Модуль «Геометрия»

Автоматизированное измерение геометрических параметров автомобильных дорог в составе Комплексных передвижных дорожных лабораторий (ПДЛ) производства ГК «СДТ» 

Измеряемые параметры:

• продольные и поперечные уклоны (‰);
• радиусы кривых в плане (в т.ч. участки с виражами);
• углы поворота трассы;
• параметры вертикальных кривых;
• расстояние видимости в продольном профиле;
• координаты GNSS (WGS 84, ГСК 2011)

Подтверждённое качество измерений

• Передвижная дорожная лаборатория внесена в Госреестр СИ РФ 
• Результаты измерений соответствуют ГОСТ 33383-2015 
• Всё оборудование передвижной лаборатории и программное обеспечение разработаны ГК «СДТ» что гарантирует полную совместимость аппаратной и программной составляющей.

Для точного измерения геометрических параметров дороги в движении лабораторный комплекс использует данные инерциальных датчиков, спутниковой навигации, ультразвуковых сенсоров и энкодера пути. Основные аппаратные подсистемы:

• МИНС (малогабаритная инерциальная навигационная система). Встроенные MEMS-гироскопы, акселерометры и магнитометры фиксируют каждый поворот, ускорение, подъём и спуск. Показания датчиков интегрируются на аппаратном уровне и корректируются по данным встроенного GPS-приёмника. Для повышения точности позиционирования возможно использование двух GPS-антенн. Система определяет координаты даже там, где пропадает спутниковый сигнал с основного GNSS-приёмника — в тоннелях, плотной застройке, лесных массивах.
• СКПК (система компенсации перемещения кузова). Четыре ультразвуковых датчика по углам лаборатории измеряют колебания кузова относительно дороги. Программа автоматически вводит поправки в продольные и поперечные уклоны, получая реальный профиль дороги, исключая из него собственные колебания подвески автомобиля.
• GNSS-приемник. Высокоточный приёмник с поддержкой RTK/PPK/3D Diff обеспечивает геопривязку полученных данных к государственным и международным системам координат (ГСК 2011, WGS-84) с погрешностью до 10 см.
• Датчик пройденного пути. Энкодер на колесе лаборатории формирует импульсы расстояния — 2000 импульсов на один оборот. Обеспечивает: привязку измеренных геометрических параметров к линейному километражу, расчёт текущей скорости и определение направления движения с учётом реверса. Система работает в интеграции с СКПК и МИНС, синхронизируя данные по пройденному расстоянию с точностью до 0,1 м.

Автоматизированное ведение бортового журнала. Бортовой журнал в программе автоматически регистрирует все события тарировки и юстировки. Для каждого датчика в журнале фиксируются:

• факт проведения процедуры (или её отсутствие);
• дата и время выполнения;
• количество проездов и параметры участков для настройки;
• значения поправочных коэффициентов;
• другие параметры в соответствии с регламентом.

В журнале также фиксируется информация о начале и окончании измерения (дата и время, виды измерений, номер полосы, направление движения и др.), а также ошибки и сбои оборудования (потеря связи с измерительной системой, сбой подключения периферийных устройств, пропадание спутникового сигнала и другие не штатные ситуации).

Журнал обеспечивает контроль соблюдения технологического регламента производства работ: руководитель и заказчик могут проверить, какие датчики проходили юстировку и тарировку, были ли сбои в ходе выполнения работ и допустимо ли было проведение измерений данным экипажем.

Диагностика оборудования перед выездом (тест каналов). Встроенный режим тестирования позволяет проверить работоспособность всех систем: датчика пути, каждый из четырёх датчиков СКПК, GNSS-приёмник и инерциальную систему, непосредственно перед началом работ на объекте. 

Контроль измерений в реальном времени. Во время движения на экране в реальном времени отображаются:

• текущая скорость и пройденный путь;
• навигация по карте и координаты;
• продольные и поперечные уклоны (в числовом и графическом виде).

При загрязнении измерительных датчиков, мокром покрытии, потере сигналов GNSS или связи с оборудованием программа выводит на экране соответствующее сообщение и предупреждение, что позволяет оператору принять необходимые меры по устранению помехи, приостановить измерения до восстановления штатного режима или зафиксировать факт некорректной работы оборудования для последующей корректировки данных при постобработке.

Настройка измерительных систем. Достоверность измерений геометрических параметров дороги напрямую зависит от корректной настройки всех измерительных каналов. Перед началом работ оператор выполняет проверку и конфигурацию систем: МИНС (инерциальная система), СКПК (компенсация колебаний кузова) и GNSS-приёмник. 

Для каждой из них предусмотрены собственные окна настроек, инструменты юстировки и режимы диагностики:

В окне настроек МИНС отображаются текущие продольный и поперечный уклоны, параметры гироскопов и полярность угла поворота. Оператор может выбрать режим поправочных коэффициентов (со стабилизацией кузова или без). Поправочные коэффициенты и дата тарировки, задаваемые метрологической службой при поверке, изменению оператором не подлежат. Также в окне настроек предусмотрен режим юстировки МИНС с автоматическим расчётом поправочных коэффициентов для поперечных и продольных уклонов. Коэффициенты обновляются при каждой юстировке, которую проводит оператор ПДЛ, и позволяют учесть распределение нагрузки на подвеску автомобиля с учётом экипажа, полезной нагрузки и других переменных факторов.

• Настройки СКПК позволяют просмотреть информацию о типе схемы подключения платы АЦП, номера каналов, расстояния между датчиками (задаются при монтаже, влияют на коррекцию положения кузова). Параметры датчиков и номера каналов — заводские настройки, не подлежащие изменению оператором. В разделе также доступны инструменты для юстировки СКПК. Проверка работы системы выполняется в режиме тестирования: опрос четырёх датчиков с отображением текущих значений и выявлением неисправностей (обрыв, замыкание, отсутствие сигнала).

• Настройка GNSS-приёмника: определение параметров подключения (COM-порт, скорость опроса датчиков), включение/отключение режима использования GNSS-антенны от МИНС в качестве резервного источника сбора координат и другие параметры.

Все настройки сохраняются и применяются автоматически при запуске измерений.

По результатам измерений модуль «Геометрия» подготавливает данные для автоматической генерации ведомостей и графиков в программе постобработки. Не нужно «сводить» показания разных датчиков вручную — программа делает это автоматически.

Все выходные документы строятся на основе обработанных данных инерциальной системы (МИНС), системы компенсации перемещения кузова (СКПК), GNSS-приёмника и датчика пройденного пути. Пользователь может задать параметры расчёта (категорию дороги, дорожно-климатическую зону, шаг отображения, допуски на ошибки и др.), а формирование итоговых таблиц и графиков происходит полностью автоматически.

План трассы. Информация отображается в табличном и графическом виде. План трассы строится как по прямому, так и по обратному направлению движения. Это необходимо для выявления и устранения систематических погрешностей измерений и получения усреднённых, наиболее достоверных значений радиусов и азимутов.

Инженер может при необходимости скорректировать параметры построения плана для автоматического расчета: допуск на грубую ошибку, интервал сглаживания, доверительную полосу и минимальный угол поворота. В экспертно-аналитическом режиме доступна корректировка параметров каждого элемента: изменение радиуса, типа элемента (прямая/кривая), местоположения начала и конца, а также объединение или разбиение элементов плана.

Продольный профиль, высотные отметки и геометрическая видимость. Продольный профиль и данные о высотных отметках формируются в двух представлениях: табличном и графическом.
Профиль строится по двум направлениям движения на основе двух источников данных: продольных уклонов от МИНС (инерциальная система) и данных о высоте от GNSS-приёмника. Это позволяет визуально оценить расхождения между системами и выявить участки возможных сбоев. Расчёт продольного профиля выполняется с учётом параметров сглаживания и допуска на грубую ошибку, задаваемых пользователем в настройках обработки.

По высотным отметкам и параметрам продольного профиля расчетным путем определяется расстояние видимости до встречного автомобиля и до неподвижного препятствия. Результаты отображаются в таблице (километраж, расчётное и нормативное расстояние видимости, отклонение) и на графике, где цветом выделяются участки с видимостью ниже нормативной. Параметры расчёта (дальность до препятствия и до автомобиля) задаются пользователем в настройках обработки.

Продольные уклоны. Данные отображаются в таблице (километраж, уклон в ‰) и на гистограмме. В обоих представлениях ненормативные значения выделены цветом. Таблица и гистограмма синхронизированы: перемещение по таблице ведёт к соответствующей точке на графике.

Поперечные уклоны. Данные отображаются в таблице и на графике поперечного профиля. На графике показаны фактический и нормативный профили (с учётом категории дороги и климатической зоны), а также отклонение от норматива. Цветом выделяются ненормативные и предельно допустимые уклоны.

Амплитуды и курсовые данные. В табличном виде отображаются: километраж, текущий азимут, изменение азимута, крен и тангаж кузова, и позволяют оценить равномерность движения лаборатории во время измерений, выявить резкие манёвры (объезд препятствий, развороты), которые могли повлиять на точность данных, диагностировать датчики СКПК по аномальным амплитудам крена и тангажа, а также оценить качество стабилизации кузова и корректность введения поправок в уклоны.

Программа самостоятельно находит участки с малыми радиусами, ограниченной видимостью, ненормативными уклонами и формирует необходимый экспертно-аналитический отчёт.

Передача геометрических параметров (продольные и поперечные уклоны, радиусы вертикальных и горизонтальных кривых, отметки продольного профиля) из ПИК «Дорога-ПРО^x2» в ГИС «Титул-ПРО» напрямую в базу данных информационной системы (БД «Титул-ПРО»).