Программный комплекс составления масштабных планов станций, паспортизации плана и продольного профиля станционных путей на основе данных инструментальной съемки предназначен для обеспечения единой технологии автоматизированной обработки геодезических измерений, составления и ведения данных для дальнейшего решения функциональных задач управления инфраструктурой путевого хозяйства и инфраструктуры железнодорожного транспорта.

Комплекс позволяет:

• реализовать единую технологию обработки геодезических измерений по съемке станций, продольных профилей станционных путей с обеспечением выполнения всех требований к составу и форме представления данных;

• автоматизировать задачу составления масштабных планов станций и продольных профилей станционных путей;

• получить наиболее полную информацию для эффективной эксплуатации станций;

• повысить уровень контроля за своевременностью и качеством составления масштабных планов станций, их ведения и корректировки;

• использовать данные для решения широкого круга задач эксплуатации и управления инфраструктурой железнодорожного транспорта.

Работа начинается с ввода данных об участках пути (наименование участка, действительный километраж участка, данные о плане, продольном профиле, спрямленном профиле пути, профиле бровки, земляном полотне и т. д.), неправильных километров и пикетов. Далее вводятся данные по плану участка (см. рис. 2.2): начало кривой, направление, угол поворота, радиус, длины переходных кривых и возвышение наружного рельса в кривой. Величина длины и конца кривой вычисляются программой автоматически. Также при возможно проверить «План участка» на наличие ошибок (отрицательных прямых вставок), и произвести перерасчет ККК.

Ввод существующего профиля земли производится также в табличной форме рис. 2.2. Заносятся данные начала, конца элемента профиля, отметки, а его длина и уклон рассчитываются автоматически.

Далее в программу вводится профиль земли (километр, пикет и отметка земли) рис. 2.3.

Ввод искусственных сооружений начинается с таблицы, где необходимо указать расположение сооружения. Далее из списка типов сооружений, предложенных программой, необходимо выбрать нужный. Устанавливается направление и сторонность, заносится наименование. Пример ввода искусственных сооружений показан на рис. 2.4

Рис. 2.1 Ввод плана участка существующей железнодорожной
линии

.

Рис. 2.2 Ввод существующего профиля земли

.

Рис. 2.3 Ввод профиля земли

Рис. 2.4 Ввод искусственных сооружений

Программа позволяет не только вводить данные, но и дает возможность при необходимости производить их корректировку.

Так же программа позволяет вводить данные о толщине балласта, профиле бровки земляного полотна и д.р.

2.2 Проектирование реконструкции продольного профиля

2.2.1 Описание существующего программного обеспечения по проектированию продольного профиля «DOROGA_OCX»

Одной из самых сложных задач является проектирование реконструкции продольного профиля пути. Для ее решения разработано программное обеспечение на кафедре «Изыскания и проектирование железных дорог» Дальневосточного Государственного Университета путей сообщения

Целью проектирования является укладка проектной линии такого очертания, при котором минимизируются ее отклонения от продольного профиля существующего пути, в условиях соблюдения заданных условий и норм проектирования. При этом предпочтение отдается исправлению искажений продольного профиля существующего пути посредством подъемки его на балласт.

Нормами проектирования накладываются ограничения на минимальную длину элементов профиля, максимальную алгебраическую разность сопрягаемых уклонов и их крутизну. Кроме этого, учитываются ограничения на взаимное расположение переходных кривых в плане и вертикальных кривых в профиле, фиксацию проектных отметок, недопустимость срезок балласта и земляного полотна.

Ограничения могут накладываться также на величины подъемок, что обусловлено необходимостью сохранения существующего земляного полотна и искусственных сооружений.

К основным относятся натурные данные - описание пикетажа, продольного профиля, плана, верхнего строения пути и условий примыкания проектируемого участка к смежным (отметки, уклоны), а также проектные установки (минимальная длина элементов профиля, ограничивающие уклоны по направлениям, разности уклонов, предельные величины подъемок и срезок), распространяемые на весь участок проектирования.

Ввод всех основных исходных данных перед началом проектирования обязателен.

К дополнительным исходным данным, которые могут и отсутствовать, относятся проектные установки, характеризующие условия проектирования продольного профиля в отдельных зонах проектируемого участка фиксация проектных отметок, допускаемые срезки и подъемки, уклоны и разности уклонов, длины элементов профиля, радиусы вертикальных кривых, снятие ограничений по взаимному расположению элементов плана и продольного профиля.

После ввода исходных данных выполняется проектирование реконструкции продольного профиля существующего железнодорожного пути.

Основной режим работы - корректировка проектной линии (предварительно проводится программой), обеспечивающая минимизацию объемов работ по приведению профиля пути к правильному геометрическому очертанию при соблюдении всех заданных норм и условий проектирования.

Комплекс программ "DOROGA_OCX" написан на языке FoxPro и предназначен для работы на ПЭВМ совместимых с IBM PC в операционной среде MS Windows.

Работа начинается с указания рабочей папки, в которой будут находиться все файлы.

Рис. 2.5 Выбор рабочей папки

В нашем случае мы предварительно работали в программном комплексе ГИС ПЖД. Предварительно в рабочую папку необходимо поместить основные файлы, но структура баз данных "DOROGA_OCX" немного отличается от структуры ПК ИССП, поэтому предварительно надо привести их к нужной структуре. Это можно сделать вручную с помощью FoxPro или других программ для работы с базами данных, но нужны определенные навыки работы с ними.

После конвертации и выбора рабочей папки в «DOROGA_OCX» можно сразу приступать к проектированию ПГР.

Рис. 2.6 Переход в режим проектирования

Появляется продольный профиль, на котором нанесены линии земли, СГР, РГР, ПГР (красная линия), которую, в свою очередь, можно изменять. Внизу автоматически подсчитываются проектные уклоны, алгебраическая разность между ними и в случае, если она превышает нормы, мигает красным напоминая пользователю о том, что в данном месте отступление от норм проектирования.

Рис. 2.7 Режим проектирования

В свою очередь нормы проектирования можно задавать. Для этого следует нажать кнопку «Ограничения». Появится следущее окно:

Рис. 2.8 Задание норм проектирования

– задается максимальный уклон вверх/вниз, если где-то уклон превышает заданный, программа будет напоминать об этом;

– максимальная разность уклона, при превышении мигает красным цветом;

– минимальная длина элемента (программа не позволяет делать длину элемента меньше)

– радиус вертикальной кривой (для подсчета вертикальных тангенсов)

– горизонтальный и вертикальный шаги задаются для удобства работы с программой.

Внизу окна программы показаны существующие уклоны и план линии, для удобства работы (например, смотреть существующий уклон на ИССО или следить за совпадением вертикальной кривой в местах перелома профиля и переходной кривой на концах круговой):

Рисунок 2.9 – Сетка профиля в программе "DOROGA_OCX"

В нижней части окна обозначаются подъемки (красный) и срезки (черный). Здесь уже программа не ограничивает пользователя и ему предстоит самому принимать решения по оптимальным срезкам и подъемкам.

Срезки-подъемки всегда считаются как разность ПГР и СГР, т.к. в условиях реконструкции существующей железной дороги чаще всего нам неизвестен низ балластного слоя, следовательно, подсчитать РГР не представляется возможным. В течение длительной эксплуатации железной дороги чаще ведутся подъемочные ремонты (особенно если линия не электрифицирована и подъемки ничем не ограничены) из-за чего толщина балласта лишь увеличивается. Что касается его качества, то этот момент вообще трудно проследить на всей линии. Поэтому мы вынуждены делать какие-либо предпосылки при проектировании реконструкции. В данном случае мы принимаем толщину балластного слоя достаточную на протяжении всей линии.

Касательно ширины основной площадки данные также отсутствуют. Но даже предполагая, что в некоторых местах имеются отступления от современных норм, вряд ли целесообразно ради увеличения ширины основной площадки на 20 см присыпать 2 м полотна (а то и больше зависит от техники) с двух сторон или с одной стороны со смещением оси трассы. Это целесообразно делать лишь в местах, где мы вынуждены смещать ось трассы (большие подъемки, изменение плана трассы вследствие удлинения прямых вставок, увеличения радиуса кривой и т.п.)

При проектировании следует учитывать ограничения на взаимное расположение переходных кривых и переломов. В пределах переходных кривых и на подходах к ним допускаемая разность уклонов ограничивается таким образом, что тангенс верти­кальной кривой (если она устраивается) располагается вне переходных кривых. В соответствии с нормами проектирования вертикальная кривая устраивается в тех случаях, когда ее биссектриса равна или превышает 0.01 м или разность сопрягаемых уклонов |i₁-i₂| больше или равна , где R_в - радиус вертикальной кривой. Тангенс вертикальной кривой T_в=R_в*|i₁-i₂|/2000 м. Для второй категории дороги это переломы с_Δi>2,3‰.

После завершения работы следует сохранить обработанные данные Затем. эти базы данных конвертировать обратно в ГИС ПЖД, а также вывести утрированный продольный профиль в программе Profile. Для этого следует указать папку с отредактированными данными.

Рис.2.10 Выбор папки в Profile

После выбора следует нажать меню «Нарисовать» задать необходимые параметры (утрированный профиль, начало-конец участка):

Рис. 2.11 Создание утрированного профиля в программе Profile

2.3 Проектирование реконструкции продольного профиля перегона

Проектирование реконструкции продольного профиля было выполнено с помощью программного модуля “Doroga_Ocx”, описанного в пункте 2.2. Результаты представлены в графической части.

Согласно СП 237.1326000.2015 [23] принимаем следующие нормы проектирования реконструкции продольного профиля:

• максимальная разность сопрягаемых уклонов ;

• минимальная длина элементов продольного профиля ;

радиусы вертикальных кривых принимаем .

2.4 Определение эффективности проектирования реконструкции продольного профиля

Эффективность проектирования реконструкции продольного профиля перегона Хака-Дорминдонтовка определялась с помощью проведения тяговых расчетов путем сравнения результатов до и после реконструкции.