mkwik wykład 12 - budowa w12.pdf · budowa metody komputerowe w inżynierii komunikacyjnej dr...

Budowa

Metody komputerowe

w inżynierii komunikacyjnej

dr inż. Tadeusz Zieliński

doc. WIL

r. ak. 2017/18

źródło: TOPCON Machine control and Survey Solutions

Układ wykładu

systemy do zarządzania procesem budowy

– sieci powiązań

wytyczenie trasy (programy geodezyjne,

nowoczesne przyrządy geodezyjne, GPS):

programy dla urządzeń mobilnych – program do

tyczenia, robót ziemnych itp. prac w terenie

sterowanie maszynami

zdalna kontrola maszyn

zdalne zarządzanie jakością

literatura

Sterowanie maszynami

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 działaniaw 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

(lub 2 wytyczone linie – lewa i prawa krawędź)

– systemy 2D

numeryczny model projektowanego terenu

– systemy 3D


Systemy 2D

zasada działania

stosowane urządzenia

zastosowanie:

place

drogi o małej

liczbie łuków

pionowych


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



kontrola 1 linii (laser) i spadku




kontrola 2 linii



Systemy 2D – stosowane urządzenia

czujniki laserowe

czujniki ultradźwiękowe

czujniki spadku


Systemy 2D – stosowane urządzenia

panel kontrolny



Systemy 3Dzasada działania – odwzorowany NMT

kształtowanej powierzchni

zastosowanie – nieograniczone; możliwość

odwzorowania dowolnej powierzchni

źródła danych o NMT

rodzaje (stosowane technologie):

LPS – Local 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



Systemy 3D – GPS

pomiary wg globalnego układu

odniesienia WGS 84

dokładność

urządzenia


ocena:

niezbyt dokładny

wygodny w stosowaniu


Systemy 3D – GPS; dokładność

błąd +-3 cm

88,85

88,86

88,87

88,88

88,89

88,9

88,91

88,92

88,93

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000


Systemy 3D – GPS; urządzenia

antena GPS+

odbiornik GPS+

panel kontrolny 3D

radiomodem


Systemy 3D – GPS; zastosowanie

spycharka



Systemy 3D – GPS; zastosowanie

koparka



Systemy 3D – mmGPS

pomiary:X,Y wg globalnego układu odniesienia WGS 84

Z wg niwelatora laserowego pasmowego

dokładność 6 mm

urządzenia – GPS + niwelator laserowy


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°

30 m 300 m

10 m

Niekonieczne znalezienie wiązki laserowej


Systemy 3D – mmGPS;

niwelator laserowy typowy i pasmowyNiwelator laserowy

Konieczne 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



Systemy 3D – mmGPS; zastosowanie

rozściełacz



Systemy 3D – zastosowanie


GPS mmGPS LPS

równiarka + + +

spycharka + + +

koparka + - -

rozściełacz - + +

frezarka - + +


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]


0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

GPS mmGPS LPS


Ocena; łatwość użycia [%]


0

20

40

60

80

100

120

GPS mmGPS LPS


Ocena; łatwość pracy [%]


0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

GPS mmGPS LPS


Zastosowanie

systemy 2D:

parkingi, place

dość powszechne

systemy 3D:

rodzaj zależy od:

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/pl/systemy-sterowania-

maszyn

http://www.scanlaser.pl

D. Bartoszek – Systemy satelitarnego

śledzenia pojazdów w drogownictwie,

Magazyn Autostrady 3/2008

http://www.tpi.com.pl/pl/systemy-sterowania-maszyn

http://www.scanlaser.pl/

mkwik wykład 12 - budowa w12.pdf · budowa metody komputerowe w inżynierii komunikacyjnej dr...

Documents