Использование GPS навигации в строительстве
Из-за постоянно возрастающих требований к качеству строительной продукции появляется необходимость в повышении общего технического уровня работ, выполняемых строительными организациями. Особое место, при выполнении строительных работ, занимают земляные работы.
Особенно это актуально во время строительства путепроводов, дорог и аэродромов. Точность выполнения земляных работ имеет большое значение. Именно они предопределяют качественный уровень выполнения строительных работ.
Для определения координат какой либо точки на местности (позиционирования) военно-промышленным комплексом США была создана система GPS наблюдения. Она включает в себя 24 орбитальных спутника, полностью покрывающих всю площадь земного шара, и в сочетании с приемником, находящимся на поверхности, способна определить координаты конкретного объекта с точностью до 1м.
Геодезические приемники вобрали в себя все новейшие технологии, разработанные в этой области и заключили их в прочной, прошедшей всевозможные полевые испытания конструкции. GPS приемники многофункциональны, точны, удобны и позволяют производить измерения в обеих глобальных спутниковых системах как GPS, так и ГЛОНАСС.
В последнее время, выпуская GPS приемники для строительной отрасли и для проведения геодезических измерений, компании-производители интегрируют в них большое количество дополнительных приборов, чем превращают обыкновенный приемник в целый мобильный комплекс, способный решать огромное количество поставленных перед ним задач. Так, интеграция в приемник тахеометра позволяет этим же прибором определить размер вертикального или горизонтального угла, построить горизонт или отвес и так далее.
Сегодня использование систем автоматизированного управления на базе GPS навигаторов завоевывает все большую популярность среди строителей. Эти системы позволяют сократить финансовые затраты и время выполняемых работ. Применение системы автоматического управления на базе GPS навигаторов позволяет добиться значительной экономии асфальта. Это связано с сокращением расхода асфальта на засыпание неровностей земляного полотна. Оказывается дешевле правильно сформировать основание, чем потом исправлять недостатки за счет асфальта. Помимо экономии асфальта можно значительно сократить затраты на проведение геодезических работ.
После установки на бульдозер или автогрейдер трехмерной системы нивелирования, отпадает необходимость в проведении разбивки и совершенно не нужно проводить контроль полотна после каждого прохода автогрейдера. Машинист бульдозера или автогрейдера самостоятельно контролирует правильность выполнения работ при помощи установленных приборов. Система нивелирования для бульдозеров включает в себя, как правило, два GPS навигатора и позволяет контролировать поперечный и продольный уклон отвала.
Система автоматического управления позволяет выполнять проекты, созданные в электронном виде. В панели управления производятся вычисления для точного позиционирования режущей кромки машины на основании данных положения бульдозера, которые поступают от системы позиционирования. Это позволят производить работы с высокой точностью: 1 см в плане, 3 см по высоте. Возможности системы автоматического управления с применением GPS навигаторов, позволяют проводить работы в любых погодных условиях и даже в темное время суток, а это еще до 30% экономии. Следовательно, появляется возможность оптимизации рабочего времени.
Совершенно нет необходимости иметь автогрейдер на каждом участке выполнения работ. Скорость выполнения работ позволяет перебрасывать дорогостоящую технику с одного участка на другой. Применение системы автоматического управления позволяет:
1. Экономить строительные и горюче-смазочные материалы.
2. Сократить время и средства на выполнение геодезических работ.
3. Оптимизировать рабочее время.
4. Повысить качество выполняемых работ.
Все GPS приемники по своей сути являются портативными переносными вычислительными машинами, имеющими собственное программное обеспечение, связь с интернетом, систему беспроводной передачи данных Bluetooth и контроллер для обработки поступающих на прибор данных. Это создает дополнительные возможности для использования таких приборов и существенно увеличивает количество областей их применения.
Методы оценки косвенных эффектов от внедрения навигационных спутниковых технологий в дорожном хозяйстве
В статье рассматриваются преимущества выполнения дорожных работ с использование навигационных технологий «ГЛОНАСС/GPS» по сравнению с традиционными методами. Показано, что наряду с прямыми эффектами в сфере строительства, ремонта и содержания дорожных сооружений эти технологии характеризуются и большим количеством косвенных социально-экономических эффектов, которые до настоящего времени не учитываются при оценке их эффективности, что значительно сокращает область применения спутниковых технологий в дорожном хозяйстве. Произведено подразделение указанных эффектов на транспортные (сокращение капитальных вложений в автомобильный транспорт, сокращение затрат на перевозку грузов и пассажиров) и внетранспортные (сокращение потерь времени от пребывания в пути пассажиров, сокращение потребности предприятий и организаций в оборотных средствах) и приведены методы их расчета.
Одним из важных направлений научно-технического прогресса в дорожном хозяйстве является использование спутниковых инновационных технологий, обладающих поистине безграничными возможностями точного определения различных координат и управления на этой основе отдельными процессами проектирования и создания разных видов дорожных сооружений.
Технологии «ГЛОНАСС» и «GPS», как показал опыт их применения в дорожном хозяйстве [1], могут успешно использоваться при выполнении инженерно-геодезических изысканий, проектных и разбивочных работ, а также при управлении дорожно-строительной техникой, так как создают инновационные предпосылки для существенного повышения их качества и снижению трудоемкости осуществления (табл.1).
Сравнение технологий выполнения дорожных работ:
традиционной и с использованием навигационной спутниковой системы
Статья опубликована в журнале «Транспортное дело России» №2 (123) (2016)
Сведения об авторах
Дингес Эмилий Викторович, д.э.н., проф. кафедры «Экономика дорожного хозяйства» МАДИ.
Недостатки традиционной технологии
Преимущества навигационной технологии
При выполнении проектных работ
Картографические материалы передаются заказчику на бумажных носителях, что часто приводит к ошибкам при переносе данных
Проект передается заказчику без искажений в виде цифровой модели (ЦМ) территории трассирования сооружения
Проектные отметки с картографических материалов переносятся на компьютер вручную, что повышает трудоемкость геодезических работ
Использование ЦМ позволяет выполнять камеральную обработку данных, что ускоряет выполнение геодезических работ на 30-40 %
Из-за использования разных локальных систем координат возможны неувязки проектов, что вызывает необходимость их устранения
Для осуществления проверки качества выполненных работ требуется исполнительная съемка, повторный вынос в натуру элементов дорог
Исполнительная съемка выполняется автоматически. Вынос элементов не требуется, так как работы ведутся в координатах
При управлении дорожно-строительной техникой
Качество работ всецело зависит от квалификации исполнителей. При этом обязательным является проведение геодезических работ и профилирование слоев дорожной одежды
Качество работ гарантируется. При этом 70 % геодезических работ и 90 % работ по профилированию слоев дорожной одежды выполняются автоматически
Необходимость повторного осуществления разбивки и выноса элементов дороги при укладке асфальтобетонных смесей
Повторная разбивка не требуется, так как для ее выполнения вполне достаточной является точность ранее полученных данных
К настоящему времени установлены и количественно оценены отдельные прямые эффекты от их внедрения на некоторых видах дорожных работ, которые свидетельствуют о безусловной экономической целесообразности применения навигационных спутниковых систем при проектировании, строительстве, ремонте и содержании автомобильных дорог (табл.2).
Основные виды прямых эффектов от использования навигационных технологий
Вид учитываемых прямых эффектов
При управлении дорожной техникой
Увеличение производительности машин
На работах по содержанию дорог
Экономия материалов по сравнению с нормами
При выполнении планировочных работ
Сокращение простоев техники, так как не требуется разбивка пикетажа и высотных отметок
Сокращение затрат времени и стоимости их выполнения
При выполнении проектных работ
Повышение их качества за счет более высокой точности выполнения
Вместе с тем, следует отметить, что оценками только указанных прямых эффектов общественная и коммерческая целесообразность применения этих технологий в дорожном хозяйстве не исчерпывается. Помимо них существует еще достаточно большое количество косвенных социально-экономических эффектов, которые до настоящего времени не исследовались и, следовательно, не принимались во внимание, но учет которых, как показывают выполнение расчеты, способствует существенному повышению области и степени их применения при строительстве, ремонте и эксплуатации автомобильных дорог.
К первой группе относится эффекты, связанные с повышением качества строительства, ремонта или содержания дорожных объектов, ускорением сдачи их в эксплуатацию, увеличением межремонтных циклов функционирования сооружений, сокращением риска их разрушения. Ко второй группе относятся эффекты, имеющие место на транспорте и в других отраслях народного хозяйства вследствие улучшения условий и повышения безопасности движения автотранспортных средств.
Конкретные виды косвенных эффектов от внедрения спутниковых технологий в различных сферах деятельности дорожных организаций приведены в табл. 3. Их анализ наглядно свидетельствует о значительных потенциальных резервах роста эффективности их применения при выполнении работ по ремонту и содержанию дорожных сооружений, контроле их технического состояния и управлению строительной и ремонтной техникой при устройстве оснований и покрытий автомобильных дорог.
Виды и косвенных эффектов от внедрения технологий «ГЛОНАСС/GPS» в дорожном хозяйстве
Внедрена система ГЛОНАСС/GPS мониторинга в дорожном строительстве
«Русские Навигационные Технологии» (далее – РНТ, тикер на ММВБ-РТС: RNAV) оснастила системой «АвтоТрекер» спецтехнику и корпоративные автомобили ГК «СОЮЗДОРСТРОЙ» (компания «ТРАНССТРОЙНЕРУД»), чья специализация — ремонт автомобильных дорог.
В компетенцию группы компаний «СОЮЗДОРСТРОЙ» входят дорожное строительство, ремонт дорог, а также их содержание и обслуживание. ГК представлена в Москве, Московской и Тверской областях. «СОЮЗДОРСТРОЙ» располагает собственными производственными и транспортными узлами: асфальтобетонные и ЖБИ заводы, железнодорожные тупики, оборудованные для приема нерудных и сыпучих материалов, речной порт в Дубне. Автопарк группы компаний включает в себя автомобили-самосвалы, грейдеры, асфальтоукладочные комплексы, различные марки автомобилей для перевозки грузов.
Система ГЛОНАСС/GPS мониторинга транспорта «АвтоТрекер» была установлена на спецтехнику (самосвалы, тракторы, экскаваторы) и корпоративные автомобили марок «ГАЗель» и «КАМАЗ» компании «СОЮЗДОРСТРОЙ». На текущий момент уже установлено 85 бортовых блоков, в ближайшие дни планируется увеличение до 102.
Благодаря внедрению системы «АвтоТрекер» компании «СОЮЗДОРСТРОЙ» удалось наладить полный контроль перемещения техники и транспорта, сократить расход топлива, и таким образом решить две ключевые задачи в управлении автопарком. Представители «СОЮЗДОРСТРОЙ» подчеркивают, что необходимости в дополнительном функционале, который предлагает «РНТ», у компании пока не возникает. Поэтому было крайне важно качественное выполнение базовых для систем мониторинга задач.
Вот как комментирует работу системы «АвтоТрекер» Виктор Сохацкий, заместитель директора ООО «СОЮЗДОРСТРОЙ»: «Одно из основных преимуществ системы — она удобнее и проще в обращении, чем аналоги, существующие на рынке. Для нас это было определяющим критерием в выборе системы мониторинга. Важно, что к статистическим данным всегда есть доступ, причем не только в режиме онлайн, к архивам можно вернуться в любое время».
«В условиях рынка и постоянно растущей конкуренции использование систем мониторинга транспорта не теряет своей актуальности для строительных компаний. Благодаря таким системам помимо выполнения базовых задач мониторинга появляется возможность контролировать график поставки материалов и спецтехники на объект, соблюдать технологическую скорость агрегатов при выполнении дорожно-строительных работ, отслеживать места погрузки и разгрузки. Таким образом, можно оптимизировать не только логистику, но и выполнение самих строительных работ на объектах компании», — говорит Иван Нечаев, генеральный директор «Русских Навигационных Технологий».
Вскоре «СОЮЗДОРСТРОЙ» планирует закупить еще 33 единицы техники и транспорта, которые также оснастят системой мониторинга транспорта «АвтоТрекер».