Система спутниковой навигации Galileo - новые возможности для железных дорог, страница 7

Предпосылки картографирования для проекта Lotus

Дирекции научных исследований и технологий Национального общества железных дорог Франции (SNCF) картографирование железнодорожных ли­ний понадобилось, в частности, при разработке про­екта системы Lotus — определения местоположения высокоскоростных поездов TGV с помощью спутни­ковых технологий. Проект реализуется по заказу ди­рекции дальних пассажирских сообщений, которая столкнулась с рядом проблем в организации движе­ния поездов в нештатных ситуациях.

Сначала провели эксперименты на 30 поездах TGV международных сообщений, чтобы убедиться в возможности системы определять местоположение любого поезда в любое время и в любом месте (сле­довательно, судить о точности соблюдения графика движения), а также иметь информацию об их техни­ческом состоянии.

Определение местоположения осуществляется с помощью бортового приемника системы GPS. Дан­ные с поезда в стационарные системы передаются по общедоступной сети цифровой сотовой связи GSM. Создаваемая в настоящее время железнодорожная сеть радиосвязи с подвижными объектами строится по европейскому стандарту GSM-R.

Для оценки соблюдения графика движения поез­да следует сравнить его теоретическое и фактическое местоположение. Последнее представляется в виде поездного «ярлыка», которым фиксируется время прохождения отдельных контрольных реперных то­чек. Реперные точки располагаются вдоль линии, обычно в качестве них используются километровые и пикетные знаки. Каждая точка должна быть зареги­стрирована в базе данных с указанием ее точных гео­графических координат, так чтобы информацию, по­лучаемую с помощью бортового приемника GPS, можно было легко привязать к местности. Путем не­сложного расчета можно узнать время прохождения поездом не только реперных точек, но и любого мес­та пути и, исходя из результатов сравнения графико­вого и фактического времени, выявить опоздание.

В настоящее время существуют различные фор­мы картографирования железных дорог. Наиболее известно представление железнодорожных линий на карте IGN. Строительству любой новой линии пред­шествует этап геодезических и географических изысканий, поэтому картографирование здесь осу­ществляется естественным образом. Однако SNCF пока не располагает системой географической ин­формации SIG по своей сети в виде базы цифровых данных, позволяющей картографически идентифи­цировать километровые и пикетные знаки железно­дорожных линий.

Поэтому возникла необходимость в разработке для сети железных дорог специальной системы SIG, позволяющей картографировать линии, по которым обращаются поезда TGV, и обеспечить точность определения их местоположения не ниже 200 м.

Методика картографирования

В распоряжении SNCF имеются:

на «железнодорожном» уровне — база данных IGN, называемая BDCARTO, которая позволяет географически позиционировать железнодорожные линии в плане с точностью до десятков метров. Дру­гая база данных, BDTOPO, имеющая точность до метров, находится в стадии реализации и в настоя­щее время охватывает только около четвертой части территории Франции, и на завершение ее оформле­ния потребуется несколько лет; досье нивелировочных точек системы IGN, раз­мещенных на объектах железнодорожной инфрас­труктуры или поблизости от них. Эти точки, кроме географических координат, характеризуются тради­ционной справочной информацией по железным до­рогам, такой, как номер линии, километрового или пикетного знака.

Алгоритм картографирования

Принцип картографирования железнодорожных линий заключается в следующем. Имея исходные данные: географические координаты, номер линии, километрового/пикетного знака, где расположены нивелировочные точки А и В, и картографическую трассировку дугообразного участка АВ линии, полу­ченную из базы данных BDCARTO, можно опреде­лить координаты (х, у) любого пункта М, располо­женного на расстоянии s от пункта А, то есть РК = =PK^+s.