28
elo

Ratamittaus ja rautatiekartoitus — mitä mittauslaitteita tarvitaan?

Posted on by Geotrim

Rautateiden mittaus on oma erikoisalansa, jossa tavallinen maastomittauskalusto ei aina riitä. Raidegeometrian tarkkuusvaatimukset, tiukat turvallisuusmääräykset ja lyhyet liikennekatkoajat tekevät ratamittauksesta vaativan erikoisalan, niin laitteistolle kuin mittaajalle. Tässä artikkelissa käydään läpi, mitä mittauslaitteita rautatiekartoituksessa tarvitaan ja miksi laitevalinta on ratainfrastruktuurissa erityisen merkityksellinen.

Suomessa rautateiden mittauksesta vastaavat pääosin Väylävirasto ja radanpidon urakoitsijat. Raidegeometrian mittaukset ovat lakisääteisiä ja edellyttävät kalibroituja laitteita, pelkkä riittävä tarkkuus ei riitä, vaan koko mittausprosessi on dokumentoitava luotettavasti.

Rautatieympäristön erityisvaatimukset mittaukselle

Ratamittaus eroaa tavanomaisesta maanmittauksesta usealla tavalla. Mitattavana ovat raideleveys, kaarresäteet, kallistukset ja raidekorkeudet, kaikki toleranssein, jotka eivät jätä sijaa arvauksille. Pieneltä vaikuttava poikkeama raidegeometriassa voi vaikuttaa suoraan liikenneturvallisuuteen.

Suomalaiseen rataympäristöön liittyy myös yksi erityispiirre, joka on huomioitava laitteistoa konfiguroitaessa: Suomen raideleveys on 1524 mm, kun Keski-Euroopassa standardi on 1435 mm. Tämä vaikuttaa muun muassa mittavaunujen ja kiinnitysratkaisujen mitoitukseen. Talviolosuhteet asettavat omat vaatimuksensa: pakkanen, lumi ja kosteus rasittavat laitteita, ja kenttäkelpoinen kalusto on suunniteltu toimimaan myös −20 °C:ssa.

Mittaukset tehdään usein lyhyiden liikennekatkojen aikana, mikä tarkoittaa, että laitteiden on oltava nopeasti käyttövalmiita ja mittausprosessin sujuva. Virheille ei juuri ole aikaa, ja uusintamittaus saattaa tarkoittaa uutta liikennekatkoa.

GNSS-järjestelmät ja takymetrit ratamittauksessa

Ratamittauksen perusta rakentuu kahden laiteryhmän varaan: GNSS-vastaanottimien ja robottitakymetrien. Kummallakin on oma roolinsa, ja usein ne toimivat yhdessä.

GNSS-vastaanotin ratatyömaalla

GNSS-vastaanotin, kuten Trimble R12i, mahdollistaa senttitarkan paikannuksen myös haastavissa olosuhteissa. RTK-mittauksessa vastaanotin hyödyntää reaaliaikaista korjaustietoa. Suomessa tähän soveltuu hyvin Trimnet VRS -verkkopalvelu, jonka tukiasemaverkosto kattaa koko maan. Rataympäristössä GNSS-mittaus on erityisen hyödyllinen avoimilla osuuksilla, mutta tunneleissa tai syvissä leikkauksissa signaali voi heikentyä, jolloin takymetri tulee kuvaan.

Robottitakymetri ratarakenteen mittauksessa

Trimble SPS930 on robottitakymetri, joka sopii hyvin ratarakentamisen mittaukseen. Se mahdollistaa reaaliaikaisen rakentamisen ohjauksen ja raidegeometrian seurannan, ja se integroituu suoraan Trimble WorksManager -ohjelmistoon. Trimble S7- ja S9-sarjan robottitakymetrit soveltuvat niin ikään ratatöihin, joissa vaaditaan tarkkoja kulma- ja etäisyysmittauksia.

Trimble GEDO -järjestelmä yhdistää takymetrin tai GNSS-vastaanottimen mittavaunuun, jota työnnetään kiskoilla. Vaunu rekisteröi raidegeometrian tiedot automaattisesti liikuttaessa: raideleveyttä, kaarresädettä, kallistusta ja sijaintia absoluuttisessa koordinaatistossa. Tämä tekee GEDO:sta erityisen tehokkaan as-built-dokumentointiin ratatöiden jälkeen.

Laserkeilaus ja mobiilikartoitus ratainfrastruktuurissa

Pistepilviteknologia on muuttanut ratainfrastruktuurin inventoinnin tapaa merkittävästi. Laserkeilauksella saadaan kattava kolmiulotteinen malli ratakäytävästä, ja mobiilikartoituksella sama voidaan tehdä liikkuvasta ajoneuvosta käsin.

Trimble MX9 -mobiilikartoitusjärjestelmä asennetaan kiskoilla kulkevaan ajoneuvoon, joka kerää pistepilveä ja 360°-kuvaa koko ratakäytävästä yhdellä ajolla. Tämä soveltuu erityisesti siltojen ja tunneleiden tarkastukseen, ratapölkkyjen ja kiskojen kunnon dokumentointiin, valaistuksen ja merkintöjen inventointiin sekä sähköratajärjestelmien dokumentointiin. Yhdellä ajolla saatava aineisto säästää huomattavasti aikaa verrattuna perinteiseen pistekohtaiseen mittaukseen.

Kiinteällä laserkeilauksella voidaan puolestaan dokumentoida yksittäisiä rakenteita, kuten siltoja tai asemia, erittäin tarkasti. Pistepilvi toimii pohjana niin suunnittelulle kuin kunnossapidon seurannalle.

UAS-ilmakuvaus ja lisätty todellisuus ratatöissä

Droonit eli UAS-järjestelmät ovat vakiinnuttaneet paikkansa ratainfrastruktuurin kartoituksessa erityisesti laajoilla alueilla ja vaikeapääsyisissä kohteissa. Ilmakuvauksella saadaan nopeasti kattava yleiskuva ratakäytävästä, maastomallit ja ortokuvat, joita voidaan hyödyntää suunnittelussa ja hankkeiden seurannassa.

Lisätyn todellisuuden järjestelmät tuovat uuden ulottuvuuden ratatöiden toteutukseen. Kun olemassa oleva infrastruktuuri ja suunnitelmat voidaan visualisoida päällekkäin maastossa, virheiden riski pienenee ja kommunikaatio eri osapuolten välillä helpottuu. Tämä on erityisen hyödyllistä tilanteissa, joissa uutta rakennetta sovitetaan olemassa olevan ratarakenteen yhteyteen.

Rataympäristössä UAS-toimintaan liittyy myös erityisiä rajoituksia ja lupavelvoitteita, jotka on selvitettävä ennen lentoja. Tämä on käytännön tosiasia, joka vaikuttaa projektin aikatauluihin.

Oikean laiteyhdistelmän valinta ratahankkeeseen

Yksittäinen laite harvoin kattaa koko ratamittauksen tarpeen. Käytännössä hankkeessa tarvitaan useamman laitteen yhdistelmä, jonka kokoonpano riippuu työn luonteesta, kohteen olosuhteista ja vaaditusta tarkkuustasosta.

Uudisrakentamisessa ja geometrian seurannassa Trimble GEDO yhdistettynä robottitakymetriin tai GNSS-vastaanottimeen muodostaa toimivan kokonaisuuden. Laajamittaisessa inventoinnissa mobiilikartoitus on tehokkain tapa kerätä tietoa nopeasti. Droonit täydentävät kokonaisuutta, kun tarvitaan ilmakuvaa tai vaikeapääsyisten kohteiden dokumentointia.

Ohjelmistopuoli on laitteiston ohella keskeinen: Trimble Access tarjoaa ratamittauksen työnkulut maastokäyttöön, ja aineisto siirtyy sujuvasti toimiston ohjelmistoihin jatkokäsittelyä varten. Toimiva tiedonsiirto kentältä toimistoon nopeuttaa koko projektin läpivientiä. Laitteiden pitkäikäisyys ja luotettavuus rataympäristössä edellyttävät myös säännöllistä huoltoa, johon Geotrimin ammattitaitoiset huoltopalvelut tarjoavat kattavan ratkaisun.

Jos ratamittauksen laitevalinta mietityttää tai kaluston soveltuvuus Suomen olosuhteisiin askarruttaa, Geotrimin ratamittauksen asiantuntijat auttavat löytämään hankkeeseen sopivan ratkaisun.

Aiheeseen liittyvät artikkelit