GeoNext brengt perronranden en spoorassen in kaart

27 november 2018

Ruim negentig stations ingemeten in vier maanden

Jaarlijks worden tientallen stations gecontroleerd op de juiste ligging. Deze controles worden aanbesteed aan geselecteerde ingenieursbureaus zoals Movares uit Utrecht en 4Infra uit Zwolle. De inmetingen laten zij vervolgens door GeoNext uitvoeren. Dit jaar mocht GeoNext maar liefst 93 stations controleren en deed dit in slechts vier maanden tijd.

Door Tobias Wittwer en Daisy Sparla

Uitvoering statische laserscan op een perron.

Het openbaar vervoer speelt een belangrijke rol in de persoonlijke mobiliteit, ook en juist voor mensen met een beperking. Zo eist EU-regelgeving dat mensen met een beperking zelfstandig kunnen reizen. ProRail werkt continu aan het verbeteren van de toegankelijkheid van de treinen door onder andere de realisatie van gelijkvloerse instap en duidelijke bebording op de stations. Alle perrons dienen per 2030 aangepast te zijn op een perronhoogte van 76 centimeter ten opzichte van bovenkant spoorstaaf. Tegelijkertijd schaft NS nieuw materieel aan dat bij deze perronhoogte een gelijkvloerse in- en uitstap met een kleine afstand tussen trein en perron mogelijk maakt. Na de aanpassingen dient regelmatig gecontroleerd te worden of de afstand perron en de hoogte van het perron nog voldoet. Hiervoor dienen de ligging van perronrand en spooras en de verkanting (hoogteverschil tussen linker en rechter spoorstaaf, ter compensatie van middelpuntvliedende krachten in bogen) bepaald te worden.

Eisen
De inmetingen van stations dienen te voldoen aan de richtlijn RLN00296 van ProRail. De perronrand dient met een absolute nauwkeurigheid (standaardafwijking) van 15 millimeter in XY en 5 millimeter in Z ten opzichte van het primaire grondslagstelsel (PMG) van ProRail ingemeten te worden, de spooras bij ligging in ballast met 15 millimeter in X, Y en Z. Beide dienen met een puntinterval van 5 meter gemodelleerd te worden. De nauwkeurigheidseis aan de verkanting is 5 millimeter.Daarnaast dienen, voor de herhaalbaarheid van metingen, minimaal drie secundair meetgrondslagpunten (SMG) en alle aanwezige PVS-bouten te worden ingemeten, waarbij de PVS-bouten de metalen bouten in de bovenleidingsmasten zijn, waarop meetprisma’s kunnen worden geklikt. Deze dienen aan de RLN00296-eisen voor grondslagpunten te voldoen, dus een standaardafwijking van 10 millimeter in XY / 5 millimeter in Z en externe betrouwbaarheid van 20 millimeter in XY / 10 millimeter in Z.

Naast de geometrische eisen zijn er ook proceseisen. Ten eerste mag het treinverkeer niet gehinderd worden en is het betreden van het spoor niet toegestaan. Om zonder buitendienststelling (4 tot 13 weken aanvraagtijd en in principe altijd ’s nachts) te kunnen meten, maakte GeoNext gebruik van statische laserscanning. Ten tweede mogen de reizigers niet worden gehinderd. Dit betekent het mijden van drukke perrons in de spits en dat de landmeter flexibel moet inspelen op aankomst en vertrek van treinen. Alle metingen worden met een grenswachter uitgevoerd om veilig werken te waarborgen.

Geregistreerde puntenwolk met perron en spoor.

Proces
Het efficiënt uitvoeren van een project van deze omvang vraagt om een verfijnd proces. GeoNext voert alle metingen uit in ‘One Piece Flow’. Dat wil zeggen dat de medewerkers van het bedrijf maar één keer op een station komen en alle werkzaamheden (SMG maken, SMG meten en detailmeting van perron en spoor) in één productiegang uitvoeren. Deze wijze van werken is het snelst en hindert de reizigers het minst. Daarnaast werkt GeoNext met verschillende inwintechnieken (GNSS, tachymetrie, waterpassing, laserscanning) die gezamenlijk verwerkt worden. De anders gemakkelijk voorkomende fouten door foutieve antenne- en prismahoogtes worden onderschept door speciaal ontwikkelde adapters.

Om een beeld van de scope te geven enkele aantallen:

  • 93 stations
  • 207 perrons
  • 2236 scans
  • 53.686 meter perron
  • 650 PVS-bouten
  • 279 SMG-punten
  • 182.6 kilometer waterpassen
  • 7 terabyte aan data

Geregistreerde puntenwolk met perron en spoor.

GeoNext
GeoNext uit Den Dolder is een innovatief geodetisch ingenieursbureau dat is gespecialiseerd in het inwinnen en verwerken van puntenwolken. De toepassingen waarvoor GeoNext data verwerkt zijn terug te vinden op het spoor, op de weg, maar ook in de wereld van gebouwen en overheden. De onderneming streeft daarbij naar een hoge automatiseringsgraad en ontwikkelt hiervoor eigen software.

Inwinning
De inwinning wordt door GeoNext met een combinatie van meettechnieken uitgevoerd. De koppeling tussen de detailmeting en het PMG-stelsel vindt in XY middels GNSS-metingen plaats. De hoogte wordt via waterpassen naar NAP-bouten bepaald. Voor de detailmeting wordt gebruikgemaakt van statische laserscanning. GeoNext beschikt hiervoor over drie Trimble TX8-laserscanners, die zich kenmerken door eenvoudige bediening, zeer snelle meettijd (drie minuten) en goede kwaliteit van de resultaten.

De voor de registratie van de laserscans noodzakelijke targets worden met een tachymeter ingemeten. Met de tachymeter worden ook de te bepalen SMG-punten en PVS-bouten ingemeten, en de koppeling tussen detailmeting en meting naar de grondslagpunten gerealiseerd.

De keuze voor statische laserscanning als meetmethode is gebaseerd op meerdere voordelen:

  • Veiligheid: er kan op een veilige afstand ten opzichte van de perronrand en dus passerende treinen worden gewerkt.
  • Nauwkeurigheid: spooras en perronrand worden uit één meting bepaald, wat in een hoge relatieve nauwkeurigheid resulteert. Perronhoogte en -afstand zijn met een nauwkeurigheid van enkele millimeters te bepalen.
  • Volledigheid: de laserscanner levert een 360-gradenbeeld van de situatie. Het ‘vergeten’ van een meetpunt is niet mogelijk en uit de puntenwolk kunnen later eventueel aanvullende vragen worden beantwoord.
  • Snelheid: door de korte meettijd kan flexibel ingegaan worden op tijdelijke obstakels zoals stoppende treinen en in- en uitstappende reizigers. Dit is vooral belangrijk op perrons waar treinen bij hun eindhalte lang stilstaan.

Verwerking
Na berekening van de GNSS-basislijnen worden alle geodetische waarnemingen (basislijnen, waterpassing, richtings- en afstandsmeting met de tachymeter) in MOVE3 vereffend. Bij complexere stations worden daarbij ook uit de door de laserscanner gemeten targetcoördinaten richtingen en afstanden afgeleid en in MOVE3 gebruikt, waardoor het netwerk verstevigd wordt en voor alle targets coördinaten bekend zijn.

Na vereffening en controle op voldoen aan de eisen worden de berekende targetcoördinaten gebruikt voor registratie van de laserscans. Deze vindt in Trimble RealWorks plaats. Het proces is voor een groot deel geautomatiseerd. RealWorks extraheert automatisch de targets en ook de koppeling targets-coördinaten gaat veelal automatisch. In sommige gevallen moeten de koppelingen handmatig plaatsvinden. Het registratierapport van RealWorks geeft aan of de registratie goed is uitgevoerd.

Hierna vindt de export van de geregistreerde puntenwolken plaats. De verdere wijze van verwerking is afhankelijk van de stationsgrootte. Bij grote stations worden spoorassen en perronrand automatisch met de door GeoNext ontwikkelde software GeoScan gemodelleerd. Hiervoor moeten eerst de afzonderlijke puntenwolken van elke standplaats worden samengevoegd en uitgedund. Bij kleinere stations is het daarom efficiënter om handmatig te modelleren. Hiervoor maken de medewerkers van GeoNext gebruik van Bentley Descartes en een zelf ontwikkelde toolbox. De operator plaatst mallen van het te modelleren object in een 2D-dwarsdoorsnede door de puntenwolk, die automatisch tot lijnen worden verbonden. De twee sporen en het perron worden in dezelfde doorsnede geplaatst, zodat er een precieze analyse mogelijk is.

De resultaten van de modellering worden aan Movares en 4Infra geleverd. Daarnaast wordt met een zelf ontwikkelde tool bepaald wat de gemeten perronhoogte en perronafstand is, rekening houdend met de verkanting. Movares en 4Infra doen een verdere analyse om te kijken hoe het perron ten opzichte van het spoor ligt en of aan de eisen voldaan wordt.

Dwarsdoorsnede door puntenwolk met de gemodelleerde perronrand en spoorstaven.

Conclusie
Het grote aantal stations gecombineerd met de korte doorlooptijd maakt het inmeten van 93 stations tot een uitdagend project. Een efficiënte aanpak is een vereiste om een dergelijk project binnen de gewenste termijn van vier maanden te realiseren. Door deels drie landmeetploegen tegelijkertijd in te zetten, is het mogelijk om buiten een zeer hoge productie te realiseren. Op een station worden daarbij alle metingen (GNSS, waterpassing, tachymetrie, laserscans) in ‘One Piece Flow’ uitgevoerd en afgerond voordat het volgende station opgepakt wordt.

Ook in de verwerking wordt een ‘lopende band’ toegepast, waarbij alle verwerkingsstappen voor één station door dezelfde persoon worden uitgevoerd. Eén persoon is daarmee verantwoordelijk voor verwerking van metingen in MOVE3, registratie van de laserscans en het modelleren. Elke tussenstap wordt door een tweede lezer gecontroleerd. Zo is aan de ene kant minimale overdracht van informatie noodzakelijk, aan de andere kant de kwaliteit altijd gewaarborgd. Nu het einde van het project in zicht komt is duidelijk dat deze aanpak tot volle tevredenheid van de opdrachtgevers werkt. 

Comments are closed.