Reporter 52 Das Magazin der Leica Geosystems

MetroNet bringt der U-Bahn die
Technologie des 21. Jahrhunderts
ABA Surveying erfasst
vor dem Bau neuer
Waggons für die
Londoner U-Bahn die
Ist-Bauwerkdaten mit
HDS-Laserscanning-
Technologie.
8
Nach der Entscheidung über
die Einführung neuer Rollmaterial-Zugskompositionen
im
Jahre 2009 beschloss Metro-
Net, die für die Entwicklung der
Waggons benötigten Vermessungsdaten
mittels Laserscanning-Technologie
zu erfassen.
Um eine Zugskomposition
maximal möglicher Grösse
konstruieren zu können, muss
man die Abmessungen der
Strukturen kennen, die sie
befahren und durchqueren
muss. Auch die Begrenzungen
durch Bahnsteige, Brücken,
Bauten und Tunnels müssen
bekannt sein. Sämtliche für die
Konstruktion und Wartung der
Züge tätigen Teams arbeiten
bereits mit Messdaten,
weshalb historische Informationen
schubladenweise vorhanden
sind. Das Problem ist
jedoch, dass diese Daten unter
Umständen bereits zur Zeit
ihrer Veröffentlichung nicht
mehr aktuell waren.
Wartungsarbeiten, Auffüllungen,
das Absetzen des Untergrunds
und die Nutzungsbelastung
bewirken, dass die
Gleise ständig in Bewegung
sind. Bei der Londoner U-Bahn
hinterliessen Wartung,
Erneuerung, Erweiterung und
Umbauten im Verlaufe eines
Jahrhunderts eine verwirrende
Ansammlung von Kabeln, Lampen,
Signalen, Schaltkästen
und allen möglichen anderen
Einbauten, die potenziell zu
einer Reduktion der vorhandenen
Lichtweiten führen können.
Verschärft wird dieses Problem
durch die Tatsache, dass das
Profil beim Einsatz traditioneller
Vermessungsmethoden entlang
des Gleises punktuell in
Abständen gemessen wird.
Dieser Abstand beträgt in der
Regel zehn Meter, auf engen
oder kurvigen Strecken vielleicht
auch nur fünf Meter. Leider
kommt es häufig vor, dass
alles, was zwischen diesen
regulären Messintervallen liegt,
im Rahmen der traditionellen
Profilvermessung übersehen
wird. MetroNet entschied sich
daher für eine andere
Vorgehensweise.
Züge nach Mass
Die kinematische Begrenzungslinie
eines Zuges auf seinem
Weg über die Gleise wird von
einer Vielzahl von Faktoren
beeinflusst. Die von einem Vermessungsgerät
zu erfassenden
räumlichen Daten sind in erster
Linie Gleisposition, Schienenüberhöhung
und Radius sowie
Mindestabstände der Lichtweite
zur gleisnahen Infrastruktur,
die sich auf die Festlegung
der Begrenzungslinien auswirken
könnte. Diese Daten
werden in Verbindung mit den
Zugkonstruktionsparametern –
wie Waggonlänge, Bauraum,
Position und Radstand der
Räder, Eigenschaften der Radaufhängung
sowie bauartbedingte
Geschwindigkeit –
mit dem Software-Paket Clear-
Route evaluiert.
Die ClearRoute-Software
berechnet die lichten Weiten
zwischen den Fahrzeugen und
der Infrastruktur sowie zwischen
aneinander vorbeifahrenden
Zügen. Darüber hinaus
werden auch die Schrittentfernungen
zu den Bahnsteigen
ermittelt. Programmiert mit
den entsprechenden Lichtweitenstandards
kann die Software
so eingesetzt werden,
dass sie entweder Ja-/Nein-
Aussagen zur Machbarkeit oder
umfassende Lichtweitenberichte
liefert. Die Lichtweiten
können in unterschiedlichen
Positionen und gemäss vorgegebenen
Ausfallmodusbedingungen
definiert werden.
Anschliessend erfolgt die
Datenerfassung für die
ClearRoute-Datenbank. Die
anfängliche Streckenpriorität
umfasste über achtzig Schienenkilometer,
wofür von
MetroNet vier Vermessungsteams
zur Bestimmung der
Gleisposition mit Leica
GRP3000-Spurwagen im
Einsatz waren. Die Profildaten
dieser Messungen mussten zur
Vervollständigung der Eingaben
in ClearRoute mit den
Gleisdaten kombiniert werden.
Präzision dank neuer
Technologie
Glücklicherweise erfolgte die
Anfrage zur Erfassung solcher
Daten zum gleichen Zeitpunkt
wie die Einführung einer neuen
kinematischen Scanning-Technologie
durch ABA Surveying,
Woking (UK). Nach Feldversuchen
und Evaluationen
wurde ABA schliesslich mit der
Ausführung der Arbeiten
beauftragt. Grundlage der von
ABA eingesetzten Technologie
ist das auf einem GRP100-
Spurwagen montierte Scannermodell
Leica 4500, zusammen
als System GRP5000 bezeichnet.
Bei dieser Konfiguration
wird der Scanner so auf dem
Spurwagen befestigt, dass die
Abtastrichtung senkrecht zum
Gleis fixiert ist. Der Laserstrahl
rotiert mit 33 Abtastungen pro
Sekunde und kann pro Abtastung
18’000 Punkte aufzeichnen,
obgleich in dieser Anwendung
nur 10’000 Punkte erforderlich
sind. Jeder Abtastpunkt
wird vom Scanner mit einer
Genauigkeit von drei Millimetern
erfasst.
Nach Initialisierung der Startmessung
wird der Spurwagen