Metody komputerowe w inżynierii komunikacyjnej Budowa źródło: TOPCON Machine control and Survey Solutions doc. dr inż. Tadeusz Zieliński r. ak. 2009/10
Układ wykładu systemy do zarządzania procesem budowy sieci powiązań wytyczenie trasy (programy geodezyjne, nowoczesne przyrządy geodezyjne, GPS): programy dla palmtopów - program do tyczenia, robót ziemnych itp. prac w terenie sterowanie maszynami zdalna kontrola maszyn zdalne zarządzanie jakością literatura
tradycyjne nowoczesne*: zasada działania systemy 2D systemy 3D ocena zastosowanie * główną podstawą opracowania była prezentacja: Ł. Wójcik (TOPCON) Systemy sterowania maszyn
Tradycyjne pantograf przesuwający się po zniwelowanym drucie rozciągniętym na szpilkach (głównie rozściełacze); stosowany dotychczas zamiast pantografu czytnik ultradźwiękowy źródło: http://www.geopryzmat.com/rowniarki_a.htm
Zasada działania w system sterowania maszyny (hydraulikę) wpięty układ automatycznego sterowania porównuje się w czasie rzeczywistym aktualne położenie maszyny z wymaganym automatyczna korekta elementów maszyny układem odniesienia dla rzeczywistego położenia maszyny jest: wytyczona geodezyjnie linia i pochylenie poprzeczne systemy 2D numeryczny model projektowanego terenu systemy 3D
zasada działania stosowane urządzenia zastosowanie: place drogi o małej liczbie łuków pionowych Sterowanie maszynami Systemy 2D
Systemy 2D zasada działania 2 metody: zdefiniowana jedna linia (linka + czujnik ultradźwiękowy lub laserowo) + kontrola pochylenia lemiesza (czujnik spadku) zdefiniowane 2 linie (dwa czujniki laserowe kontrolujące obydwa końce lemiesza)
Systemy 2D zasada działania; kontrola 1 linii (linka) i spadku źródło: Ł. Wójcik (TOPCON) Systemy sterowania maszyn
Systemy 2D zasada działania; kontrola 1 linii (laser) i spadku źródło: Ł. Wójcik (TOPCON) Systemy sterowania maszyn
Systemy 2D zasada działania; kontrola 2 linii źródło: Ł. Wójcik (TOPCON) Systemy sterowania maszyn
Systemy 2D stosowane urządzenia czujniki laserowe czujniki ultradźwiękowe czujniki spadku
Systemy 2D stosowane urządzenia panel kontrolny źródło: Ł. Wójcik (TOPCON) Systemy sterowania maszyn
Systemy 3D zasada działania odwzorowany NMT kształtowanej powierzchni zastosowanie nieograniczone; możliwość odwzorowania dowolnej powierzchni źródła danych o NMT rodzaje (stosowane technologie): LPS Lokal Positioning System GPS Global Positioning System mmgps zastosowanie
Systemy 3D źródła danych o NMT numeryczny model projektowanego terenu: najpewniejsze najrzadsze plik tekstowy ze współrzędnymi - najczęstsze trasa, niweleta, przekroje poprzeczne
Systemy 3D LPS tachimetr laserowy wyznacza lokalny układ odniesienia dokładność do 6 mm urządzenia przykładowe zastosowanie ocena: dokładny nieco niewygodny w stosowaniu
Systemy 3D LPS; urządzenia tachimetr pryzmat panel kontrolny 3D radiomodem
Systemy 3D LPS; tachimetr laserowy samośledzący z silniczkiem szybki 20 pomiarów/s 1 tachimetr dla każdej maszyny nie można zasłonić wiązki między maszyną a tachimetrem sygnał do maszyny przekazywany optycznie lub radiowo
Systemy 3D LPS; zastosowanie równiarka źródło: Ł. Wójcik (TOPCON) Systemy sterowania maszyn
Systemy 3D GPS pomiary wg globalnego układu odniesienia WGS 84 dokładność urządzenia przykładowe zastosowanie ocena: niezbyt dokładny wygodny w stosowaniu
Systemy 3D GPS; dokładność błąd +-3 cm 88,93 88,92 88,91 88,9 88,89 88,88 88,87 88,86 88,85 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000
Systemy 3D GPS; urządzenia antena GPS+ odbiornik GPS+ panel kontrolny 3D radiomodem
Systemy 3D GPS; zastosowanie spycharka źródło: Ł. Wójcik (TOPCON) Systemy sterowania maszyn
Systemy 3D GPS; zastosowanie koparka źródło: Ł. Wójcik (TOPCON) Systemy sterowania maszyn
pomiary: Sterowanie maszynami Systemy 3D mmgps X,Y wg globalnego układu odniesienia WGS 84 Z wg niwelatora laserowego pasmowego dokładność 6 mm urządzenia GPS + niwelator laserowy przykładowe zastosowanie ocena: dokładny dość wygodny w stosowaniu najdroższy
Systemy 3D mmgps; niwelator laserowy zasada działania: pasmo laserowe zamiast wiązki możliwość współpracy z 4 niwelatorami możliwość jednorazowego zdefiniowania odcinka ponad 2 km
Systemy 3D mmgps; niwelator laserowy pasmowy 20 10 m 30 m 300 m
Systemy 3D mmgps; niwelator laserowy typowy i pasmowy Niwelator laserowy Konieczne znalezienie wiązki laserowej Niekonieczne znalezienie wiązki laserowej
Systemy 3D mmgps; zasięg niwelatory pracują na 4 kanałach zasięg niwelatora ok. 0.8 km zasięg całkowity ponad 2 km
Systemy 3D mmgps; zastosowanie równiarka źródło: Ł. Wójcik (TOPCON) Systemy sterowania maszyn
Systemy 3D mmgps; zastosowanie rozściełacz źródło: Ł. Wójcik (TOPCON) Systemy sterowania maszyn
Systemy 3D zastosowanie GPS mmgps LPS równiarka + + + spycharka + + + koparka + - - rozściełacz - + + frezarka - + + źródło: Ł. Wójcik (TOPCON) Systemy sterowania maszyn
Ocena dokładności wydajności zużycia maszyny kosztów eksploatacji kosztów związanych z obsługą geodezyjną możliwość pracy w każdych warunkach ceny netto: LPS 200 tys. zł mmgps 350 tys. zł
Ocena; dokładność [mm] 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 GPS mmgps LPS źródło: Ł. Wójcik (TOPCON) Systemy sterowania maszyn
Ocena; łatwość użycia [%] 120 100 80 60 40 20 0 GPS mmgps LPS źródło: Ł. Wójcik (TOPCON) Systemy sterowania maszyn
Ocena; łatwość pracy [%] 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 GPS mmgps LPS źródło: Ł. Wójcik (TOPCON) Systemy sterowania maszyn
systemy 2D: Sterowanie maszynami parkingi, place dość powszechne systemy 3D: rodzaj zależy od: Zastosowanie wymaganej dokładności najlepszy LPS i mmgps łatwości obsługi najlepszy GPS i mmgps dopuszczalnych kosztów najtańsze LPS Polska: powszechne przy budowie autostrad najczęściej LPS i GPS mmgps kilka firm
Zdalna kontrola maszyn możliwości: dane o położeniu pojazdu alarm (np. SMS) w przypadku opuszczenia strefy pracy raporty z pracy (zużycie paliwa, motogodziny, liczba kursów, trasy przejazdu, wykorzystanie podzespołów) rozliczanie operatorów kontrola parametrów pracy (obroty i temperatura silnika itp.) wykorzystywane technologie: satelitarne ustalanie pozycji GPRS telefonia komórkowa
Zdalne zarządzanie jakością przebieg procesu: pomiary wykonywane na budowie wyniki przesyłane do centrali (telefonia komórkowa, Internet) wyspecjalizowana, dobrze wyposażona centrala przeprowadza analizy wyniki przesyłane do kierownictwa budowy zalety: wysoka jakość analiz na duże odległości (budowa drogi) przesyłane tylko wyniki pomiarów
Literatura Ł. Wójcik (TOPCON) Systemy sterowania maszyn, prezentacja niepublikowana, 2008 Magazyn Autostrady 7/2004 s. 13 Maszyny budowlane i drogowe. Nowości i trendy. Magazyn Autostrady 8-9/2004, s. 33 http://www.tpi.com.pl http://www.scanlaser.pl D. Bartoszek Systemy satelitarnego śledzenia pojazdów w drogownictwie, Magazyn Autostrady 3/2008