Automatyczny monitoring infrastruktury kolejowej przy przebudowie dworca „Warszawa Zachodnia”

Automatyczny monitoring infrastruktury kolejowej przy przebudowie dworca „Warszawa Zachodnia”

31 grudnia 2021 | Autor: Tomasz Ziętkowski Inżynier ds. Monitoringu Konstrukcji | Źródło: GEO-Instruments Polska
PODZIEL SIĘ

Od przeszło 12 miesięcy trwa przebudowa największego dworca kolejowego w stolicy naszego kraju - stacji „Warszawa Zachodnia”. Jest to jeden z najważniejszych i najbardziej obłożonych dworców kolejowych w Polsce. Szacuje się, że średniodobowy ruch na stacji Warszawa Zachodnia wynosi ok. 1000 pociągów, a codziennie odwiedza go ok. 60 tys. osób. Wszelkie przeprowadzone prognozy ruchu przewidują znaczne zwiększenie pasażerów do roku 2030.

Widok w stronę Centrum (w kierunku Warszawy Centralnej). Fot. GEO-Instruments Polska

Zamawiający - PKP S. A. - zdecydował się na rozbudowę stacji. Inwestycja ta powstaje w ramach modernizacji i rozbudowy warszawskiego węzła kolejowego, a konkretnie linii średnicowej. Obecnie zaawansowanie robót wynosi już ok. 35%. Ze względu na strategiczne znaczenie dworca na kolejowej mapie kraju oraz konieczność zapewnienia stałej obsługi pasażerskiej prace te zostały podzielone na kilka etapów. Północna część dworca to obecnie jeden wielki plac budowy, natomiast po południowej stronie, gdzie znajdują się istniejące torowiska nadal poruszają się pociągi podmiejskie jak i dalekobieżne. Tuż obok nich powstaje zupełnie nowy Dworzec Zachodni z nowoczesnym zadaszeniem wraz z innowacyjną instalacją fotowoltaiczną, która pozwoli na pozyskiwanie 30% potrzebnej energii do zasilania pociągów wprost ze słońca. Od 19 grudnia br. pasażerowie mogą korzystać już z całkowicie nowego Peronu 6, z którego odjeżdżają pociągi w tym również Pendolino. Taka organizacja placu budowy stanowiła nie lada wyzwanie dla inżynierów związanych z procesem inwestycyjnym. Generalny Wykonawca – firma Budimex - w celu zapewnienia bezpieczeństwa podróżnych oraz pracowników budowy zdecydował się na prowadzenie stałego monitoringu geodezyjnego. W tym celu na okres wykonywania specjalistycznych robót budowlanych - dwukondygnacyjnego tunelu pod peronami -  monitoringowi podlegają czynne torowiska. Wdrożenie zaawansowanego systemu monitoringu skutkuje oszczędnością czas na manualne pomiary deformacji torowiska po którym poruszają się pociągi. Na zlecenie Wykonawcy taką właśnie usługę Geo-Instruments Polska zaprojektował, wykonał oraz na bieżąco obsługuje na potrzeby tej ważnej inwestycji.

Widok na budowę ze stanowiska pomiarowego AMTS - Dworzec Zachodni. Fot. GEO-Instruments Polska

 

Zaawansowany system monitoringu

Wykorzystanie systemu do monitoringu przemieszczeń i deformacji pozwala na obserwację zmian zachodzących na obiekcie poddanemu monitoringowi. W przypadku torowisk analiza ta odbywa się na podstawie automatycznego pomiaru pryzmatów zainstalowanych bezpośrednio na szynach. W tym konkretnych  przypadku w przekrojach pomiarowych co 5 m. Pryzmaty zainstalowane są na obu tokach pozwalając na ocenę zmian zachodzących na konkretnym torowisku. Nadzorowanie nad całym procesem pomiarowym odbywa w pełni zdalnie pozwalając na transfer, post-processing danych oraz powiadamianie SMS i e-mail o przekroczonych progach alarmowych. Rozwiązanie Delta Solution od firmy Topcon pozwala osobom z ramienia Wykonawcy w czasie rzeczywistym oceniać wpływ robót budowlanych na obiekty sąsiadujące oraz weryfikować założenia i obliczenia projektowe. Głównym punktem systemu jest tachimetr Topcon MS1AXII zamontowany poza strefą oddziaływania robót budowlanych.  Urządzenie posiada dokładność kątową na poziomie 1’ oraz dokładność pomiaru odległości rzędu 0,5 mm. Dzięki automatycznemu nacelowywaniu na pryzmaty oraz pomiarowi w trybie auto-lock z dokładnością 1’ poszczególne punkty identyfikowane są w kilka sekund. Co w połączeniu z precyzyjnymi serwomotorami pozwala na pozyskiwanie danych nawet co kilkanaście minut.

 

Widok przez lunetę tachimetru na pryzmat zamontowany na torowisku. Fot. GEO-Instruments Polska

 

Głównym elementem systemu opartego na AMTS (ang. Automated Motorized Total Stations) jest skrzynka komunikacyjna Delta Link. Odpowiedzialna jest za proces sterowania urządzeniem, gromadzenie danych pomiarowych oraz komunikację pomiędzy serwerem a tachimetrem za pomocą WiFi/sieci komórkowej lub tradycyjnego połączenia kablowego. Urządzenie posiada wbudowany sensor meteo, który na bieżąco pozyskuje aktualne dane pogodowe tj. temperaturę, ciśnienie oraz wilgotność. Na podstawie tych parametrów wprowadzane są poprawki dla dokonywanych pomiarów odległości. Sercem całego układu jest oprogramowanie Delta Watch. Oprogramowanie zainstalowane jest na zewnętrznym serwerze FTP przez co system pracuje niezawodnie przez 24h/7. Odpowiada ono za konfigurację wstępną, a następnie na podstawie założonych parametrów przetwarza i wyrównuje pozyskiwane dane pomiarowe w celu wyznaczania całkowitych przemieszczeń punktów w każdej sesji pomiarowej. Cały system charakteryzuje się wysoką odpornością na zmieniające się czynniki zewnętrzne jak deszcz czy niskie temperatury.

 

Schemat ogólny systemu monitoringowego. Fot. GEO-Instruments Polska

 

Delta Live! – kompleksowa platforma monitoringowa

Przy tak dużej częstotliwości pomiarów oraz ilości zbieranych danych przez czujniki jakakolwiek próba przetworzenia danych w sposób manualny kończyłaby się niepowodzeniem. Ogrom informacji pozyskiwanych w odstępach kilkunastominutowych przy kolejnych epokach powoduje, że człowiek nie jest w stanie natychmiastowo skorelować ze sobą otrzymywanych surowych danych. W celu szybkiego i intuicyjnego przeglądania danych Geo-Instruments Polska zaimplementował na potrzeby tego Kontraktu nowatorską platformę monitoringową DeltaLive! Wykorzystanie tego rozwiązania pozwala użytkownikowi na interaktywną oraz zaawansowaną możliwość przeglądania wyrównanych już pomiarów. Dane prezentowane na platformie są zabezpieczone przed dostępem osób trzecich, a każdy klient otrzymuje możliwość tworzenia dowolnej liczby kont dostępowych. Dużą przewagą takiego rozwiązania jest fakt, iż wyniki trafiają na platformę niezwłocznie po przetworzeniu w oprogramowaniu Delta Watch. Dzięki czemu klient może analizować dane w czasie rzeczywistym z możliwością poglądu poszczególnych punktów na mapie. Program oferuje również opcję generowania własnych zestawień w formie wykresów, pobieranie danych tabelarycznych czy tworzenie raportów i zestawień. Oprogramowanie umożliwia zarządzanie wieloma kontraktami jednocześnie – nie ma znaczenia gdzie w danym momencie znajdują się urządzenia pomiarowe. Pozwala to Klientowi analizować wszystkie dane w jednym miejscu bez konieczności zapisywania w pamięci komputera. Na potrzeby kontraktów kolejowych implementujemy dodatkowy moduł Delta Rail, który pozwala na wyświetlanie bieżących parametrów torowiska takich jak: profil toru, rozstaw, przechyłka, skręcenie itp. a więc danych pozyskiwanych dotąd w sposób manualny przy wykorzystaniu np. toromierzy. Poszczególne wartości przeliczane są na podstawie zdefiniowanych wcześniej parametrów torowiska i aktualizowane są na bieżąco. Oprogramowanie działa w oparciu o model SaaS (ang. Software as a service) pozwalając na szybką i stabilną pracę usługi. Dostęp do platformy odbywa się przez dedykowaną stronę www z dowolnego miejsca posiadającego dostęp do internetu.

Stawiamy na rozwój

Kolejne projekty monitoringowe z wykorzystaniem technologii AMTS pozwalają nam zbierać cenne doświadczenie. Na tej podstawie implementujemy coraz to nowsze rozwiązania przy ścisłej współpracy z producentem. Nasza wzajemna współpraca nie skupia się jedynie na rozwoju oprzyrządowania, ale również wspólnie pracujemy nad udoskonalaniem oprogramowania. Kooperacja ze specjalistami z Topcon odpowiedzialnymi za software owocuje pełnym wsparciem oraz rozwojem oprogramowania Delta Watch na naszym rynku. Każdy taki projekt dostarcza nam cennych wskazówek pozwalając na implementację nowych niezawodnych funkcji dzięki czemu pomiary deformacji konstrukcji stają się coraz szybsze i bardziej dokładne. Duża zaletą wykorzystywania rozwiązań z serii DeltaSolution jest możliwość zarządzania pomiarami z innych sensorów/czujników np. geotechnicznych, GNSS czy pomiarów z niwelacji precyzyjnej. Pozwala to oferować naszym klientom szeroką gamę usług pomiarowych na różnych kontraktach infrastrukturalnych w naszym kraju jak i za granicą. Jest to obecnie jedyny tak zaawansowany oraz kompleksowy system na rynku.