3D-koneohjausjärjestelmä tienrakentamisessa
No Thumbnail Available
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Helsinki University of Technology |
Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Instructions for the author
Authors
Date
2008
Major/Subject
Tietekniikka
Mcode
Yhd-10
Degree programme
Language
fi
Pages
94 + (20)
Series
Abstract
Tienrakentamisen automaatio on nuori, voimakkaasti kehittyvä tieteenala, jonka avulla teitä voidaan rakentaa tavanomaista tienrakentamista nopeammin, tarkemmin ja pienemmillä kustannuksilla. Koneohjausjärjestelmät ja paikannustekniikat ovat kehittyneet viime vuosina paljon, mutta valmiiden tiesuunnitelmatietojen muuntaminen koneohjausjärjestelmien lähtötietona tarvittavaksi 3D-koneohjausmalliksi vaatii vielä kehitystyötä. Tienrakentamisen automaation yleistyessä tiensuunnittelua tekevät konsulttitoimistot ovat avainasemassa tiehankkeen rakennussuunnitelman mukaisten suunnitelmatietojen saamiseksi työmaalle ja koneohjausjärjestelmiin Valttia ovat nopeus ja suunnitelmien täsmällisyys. Tässä työssä tutkittiin 3D koneohjausjärjestelmää tienrakentamisessa kirjallisuustutkimuksen ja kokeellisen tutkimustyön avulla. Kirjallisuustutkimuksen tavoitteena oli saada kokonaiskuva alasta, josta kirjallisuutta on vielä vähän. Kokeellisen tutkimuksen tavoitteena oli tehdä tienrakentamisen automaatiossa käytettävä 3D-koneohjausmalli InRoads-tiensuunnitteluohjelmalla. Koneohjausmalli tehtiin LandXML-formaatissa, joka on avoin tiedonsiirtoformaatti maarakennus- ja maanmittausalan suunnitelmatiedon siirtoon sekä arkistointiin. Tässä formaatissa olevan koneohjausmallin voi konvertoida kaikille yleisimmille koneohjausjärjestelmille Lisäksi tavoitteena oli testata, kuinka tarkasti tämän mallin pohjalta tie on mahdollista rakentaa. Tätä varten rakennettiin koetie, jossa oli tarkoitus käyttää 3D-ohjausta kaivukoneessa ja tiehöylässä. Kokeellisen tutkimuksen aluksi suunniteltiin InRoads-tiensuunnitteluohjelmalla 100 metriä pitkä koetie Työtehoseuran testikentälle Vihtijärvelle. Koetie suunniteltiin siten, että vaatimustaso rakentamisessa pyrittiin pitämään oikean tiehankkeen mukaisena. Valmiista tuotemallista tehtiin samalla ohjelmalla LandXML-formaatissa oleva 3D-koneohjausmalli, joka siirrettiin Työtehoseuran kaivukoneeseen asennettuun koneohjausjärjestelmään. Koetien pohjamaa kaivettiin kaivukoneella suunniteltuun tasoon ja kaltevuuteen. Tiehöylän koneohjausjärjestelmä ei ehtinyt valmistua tämän diplomityön aikana, joten koetie jäi kesken rakennekerrosten osalta. Tulokset mitattiin työn valmistuttua robottitakymetrillä ja maastotietokoneella. InRoads-ohjelmalla tehty koetien kolmiulotteinen LandXML-koneohjausmalli konvertoitiin onnistuneesti käytetyn koneohjausjärjestelmän vaatimiin formaatteihin ja koetien tiedot siirtyivät muuttumattomina kaivukoneen on-board-tietokoneen näytölle asti. Tarkemittaukset osoittivat, että muotoillun pohjamaan korkeustasot eivät aivan täyttäneet Tiehallinnon vaatimuksia. Kuitenkin tutkimuksessa saadut alustavat tulokset kannustavat jatkamaan tienrakentamisen automaation käyttöönottoa. Rakennettu koetie oli hyvin lyhyt ja koneohjausjärjestelmän asentajia lukuun ottamatta kellään tutkimukseen osallistuneella ei ollut tienrakentamisen automaatiosta käytännön kokemusta. Järjestelmät osoittautuivat kuitenkin helppokäyttöisiksi ennakoiden hyvää potentiaalia ammattilaisten käytössä.Description
Supervisor
Pellinen, TerhiThesis advisor
Laakso, JormaKeywords
road construction automation, tienrakentamisen automaatio, 3D Machine Control Model, 3D-koneohjausmalli, LandXML-format, LandXML-formaatti, Bentley InRoads Road Dasign Software, Bentley InRoads-tiensuunnitteluohjelma