Confronto tra sistema attuale ed assoluto

Confronto tra sistema attuale ed assoluto

In questa sezione si riporta un esempio di applicazione dell'applicativo CIVIL Design nell'ambito della topografia/progettazione ferroviaria e più specificatamente nel tracciamento e controllo dell'assetto geometrico del binario ferroviario. Soluzioni di CIVIL Design impiegate:Topografia, Raster, Strade e Ferrovie, Rail Control utilizzati con un sistema di rilevamento celerimetrico di ultima generazione costituiscono un insieme integrato di strumentazione e software per la  progettazione, il rilievo, l'ottimizzazione e il controllo del binario ferroviario. La metodologia operativa vuole sostituire il metodo attuale, con innumerevoli vantaggi economici e tecnici.

Sistema Attuale

Il tracciamento dei binari tradizionalmente  avviene con metodi basati sull'uso di allineamenti e misure di corde, frecce, o distanze (ascisse e ordinate). La strumentazione usata è di tipo ottico meccanico, con abbondante uso di cordella metrica. L'eliminazione degli inevitabili errori di tracciamento e di posa avviene o con controllo degli allineamenti, nel caso dei rettifili, o  con un metodo basato sulla misura delle frecce:> Le frecce vengono rilevate su corde di 20 m, utilizzando filo di acciaio armonico ed un metro per essere poi elaborate con il metodo dei momenti (Hallade) che fornisce le tabelle degli spostamenti planimetrici da imporre al binario per garantire una geometria corretta: costituita cioè da una sequenza di tratti a curvatura costante (archi di cerchio) raccordati da tratti a curvatura variabile linearmente (parabole cubiche). > Il metodo prevede la posa dei picchetti di riferimento, posizionati con passo di 10 m e distanza nota dal binario (distanza base), che vengono utilizzati per il controllo della geometria del binario nel tempo. Le principali problematiche del metodo sono: > scarsa affidabilità e difficile conservazione dei picchetti di riferimento. Spesso sono sottoposti a fenomeni di assestamento, urti, manomissioni.   L'altimetria del binario, le sopraelevazioni e gli scartamenti vengono trattati separatamente utilizzando strumentazioni diverse (livelli, bolle, calibri...) e  indicazioni grafologiche riportate sui pali della tensione elettrica. Conclusioni: Il metodo risulta costoso in termini economici e di risorse umane e non garantisce un controllo efficace anche alla luce dei nuovi standard di velocità delle linee ferroviarie.

Sistema Assoluto

L'attuale sviluppo tecnologico consente l'utilizzo di procedure topografiche  e informatiche altamente precise e produttive che possono sostituire in tutte le fasi di costruzione e manutenzione i metodi tradizionali finora usati. Il sistema si inserisce perfettamente in un processo completamente informatizzato in cui progettazione, rilievo, controllo dell'assetto del binario, interfaccia con le macchine rincalzatrici e livellatrici, vengono trattati in modo digitale. Tali procedure possono definirsi “assolute” in quanto trattano l'intero tracciato tridimensionale  in un sistema di riferimento topografico. Il tracciato viene inquadrato in una rete di vertici di poligonazione e di punti di raffittimento opportunamente materializzati su elementi stabili lungo la linea (opere d'arte, palificazioni, ecc). Tali elementi vengono rilevati con strumentazioni topografiche robotizzate di precisione, e trattati automaticamente con software specifico. La rete di inquadramento viene utilizzata sia in fase di posa che nelle successive fasi di correzione e controllo del binario. > Il rilievo del binario viene effettuato utilizzando una stazione totale robotizzata e un'unità mobile attrezzata con prisma attivo e sensori di misura di scartamento e sopraelevazione. Facendo semplicemente scorrere l'unità mobile sulla linea viene elaborata in tempo reale la posizione dell'asse rilevato con gli scostamenti dal progetto planoaltimetrico. Il sistema garantisce una elevata precisione e produttività  fornendo nel contempo una più rigorosa conoscenza degli elementi della geometria del binario.

Operatività

La rete di inquadramento viene materializzata e rilevata con la stazione totale. L'elaborazione viene eseguita con DIGICORP CIVIL Design in ambiente AutoCAD, con restituzione grafica diretta dei vertici di riferimento in sovrapposizione al progetto e alla cartografia vettoriale o raster. Il software consente la gestione di un archivio informatico di mappe, progetti e rilievi distinti per tratte e in quadro d'insieme. I vertici di riferimento ed il progetto planoaltimetrico vengono trasferiti sul pc dell'unità mobile, un Tablet PC con sistema operativo standard Windows, appositamente studiato per il lavoro in esterno, anche in condizioni climatiche proibitive. La prima fase del rilievo di un settore di tratta (500 m ca), consiste nel posizionare la stazione totale robotizzata nelle vicinanze del binario e calcolarne automaticamente, mediante intersezione inversa sui punti fissi, le coordinate e l'orientamento. I punti fissi vengono attrezzati con prisma attivo per garantire una veloce e precisa antocollimazione della stazione totale. Dopo questa fase può entrare in funzione l'unità mobile, o carrello. Per eseguire il rilievo può essere necessario un unico operatore che può controllare dal binario sia il carrello che la stazione robotizzata via radio. La stazione totale segue costantemente il prisma attivo montato sull'unità mobile, consentendone il calcolo delle coordinate. Il rilievo  procede con la lettura dei dati dei sensori di sopraelevazione e scartamento, e il calcolo in tempo reale della posizione dell'asse e degli scostamenti planoaltimetrici dal progetto. La stazione totale può essere usata in questa fase anche per il rilievo di ostacoli e opere d'arte lungo la linea: è sufficiente usare un prisma controllato dal canneggiatore. Sull'unità mobile può essere montato anche un misuratore di distanza laser rotante: lo strumento consente il rilevo di ostacoli e di sezioni di gallerie con varie modalità controllate via software. Tutte le operazioni di controllo dei sensori, di comunicazione con la stazione totale, e di elaborazione dei dati avvengono con software dedicato.

I dati di rilievo e le elaborazioni vengono memorizzate in un file trasferibile alle macchine rincalzatrici (Plasser, Matisa...) che possono operare quindi in rapida successione rispetto alle fasi di rilievo. I dati sono anche utilizzabili direttamente dal software CIVIL Design (Soluzioni Topografia + Strade e Ferrovie + Rail Control)  per studi di riprogettazione ottimizzata del tracciato.

Terminato il rilievo di un settore, si può procedere al cambio di stazione per rilevare il settore successivo. Produttività Una squadra tipo potrà essere composta da tre tecnici: un responsabile di sistema e due operatori addetti allo spostamento dei riferimenti sui punti fissi e all'unità mobile. La produttività media di una squadra  varia fra 3 e 4 Km/giorno a secoinda della morfologia del binario.