BUDAPESTI M Ű S Z A K I É S G A Z D A S Á G T U D O M Á N Y I E G Y E T E M É p í t ő m é r n ö k i K a r Á l t a l á n o s - é s F e l s ő g e o d é z i a Ta n s z é k F o t o g r a m m e t r i a é s T é r i n f o r m a t i k a Ta n s z é k Vasúti pálya függőleges elmozdulásának vizsgálata Piri Dávid és Weszelovits Gergő Tudományos Diákköri Konferencia 2013
Bevezetés FMK-004 felépítményi mérőkocsi
Induktív útadó Bevezetés
Célkitűzés Függőleges elmozdulás könnyen és gyorsan megmérhető Nem igényel sok terepi előkészületet A mérési eredmények egyszerűen kiértékelhetőek
Célkitűzés Két módszer kidolgozása: Geodéziai (Piri Dávid) Fotogrammetriai (Weszelovits Gergő) Eredmények összehasonlítása
Terepi mérés követelményei Rendszeres, menetrend szerinti forgalom Nincs frissen felújítva (kimutatható pályahibák) Autóval megközelíthető
Terepi mérés helyszíne MÁV Zrt. Széchenyi-hegyi Gyermekvasútja
Terepbejárás
Terepi mérés 2013. szeptember elején 14. szelvény egyenes szakasza 16 áthaladás Geodéziai mérés: 16 db Fotogrammetriai mérés: 12 db
Elméleti számítások Elmozdulások nagyságrendje Következtetés a pálya állapotára
Elméleti számítások Zimmermann-Eisenmann képlet y: besüppedés nagysága [mm] C: ágyazati tényező [N/mm 3 ] s: helyettesítő hosszalj szélessége [mm] L: a helyettesítő hosszalj merevségi hossza [mm] Z: függőleges kerékteher [N] η: besüllyedési hatásábra t: valószínűségi tényező α: felépítményi tényező φ: sebességi szorzó
Elméleti számítások -0,11 mm -2,61 mm
Elméleti számítások
Elméleti számítások -0,11 mm -2,61 mm
Követelmények Legalább 5 mérés/másodperc 0,1 mm pontosság
Geodéziai módszer Szervomotoros mérőállomás Trigonometriai magasságmérés
Geodéziai mérésekhez alkalmazott mérőállomás Leica Viva TS15i Szögmérés: 1 Távmérés: 1 mm + 1,5 ppm Rögzítés időtartama: < 0,15 mp ATR LOCK üzemmód (automatikus prizmakövetés)
Pontjel Leica GMP104 miniprizma adapter Reinshaw mágnestalp
Próbamérés Rögzítési sebesség ellenőrzése Mozgások követése és rögzítése
Próbamérés
Terepi mérés
Terepi mérés
Terepi mérés
Kiértékelés
Kiértékelés
Kiértékelés
Pontosság Hibaterjedés alapján: ±0,18 mm Kiugrások alapján ±0,3 mm
Fotogrammetriai módszer Pontjelekről képsorozat készül Kiértékelő algoritmus
Előkészítés Sínszál és kamera maximális távolságának meghatározása 6 méteren 1,06 mm
Fotogrammetriai mérésekhez PicSight P202-B alkalmazott kamera Fókusztávolság: 25 mm Érzékelő: 1/1,8 CCD Felbontás: 1624 x 1236 Frekvencia: 14 FPS Pixelméret: 4,4 10-4 mm
Próbamérés tengelyeket felírtaozni Fizikai tengely 1/2 1/2
Próbamérés
Próbamérés 1/2 Fizikai tengely Fizikai tengely Elméleti tengely 1/2
Állvány készítése Fontos a tiszta és éles képek rögzítése
Állvány készítése
Állvány készítése
Állvány készítése
Terepi mérés
Pontjelek
Áramellátás
Terepi mérés
Terepi mérés
Kiértékelés Matlab programban írt algoritmus Kétdimenziós normalizált keresztkorrelációs számítás
Kiértékelés
Kiértékelés
Kiértékelés Megbízhatóság: elméleti és valós terepi aránya felbontások Az arány értéke: 1:1,01
Kiértékelés Matricánként négy mérési sorozat Pixel alatti pontosság Pontosság (jelen esetben): 0,3 mm
Eredmények összehasonlítása Érték legnagyobb besüppedés legnagyobb felemelkedés legnagyobb besüppedés legnagyobb felemelkedés Geodéziai módszerrel kapott eredmény [mm] 1. közös szelvény Fotogrammetriai módszerrel kapott eredmény [mm] Eltérés [mm] 2,8 2,8 0,0 0,7 1,4 0,7 2. közös szelvény 7,1 7,3 0,2 2,0 1,6 0,4
Eredmények összehasonlítása -1-0.5 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52 55 58 61 64 67 70 73 76 79 82 85 88 91 94 97 100 103 106 109 112 115 118 121 124 127 130 133 136 Függőleges elmozdulás [mm]
Függőleges elmozdulás [mm] Eredmények összehasonlítása -2.5-2 -1.5-1 -0.5 0 1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52 55 58 61 64 67 70 73 76 79 82 85 88 91 94 97 100103106109112115118121124 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5
Eredmények összehasonlítása Célkitűzéseink teljesültek, kivéve a 0,1 mm pontosságot Mindkét módszer pontossága 0,3 mm
Eredmények összehasonlítása Geodéziai módszer Előnyök: Akár egyetlen mérés is elegendő Hátrányok: Egyszerre csak egy pont mérhető Fotogrammetriai módszer Előnyök: Több pont is mérhető, kimutatható másodlagos lehajlás, bővebb információ a pálya állapotáról Hátrányok: Több beállítás miatt nem garantált az azonnali eredmény
Eredmények összehasonlítása Grafikonok kellően részletesek Jármű sebessége nem lehet nagyobb, mint 15-20 km/h
Következtetés a pálya állapotára Elméleti értékek: legnagyobb besüppedés: 2,61 mm emelőhullám nagysága: -0,11 mm sínszál felemelkedés: -0,02 mm Kapott értékek: legnagyobb besüppedés: 2,3-2,8... mm emelőhullám nagysága: -0,6-3,1 mm sínszál felemelkedés: > -0,5 mm
Gyakorlati hasznosíthatóság Jelenlegi helyzetben csak esetleges, főként inkább tudományos jellegű mérésekhez.
Köszönetnyilvánítás Molnár Bence, tanársegéd, BME-FMT Égető Csaba, tanársegéd, BME-AGT Dr. Szabó József, adjunktus, BME-UVT Horváth Dávid, BME építőmérnök hallgató Dr. Fekete Károly, egyetemi docens, BME-FMT Kiss Albert, mestertanár, BME-AGT Fekete József, technikai munkatárs, BME-AGT Czerman Tamás, pályamester, Gyermekvasút Vinis Gyula, műszaki szakelőadó, Gyermekvasút
Köszönjük a figyelmet!