inżynieria lądowa

20 GRAF 2000 i GRAF CAD produkty firmy Graf-Soft (Polska, Warszawa) przyczyna pojawienia się - brak programów polskojęzycznych (początek lat 90-tych) wysoko oceniane i nagradzane

21 OBIEKTOWE SYSTEMY GRAFIKI INŻYNIERSKIEJ (projekt jest tworzony w bazie danych, programy grafiki inżynierskiej wykorzystuje się jedynie do wizualizacji wyników projektowania)

22 PARIS Parametric Information System tworzenie projektu ORACLE, wizualizacja - MICROSTATION system zaoferowany w 2001 r. przez wrocławską firmę SHH dla berlińskich zakładów energetycznych BEWAG AG

23 SPECJALISTYCZNE APLIKACJE DO PROJEKTOWANIA DRÓG KOLEJOWYCH

24 Różnica: (w stosunku do programów grafiki inżynierskiej) punktem wyjścia jest numeryczny model terenu określamy przebieg trasy w planie i profilu oraz kształt przekroju normalnego program sam generuje korpus trasy w przestrzeni trójwymiarowej oraz rysunki w planie, profilu, przekroju Cechy: automatyzacja wykonywania całych rysunków (np. przekrojów poprzecznych) bądź ich części (np. opisów planu sytuacyjnego) biblioteki elementów infrastruktury kolejowej - np. rozjazdów programy wspomagania obliczeń elementów infrastruktury kolejowej - np. kalkulatory torowe

25 CIVIL3D produkt firmy AUTODESK (USA), dla AUTOCAD-a, od 2003 roku zastosowanie: inżynieria lądowa nie posiada modułów typowo kolejowych (projektanci kolejowi wykorzystują moduły drogowe)

26 INRAIL / BENTLEY RAIL TRACK produkt firmy (kiedyś Intergraph) obecnie Bentley dla MICROASTATION i AUTOCAD-a, do projektowania dróg kolejowych

27 FERROVIA produkt firmy CGS (Słowenia), polski dystrybutor APLIKOM (Łódź) dla AUTOCADA-a, do projektowania dróg kolejowych referencje: Koleje Słoweńskie (od 2006), Macedoński Departament Kolejowy (od 2007), Dopravoprojekt ze Słowacji (od 2009)

28 CARD/1-KOLEJE produkt firmy IB&T GmbH (Niemcy - Norderstedt koło Hamburga), od 1996 r. polski dystrybutor: CARD/1-POL z Gdańska/Gdyni dla CARD/1 albo AUTOCAD-a, do projektowania dróg kolejowych

29 ISPOL produkt firmy Buhodra Ingenieria S.A. (Hiszpania), polski dystrybutor ISTRAM-Polska (Warszawa) do projektowania dróg kołowych i szynowych (budowle liniowe) dla ISTRAM-a, możliwość importu z formatów AUTOCAD-a i MICROSTATION

30 VESTRA BAHN produkt firmy AKG Software Consulting GmbH (Niemcy) dla AUTOCAD-a polski dystrybutor CAD Software Consulting (Tychy)

31 NOVAPOIN RAILWAY produkt firmy VIANOVA SYSTEMS AS (Norwegia)

32 Biblioteka Elementów Układów Torowych produkt polskiej firmy PROCAD dla AUTOCAD-a

33 RAILAB program Roberta Wojtczaka absolwenta specjalności kolejowej studiów magisterskich na Politechnice Wrocławskiej

34 WSPOMAGANIE OBLICZEŃ: odwodnień (w ofertach producentów systemów odwodnień) wzmocnień podtorza (w ofertach producentów geosyntetyków) stateczności skarp układów geometrycznych połączeń torów (programy prof. Bałucha)

35 GRAFICZNE OPRACOWANIE DOKUMENTACJI OPISOWEJ: tekst (WORD) zestawienia (EXCEL, ACCESS)

36 PROJEKTOWANIE ORGANIZACJI ROBÓT (opracowanie procesów technologicznych) PROGRAMY METOD PLANOWANIA SIECIOWEGO: CPM (Critical Path Method) PERT (Project Evaluation and Review Technique)

37 KOSZTORYSOWANIE

38 NORMA produkt polskiej firmy Athenasoft (Warszawa) posiada katalogi norm dla torowych robót kolejowych i tramwajowych

39 2. UTRZYMANIE DRÓG KOLEJOWYCH SYSTEMY WSPOMAGANIA ZARZĄDZANIA (ewidencji danych)

40 PLK Paszportyzacja Linii Kolejowych system ewidencji danych o infrastrukturze kolejowej opracowany przez Okręgowy Ośrodek Informatyki Dolnośląskiej Dyrekcji Okręgowej Kolei Państwowych w początku lat 90-tych

41 SKPZ System Kierowania Przewozami i Zarządzania następca Paszportyzacji, o szerszym zakresie stosowania paszportyzacja miała być jednym z jego modułów jego wdrażanie zatrzymała restrukturyzacja kolei po 1995 r.

42 SMOK System Zarządzania Mostami Kolejowymi system wspomaga zarządzanie inżynierskimi obiektami kolejowymi Zakład Mostów PWr, BOGART Sp. z o.o., Universal Systems S.C z wykorzystaniem Accessa firmy Microsoft

43 SZOK System Zarządzania Obiektami Komunikacyjnymi analogiczny system dla administracji drogowej

44 Railway Asset Inventory system ewidencji danych o infrastrukturze kolejowej produkt firmy Suntech S.A. z Warszawy w 2015 r. - w ofercie firmy; obecnie - NIE

45 SILK System Informacji o Liniach Kolejowych inna nazwa (wcześniej używana): Liniowy System Referencyjny produkt firmy SHH, dla Microstation obecnie wykorzystywany przez PKP

46 OPTRAM Rail Infrastructure Management produkt firmy Optram (USA), obecnie w ofercie Bentley a

47 SYSTEMY WSPOMAGANIA DECYZJI (eksperckie)

48 opracowane w CNTK KLAN - KLAsyfikacja torów i rozdział nakładów na utrzymanie Nawierzchni (wersja ) UNIP - Ustalenie Nacisków I Prędkości (dos-1992; windows-2003) DONG - Decyzje O Naprawach Głównych (1993) ORMOD - ORganizacja kolejowych przedsięwzięć MODernizacyjnych DIAGNOS - DIAGNOStyka toru bezstykowego DIRO - Diagnostyka Rozjazdów DP - Diagnostyka Podtorza (wersje: ; ; ) QP - ocena jakości robót Podtorzowych (1996) (Q - quality - jakość) WARKIN - wybór WARtości KINematycznych DIMO - Diagnostyka przedmodernizacyjna (wersje: 1996, 1998) SONIT - System Oceny NIerówności Toru (wersja ) JAKON - ocena JAKOści robót Nawierzchniowych ( ; ) AKONT - Analiza KOincydencji Nierówności Toru SOHRON - System Określania Hierarchii RObót Nawierzchniowych (2002) SOKON - System Oceny stanu KONstrukcji nawierzchni (2002) DOSZ system wspomagania Decyzji O SZlifowaniu szyn (2004) kolorem niebieskim wyróżniono systemy w posiadaniu PWr systemy podkreślone autorstwa dr Eugeniusza Skrzyńskiego (pozostałe autorstwa lub współautorstwa prof. Henryka Bałucha) kursywą systemy, które stały się modułami innych (większych)

49 pozostałe KOMPLAN - KOMputerowe PLANowanie napraw nawierzchni (w oparciu o pomiary drezyną EM120 - Politechnika Gdańska, dr Nowakowski, 1992)

50 OPROGRAMOWANIE URZĄDZEŃ

51 DIAGNOSTYCZNYCH toromierze mikroprocesorowe drezyny i wagony pomiarowe

52 DO ROBÓT TOROWYCH podbijarki pociągi wymiany nawierzchni, napraw podtorza pulpit pociągu wymiany nawierzchni P190 firmy MATISA

53 3. AUTOMATYKA i STEROWANIE RUCHEM KOLEJOWYM

54 Przejście od technik: analogowych do komputerowych

55 4. INŻYNIERIA RUCHU KOLEJOWEGO

56 SOUT System Oceny Układów Torowych ocena przepustowości autor: prof. Woch (Politechnika Śląska)

57 5. BADANIA NAUKOWE

58 Oprogramowanie urządzeń pomiarowych Matematyczne opracowanie wyników eksperymentu (Statistica, Excel) Obliczenia wytrzymałościowe - programy MES (Ansys, Cosmos, Solidworks, Robot) Techniki optymalizacyjne, systematycznego przeszukiwania, programowania liniowego Symulacja komputerowa przy opracowywaniu nowych rozwiązań: konstrukcji torów (przytwierdzenie SB3, przytwierdzenie szyn w metrze warszawskim) procesów technologicznych (badanie niezawodności) dr Obuchowicz, Politechnika Krakowska