3D Machine Control System in Road Construction

dc.contributorAalto-yliopistofi
dc.contributorAalto Universityen
dc.contributor.advisorLaakso, Jorma
dc.contributor.authorSaarinen, Pekka
dc.contributor.departmentInsinööritieteiden ja arkkitehtuurin tiedekuntafi
dc.contributor.schoolTeknillinen korkeakoulufi
dc.contributor.schoolHelsinki University of Technologyen
dc.contributor.supervisorPellinen, Terhi
dc.date.accessioned2020-12-05T13:41:11Z
dc.date.available2020-12-05T13:41:11Z
dc.date.issued2008
dc.description.abstractTienrakentamisen 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.fi
dc.format.extent94 + (20)
dc.identifier.urihttps://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/95553
dc.identifier.urnURN:NBN:fi:aalto-2020120554387
dc.language.isofien
dc.programme.majorTietekniikkafi
dc.programme.mcodeYhd-10fi
dc.rights.accesslevelclosedAccess
dc.subject.keywordroad construction automationen
dc.subject.keywordtienrakentamisen automaatiofi
dc.subject.keyword3D Machine Control Modelen
dc.subject.keyword3D-koneohjausmallifi
dc.subject.keywordLandXML-formaten
dc.subject.keywordLandXML-formaattifi
dc.subject.keywordBentley InRoads Road Dasign Softwareen
dc.subject.keywordBentley InRoads-tiensuunnitteluohjelmafi
dc.title3D Machine Control System in Road Constructionen
dc.title3D-koneohjausjärjestelmä tienrakentamisessafi
dc.type.okmG2 Pro gradu, diplomityö
dc.type.ontasotMaster's thesisen
dc.type.ontasotPro gradu -tutkielmafi
dc.type.publicationmasterThesis
local.aalto.digiauthask
local.aalto.digifolderAalto_92364
local.aalto.idinssi35780
local.aalto.openaccessno

Files