Введение к работе
Актуальность работы.
В первую очередь актуальность работы определяется накопленным за последние годы значительным недоремонтом дорог и отсутствие объективной информации о их состоянии. Исследование РОСДОРНИИ по некоторым маршрутам федеральной сети в 1996 г. показывает, что уровень безопасности движения связанный с состоянием дорожного покрытия почти на половине проверенных маршрутах характеризуется низким и даже критическим уровнем.
На неровных покрытиях возникают чрезмерные колебания транспортного средства, усложняющие условия вождения и отрицательно сказывающиеся на комфортабельности движения и состоянии техники.
Вместе с тем, в условиях острой нехватки денежных средств дорожным органам особый упор необходимо сделать на содержании дорог и в первую очередь - на своевременное устранение мелких деформаций и разрушений (трещин, выбоин, и.т.д.). Именно так поддерживают свою сеть дорожные администрации США, Канады, Германии, Японии и др. стран.
Паспортизация существующей сети автомобильных дорог так же является важной народно хозяйственной задачей. Контроль геометрических характеристик автомобильных дорог является важнейшей составной частью задачи паспортизации. Учитывая значительную. протяженность отечественной дорожной сети и низкий начальный этап выполнения контрольно-измерительных работ, без широкой автоматизации процессов измерения и обработки результатов получить достоверные данные о состоянии сети автомобильных дорог в приемлемые сроки невозможно. Традиционные методы решения данных задач не обладают необходимой производительностью. В тоже время оперативная информация о состоянии сети автомобильных дорог позволяет правильно распределить ресурсы для повышения безопасности движения и пропускной способности дорог.
Цель работы.
Целью работы является разработка и исследование автоматической системы контроля для измерения и анализа геометрических параметров дорожного покрытия для применения на этапах строительства и эксплуатации дорог.
Для достижения поставленной задачи необходимо также решить следующие задачи:
провести анализ существующих методов и систем контроля геометрических параметров автодорог;
разработать методы контроля обеспечивающие измерение
продольного и поперечного профилей дорожного покрытия;
разработать аналитическую модель измерительного комплекса и
определить необходимые соотношения между измеряемыми параметрами и
геометрическими параметрами автомобильных дорог;
разработать подсистему контроля положения подвижной платформы относительно базовой точки на основе следящей системы, обеспечивающей соосность источника и приёмника луча, рассчитать её устойчивость;
- '- разработать структуру и модули автоматической цифровой системы сбора и предварительной обработки информации, а также необходимые алгоритмы; ..,.,..
провести метрологическое исследование разработанной
измерительной системы.
Методы исследования.
В работе использованы методы математического моделирования, теории ' автоматических систем, синтеза дискретных систем, теории вероятности и математической статистики.
Научная новизна работы.
разработан новый метод контроля геометрических параметров дорожного покрытия с применением лазерного излучателя с цилиндрическим способом развертки лазерного луча, существенно расширяющем возможности его использования;
создана математическая модель позволяющий провести расчет элементов конструкции и оптимизация её параметров для новой системы, определять основные технические характеристики системы и исследовать её в.различных.ситуациях при эксплуатации;
разработана методика и алгоритмы управления процессом измерения
и обработки результатов;
Практическая ценность работы.
' создана микропроцессорная, модульная система контроля геометрических параметров автомобильных дорог, существенно повышающими производительность и качество работ;
' оригинальный способ развертки лазерного луча позволяет применять данную систему даже в городских условиях благодаря минимальной вероятности попадания лазерного луча в органы зрения.
разработаны методы борьбы с паразитным влиянием внешней освещенности на результаты измерений; - -
определены значения точности измерений профиля дорожного покрытия, быстродействия т.е. производительности системы автоматического управления в процессе измерения;
разработаны структура базы данных и алгоритмы функционирования
систем автоматики на приёмнике и источнике лазерного луча, протоколы
обмена информации по телеметрии.
разработанная следящая, координирующая система может быть
использована при управлении строительно - дорожными машинами.
Реализация результатов работы.
Разработанное устройство готовится к лабораторным испытаниям. Результаты исследования используются в учебном процессе МАДИ ТУ.
К защите представляются:
модульная система автоматического управления измерениями
геометрических параметров автомобильных дорог;
методы расчёта геометрических параметров автомобильных дорог по
результатам измерения положения" подвижной платформы;
методика представления результатов для. принятия решения по ремонту или реконструкции промеренного участка дорожного полотна;
алгоритмы управления измерительным комплексом и обработка информации.
Апробация работы.
Основные положения диссертационной работы докладывались на 54,55 и 56 научно - методических и научно - исследовательских конференциях МАДИ(ТУ) (Москва 1996,1997,1998 г.). Результаты работы докладывались и обсуждались на III международной конференции "Оптико-электронные приборы и устройства в системах распознавания образов, обработки изображений и символьной информации" (Курск, 1997). Материалы VII научно - практической конференции "Экспериментальные исследования инженерных сооружений" (Владимир, 1997).
Публикации.
По теме диссертационной работы опубликовано 3 статьи.
Обьем работы.
Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка использованной литературы - 83 источника, приложений и содержит 156 страниц машинописного текста, 38 рисунков.