[go: up one dir, main page]

RU2226672C2 - Process testing condition of railway track - Google Patents

Process testing condition of railway track

Info

Publication number
RU2226672C2
RU2226672C2 RU2002114841/28A RU2002114841A RU2226672C2 RU 2226672 C2 RU2226672 C2 RU 2226672C2 RU 2002114841/28 A RU2002114841/28 A RU 2002114841/28A RU 2002114841 A RU2002114841 A RU 2002114841A RU 2226672 C2 RU2226672 C2 RU 2226672C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
railway track
track
coordinate
railway
reference network
Prior art date
Application number
RU2002114841/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002114841A (en
Inventor
С.И. Матвеев
В.-Р.А. Коуги
В.-Р.А. Коугия
Д.С. Манойло
М.М. Железнов
Original Assignee
Московский государственный университет путей сообщения
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Московский государственный университет путей сообщения filed Critical Московский государственный университет путей сообщения
Priority to RU2002114841/28A priority Critical patent/RU2226672C2/en
Publication of RU2002114841A publication Critical patent/RU2002114841A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2226672C2 publication Critical patent/RU2226672C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Machines For Laying And Maintaining Railways (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Abstract

FIELD: diagnostics of railway tracks, automated leveling of plan and profile of railway track in process of its routine upkeep. SUBSTANCE: process testing condition of railway track is realized by way of coordinate referencing of reading of perambulators to reference network with the help of aboard computer installed on machine surfacing track. Reference to coordinate system of reference network is carried out on examined section of railway track. Data base of reference system into which computed coordinates, marks and stakes of datum points with measurement of distances to nearest rail are entered is utilized. Digital model of angles of turn of path of examined railway track is constructed on basis of these data by program. Then coordinate systems of perambulators and reference network are matched. Later exact uninterrupted coordinate model is obtained and used to make judgment on condition of railway track to set it in design or other optimal position. EFFECT: enhanced operational efficiency of railway track machines and mechanisms designed to spot surface track. 2 dwg

Description

Изобретение относится к диагностике железнодорожных путей и может быть использовано для автоматизации выправки плана и профиля железнодорожного пути при текущем их содержании.The invention relates to the diagnosis of railway tracks and can be used to automate the alignment of the plan and profile of the railway track at their current content.

В известном способе выправки (Л-1) железнодорожную кривую размечают вручную, через одинаковые интервалы, измеряют стрелы изгиба от хорд, или координаты оси пути в этих точках. Затем по той, или иной схеме вычисляют проектные данные и сдвижки пути в точках деления кривой. Величины сдвижек вводят в бортовой компьютер выправочной машины, которая и осуществляет выправку кривой в точках деления. При автоматизированной съемке стрел вагоном-путеизмерителем или путеизмерительной системой выправочных машин для достижения необходимой точности определения фактического положения пути требуется привязка системы координат, в которой работает машина, к трехмерной прямоугольной системе координат реперной сети. Для этих целей разработаны специализированные дорогостоящие и к сожалению малоэффективные оптико-электронные устройства (Л-2).In the known straightening method (L-1), the railway curve is marked out manually, at regular intervals, the bend arrows from the chords are measured, or the coordinates of the track axis at these points. Then, according to one or another scheme, design data and track offsets are calculated at the points of division of the curve. The values of the shifts are entered into the on-board computer of the dressing machine, which performs the straightening of the curve at the division points. In automated shooting of arrows by a track-measuring car or a track-measuring system of straightening machines, in order to achieve the necessary accuracy in determining the actual position of the track, the coordinate system in which the machine is working must be linked to a three-dimensional rectangular coordinate system of the reference network. For these purposes, specialized expensive and unfortunately ineffective optical-electronic devices (L-2) have been developed.

Наиболее близким по технической сущности является способ выправки железнодорожного пути, описанный в (Л-1). Он и взят за прототип.The closest in technical essence is the method of straightening the railway track described in (L-1). He is taken as a prototype.

Прототип не обеспечивает точную и эффективную выправку железнодорожного пути в плане и в профиле.The prototype does not provide accurate and effective alignment of the railway track in plan and profile.

Технический результат заявляемого объекта выражается в повышении эффективности работы путевых машин и механизмов, предназначенных для выправки пути.The technical result of the claimed facility is expressed in increasing the efficiency of track machines and mechanisms designed to straighten the track.

Сущность заявляемого изобретения состоит в том, что для выправки железнодорожного пути используют базу данных реперной системы, в которой вычислены координаты, отметки и пикетаж реперов с промерами расстояний и превышений до ближайшего рельса. По этим данным определяют координаты, отметки и пикетаж точек головки рельса, образующих точную цифровую модель рельса (ЦМР) в системе трехмерных прямоугольных координат реперной сети.The essence of the claimed invention lies in the fact that for straightening the railway track, a database of the reference system is used, in which the coordinates, elevations and picket of benchmarks with measurements of distances and elevations to the nearest rail are calculated. According to these data, the coordinates, elevations and picket points of the rail head are determined, forming the exact digital rail model (DEM) in the system of three-dimensional rectangular coordinates of the reference network.

Далее программным путем образуют разреженную двумерную цифровую модель углов поворота трассы (ЦМУ) обследуемого участка пути. Эта разреженная эталонная модель строится по координатам, хранящимся в базе данных реперной системы путем решения обратных геодезических задач. Для этого вычисляют дирекционные углы хорд аi, и острые углы перекрывающихся треугольников еi,, еi+1. Затем определяют двумерный массив точных координат криволинейных полярных координат М вида: М=(ai, si), где si - пикетаж центральной точки i-го участка кривой (см. фиг.1).Then programmatically form a sparse two-dimensional digital model of the track turning angles (CMU) of the examined track section. This sparse reference model is built according to the coordinates stored in the database of the reference system by solving inverse geodetic problems. For this, the directional angles of the chords a i and the acute angles of the overlapping triangles e i ,, e i + 1 are calculated. Then, a two-dimensional array of exact coordinates of the curved polar coordinates M of the form M is determined: M = (a i , s i ), where s i is the picket of the center point of the i-th section of the curve (see figure 1).

Массив М можно представить в виде графика функции a(s). См. фиг.2.Array M can be represented as a graph of the function a (s). See figure 2.

Затем по данным вагона-путеизмерителя или путеизмерительного устройства выправочной машины строят приближенно привязанную к пикетажу s передаточную функцию углов

Figure 00000001
, в которой углы поворота а n i вычисляют по формулеThen, according to the data of the track gauge car or the track measuring device of the straightening machine, the transfer function of the angles, approximately attached to the picket s, is built
Figure 00000001
in which the rotation angles a n i calculated by the formula

Figure 00000002
Figure 00000002

где ƒi+1, ƒi - измеренные стрелы;where ƒ i + 1 , ƒ i are measured arrows;

ds n i - интервал цифрования (расстояние между соседними стрелами);ds n i - digitization interval (distance between adjacent arrows);

ρ=206265″.ρ = 206265 ″.

Наклонные (соответствующие круговым кривым) и горизонтальные (соответствующие прямым) участки графиков аппроксимируют прямыми линиями методом наименьших квадратов. Пересечения прямых образуют две ломанные конфигурации: точную (А В С D Е...) и приближенную (а в с д е...).The inclined (corresponding to circular curves) and horizontal (corresponding to straight) sections of the graphs are approximated by straight lines using the least squares method. The intersections of the lines form two broken configurations: the exact one (A B C D E ...) and the approximate one (a c d e ...).

Далее путем двумерных аффинных преобразований А, переводят конфигурацию (а в с д е...) в точную конфигурацию (А В С Д Е...), что является ключевым моментом автоматизированной привязки координатной системы путеизмерительного вагона (машины). После этого координаты ai, si любой точки конфигурации (а в с д е...) пересчитываются в точные координаты а T i , S T i по известному правилу преобразования векторов из одной координатной системы в другуюFurther, by means of two-dimensional affine transformations A, the configuration (and in the case of ...) is transferred to the exact configuration (A B C D E ...), which is a key point in the automated binding of the coordinate system of a track-measuring car (car). After that, the coordinates a i , s i of any point in the configuration (and since then ...) are converted to the exact coordinates of a T i , S T i according to the well-known rule of transforming vectors from one coordinate system to another

Figure 00000003
Figure 00000003

где А - матрица аффиннного преобразования координат;where A is the affinity coordinate transformation matrix;

n - число точек конфигурации.n is the number of configuration points.

Таким образом, пикетаж путеизмерительного устройства приближенно, с точностью порядка 1 м, совмещают с пикетажем реперной сети. Элементы матрицы аффинных преобразований находят обобщенным методом наименьших квадратов по способу С.И.Матвеева, изложенному, например, в работе - Матвеев С.И. Цифровое трансформирование аэрокосмических снимков с измеренными координатами центров фотографирования /Труды МИИТа, вып.915, 1998, с. 29-31/.Thus, the picket of the travel measuring device is approximately, with an accuracy of about 1 m, combined with the picket of the reference network. The elements of the matrix of affine transformations are found by the generalized least-squares method according to the method of S.I. Matveev, described, for example, in the work - S. Matveev. Digital transformation of aerospace images with the measured coordinates of the centers of photography / Transactions of MIIT, issue 915, 1998, p. 29-31 /.

Путеизмерителем выполнены непрерывные измерения расстояний по рельсовой нити и стрел ƒ при постоянной длине хорды d. Для обработки данных путеизмерителя принимают следующие исходные данные: координаты хнач, yнач некоторой начальной точки ЦМР и ее пикетаж sнач и дирекционный угол αнач предыдущего прямого участка.With the help of a track gauge, continuous measurements of distances along a rail thread and arrows выполнены were performed at a constant chord length d. For processing data track geometry car accept the following inputs: x coordinates beginning, y nach some initial point DTM and its stationing s nach and azimuth α nach previous straight section.

Учитывают следующие соотношения. Изменение направления на длине хорды d равноThe following relationships are taken into account. The change in direction along the length of the chord d is

Figure 00000004
Figure 00000004

Длина кривой, опирающейся на хордуChord-based Curve Length

σ=Rε.σ = Rε.

Связь длины хорды с радиусом кривизныRelationship of chord length with radius of curvature

d=2Rsin(ε/2).d = 2Rsin (ε / 2).

Связь длины кривой с углом поворотаThe relationship of the length of the curve with the angle of rotation

Figure 00000005
Figure 00000005

Производная направления от пикетажаDerived directions from the picket

Figure 00000006
Figure 00000006

По результатам измерения стрел вычисляют дирекционные углы и координаты точек, которые по пикетажу соответствуют контрольным точкам ЦМРBased on the results of measuring the arrows, the directional angles and coordinates of the points are calculated that correspond to the control points of the DEM

Figure 00000007
Figure 00000007

Figure 00000008
Figure 00000008

Figure 00000009
Figure 00000009

Получим второй массив координат для контрольных точек ЦМРWe get the second array of coordinates for control points DEM

Figure 00000010
Figure 00000010

Начальные значения координат контрольных точек ЦМР принимают исходными. При этом вычисляются невязки ƒx=x’-x, ƒy=y’-y, используемые при вычислении координат промежуточных точек.The initial values of the coordinates of the control points of the DEM are taken as the initial ones. In this case, the residuals ƒ x = x'-x, ƒ y = y'-y are calculated, which are used to calculate the coordinates of the intermediate points.

Координаты промежуточных точек вычисляются по формулам (1)-(3) и исправляются поправками δx, δу, получаемыми интерполированием пропорционально расстоянию от предыдущей точки ЦМР между одноименными поправками к предыдущей и последующей контрольным точкам ЦМР.The coordinates of the intermediate points are calculated by formulas (1) - (3) and are corrected by the corrections δx, δу obtained by interpolation in proportion to the distance from the previous DTM point between the corrections of the same name to the previous and subsequent control points of the DEM.

Таким образом, получают высокоточную непрерывную цифровую (координатную) модель рельса, или оси плана пути в системе координат реперной сети с точностью 5-10 мм. Эта модель готова для автоматизированной выправки кривых при введении ее в бортовые компьютеры выправочных машин и механизмов, оснащенных программным обеспечением для выправки пути не по стрелам, а по координатам, что единственно позволяет приводить путь к проектному очертанию.Thus, a high-precision continuous digital (coordinate) model of the rail, or the axis of the path plan in the coordinate system of the reference network with an accuracy of 5-10 mm, is obtained. This model is ready for automated curve straightening when it is inserted into the on-board computers of straightening machines and mechanisms equipped with software for straightening the path not by arrows, but by coordinates, which only allows you to bring the path to the design outline.

Источники информации, принятые во внимание при составлении заявки на изобретение:Sources of information taken into account when drawing up an application for an invention:

1. Технические требования. Специальная реперная система контроля состояния железнодорожного пути в профиле и плане: Технические требования. - М.: МПС РФ, 1998, 29 с.1. Technical requirements. Special reference system for monitoring the condition of the railway track in the profile and plan: Technical requirements. - M.: Ministry of Railways of the Russian Federation, 1998, 29 pp.

2. Попович М.В. Механизированная выправка железнодорожного пути. 2000, 125 с.2. Popovich M.V. Mechanized alignment of the railway track. 2000, 125 p.

Claims (1)

Способ контроля состояния железнодорожного пути, осуществляемый путем координатной привязки показаний путеизмерительных устройств к реперной сети с использованием бортового компьютера, установленного на выправочной машине, отличающийся тем, что на обследуемом участке железнодорожного пути привязку производят к системе координат реперной сети, используя базу данных реперной системы, в которую вводят вычисленные координаты, отметки и пикетаж реперов с промерами расстояний до ближайшего рельса, далее на основе этих данных программным путем строят цифровую модель углов поворота трассы обследуемого участка пути, затем совмещают системы координат путеизмерительного устройства и реперной сети, далее получают точную непрерывную координатную модель, по которой судят о состоянии железнодорожного пути для постановки в проектное или в другое оптимальное положение.A method for monitoring the condition of a railway track, carried out by coordinate reference of readings of measuring devices to a reference network using an on-board computer installed on a straightening machine, characterized in that, on the surveyed section of a railway track, the reference is made to the coordinate system of the reference network using the database of the reference system, in which is entered by the calculated coordinates, elevations and the station of benchmarks with measurements of distances to the nearest rail, then based on these data by building a digital model tracks the rotation angles of the subject of the route section, and then combine puteizmeritelnogo device coordinate system and the reference network, hereinafter prepared continuous accurate coordinate model on which judge the state of the railway track in the design for raising or more optimum position.
RU2002114841/28A 2002-06-06 2002-06-06 Process testing condition of railway track RU2226672C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002114841/28A RU2226672C2 (en) 2002-06-06 2002-06-06 Process testing condition of railway track

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002114841/28A RU2226672C2 (en) 2002-06-06 2002-06-06 Process testing condition of railway track

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2002114841A RU2002114841A (en) 2004-01-27
RU2226672C2 true RU2226672C2 (en) 2004-04-10

Family

ID=32465134

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002114841/28A RU2226672C2 (en) 2002-06-06 2002-06-06 Process testing condition of railway track

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2226672C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2465385C1 (en) * 2011-02-16 2012-10-27 Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" Method to repair and reconstruct railway infrastructure using digital track model
RU2466235C2 (en) * 2011-02-16 2012-11-10 Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" Method for maintenance of railway infrastructure using digital railway model
RU2682953C2 (en) * 2014-10-22 2019-03-22 ХП3 Реал ГмбХ Method for measuring and displaying the track geometry of a track system

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2127543A (en) * 1982-09-20 1984-04-11 Jackson Jordan Inc Track curve lining method and apparatus
RU2030505C1 (en) * 1990-12-04 1995-03-10 Кашников Владимир Николаевич Method for determination of position of railroad track in plan in circular curves
RU2114950C1 (en) * 1997-07-30 1998-07-10 Акционерное общество открытого типа "Промышленно-инвестиционная компания "Прогресс" Method and device for checking status of railway track
RU2165595C1 (en) * 2000-02-02 2001-04-20 Общество с ограниченной ответственностью "ФЭЦИТ" System to conduct topographic survey of roadbed ( versions ) and method of conducting of topographic survey

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2127543A (en) * 1982-09-20 1984-04-11 Jackson Jordan Inc Track curve lining method and apparatus
RU2030505C1 (en) * 1990-12-04 1995-03-10 Кашников Владимир Николаевич Method for determination of position of railroad track in plan in circular curves
RU2114950C1 (en) * 1997-07-30 1998-07-10 Акционерное общество открытого типа "Промышленно-инвестиционная компания "Прогресс" Method and device for checking status of railway track
RU2165595C1 (en) * 2000-02-02 2001-04-20 Общество с ограниченной ответственностью "ФЭЦИТ" System to conduct topographic survey of roadbed ( versions ) and method of conducting of topographic survey

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Специальная реперная система контроля состояния железнодорожного пути в профиле и плане: Технические требования. –М.: МПС РФ, 1998, с.29. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2465385C1 (en) * 2011-02-16 2012-10-27 Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" Method to repair and reconstruct railway infrastructure using digital track model
RU2466235C2 (en) * 2011-02-16 2012-11-10 Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" Method for maintenance of railway infrastructure using digital railway model
RU2682953C2 (en) * 2014-10-22 2019-03-22 ХП3 Реал ГмбХ Method for measuring and displaying the track geometry of a track system

Also Published As

Publication number Publication date
RU2002114841A (en) 2004-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106871880B (en) The method that rib position, half-breadth and height carry out ship closure is calculated using three-dimensional coordinate
CN112166064B (en) Method for Locating Points or Lines of Interest on Railway Tracks
CN113280798A (en) Geometric correction method for vehicle-mounted scanning point cloud under tunnel GNSS rejection environment
CN114390992B (en) Method for determining the actual position of a track and measuring vehicle
CN104634298A (en) Existing railway measuring method based on LIDAR (Light Detection and Ranging) track point cloud data
CN109115204A (en) A kind of fine positioning system and method for navigation vehicle
CN108225286B (en) Pose estimation method for mobile station vehicle-mounted total station
CN117237563B (en) A method and device for constructing three-dimensional geometric shape of rail space
CN106989670B (en) A non-contact, high-precision, large-scale workpiece tracking and measurement method for robot collaboration
CN117604840B (en) Operation common speed railway precise measurement and precise tamping operation method without control network
Ten et al. Application of modern geodetic tools in the operation of railway reconstructions
US6571173B1 (en) Three-dimensional space curve comparison using spatial angle variance metric and applications thereof
RU2226672C2 (en) Process testing condition of railway track
JPH0727541A (en) Measuring device for road shape and vehicle position
RU2471152C1 (en) Method of aircraft navigation
Koc The analytical design method of railway route’s main directions intersection area
RU2338158C1 (en) Method for aircraft navigation
CN113739770B (en) CPIII control point-based tunnel mobile laser scanning point cloud coordinate correction method
CN116202516A (en) Track three-dimensional reconstruction method for track BIM multidimensional parameter auxiliary IMU
RU2287187C1 (en) Method for determining standard coordinate model of railroad track and device for realization of said method
CN109781064A (en) A kind of measurement method and system of the elevation of track
RU2726256C1 (en) Method of constructing three-dimensional model of terrain along railway track bed
Roshchin Improving the accuracy of forming a digital terrain model along a railway track
CN116429123A (en) A vehicle location method based on multi-source information fusion
CN119142332B (en) Adaptive speed control method and system for underground trackless rubber-tyred vehicle driving vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100607