Транспортная газета Евразия Вести

Разделы:

 Свежий номер
 Подшивка
 Материалы
 Новости
 О газете
 Редакция
 Подписка

 Консалтинг
 Лицензирование
 Сертификация
 Юридические
 услуги

 Партнеры
 Ресурсы сети
 Реклама на сайте

Поиск:


 

КОСМОТРАНС 2008


Версия для печати
Обсудить в форуме

Формирование единого геоинформационного пространства российских железных дорог

Содружество и совместная работа ученых и специалистов отраслевых вузов и проектных институтов дают толчок многим разработкам, используемым в настоящее время на железнодорожном транспорте, повышающим его эффективность и надежность. В статье, которую подготовили специалисты ОАО «НИИАС» начальник отделения геоинформационных и спутниковых технологий, к.т.н. Духин Степан Владимирович, начальник центра внедрения космических технологий к.т.н. Железнов Максим Максимович, и ученые кафедры геодезии и геоинформатики МИИТ заведующий кафедрой, д.т.н., профессор Матвеев Станислав Ильич и старший научный сотрудник, к.т.н. Манойло Дмитрий Сергеевич, описываются технологии, которые в настоящее время принято называть прорывными.

Формирование единого геоинформационного пространства российских железных дорог
Формирование единого геоинформационного пространства российских железных дорог
Программа стратегического развития железнодорожного транспорта на период до 2030 года предусматривает коренную модернизацию его на основе прорывных инновационных технологий, в ряду которых важное место занимают геоинформационные технологии, основанные на применении спутниковых радионавигационных систем ГЛОНАСС, GPS и методов дистанционного аэрокосмического зондирования Земли (ДЗЗ).

Основной задачей геоинформационных технологий является формирование единого геоинформационного пространства железнодорожного транспорта России. Это пространство создается на основе отраслевой геоинформационной системы (ГИС), являющейся информационно-управляющей системой, призванной решать задачи всех комплексов информационных технологий, в особенности задачи управления инфраструктурой и управления движением поездов.

Геометрическую основу геоинформационного пространства будут составлять координатные модели железнодорожных путей, представляющие собой материальные носители координатной информации. Эти модели могут быть созданы в короткие сроки с помощью интегрированных путеизмерительных комплексов типа ЦНИИ-4 и КВЛ-П, оснащенных спутниковой аппаратурой ГЛОНАСС/GPS и специализированным ПО, разработанном объединенным научно-исследовательским и испытательным центром «Геоинформационные и спутниковые технологии железнодорожного транспорта» (МИИТ-НИИАС).

Использование спутниковых технологий в задачах навигации и геодезии позволяет выйти на новый качественный уровень создания и использования систем высокоточного координатного обеспечения единого геоинформационного пространства железнодорожного транспорта (ВСК).

ВСК рассматривается как совокупность дифференциальной геодезической навигационной спутниковой системы (ДГНСС), высокоточной специальной реперной системы и координатных моделей железнодорожного пути (КМП). Деление ВСК на 3 компоненты достаточно условно и обусловлено тем, что каждая из трех составляющих систем может использоваться самостоятельно в отсутствии других, однако совместное использование существенно повышает их эффективность.

ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНАЯ ГЕОДЕЗИЧЕСКАЯ НАВИГНАЦИОННАЯ СПУТНИКОВАЯ СИСТЕМА

В состав системы входят следующие элементы:

– космические навигационные системы (ГНСС);

– референцные станции (РС);

– сетевой центр (СЦ);

– каналы передачи данных СПД.

В общем виде алгоритм функционирования системы выглядит следующим образом.

Навигационные спутники ГНСС излучают радиосигналы, состоящие из измерительной и служебной информации. Эту информацию одновременно принимают спутниковые референцные станции, расположенные на обслуживаемой территории, и потребители, определяющие свое местоположение. РС передают собранную с навигационных спутников измерительную информацию в СЦ, который ее обрабатывает и архивирует.

Референцные станции принимают измерительную (фазовую и кодовую) информацию со спутников космической навигационных системы GPS или ГЛОНАСС. Далее по каналам СПД РЖД «сырые» данные (Raw Data) передаются в центральный узел сбора (Сервисный центр) где происходит их обработка для дальнейшей передачи информации различным элементам Системы.

При дискретности измерений

1 Гц суточный объем передаваемой от одной РС в СЦ информации составляет не более 10 Мбайт. Объем информационного сообщения составляет не более 150 байт.

Максимальное время задержки информационного сообщения при передаче по каналам сети передачи данных между РС и СЦ не должно превышать 3 сек. При этом скорость передачи в цифровом канале связи должна быть не ниже 64 кбит/с.

В тракте передачи между РС и СЦ дополнительно организован мониторинг (диагностика) работы спутниковых приемников с объемом обмена данными до 0,2 Мбайт в сутки. Длина служебного сообщения диагностики не превышает 10 байт.

СПЕЦИАЛЬНАЯ РЕПЕРНАЯ СИСТЕМА

По современной классификации реперные системы относятся к геодезическим сетям специального назначения, развиваемым согласно руководствам и техническим требованиям, разрабатываемым в Министерстве транспорта Российской Федерации, для решения задач железнодорожного транспорта.

Специальная реперная система должна выполнять следующие функции:

– выполнение функции универсальной опорной геодезической сети, обеспечивающей производство всех съемочных и разбивочных геодезических работ, возникающих при проектировании, строительстве и текущем содержании железных дорог;

– выполнение функции высокоточной опорной геодезической сети при мониторинге пути и сооружений;

– выполнение функции опорной геодезической сети при межевании земель и создании кадастра железных дорог в пределах полосы отвода;

– реперная система является геометрической основой железнодорожных путей, от которой проектная геометрия передается на элементы пути либо с помощью шаблонов, либо путем автоматизированной привязки результатов измерительных систем выправочных машин и механизмов к рабочим реперам сети;

– реперная система является геометрической основой для расчета и корректировки общепринятой для линейных сооружений координатной системы пикетажа и ведения автоматизированных систем инвентаризации и паспортизации.

По опыту европейских железных дорог, на этапе проектирования реконструкции и строительства новых железных дорог формирование проектного решения осуществляется в координатной системе специальной реперной системы железнодорожного участка; на этапе строительства или реконструкции путь в заданное положение устанавливается от пунктов реперной системы; в ходе эксплуатации обеспечивается поддержание пути в проектном положении на основе контроля его положения от пунктов реперной системы.

Реперная система включает ДГНСС, опорную (или каркасную) геодезическую сеть (ОГС) и рабочую сеть (PC).

Пункты рабочей сети (РС) закладываются, как правило, в опорах контактной сети на 10-20 мм выше уровня головки рельса. На прямых участках пути пункты РС расположены через 100 – 140 м, а на кривых участках через 50 – 70 м. На двухпутных и многопутных участках пункты РС располагают парами напротив друг друга таким образом, чтобы контролируемые пути располагались между парными пунктами. В исключительных ситуациях допускается использование одиночных пунктов РС для контроля нескольких путей. Измеряемые расстояния и превышения, а также схема расположения пунктов и путей, для двухпутной линии.

Основная функция опорной геодезической сети – мониторинг длинных нервностей, а основная функция рабочей сети – мониторинг коротких неровностей геометрии железнодорожного пути.

СИСТЕМЫ КООРДИНАТ

Реперные системы по отдельным направлениям должны уравниваться как свободные, чтобы не вносить дополнительных искажений в результаты измерений. Вместе с тем, они должны быть привязаны к пунктам государственной геодезической сети в принятой на данную эпоху системе координат. Это облегчит последующее объединение различных реперных систем в единую систему дороги или даже всей железнодорожной системы страны.

Все координатные расчеты в созданной системе будут осуществляться в глобальной геоцентрической системе координат, не имеющей картографических искажений и сохраняющей основополагающий принцип метрологии – принцип единства измерений, система оснащается также средствами пересчета координат в государственную систему координат СК-95 в форме прямоугольных, эллипсоидальных и плоских координат в проекции Гаусса-Крюгера и в специальной геодезической проекции, не имеющей практически значимых картографических искажений.

Перечень работ по определению координат референцной станции включает:

– геодезическую привязку к системам координат;

– периодический контроль взаимного положения центров закрепления спутниковых антенн референцных станций;

– уточнение координат центров закрепления спутниковых антенн.

Предполагается использовать дополнительную информацию, в том числе:

– точные эфемериды спутников;

– модели ионосферы;

– модели тропосферы;

– метеопараметры (температура, давление, влажность);

– данные о калибровке спутниковых антенн (модели смещений фазовых центров спутниковых антенн).

Результаты обработки (взаимное расположение референцных станций и координаты в различных системах координат) сохраняются в сетевом центре. На основе анализа результатов обработки определяется динамика изменения и выявляются аномальные изменения в положении референцных станций. Критерии анализа и допустимые изменения координат будут определены по результатам опытной эксплуатации системы.

КООРДИНАТНЫЕ МОДЕЛИ ПУТИ

Идея координатных моделей пути разработана объединенным центром МИИТ-НИИАС, зафиксирована патентом на изобретение № 2287187 «Способ определения эталонных координатных моделей железнодорожного пути и устройство для его реализации», апробирована на экспериментальном кольце ВНИИЖТа и ряде объектов ОАО «РЖД».

Новое, развиваемое центром направление мониторинга пути и навигации железнодорожного транспорта, основанное на создании эталонных координатных моделей пути (ЭКМП) как непрерывной последовательности точек рабочих граней головок левого и правого рельсов с известными координатами в плане и по высоте, не имеет аналогов в мировой практике. ЭКМП с равным успехом могут быть использованы для мониторинга геометрии железнодорожных путей и для навигации подвижного состава на основе спутниковой аппаратуры ГЛОНАСС/GPS, а в случае необходимости – и на основе автономных навигационных систем. Преимуществом нового направления является то, что эталонные модели являются информационно-управляющими геоинформационными системами, способными интегрироваться с любыми существующими или проектируемыми навигационными системами в качестве их системообразующих элементов. Другим, не менее важным преимуществом ЭКМП является возможность их многовариантного применения:

– ЭКМП можно устанавливать на бортовые компьютеры диагностических и выправочных комплексов. В этом случае комплексы приобретают способность точной съемки плана и профиля железнодорожных путей, а, следовательно, и готовых данных для автоматизированного расчета выправки пути в плане и профиле;

– ЭКМП можно устанавливать на компьютеры информационно-вычислительных центров (ИВЦ) ОАО РЖД. В этом случае в ИВЦ можно централизованно создавать или обновлять эталонные координатные модели пути по цифровым записям измерительных устройств диагностических и выправочных комплексов и осуществлять точную (до дециметра) привязку показаний путеизмерительных комплексов к пикетажу пути;

– применение ЭКМП в автоматизированных системах службы движения (типа МАЛС, ГАЛС, КЛУБ и САУТ) позволит на порядок повысить точность позиционирования подвижных средств железнодорожного транспорта, как с применением спутниковых технологий ГЛОНАСС/GPS, так и, что особенно важно, без применения спутниковых технологий (технологий двойного назначения), обеспечивая стратегическую безопасность движения поездов на железных дорогах России.

© Евразия Вести VII 2008







VII 2008

Евразия Вести VII 2008

Приветствие Президента ОАО «РЖД» В.И. Якунина участникам конференции «КОСМОТРАНС-2008»

Приветствие заместителя министра транспорта Российской Федерации А.С. Мишарина участникам конференции «КОСМОТРАНС-2008»

Спутниковые технологии в инновационной стратегии ОАО «Российские железные дороги»

Направления инновационного развития в управлении перевозочным процессом

Применение спутниковых технологий в процессе реализации комплексных научно-технических проектов ОАО «РЖД»

Работу в «окнах» отслеживают спутники

Мобильные спутниковые системы связи – на службу «РЖД»

Концепция высокоточной координатной системы высокоскоростной магистрали Санкт-Петербург – Москва

Пополняя космический инструментарий железных дорог

Применение новых технологий широкополосного радиодоступа на крупных железнодорожных узлах

«ТВЕМА»: инновационные теоретические разработки плюс новейшие технологии

Мобильные широкополосные системы передачи цифровой информации - компании MOTOROLA

ГЛОНАСС как техническая платформа для комплексных инноваций

Всегда в движении

Задачи и планы развития добровольной сертификации

Национальная общественная премия транспортной отрасли России «Золотая Колесница»

Спутниковая система передачи сообщений и контроля за подвижными объектами ОАО «РЖД»

PDF-формат



 

Copyright © 2003-2016 "Евразия Вести"
Разработка: интернет-студия "ОРИЕНС"

Евразия Вести