Оборудование Topcon Positioning Systems, как инструмент экономии и повышения качества дорожного строительства

В европейских странах ни одна компания не получает заказ, если ее машины не оборудованы автоматическими устройствами нивелирования. Автоматические системы нивелирования помогают избежать ошибок при формировании корыта, слоев дорожной одежды и др.

Существует два технологических способы автоматического нивелирования.

Первый — комбинированный (двумерный). Согласно ему, сначала готовят поле. Используя нивелиры и другое геодезическое оборудование, участок работ покрывают сетью копирных струн. Затем на площадку выходят технологические машины (бульдозеры, асфальтоукладчики, катки и тд.) с 2D-оборудованием. Устройства сканируют местность, чаще всего — с помощью ультразвуковых датчиков. Выявляют проложенные струны и используют их для привязки в пространстве машины и ее рабочих органов. Также для привязки могут быть использованы бордюр или предел основания от предыдущего прохода. При отсутствии препятствий (деревьев, неровности почвы) могут применяться лазерные дальномеры.

Также можно воспользоваться лазерным построителем плоскостей. Его целесообразно применять на участках, где поверхность плоская (горизонтальная или наклонная). Чаще всего 2D-системы используют, когда нецелесообразно создавать трехмерные модели поверхностей.

Второй — трехмерный. 3D-системы используют спутниковую навигацию и тахеометры. Для работы в 3D создают цифровую модель проекта.

При этом дополнительно уменьшается потребность в услугах геодезистов, других работников. Электроника самостоятельно контролирует текущее положение машины, руководит рабочим органами, формирует отчет о проделанной работе и отправляет его на сервер. Главное — правильно подготовить цифровую модель поверхности. Поэтому 3D-системы вносят качественные изменения в процесс строительства, а не просто являются дополнительным оборудованием.

Среди существующего количества предложений выбрать оборудование, которое лучше отвечает конкретным потребностям производства, нелегко.  

Передовая технология Авангард 

Среди наиболее технологически совершенных — продукты для точного позиционирования японской корпорации Topcon Positioning Systems. Ее технология глобального позиционирования с помощью спутниковых систем (GNSS) называется VANGUARD. Это действительно авангард.

Технология VANGUARD обеспечивает мощную фильтрацию и высокую скорость обработки сигналов ГНСС в приемниках Topcon и Sokkia, а следовательно — производительность (с 2008 года компания Sokkia вошла в состав Topcon).

В приемниках других фирм количество каналов ограничено и предпочтение отдается той или иной спутниковой системе. Составляющая Авангарда Topcon Universal Tracing обеспечивает работу 226 каналов связи. И поэтому отслеживает сигналы из всех доступных спутниковых систем: GNSS-GPS, ГЛОНАСС, Galileo, Compass.

Следует заметить, что не все GNSS-системы одинаково хорошо взаимодействуют со спутниками, особенно — там, где есть препятствия. Уникальное решение Fence Antenna на приборах Топкон и Sokkia обеспечивает очистку от помех и замечательную связь в сложных условиях. Сигналы с наилучшей комбинации спутников автоматически выбирает запатентованная технология Topcon Intelligent Tracking Optimization. Каналы Топкон универсальные. Они не привязаны к конкретной системе. Любой канал может отслеживать любой сигнал. Пока на это способна только технология Topcon.

Инновационный способ Quartz Lock Loop обеспечивает высококачественную связь даже при вибрации машины.

Такой набор характеристик предоставляет лучшее позиционирование где угодно и когда угодно.

Относительно конкретного оборудования

2D и 3D системы автоматического управления Topcon можно устанавливать на все основные виды спецтехники: бульдозеры, экскаваторы, грейдеры, катки, асфальтоукладчики, бетоноукладчики, скреперы, ресайклеры и дорожные фрезы.

«ЗАПОВНЮВАЧІ» уже писали о некоторых видах оборудования Topcon для бульдозеров. Для бульдозеров также выпускаются 2D Sistem V, 3D GNSS, 3D mmGNSS и 3D LPS.

Чтобы разработать качественный план ремонта дороги необходимо иметь подробные сведения о форме ее поверхности. В этом поможет система RD-M1 с лазерным сканером (подробнее расскажем о ней в следующей публикации). При ее использовании не нужно закрывать движение, достаточно установить оборудование на автомобили и проехать соответствующим участком пути. Аппаратура каждую секунду обследует и запоминает 25 тыс точек полотна. Данные станут базой для подготовки проекта и работы других дорожных машин.

Системы автоматического нивелирования для дорожных фрез 

Для укладки асфальтобетона лучше, когда мощение происходит на ровное, хорошо подготовленное основание. Система 3D LPS способна обеспечить точность формирования поверхности в пределах 1 см. Благодаря использованию тахеометра она не нуждается в спутниковом позиционировании. Поэтому одинаково эффективна на открытых площадках, в плотной застройке города и даже в туннелях. Благодаря функциям автоматического поиска и сопровождения с геодезическими работами, на этом тахеометре достаточно одного работника.

Электронный роботизированный тахеометр, который есть в составе 3D LPS, можно применять также для других задач на стройплощадке.

3D-cистема Topcon mmGPS сочетает лазерное измерение со спутниковым позиционированием. Спутниковые приемники на фрезе получают поправки от базовой стационарной станции GNSS и определяют координаты. А высотную отметку рассчитывают с помощью построителя лазерной зоны. Лазерные сенсоры корректируют показатели с точностью в несколько миллиметров. Система может быть с одной или двумя мачтами. Вторая мачта требуется при применении широких фрез — для ориентации машины по высоте обеих ее сторон.

Система mmGPS не теряет работоспособности даже при потере видимости между лазерным нивелиром LZ-T5 и датчиком лазерной зоны PZS-MC. 

Автоматическое нивелирование асфальтоукладчиков и бетоноукладчиков 

2D-система P32 эффективно руководит выглаживающей плитой, контролирует одну или две стороны. Может применяться на асфальтоукладчиках новых и старых конструкций. Для контроля высоты имеет ультразвуковые датчики. Дополнительно имеет двусторонний датчик наклона плиты. Чаще всего система комплектуется системой усреднения ультразвуковых показателей Smoothtrac — так называемой «ультразвуковой лыжей», монтируется на балках длиной 8-14 метров.

3D-система P63 для асфальтоукладчика сочетает точность лазерного измерения mmGPS с удобствами спутниковых систем позиционирования. Обеспечивает соблюдение толщины асфальтобетона до миллиметров. Когда ширина плиты небольшая, применяют одномачтовую систему. При этом высота одной стороны плиты определяется с помощью лазера, а другой — исчисляется по данным датчика наклона. При ширине укладки более 7-8 метров используют двухмачтовую систему. Благодаря спутниковым измерениям координат машина не теряет возможности точно укладывать асфальтобетон даже когда нет оптической связи между призмой и тахеометром.

3D LPS для асфальтоукладчика использует оптико-электронные технологии Topcon. С помощью тахеометра точно позиционирует рабочий орган в плане и по высоте. Чаще всего применяется одномачтовый вариант в комплексе с датчиком наклона плиты.

При большой ширине укладки устанавливают двухмачтовую систему в сочетании с GPS. Так же, как и на фрезах, система 3D LPS на асфальтоукладчик подходит для открытых площадок, в тесном застройке и туннелях. А роботизированный тахеометр можно использовать отдельно.

На асфальтоукладчиках применяют также 3D-систему нивелирования RD-MC, подобную той, что устанавливается на фрезах. Она точно регулирует высоту выглаживающей плиты. Автоматически рассчитывает толщину слоя асфальтобетона с запасом на уплотнение.

Технологии Topcon 3D предоставляют уникальную возможность автоматического управления курсом асфальтоукладчика. Такая опция доступна на машинах Volvo, а также Vogele, оснащенных системой Navitronic Plus, некоторых других. Асфальтоукладчик с автопилотом и 3D-нивелированием значительно облегчает работу машиниста и всей бригады. О значении 3D-нивелирования для бетоноукладчиков подробнее можно почитать здесь.

Для укладчиков бетонных оснований и укладчиков бетонных профилей компания Topcon выпускает продукт 3D mmGPS. Так же, как и на асфальтоукладчиках он имеет спутниковое позиционирование и лазерные датчики-приемники. В цифровую модель вводятся сведения о форме поверхности, слои, точки, осевую линию, границы и другие пространственные параметры основания или профиля. Система контролирует высоту с миллиметровой точностью и обеспечивает движение машины по траектории, заданной проектом. Технический комплекс может работать даже если потеряна оптическая связь между лазерным нивелиром и датчиком лазерной зоны. Персоналу не приходится отвлекаться на управление самим укладчиком. Поэтому есть больше времени на производственный процесс — подачу смеси, контроль качества профиля и тому подобное. Система работает с машинами Gomaco, Wirtgen и Power Curbers.

Заключительный этап – уплотнение асфальтобетона

Для прочности и долговечности покрытия большое значение имеет соблюдение заданного количества проходов катка. При длительной монотонной работе оператор может ошибиться относительно места, откуда надо начать проход, сбиться в счете.

При приобретении продукт можно настроить на тип поправок для конкретной работы и не платить лишнего. Скажем, управлять только положением катка, чтобы равномерно уплотнить поверхность. Если надо знать высоту поверхности после уплотнения, заказывают другую комплектацию. В базовом варианте система контролирует количество проходов, направление движения и скорость уплотнения. Предусмотрена также возможность использования температурных датчиков, чтобы точно выбрать момент, когда надо уплотнить смесь. Если температура поверхности отклоняется от нормы, система оповестит об этом оператора и запишет в журнал.