2.2.5 Требования наземных потребителей
Автотранспорт
Требования пользователей к РНС можно сформулировать следующим образом:
- перевозки в городских условиях требуют точности (СКП) 5 м, доступности РНС и их функциональных дополнений 0,98–0,99, в том числе в условиях высотной городской застройки. Специальные требования по непрерывности навигационного обслуживания в таких системах не предъявляются;
- междугородные перевозки и внедорожные транспортные операции, которые требуют точности определения координат (СКП) 10 м, доступности РНС и их функциональных дополнений 0,98–0,99;
- перевозки особо важных или опасных грузов требуют точности (СКП) определения координат 5 м, доступности РНС и их функциональных дополнений более 0,99 и высокой непрерывности обслуживания. Требуется также обеспечение устойчивого контроля положения в условиях возможных помех;
- операции специальной транспортной техники дорожных служб требуют точности (СКП) 5 м в городах и 10 м на автодорогах;
- обеспечение строительно-планировочных и дорожных работ в городах и на автодорогах требуют геодезической точности (СКП) 0,05–0,5 м и должны реализовываться с использованием специальной навигационной аппаратуры, работающей как с сигналами ГНСС, так и с сигналами их функциональных дополнений, такого же уровня точности требует задача местоопределения сельскохозяйственных машин.
При этом навигационная информация необходима для эффективного управления транспортными средствами и другими мобильными средствами как в режиме персональной навигации (перевозки грузов автотранспортом в режиме «свободного поиска грузов», использование личных транспортных средств и др.), так и в режиме внешнего управления (диспетчеризация перевозок на наземном транспорте, управление работой специальной техникой в дорожном хозяйстве и др.). В первом случае навигационная информация используется для принятия решений лицами, управляющими транспортными средствами либо непосредственно, либо с использованием автоматизированных систем управления самим транспортным средством.
Во втором случае навигационная информация используется для мониторинга ситуации и принятия решений о движении транспортных средств или иных действий (например, для обеспечения безопасности перевозок, предотвращения угона транспортных средств, хищений грузов) в рамках обособленных систем диспетчерского управления или так называемых охранных систем. Лица, управляющие транспортными средствами, обязаны при этом выполнять принятые и доведенные до них по каналам связи решения систем диспетчерского управления.
Персональная навигация на наземном транспорте используется в настоящее время, как правило, только в личных легковых автомобилях, а также в ограниченных масштабах лицами, занимающимися индивидуальной предпринимательской деятельностью или малым бизнесом на автотранспорте. Персональная навигация осуществляется с использованием специального пользовательского оборудования ГНС — так называемых навигаторов. Аналогичным образом осуществляется и персональная навигация пешеходов, туристов и т. д. В таблице 5 приведены типовые требования к точностным характеристикам навигационного обеспечения транспорта, в таблице 6 — основные перспективные операционно-технические требования для систем управления автотранспортом.
Таблица 5 - Типовые требования к точностным характеристикам (СКП) навигационного обеспечения транспорта.
Автономное местоопределение
(м)
|
Условия движения наземного транспорта
|
Диспетчерское управление (м)
|
15–65
|
Общегородские и
пригородные перевозки
|
7–50
|
15–65
|
Проводка автомобиля
по центру города
|
1,5–15
|
50–250
|
Транзитные перевозки
между городами
|
12–150
|
Таблица 6 - Основные перспективные операционно-технические требования для систем управления автотранспортом.
Характеристики
|
Системы
управления
городским
автотранспортом
|
Системы
управления
региональными
перевозками
|
Системы
управления
международными
перевозками
|
Системы
управления для
индивидуального
автотранспорта
|
Инструментальная емкость системы.
Число одновременно обслуживаемых автомобилей
|
500–1000
|
500
|
1000*)
|
–
|
Средний темп обмена, с
|
Т=30 с
Т=10 с для
спецтранспорта
|
Т=60–90 с
|
900–7200
|
–
|
Точность (СКП) навигации, м
|
В центре 2,5
на автотрассе 15
|
2,5…10
|
2,5…15
|
2,5…20
|
Доступность навигационного обеспечения
|
0,99*)
|
0,95
|
0,95
|
0,90
|
Целостность (надежность)
обеспечения навигационными
данными и связью
|
0,98
0,99 для спецсистем
|
0,97
|
0,97
|
–
|
Совместимость систем
|
Единые стандарты на интерфейсы,
используемые для выхода на радиолинии
|
–
|
*) С учетом локальной навигации.
Железнодорожный транспорт
Требования к характеристикам спутниковых РНС по точности определения местоположения (позиционирования) объектов железнодорожного транспорта можно объединить в три группы.
Первая группа — это те системы и транспортные операции, в которых необходимо контролировать дислокацию подвижного состава, в том числе с опасными грузами, охраняемыми лицами, местоположение подвижных средств диагностики и путевых машин с целью мониторинга выполнения плановых заданий, подхода к месту проведения работ и т. д. Для таких функциональных приложений достаточна точность позиционирования (СКП) 10 м, что, в принципе, достигается при непосредственных спутниковых определениях при условии работы с орбитальными группировками ГЛОНАСС/GPS в штатных конфигурациях по 24 спутника в каждой системе.
Вторая группа — это те системы и производственные операции, в которых спутниковая навигационная информация используется непосредственно в системах управления и обеспечения безопасности движения объектов железнодорожного транспорта. Для таких функциональных приложений требуется навигация с точностью определения положения объекта подвижного состава до конкретного рельсового пути, что соответствует точности позиционирования (СКП) 0,33 м.
Третья группа — системы обеспечения контроля путевого хозяйства и путевого строительства, которые требуют «сантиметровой/миллиметровой» точности определения местоположения. Технически это возможно только в случае совместного использования сигналов систем ГЛОНАСС/GPS/GALILEO с данными систем дифференциальной коррекции (дифференциальными поправками) с использованием спутниковых широкозонных или наземных локальных (региональных) дифференциальных дополнений.
Сводные данные к требуемым точностям позиционирования по направлениям деятельности хозяйств и служб железных дорог, определяемые действующими нормативно-техническими документами, приведены в таблице 7.
Таблица 7 - Технические требования потребителей к точности определения местоположения.
Область (виды) применения
координатной информации
|
Объекты, требующие координатного
определения
|
Требования
по точности
определения
местоположения
|
Требования
к надежности
определения
местоположения
|
Основные
нормативно-технические
источники
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
1. Инженерно-геодезические изыскания для строительства новых и капитального ремонта действующих железных дорог
|
Пункты специальной геодезической сети (СГС)
|
СКП взаимного положения пунктов СГС не должна превышать 2–3 см в плане
|
Предельные погрешности, равные 5 см, не должны превышаться на 10 %
|
1. Инструкция по топографической съемке в масштабах 1:5000–1: 500. ГКИНП-02-033-82.
2. Свод правил СП 11-104-97. Инженерно-геодезические изыскания для строительства.
3. Richtlinie DB 883.0031. Fahrbahnen abstecken (Руководство по полевому трассированию)
|
Четкие объекты (элементы) местности
|
СКП определения четких объектов местности относительно пунктов СГС не должна превышать 0,4−0,5 мм на топографическом плане
|
Предельные погрешности, равные 0,8 мм, в масштабе плана не должны превышаться на 10 %
|
Рельеф местности
|
СКП изображения рельефа горизонталями не более ¼ принятого сечения рельефа
|
Предельные погрешности, равные ½ принятого сечения рельефа, не должны превышаться на 10 %
|
2. Полевое трассирование (перенос проекта в натуру)
|
Основные элементы рельсовой колеи, стрелочных переводов и т. п.
|
СКП переноса элементов рельсовой колеи не должны превышать 1,5 см в продольном направлении, 0,25 см в поперечном направлении относительно пунктов СГС
|
Удвоенные СКП не должны превышаться на 5 %
|
3. Контроль геометрических параметров рельсовой колеи с помощью путеизмерительных средств для вычисления установочных данных для выправки пути
|
Каркасные пункты СРС
|
СКП положения пункта – 25 мм;
СКП взаимного положения – 5 мм в плане
|
Удвоенные СКП не должны превышаться на 5 %
|
Специальная реперная система контроля состояния железнодорожного пути в профиле и плане. Технические требования, утвержденные МПС России 26 марта 1998 года
|
Главные и промежуточные (рядовые) пункты СРС
|
СКП взаимного положения пунктов через 10 км – 15 мм в плане;
через 500 м – 4 мм в плане;
через 500 м – 2,5 мм по высоте
|
Рабочие пункты СРС
|
СКП взаимного положения – 2,5 мм в плане и 1,5 мм по высоте
|
Геометрические характеристики рельсовой колеи
|
Относительные СКП определения отклонений оси пути от заданного положения не должны превышать 0,04 мм/м в плане и 0,03 мм/м по высоте
|
При использовании путеизмерительного вагона и тележки, для повышения надежности и точности, с применением спутниковых приемников и спутниково-инерциальных систем на практике производят избыточные измерения с таким расчетом, чтобы съем информации производился каждые 20–25 см пути
|
Материалы обоснования инвестиций в строительство высокоскоростной железнодорожной магистрали Москва – Санкт-Петербург. Инженерно-геодезические изыскания. РЖДП-077/03-008
|
4. Содержание земляного полотна
|
Элементы земляного полотна, водоотводных, укрепительных защитных сооружений
|
Требования к видам, периодичности, сроки и порядок осуществления надзора за земляным полотном установлены Инструкцией по содержанию земляного полотна. Определен каталог дефектов земляного полотна. Цифровая модель земляного полотна составляется на основе выполнения специальных периодических съемок с использованием спутниковых, аэрокосмических, бортовых и наземных методов съемки, в том числе с использованием радиолокаторов. По точности цифровая модель земляного полотна соответствует точности масштаба 1:1000
|
Для укрепления устойчивости земляного полотна на каждой дистанции пути утверждается перечень видов деятельности по содержанию земляного полотна, рассчитанный на полное устранение деформаций
|
Инструкция по содержанию земляного полотна железнодорожного пути. Утверждена МПС России 30 марта 1998 года ЦП-544
|
5. Содержание искусственных сооружений
|
Элементы искусственных сооружений (мостов, путепроводов, эстакад, виадуков, тоннелей, водопропускных труб, лотков, галерей, селеспусков и т. д.)
|
Требования к видам, периодичности, сроки и порядок осуществления надзора за искусственными сооружениями установлены Инструкцией по содержанию искусственных сооружений. Цифровая модель искусственных сооружений составляется на основе инструментальных периодических съемок с использованием спутниковых приемников, лазерных сканирующих систем, высокоточных электронных тахеометров-автоматов, геотехнических датчиков. Для оперативного наблюдения динамических свойств наиболее важных и ответственных объектов должна быть обеспечена высокая точность измерения пространственных данных в мм и см диапазоне в режиме реального времени
|
Надежность надзора за искусственными сооружениями обеспечивается автоматизированной системой, создаваемой для постоянного наблюдения за искусственными сооружениями
|
Инструкция по содержанию искусственных сооружений. Утверждена МПС России 28 декабря 1998 года ЦП-628
|
6. Межевание полосы отвода железной дороги
|
Межевые знаки полос отвода железной дороги
|
СКП положения межевых знаков относительно пунктов СГС должна быть не более 10 см (0,1 мм на плане масштаба 1:1000)
|
Надежность полученных результатов контролируется на основе установленной процедуры межевания земель
|
Инструкция по межеванию земель. Утверждена Роскомземом 18 апреля 1996 года.
Основные положения об опорной межевой сети. Утверждены Росземкадастром 15 апреля 2002 года
|
7. Обеспечение безопасности железнодо-рожного движения
|
Подвижные средства, специальные подвижные средства
|
В соответствии с требованиями безопасности СКП определения местоположения поезда должна составлять 0,5 м (для распознавания пути, на котором находится поезд), эксплуатационная готовность – 99,98 % и длительность тревожного состояния (ТТА) – 1 с
|
Для обеспечения надежности определения местоположения поезда в СДКМ ГЛОНАСС и GALILEO создаются сервисы по повышению надежности спутниковой навигации на железных дорогах
|
Проект «GALILEO для железных дорог»
|
В части характеристик доступности данных спутниковых навигационных определений для систем железнодорожного транспорта требуемое значение соответствует 0,98–0,99 во всех условиях, включая железнодорожные операции на территории предприятий и в городах с высотной застройкой, операции в глубоких карьерах и на перегонах в глубоких выемках.
Для обеспечения устойчивости функционирования и повышения точности позиционирования на подвижных объектах железнодорожного транспорта необходимо внедрять мультисистемную ГЛОНАСС/GPS, а в перспективе — ГЛОНАСС/GPS/ Galileo навигационную аппаратуру с корректирующими поправками, получаемыми с помощью спутниковой широкозонной системы дифференциальной коррекции и мониторинга (СДКМ). Сантиметровый и более высокие уровни точности могут быть достигнуты с использованием локальных дифференциальных подсистем.
|
