Medição da geometria da via permanente

Para medição, registro e análise da ­geometria de linha, cada carro controle da Plasser & Theurer está equipado, de forma padronizada, com um sistema de medição da via permanente, sem contato, com navegação GPS integrada e medição ótica e dupla da bitola.



Com este sistema são medidos os seguintes parâmetros: nivelamento longitudinal do trilho esquerdo e direito, nivelamento transversal do trilho esquerdo e direito, bitola (medição dupla), superelevação/nivelamento transversal dos trilhos, empeno, curvatura e raio de curvatura, gradiente e posição mediante GPS.

Ademais, são feitas as medições e os registros da velocidade de medição, distância, marcação de eventos (túneis, pontes, etc.) e temperatura ambiente.

OS COMPONENTES DE HARDWARE

O sistema de medição da geometria da via permanente é composto pelas seguintes unidades: unidade de medição inercial (IMU), dois sistemas óticos de medição
da bitola (Dual OGMS) e sistema de navegação (computador de navegação com receptor GPS integrado e antena GPS).

O carro controle propriamente dito está equipado com uma estrutura de medição fixada aos quatro mancais dos eixos de um truque. Por cima está montada a IMU, bem como os quatro sensores de medição pertencentes à medição dupla da bitola. Toda esta estrutura é extremamente robusta. Graças à disposição descrita, a estrutura, a IMU e os sensores são conduzidos permanentemente em paralelo às superfícies dos trilhos, o que permite que a estrutura de medição possa ser utilizada como nível de referência para a medição da linha.

Dado que durante a viagem de medição o truque aplica carga sobre a via permanente, a medição da geometria da via permanente é feita sob condições reais de carga. Não é necessária uma compensação do curso das molas ou dos movimentos da caixa do carro. Desde o carro imobilizado até a velocidade máxima, o sistema garante o mais elevado nível de precisão na medição.

Medição inercial precisa graças à solução oferecida pela navegação integrada

Os sistemas convencionais de medição inercial necessitam de velocidades de medição mínimas, em função dos comprimentos de onda a serem medidos, a fim de fornecerem dados precisos sobre a geometria da linha. Para comprimentos de onda de 30 m, a velocidade de medição mínima é de 27 km/h, para comprimentos de onda de 150 m é de 135 km/h. Essa velocidade mínima de medição não pode ficar permanentemente assegurada sob condições operacionais reais. Se a velocidade máxima permitida no trecho não permitir que seja estabelecida a velocidade mínima de medição ou se o carro controle escolhido não tiver condições de alcançar a velocidade mínima de medição, resultarão lacunas nas rmedições.

A Plasser & Theurer evita esses problemas através do emprego do sistema de medição por navegação inercial com navegação integrada. Só depois desta inovação é que se tornou possível o uso do sistema inercial para medição geométrica da linha em todas velocidades. A unidade de medição não possui peças móveis, o que a torna robusta. Através da estrutura de medição, ela está diretamente ligada aos mancais dos eixos, o que significa que a geometria da linha é diretamente medida. A combinação de medição inercial com medição por navegação fornece dados de medição precisos, quer a alta velocidade, que em marcha lenta. Os dados de medição são tridimensionalmente registrados; além dos parâmetros de geometria habituais também pode ser detectado o gradiente da linha.

A IMU contém três sensores de aceleração e três giroscópios para medição de alterações angulares. Mediante o registro dos movimentos durante a viagem, a IMU fornece as coordenadas terrestres de uma curva espacial, o que representa a posição exata da linha no espaço. Os dois sistemas de medição de bitola existentes sobre a estrutura de medição criam uma referência horizontal entre a IMU e os trilhos. O registro da geometria da via permanente sob a forma de curva espacial é um pré-requisito imprescindível para uma avaliação correta do estado da via em trechos de alta velocidade, pois somente uma medição da flecha não seria, de forma alguma, suficiente.

SINCRONIZAÇÃO AUTOMÁTICA COM GPS PARA DADOS DE LOCALIZAÇÃO

Para uma medição efetiva da linha é absolutamente necessário que seja feita uma localização precisa dos resultados de medição. A marcação manual de eventos mediante pressionamento de botoeiras somente oferece uma precisão de cerca de 6 metros e, sob determinadas condições, por ex. de noite, é pouco ou mesmo nada utilizável.

A sincronização de local mediante DGPS (GPS diferencial) é parte integrante do sistema da Plasser & Theurer para medição da geometria da linha. Aos dados de medição da via são automática e simultaneamente adicionados os dados necessários e exatos do local, o que torna desnecessária uma sincronização manual.

A precisão da localização da linha, utilizando os dados DGPS, é de 0,4 m. As coordenadas GPS são provenientes do receptor GPS, ou, nas áreas sem recepção, p. ex. em túneis, as coordenadas são fornecidas pela IMU até que retorne a recepção GPS. Para a localização posterior de pontos defeituosos, por exemplo, é suficiente um receptor GPS usual no mercado. Além disso, o sinal GPS é utilizado para compensar a influência da rotação terrestre sobre a IMU.

REPRESENTAÇÃO DOS DADOS DA GEOMETRIA DA LINHA

Todos os dados das coordenadas das curvas espaciais são registrados pelo sistema do computador de bordo. A resolução da medição da distância é determinada pelo codificador de medição da distância. Por cada rotação da roda o codificador gera 10.000 pulsos. Em função da distância (configurável pelo operador, p.ex. a cada 25 cm), a unidade de processamento busca os dados de medição atuais junto dos subsistemas, registrando-os em um banco de dados. Além disso, o sistema de navegação fornece sincronamente os dados exatos de localização para cada medição, que também são memorizados no banco de dados.

Todos os parâmetros da geometria da linha são derivados desta curva espacial que possui uma localização exata. Paralelamente, é emitido em tempo real um relatório de ultrapassagem de valores-limite (exceções), no qual ficam listados todos os valores de medição que se encontram fora das tolerâncias definidas.

MEDIÇÃO DE ALTA PRECISÃO SOB CONDIÇÕES REAIS DA VIA

Um dos requisitos mais importantes colocados à medição da geometria da via permanente consiste na detecção do estado da via sob carga, uma vez que os trilhos em repouso não fornecem qualquer informação sobre o seu comportamento sob condições operacionais reais.

Através da disposição dos sensores de medição montados sobre a estrutura de medição fixada rigidamente ao truque, esse requisito é cumprido, dado que a via permanente é medida sob a carga aplicada pelo carro controle.

São as seguintes as precisões reproduzíveis documentadas:

  • superelevação/nivelamento transversal dos trilhos 2,0 mm
  • empeno 1,0 mm
  • nivelamento longitudinal (comprimento de onda 3–25 m) 0,5 mm
  • nivelamento transversal (comprimento de onda 3–25 m) 1,0 mm
  • bitola 1,0 mm

PRECISÃO NA MEDIÇÃO DA GEOMETRIA DA VIA PERMANENTE INDEPENDENTEMENTE DA VELOCIDADE

O sistema de medição da geometria de linha da Plasser & Theurer possui a capacidade de proceder a medições em qualquer velocidade selecionada até 300 km/h. ­Diferentemente dos outros sistemas convencionais de medição inercial, não é exigida velocidade mínima para medição precisa.

FLEXIBILIDADE É SINÔNIMO DE VANTAGEM

A principal vantagem dos sistemas de medição da geometria de linha da Plasser & Theurer é a flexibilidade quase ilimitada na representação dos dados de medição. Por exemplo, o alinhamento e o nivelamento longitudinal de ambos os trilhos podem ser representados simultaneamente e em tempo real, tanto sob a forma de curvas espaciais para três comprimentos de onda livremente selecionáveis, como também para três comprimentos de corda livremente selecionáveis. Todos os parâmetros, em qualquer combinação, podem ser monitorados durante a viagem de medição em qualquer terminal que esteja conectado. O software oferece mais de 100 possibilidades de cálculo, tanto matemático quanto específico do setor ferroviário. Além disso, outros sistemas de medição que já estejam sendo usados e que empregam outros princípios de medição podem ser emulados, igualmente em tempo real. Deste modo existe a possibilidade de comparar registros mais antigos com os dados atuais.

VANTAGENS DO SISTEMA DE MEDIÇÃO DA GEOMETRIA DE LINHA DA PLASSER & THEURER

  • Medição de alta precisão sob condições reais (com carga real por eixo)
  • Não é necessária uma velocidade mínima para a medição
  • Medição da via permanente independente da velocidade ou das condições meteorológicas
  • Em conformidade com a norma europeia EN13848
  • Sincronização automática com dados de localização por GPS em tempo real
  • Flexibilidade do sistema
  • Os valores de medição podem ser cruzados com dados mais antigos, coletados do carro controle
  • Demonstração em monitor e em tempo real da apresentação de várias conclusões (medição de corda, curvas espaciais)

Consentimento para App Tecnologia
Informações sobre o processamento de seus dados pessoais