Monitoring kolei i nowy szablon Leica GeoMoS Railway

Autorzy: Madalina Craciun, Lidija Spiranec, Steve Thurgood, Megan Hansen

Przy stale rosnącej liczbie przewozów kolejowych, linie kolejowe muszą utrzymywać rosnącą liczbę osób i towarów w bezpiecznym i zgodnym z harmonogramem ruchu. Jednak gdy starzejąca się infrastruktura, niestabilność geologiczna, pobliskie prace budowlane lub inne czynniki powodują ruchy w dowolnej części linii kolejowej - od torów po infrastrukturę pomocniczą - wpływ może być ogromny.

Weźmy pod uwagę 12-wagonowy pociąg o masie do 1000 ton metrycznych, poruszający się z prędkością 300 km na godzinę: napotykając nawet niewielkie zmiany w torze, pociąg może się wykoleić, ulec awarii lub rozbić. W najgorszym przypadku zagraża to życiu ludzkiemu, a w najlepszym powoduje znaczne opóźnienia i wysokie koszty dla przedsiębiorstwa kolejowego. Skutki odczuwają pasażerowie i firmy, które polegają na czynnych liniach kolejowych, dostarczających pasażerów i towary na czas i w nienaruszonym stanie.

Regularne monitorowanie linii kolejowej i konstrukcji wsporczych dostarcza informacji, które inżynierowie, operatorzy sieci i zarządcy infrastruktury wykorzystują do ograniczania tego ryzyka i promowania bezpieczeństwa. Zintegrowane systemy monitorowania, łączące w sobie bardzo dokładne instrumenty pomiarowe, urządzenia komunikacyjne i zaawansowane oprogramowanie, umożliwiają uzyskanie wiarygodnych informacji o odkształceniach w czasie rzeczywistym.

W tym wywiadzie Madalina Craciun, inżynier produktu Leica Geosystems i ekspert w dziedzinie monitoringu kolei, przedstawia przegląd monitoringu kolei i rozwiązania Leica Geosystems, w tym nową funkcję oprogramowania monitorującego Leica GeoMoS, która usprawnia konfigurację i zwiększa dokładność konfiguracji.

Po co monitorować tory kolejowe i pobliską infrastrukturę?

Typowe czynniki wpływające na kolej

Zmiany geometrii torów i niestabilna infrastruktura kolejowa lub roboty ziemne mogą wynikać z szeregu powiązanych ze sobą czynników.

Kolejowe roboty ziemne, w tym nasypy i wykopy, utrzymują nachylenie torów na minimalnym poziomie, zapewniając sprawną podróż. Jednak ruchy geologiczne, zagrożenia naturalne lub sąsiednie konstrukcje tworzą obszary ryzyka, w których nagłe zdarzenia są bardziej prawdopodobne. Niestabilne zbocze, które zapada się i uwalnia ogromne ilości gleby na tory, może wykoleić pociągi, uszkodzić tory i otaczającą infrastrukturę.

Ponadto prace budowlane lub wykopy w pobliżu linii kolejowych mogą powodować ruchy wpływające na konstrukcje ułatwiające przejazd pociągów. Tunele, mosty, ściany oporowe, maszty lub suwnice, a także samo podłoże torów mogą stać się niestabilne. Na przykład, jeśli obszar otaczający tunel kolejowy przesunie się z powodu wykopów na sąsiednim placu budowy drogi, może to również wpłynąć na tory, uniemożliwiając bezpieczny przejazd pociągów.

Zmiany w pierwotnym położeniu geometrycznym toru, w tym szyny, podkładów, łączników szynowych, podsypki lub podtorza, również stanowią poważne zagrożenie dla pociągów. Starzejące się linie kolejowe i częste przejazdy ciężkich pociągów wpływają na geometrię torów, a także na zmiany podpowierzchniowe, takie jak zmieniający się poziom wody.

Monitorowanie: rozwiązanie zapewniające bezpieczeństwo

Bez względu na przyczynę, odkształcenia mogą stwarzać warunki zagrażające pasażerom, utrudniać operacje kolejowe i prowadzić do opóźnień, które generują koszty.

Aby pomóc w ograniczaniu ryzyka i zapewnić niezawodną infrastrukturę kolejową, systemy monitorowania dostarczają kompletnych informacji o ruchu, umożliwiając właścicielom aktywów lub operatorom podejmowanie szybkich i świadomych decyzji w celu interwencji przed wystąpieniem poważnych zdarzeń. Kluczowe dane dostarczane przez monitorowanie stabilności i stanu strukturalnego kolei umożliwiają inżynierom podejmowanie odpowiednich działań. 

Metody i technologie monitorowania kolei

Geometria toru i stabilność strukturalna

Specyfikacje pomiarowe każdego projektu monitorowania kolei są unikalne i zależą od rodzaju linii kolejowej, jej lokalizacji, prędkości i zastosowania. Metody stosowane do pomiaru geometrii torów i stabilności infrastruktury kolejowej opierają się na poziomie ryzyka, dostępie i interwale pomiarowym lub czasie trwania.

Tory kolejowe, składające się z połączonych ze sobą komponentów, są mierzone pod kątem różnych aspektów, takich jak przechyłka, skręcenie, wyrównanie poziome, skrajnia i wysokość szyny. Te dane dotyczące geometrii torów zapewniają, że tory nie odchyliły się do stanu, który miałby wpływ na bezpieczną eksploatację. Podobnie, konstrukcje i zbocza wspierające tory kolejowe są mierzone pod kątem ruchów.

Geometrię toru można mierzyć przy użyciu tradycyjnych technik, takich jak przechyłki i skrajnie oraz pociągi do pomiaru geometrii toru. Muszą być one jednak obsługiwane ręcznie i wymagają zatrzymania ruchu kolejowego, aby umożliwić bezpieczny dostęp zespołom inżynieryjnym. Geodezyjne czujniki monitorujące, takie jak tachimetry mierzące pryzmaty, mogą być wdrażane zarówno w kampaniach, jak i w zautomatyzowanych konfiguracjach monitorowania, w zależności od wymaganej częstotliwości i rodzajów gromadzenia danych. W przypadku zautomatyzowania metoda ta ma tę zaletę, że dostarcza danych o przemieszczeniach podczas pracy linii kolejowych.

Kompleksowy monitoring Leica Geosystems dla kolei

Rozwiązania Leica Geosystems do kompleksowego monitoringu zapewniają projektom kolejowym najlepszy w swojej klasie sprzęt, oprogramowanie i oryginalne akcesoria, dostarczając wiarygodnych, dokładnych i ciągłych informacji niezbędnych do bezpiecznego funkcjonowania kolei.

Leica TM60, samouczący się tachimetr przeznaczony do monitoringu, może sprostać najbardziej wymagającym pomiarom 3D. TM60 nie tylko automatyzuje pomiary, ale także automatycznie uczy się i rozpoznaje cele, umożliwiając szybszą konfigurację i dokładne obserwacje pryzmatów nawet na dużych obszarach. Podwójne kamery umożliwiają operatorom zdalny podgląd i rozwiązywanie problemów w terenie, a dokładność na poziomie milimetra jest obsługiwana przy dużych odległościach i dużych prędkościach pomiaru. TM60 zapewnia solidną akwizycję danych, która jest podstawą skutecznego monitorowania linii kolejowych.

Po podłączeniu do Leica ComBox60 w celu zarządzania komunikacją i zasilaniem, system monitoringu może pracować 24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu, bez przerw w dostępie do danych, zapewniając absolutną niezawodność. Oprogramowanie i usługi Leica GeoMoS umożliwiają zautomatyzowane, ciągłe gromadzenie, obliczanie i analizowanie danych w czasie rzeczywistym.

W połączeniu, rozwiązanie to ogranicza czas pracy geodety na torze do minimum, umożliwiając jednocześnie pozyskiwanie maksymalnej ilości danych.

Innowacyjne oprogramowanie umożliwiające szybszą konfigurację: Szablon kolejowy GeoMoS

Usprawniony proces roboczy monitorowania kolei

Nowo wydana wersja Leica GeoMoS zawiera Szablon Kolejowy, który skraca czas konfiguracji i poprawia dokładność dzięki scentralizowanej konfiguracji.

Monitorowanie kolei wymaga złożonych obliczeń - a dokładne konfiguracje stanowią podstawę jakości dostarczanych produktów. Ręczne wprowadzanie formuł lub eksportowanie danych do innego oprogramowania w celu wykonania obliczeń nie tylko powoduje opóźnienia w początkowym pozyskiwaniu i obliczaniu istotnych danych, ale także zwiększa prawdopodobieństwo wystąpienia błędów. Nierzetelne obliczenia dostarczają błędnych informacji, które mogą prowadzić do dwóch niepożądanych scenariuszy: albo nie informowania o istotnych ruchach, albo fałszywego informowania o nieistniejących lub nieistotnych ruchach. Oba mogą mieć poważne konsekwencje.

Usuwając ręczne konfiguracje i bez konieczności przeprowadzania pomiarów powykonawczych lub wprowadzania danych projektowych, szablon kolejowy umożliwia operatorom szybsze rozpoczęcie monitorowania i większą pewność obliczeń. Uproszczony proces roboczy przyspiesza konfigurację i poprawia dokładność wprowadzania danych poprzez redukcję błędów.

Operatorzy mogą łatwo skonfigurować wszystkie wymagane obliczenia, które mają być generowane automatycznie. Następnie, gdy pozyskiwane są pomiary tachimetryczne, GeoMoS automatycznie oblicza współrzędne pryzmatu, przemieszczenia i parametry kolejowe, takie jak przechyłka, skręcenie, wyrównanie i inne. Dzięki obliczonym wartościom GeoMoS generuje raporty i zapewnia automatyczne powiadomienia w przypadku przekroczenia zdefiniowanych przez użytkownika progów.

Korzyści dla wszystkich interesariuszy

Dzięki prostej konfiguracji szablonu kolejowego monitorowanie może rozpocząć się wcześniej, a dostawcy mogą z pewnością dostarczać wiarygodne wyniki menedżerom zasobów.

Dodatkowo, im większy projekt, tym większe korzyści. Jeśli na przykład projekt ma setki punktów do zmierzenia, ręczne konfigurowanie obliczeń geometrii szyn może zająć cały dzień. Dzięki szablonowi kolejowemu GeoMoS konfiguracja jest zakończona w ciągu kilku minut, bez możliwości popełnienia błędu przy wprowadzaniu wzoru. Korzyść ta rozciąga się na klientów końcowych, którzy otrzymują wiarygodne informacje umożliwiające szybkie podejmowanie decyzji o koniecznych interwencjach.

Rozwiązania Leica Geosystems od dawna zapewniają skuteczne, wysokiej jakości systemy monitorowania linii kolejowych, z czujnikami i oprogramowaniem zbierającym i obliczającym kompletne dane. Dzięki nowemu szablonowi kolejowemu w GeoMoS, konfiguracje szybko stają się w pełni skonfigurowane, dzięki czemu można rozpocząć istotne pomiary kolejowe i analizę danych, a linie kolejowe mogą działać bezpiecznie.