RU2373323C1 - Device for assessment of aerodrome coat surface evenness - Google Patents

Device for assessment of aerodrome coat surface evenness Download PDF

Info

Publication number
RU2373323C1
RU2373323C1 RU2008113525/03A RU2008113525A RU2373323C1 RU 2373323 C1 RU2373323 C1 RU 2373323C1 RU 2008113525/03 A RU2008113525/03 A RU 2008113525/03A RU 2008113525 A RU2008113525 A RU 2008113525A RU 2373323 C1 RU2373323 C1 RU 2373323C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
evenness
sensor
computer
microcontroller
software
Prior art date
Application number
RU2008113525/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Васильевич Низовой (RU)
Анатолий Васильевич Низовой
Николай Иванович Луканов (RU)
Николай Иванович Луканов
Original Assignee
Анатолий Васильевич Низовой
Николай Иванович Луканов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Анатолий Васильевич Низовой, Николай Иванович Луканов filed Critical Анатолий Васильевич Низовой
Priority to RU2008113525/03A priority Critical patent/RU2373323C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2373323C1 publication Critical patent/RU2373323C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Abstract

FIELD: construction, road engineering.
SUBSTANCE: device for assessment of runway surface evenness is intended for micro-evening-out and assessment of artificial coating evenness. Positive effect of suggested device for assessment of runway surface evenness consists in automation of the whole micro-evening-out process of aerodrome coat surface, which makes it possible to permanently monitor condition and dynamics of evenness variation and accordingly strength of airfield surface. Device comprises dynamic converter of profile and software-computer complex. Dynamic converter of profile comprises evenness sensor, metering wheel, microcontroller, receiver of satellite navigation system, control panel, increment sensor, vibration sensor, noise sensor, memory unit, liquid-crystal display and adjustment of device calibration. Software-computer complex comprises computer with program of information processing and database on assessment of aerodrome coat surface evenness and printer. On completion of micro-evening-out of aerodrome coat surface, memory unit is disconnected from microcontroller and is connected to computer of software-computer complex, where, in compliance with information processing program, surface evenness is assessed.
EFFECT: improved efficiency of micro-evening out and assessment of artificial coat evenness.
1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам и системам для проведения микронивелирования и оценки ровности поверхности аэродромных покрытий. Предложенное устройство может также использоваться для оценки ровности дорожных искусственных покрытий.The invention relates to devices and systems for conducting micro-leveling and assessing the flatness of the surface of airfield coatings. The proposed device can also be used to assess the evenness of artificial pavement.

В «Руководстве по эксплуатации гражданских аэродромов в Российской Федерации». Изд. - М.: Воздушный транспорт, 1955 г., в главе 4 «Осмотр и оценка параметров состояния элементов летного поля» рекомендовано контролировать ровность поверхности летного поля визуально или путем проезда на автомобиле. Величина неровностей проверяется рейкой, просвет под рейкой не должен превышать установленной величины. Такой способ проверки несовершенен и имеет большие ошибки.In the "Manual on the operation of civil aerodromes in the Russian Federation." Ed. - M .: Air transport, 1955, in chapter 4 "Inspection and assessment of the parameters of the state of the airfield elements" it is recommended to control the evenness of the surface of the airfield visually or by travel by car. The size of the irregularities is checked by the rail, the clearance under the rail should not exceed the set value. This method of verification is imperfect and has big errors.

Известно «Устройство для контроля профиля поверхности» (Авторское свидетельство №1121346, E01 23/07) Известное устройство содержит копировальный ролик с прижимным приспособлением, который кинематически связан с тахогенератором, нагрузочное сопротивление, гальванометр, источник питания. Однако данное устройство имеет значительные погрешности в точности определения ровности поверхности.Known "Device for controlling the surface profile" (Copyright certificate No. 1121346, E01 23/07) The known device contains a copy roller with a clamping device, which is kinematically connected with a tachogenerator, load resistance, galvanometer, power source. However, this device has significant errors in the accuracy of determining the evenness of the surface.

Наиболее близким к заявленному изобретению по технической сущности является «Дорожная лаборатория для оценки ровности автомобильных дорог». (Кафедра теоретической механики и НИИМК МАДИ (ГТУ) - авторское свидетельство на полезную модель №9649, 1999 г., в составе с динамическим преобразователем профиля - авторское свидетельство №166500, 1964 г.), данное устройство имеет максимальное сходство существенных признаков с признаками заявленного устройства и поэтому принято за прототип.Closest to the claimed invention in technical essence is the "Road laboratory for assessing the evenness of roads". (Department of Theoretical Mechanics and NIIMK MADI (GTU) - copyright certificate for utility model No. 9649, 1999, in combination with a dynamic profile converter - copyright certificate No. 166500, 1964), this device has the maximum similarity of essential features with the features of the claimed devices and therefore taken as a prototype.

Известное устройство-прототип (фиг.1) содержит динамический преобразователь профиля 1 и программно-вычислительный комплекс 2. Динамический преобразователь профиля 1 содержит датчик ровности 3, внутреннюю и наружную рамы, подрессоренную ось подвески с колесом 4 и ось маятника 5 динамического преобразователя профиля. Программно-вычислительный комплекс 2 содержит компьютер 6 с программами управления 7 и обработки 8 и базой данных характеристик дорог 9, принтер 10, датчик скорости 11 и аналого-цифровой преобразователь 12.The known prototype device (Fig. 1) contains a dynamic transducer of profile 1 and a software and computer complex 2. Dynamic transducer of profile 1 contains an evenness sensor 3, an inner and an outer frame, a sprung suspension axis with a wheel 4, and an axis of the pendulum 5 of the dynamic transducer of the profile. The software and computer complex 2 contains a computer 6 with control programs 7 and processing 8 and a database of road characteristics 9, a printer 10, a speed sensor 11, and an analog-to-digital converter 12.

Динамический преобразователь профиля 1 представляет собой одноколесный прицеп, буксируемый автомобилем, с установленным на нем специальным сцепным устройством. При записи профиля автомобильных дорог используются два динамических преобразователя профиля, устанавливаемых на расстоянии 1800 мм. друг от друга. Это позволяет определить ровности поверхности автомобильных дорог в поперечном направлении.The dynamic converter of profile 1 is a one-wheeled trailer towed by a car with a special coupling device mounted on it. When recording the profile of roads, two dynamic profile transducers are used, installed at a distance of 1800 mm. apart from each other. This allows you to determine the flatness of the surface of roads in the transverse direction.

В динамическом преобразователе профиля 1 благодаря параллелограммной сцепке наружная рама постоянно сохраняет положение, параллельное поверхности дорожного полотна. Наружная рама через подшипниковые узлы связана с внутренней рамой, на которой расположены подрессоренная ось подвески с колесом 4, ось маятника 5 и датчик ровности 3.In the dynamic transducer profile 1, thanks to the parallelogram coupling, the outer frame constantly maintains a position parallel to the surface of the roadway. The outer frame through the bearing assemblies is connected with the inner frame, on which the sprung suspension axis with the wheel 4, the axis of the pendulum 5 and the evenness sensor 3 are located.

Измерение ровности дорожных покрытий основано на определении вертикальных перемещений узла измерительного колеса 4 динамического преобразования профиля 1 относительно корпуса (инерциальной массы) при движении по неровностям дороги со скоростью 50 км/ч. Датчик ровности 3, установленный на корпусе узла динамического преобразователя 1, связанный гибкой связью с подвеской измерительного колеса 4, преобразует в число импульсов вертикальное перемещение колеса 4.The measurement of the evenness of the road surface is based on the determination of the vertical displacements of the measuring wheel assembly 4 of the dynamic transformation of the profile 1 relative to the body (inertial mass) when driving on rough roads with a speed of 50 km / h. An evenness sensor 3 mounted on the housing of the assembly of the dynamic transducer 1, connected by a flexible connection with the suspension of the measuring wheel 4, converts the vertical movement of the wheel 4 into the number of pulses.

Программно-вычислительный комплекс 2 размещается в буксируемом автомобиле. Измерение пройденного пути определяется датчиком скорости 11. Датчик скорости 11 монтируется в мерном колесе или в разъеме троса спидометра автомобиля. За каждый оборот датчик скорости 11 вырабатывает определенное количество импульсов. В компьютере 6 выполняется пересчет импульсов в зависимости от длины окружности колеса автомобиля и формируется командный импульс считывания информации с датчика ровности 3. Выходные напряжения (аналоговые сигналы) снимаются с датчика ровности 3 и через каждый шаг пройденного пути аналого-цифровым преобразователем 12 преобразуются в цифровой код. Компьютер 6 в реальном масштабе времени осуществляет обработку исходного массива измерений. При этом на экран компьютера 6 для визуального контроля выводится информация о пройденном пути, скорости движения и графическая информация о ровности поверхности. Одновременно информация записывается на жесткий магнитный диск компьютера, обработанная информация при необходимости печатается принтером 10.The software and computer complex 2 is located in a towed car. The measurement of the distance traveled is determined by the speed sensor 11. The speed sensor 11 is mounted in the measuring wheel or in the cable connector of the speedometer of the car. For each revolution, the speed sensor 11 generates a certain number of pulses. In computer 6, the pulses are recalculated depending on the circumference of the vehicle’s wheel and a command pulse is generated for reading information from the evenness sensor 3. The output voltages (analog signals) are removed from the evenness sensor 3 and, after each step of the path, the analog-to-digital converter 12 is converted into a digital code . Computer 6 real-time processing of the original array of measurements. At the same time, information on the distance traveled, the speed of movement and graphic information on the evenness of the surface are displayed on the computer screen 6 for visual control. At the same time, the information is recorded on the hard disk of the computer, the processed information, if necessary, is printed by the printer 10.

Недостатком известного устройства является большая погрешность в оценке ровности поверхности, что исключает проведения сравнительного анализа с результатами геодезического нивелирования поверхности аэродромного покрытия.A disadvantage of the known device is a large error in the assessment of surface evenness, which precludes a comparative analysis with the results of geodetic leveling of the surface of the airfield coating.

Целью предлагаемого изобретения является повышение точности при микронивелировании поверхности. Микронивелирование может выполняться в любое время суток и независимо от погодных условий, за исключением зимнего времени, когда наличие льда и снега могут повлиять на качество проводимых работ.The aim of the invention is to increase accuracy when micronoveling the surface. Micro-leveling can be performed at any time of the day and regardless of weather conditions, with the exception of winter time, when the presence of ice and snow can affect the quality of the work.

Поставленная цель в устройстве для оценки ровности взлетно-посадочной полосы достигается тем, что в нем, как в прототипе, содержится динамический преобразователь профиля и программно-вычислительный комплекс (фиг.2). Динамический преобразователь профиля содержит датчик ровности и измерительное колесо, а программно-вычислительный комплекс - компьютер с программой обработки информации и базой данных ровности аэродромного покрытия и принтер, при этом выход компьютера подключют к принтеру.The goal in the device for assessing the evenness of the runway is achieved by the fact that it, as in the prototype, contains a dynamic profile converter and a software and computer complex (figure 2). The dynamic profile converter contains an evenness sensor and a measuring wheel, and the software and computer complex includes a computer with an information processing program and an evenness database for the airfield cover and a printer, while the computer output is connected to the printer.

В динамический преобразователь профиля дополнительно введены микроконтроллер, приемник спутниковой навигационной системы, пульт управления, инкрементный датчик, датчики вибрации и шума, блок памяти, жидкокристаллический дисплей и регулировка тарирования устройства. При этом вход/выход микроконтроллера подключают к блоку памяти. Измерительное колесо через инкрементный датчик подключают к первому входу микроконтроллера. Второй-шестой входы микроконтроллера соединяют соответственно с выходами датчика ровности, приемника спутниковой навигационной системы, пульта управления и датчиков вибрации и шума, при этом выход микроконтроллера подключают к входу жидкокристаллического дисплея. Регулировкой тарирования показания датчика ровности устанавливают в нулевое положение относительно горизонта. С окончанием микронивелирования поверхности аэродромного покрытия блок памяти отключают от микроконтроллера и подключают к входу компьютера программно-вычислительного комплекса, где в соответствии с программным обеспечением осуществляют оценку ровности аэродромного покрытия и составляют базу данных оценки ровности поверхности аэродромного покрытия. Оценка ровности поверхности определяют по высотным отметкам рельефа поверхности, которые вычисляют по формулеA microcontroller, a satellite navigation system receiver, a control panel, an incremental sensor, vibration and noise sensors, a memory unit, a liquid crystal display and device calibration are additionally introduced into the dynamic profile converter. In this case, the input / output of the microcontroller is connected to the memory unit. The measuring wheel is connected via an incremental sensor to the first input of the microcontroller. The second or sixth inputs of the microcontroller are connected respectively to the outputs of the evenness sensor, satellite navigation system receiver, control panel and vibration and noise sensors, while the output of the microcontroller is connected to the input of the liquid crystal display. By adjusting the calibration, the readings of the evenness sensor are set to zero position relative to the horizon. With the end of micro-leveling of the surface of the airfield cover, the memory unit is disconnected from the microcontroller and connected to the computer input of the software and computer complex, where, in accordance with the software, the flatness of the airfield cover is assessed and a database for assessing the flatness of the surface of the airfield cover is compiled. The assessment of surface evenness is determined by the elevations of the surface topography, which are calculated by the formula

hj = | hj-1+Sin γj L |,h j = | h j-1 + Sin γ j L |,

где j=1, 2, 3…n - порядковый номер микронивелирования поверхности;where j = 1, 2, 3 ... n is the serial number of the surface micro-leveling;

γ - угол продольного микронивелирования поверхности, град.;γ is the angle of the longitudinal microneveling of the surface, deg .;

hj - высота отметки рельефа, мм;h j - elevation of the elevation, mm;

hj-1 - предшествующая высота отметки рельефа, мм;h j-1 - previous elevation of the elevation, mm;

L - шаг микронивелирования поверхности, мм.L is the step of microleveling of the surface, mm.

В известных технических решениях признаков, сходных с отличительными признаками заявленного устройства, не обнаружено, вследствие чего можно считать, что предлагаемое устройство соответствует изобретательскому уровню. Точность процесса микронивелирования и проведение работ в любых погодных условиях независимо от времени суток позволяет постоянно следить за состоянием и динамикой изменения ровности покрытий летного поля.In the known technical solutions, features similar to the distinguishing features of the claimed device are not found, as a result of which it can be considered that the proposed device corresponds to the inventive step. The accuracy of the micro-leveling process and the performance of work in any weather conditions, regardless of the time of day, allows you to constantly monitor the state and dynamics of changes in the evenness of airfield coatings.

Сущность предлагаемого устройства для оценки ровности поверхности взлетно-посадочной полосы аэродрома поясняется чертежами,The essence of the proposed device for assessing the evenness of the surface of the runway of the airfield is illustrated by drawings,

где на фиг.1 - структурная схема прототипа;where figure 1 is a structural diagram of a prototype;

на фиг.2 - структурная схема предлагаемого устройства;figure 2 is a structural diagram of the proposed device;

на фиг.3 - алгоритм работы предлагаемого устройства.figure 3 - algorithm of the proposed device.

Предлагаемое устройство для оценки ровности поверхности аэродромных покрытий, как и прототип, содержит динамический преобразователь профиля 1 и программно-вычислительный комплекс 2. При этом динамический преобразователь профиля 1 содержит датчик ровности 3 и измерительное колесо 4, а программно-вычислительный комплекс 2 - компьютер 6 с программой обработки информации 8 и базой данных оценки ровности поверхности аэродромного покрытия 9, а также принтер 10, при этом выход компьютера 6 подключают к принтеру 10.The proposed device for assessing the evenness of the surface of airfield coatings, as well as the prototype, contains a dynamic transducer profile 1 and a software and computer complex 2. Moreover, the dynamic transducer profile 1 contains an evenness sensor 3 and a measuring wheel 4, and a software and computer complex 2 contains a computer 6 s the information processing program 8 and the database for assessing the evenness of the surface of the airfield coating 9, as well as the printer 10, while the output of the computer 6 is connected to the printer 10.

В динамический преобразователь профиля 1 дополнительно введены микроконтроллер 13, приемник спутниковой навигационной системы 14, пульт управления 15, инкрементный датчик 16, датчики вибрации 17 и шума 18, блок памяти 19, жидкокристаллический дисплей 20 и регулировка тарирования устройства 21. При этом вход/выход микроконтроллера 13 подключют к блоку памяти 19. Измерительное колесо 4 через инкрементный датчик 16 подключают к первому входу микроконтроллера 13. Второй-шестой входы микроконтроллера 13 соединяют соответственно с выходами датчика ровности 3, приемника спутниковой навигационной системы 14, пульта управления 15 и датчиков вибрации 17 и шума 18. Выход микроконтроллера 13 подключают к входу жидкокристаллического дисплея 20. Регулировкой тарирования 21 показания датчика ровности 3 устанавливают в нулевое положение относительно горизонта. С окончанием микронивелирования поверхности аэродромного покрытия блок памяти 19 отключают от микроконтроллера 13 и подключают к входу компьютера 6 программно-вычислительного комплекса 2. В компьютере 6 в соответствии с программным обеспечением 8 осуществляют оценку ровности аэродромного покрытия и составляют базу данных оценки ровности поверхности аэродромного покрытия 9. Оценку ровности поверхности определяют по высотным отметкам рельефа поверхности, которые вычисляют по формулеThe microcontroller 13, the satellite navigation system receiver 14, the control panel 15, the incremental sensor 16, the vibration sensors 17 and the noise 18, the memory unit 19, the liquid crystal display 20 and the calibration of the device 21. Microcontroller input / output are additionally introduced into the dynamic profile converter 1. 13 is connected to the memory unit 19. The measuring wheel 4 is connected via an incremental sensor 16 to the first input of the microcontroller 13. The second to sixth inputs of the microcontroller 13 are connected respectively to the outputs of the evenness sensor and 3, the receiver of the satellite navigation system 14, the control panel 15 and the vibration sensors 17 and noise 18. The output of the microcontroller 13 is connected to the input of the liquid crystal display 20. By adjusting the taring 21, the readings of the evenness sensor 3 are set to zero position relative to the horizon. With the end of micro-leveling of the surface of the aerodrome coating, the memory unit 19 is disconnected from the microcontroller 13 and connected to the input of the computer 6 of the software and computer complex 2. In the computer 6, in accordance with the software 8, the evenness of the aerodrome coating is evaluated and a database for assessing the evenness of the surface of the aerodrome coating 9 is compiled. The assessment of surface evenness is determined by the elevations of the surface topography, which are calculated by the formula

hj = | hj-1+Sin γj L |,h j = | h j-1 + Sin γ j L |,

где j=1, 2, 3…n - порядковый номер микронивелирования поверхности;where j = 1, 2, 3 ... n is the serial number of the surface micro-leveling;

γ - угол продольного микронивелирования поверхности, град;γ is the angle of the longitudinal micron leveling of the surface, deg;

hj - высота отметки рельефа, мм;h j - elevation of the elevation, mm;

hj-1 - предшествующая высота отметки рельефа, мм;h j-1 - previous elevation of the elevation, mm;

L - шаг микронивелирования поверхности, мм.L is the step of microleveling of the surface, mm.

Описание конструкции устройстваDescription of device design

Устройство для оценки ровности поверхности аэродромного покрытия состоит из подвижного динамического преобразователя профиля 1, предназначенного для регистрации и хранения информации микронивелирования, и стационарного программно-вычислительного комплекса 2, предназначенного для вычислений, обработки и диагностики состояния поверхности взлетно-посадочной полосы аэродрома. Конструктивно динамический преобразователь профиля 1 представляет собой металлический блок, внутри которого размещены элементы динамического преобразователя профиля 1. Блок имеет два разъема для подключения антенны приемника спутниковой навигационной системы и блока памяти 19. Блок динамического преобразования профиля 1 смонтирован на тележке. Тележка имеет три колеса, измерительное (переднее) и два задних. Расстояние между осями колес равно L. Каждое колесо по окружности равно L (L - шаг микронивелирования, равный 50 см). Тележка в заданном направлении управляется оператором с использованием рукоятки, которая жестко зафиксирована, или буксируется автомобилем на прицепном устройстве, исключающем влияние вибрации автомобиля на динамический преобразователь профиля 1.A device for assessing the evenness of the surface of an aerodrome coating consists of a movable dynamic transducer of profile 1, intended for recording and storing micron leveling information, and a stationary software and computer complex 2, intended for calculating, processing and diagnosing the surface condition of the runway of the airfield. Structurally, the dynamic transducer of profile 1 is a metal block inside which the elements of the dynamic transducer of profile 1 are placed. The block has two connectors for connecting the antenna of the receiver of the satellite navigation system and the memory unit 19. The block of dynamic conversion of profile 1 is mounted on a trolley. The cart has three wheels, measuring (front) and two rear. The distance between the axles of the wheels is L. Each wheel is circumferentially equal to L (L is the micro-leveling step equal to 50 cm). The truck in a given direction is controlled by the operator using a handle that is rigidly fixed, or towed by a car on a towing device, eliminating the influence of vehicle vibration on the dynamic transducer profile 1.

Чувствительным элементом при микронивелировании поверхности взлетно-посадочной полосы является датчик ровности 3. В качестве датчика ровности 3 (датчика угла наклона) используется высокоточный прецизионный маятниковый электролитический инклинометр. Датчик ровности 3 измеряет угол наклона в плоскости горизонта. Выходной сигнал - последовательный цифровой код. Получение точных значений угла наклона осуществляется без потерь на аналого-цифровое преобразование. Датчик ровности 3 снабжен регулировкой тарирования 21 - установки угла наклона относительно горизонта.The sensitivity element during microneveling of the surface of the runway is the evenness sensor 3. As the evenness sensor 3 (angle sensor), a high-precision precision pendulum electrolytic inclinometer is used. An evenness sensor 3 measures the angle of inclination in the horizontal plane. The output is a serial digital code. Obtaining accurate values of the angle of inclination is carried out without loss of analog-to-digital conversion. The evenness sensor 3 is equipped with tare adjustment 21 - setting the angle of inclination relative to the horizon.

Для определения шага микронивелирования L используется импульсный (пошаговый) инкрементный датчик 16, который размещается на измерительном колесе 4 тележки. Инкрементный датчик 16 формирует импульсы, соответствующие углу вращения измерительного колеса 4. Диск инкрементного датчика 16 разделен на точно позиционированные отметки. Количество отметок определяет количество импульсов за один оборот колеса.To determine the microleveling step L, a pulse (incremental) incremental sensor 16 is used, which is located on the measuring wheel 4 of the trolley. The incremental sensor 16 generates pulses corresponding to the rotation angle of the measuring wheel 4. The disk of the incremental sensor 16 is divided into precisely positioned marks. The number of marks determines the number of pulses per wheel revolution.

Блок памяти 19 выполнен на микросхеме энергонезависимой памяти. При отключении питающего напряжения ранее записанная информация сохраняется. Объем памяти блока 19 обеспечивает непрерывную работу устройства при проведении микронивелирования поверхности по следам главных опор воздушного судна и осевой линии взлетно-посадочной полосы. Блок памяти 19 подключен к двунаправленному порту ввода/вывода микроконтроллера 13.The memory block 19 is made on a non-volatile memory chip. When the supply voltage is disconnected, previously recorded information is saved. The memory capacity of block 19 ensures the continuous operation of the device when microweeling the surface along the traces of the main supports of the aircraft and the axial line of the runway. The memory unit 19 is connected to a bi-directional input / output port of the microcontroller 13.

Пульт управления 15 представлен двумя переключателями: устройством “Включено-Выключено” и переключателем “Тарирование-Запись”. При включении режима “Тарирование” осуществляется проверка точности шага микронивелирования L и датчик ровности 3 регулировкой тарирования 21 выставляется в нулевое положение относительно горизонта. Результаты тарирования контролируются на экране жидкокристаллического дисплея 20. При включении режима “Запись” осуществляется микронивелирование поверхности аэродромного покрытия.The control panel 15 is represented by two switches: an “On-Off” device and a “Tare-Record” switch. When the “Taring” mode is turned on, the accuracy of the micro-leveling step L is checked and the evenness sensor 3 is adjusted by taring 21 to the zero position relative to the horizon. The calibration results are monitored on the screen of the liquid crystal display 20. When the “Record” mode is turned on, the airfield surface is microweaked.

Сбором информации и работой динамического преобразователя 1 управляет микроконтроллер 13 в соответствии с его программным обеспечением.The collection of information and the operation of the dynamic Converter 1 is controlled by the microcontroller 13 in accordance with its software.

Микроконтроллер 13 представляет собой микросхему семейства PIC 17 (или PIC 18), которая выпускается в исполнении с FLASH программируемой памятью программ, запоминающим устройством, 10-разрядными аналого-цифровыми преобразователями, 16-разрядным таймером, таймером реального времени и портами ввода, вывода и портом ввода/вывода информации.The microcontroller 13 is a microchip of the PIC 17 family (or PIC 18), which is manufactured with FLASH programmable program memory, storage device, 10-bit analog-to-digital converters, 16-bit timer, real-time timer and input, output and port ports input / output information.

Работа устройства оценки ровности аэродромного покрытияThe operation of the device for assessing the evenness of the airfield coating

Работа устройства оценки ровности аэродромного покрытии поясняется алгоритмом работы (фиг.3).The operation of the device for assessing the evenness of the airfield coating is illustrated by the algorithm of work (figure 3).

Перед проведением микронивелирования продольного профиля аэродромного покрытия проводятся подготовительные работы. Осуществляется разметка профиля поверхности по оси взлетно-посадочной полосы и по следам главных опор воздушного судна (5 м от оси взлетно-посадочной полосы в обе стороны). Определяется местоположение пикетов. Разметка профиля и местоположение пикетов (через 100 м) осуществляется в соответствии ранее проведенным геодезическим нивелированием поверхности с использованием оптических приборов при строительстве аэродрома. Данная организация работы позволяет проводить сравнительный анализ состояния летного поля.Before micron leveling the longitudinal profile of the airfield coating, preparatory work is carried out. The surface profile is marked along the axis of the runway and along the tracks of the main supports of the aircraft (5 m from the axis of the runway in both directions). The location of pickets is determined. The marking of the profile and the location of the pickets (after 100 m) is carried out in accordance with the previously performed geodetic leveling of the surface using optical instruments in the construction of the airfield. This organization of work allows a comparative analysis of the state of the airfield.

Перед проведением микронивелирования поверхности взлетно-посадочной полосы проводится тарирование устройства. Выверяется точность шага микронивелирования L, и показания датчика ровности 3 устанавливаются в нулевое положение относительно горизонта.Before microweeling the surface of the runway, the device is calibrated. The accuracy of the microleveling step L is verified, and the readings of the evenness sensor 3 are set to a zero position relative to the horizon.

Когда заканчивается тарирование, устройство оценки ровности поверхности устанавливается на исходную позицию - начало микронивелирования поверхности аэродромного покрытия по следам главных опор воздушного судна, при этом задние колеса устройства размещаются на первом пикете.When calibration is finished, the device for assessing the surface evenness is set to its initial position - the beginning of micron leveling of the airfield surface following the tracks of the main supports of the aircraft, while the rear wheels of the device are placed on the first picket.

Выключателями пульта управления 15 устройство включается, включается режим "Запись", при этом в блок памяти 19 записывается информация, которая является первой записью микронивелирования поверхности.By the switches of the control panel 15, the device turns on, the "Record" mode is turned on, while information is recorded in the memory unit 19, which is the first record of the surface microriving.

Запись результатов микронивелирования в блок памяти 19 осуществляется при движении устройства в соответствии с шагом L микронивелирования поверхности. Инкрементным датчиком 16 за каждый оборот формируется определенное количество импульсов. В микроконтроллере 13 выполняется пересчет импульсов с учетом длины окружности измерительного колеса 4 и формируются импульсы записи через заданный шаг микронивелирования L по длине поверхности аэродромного покрытия. Количество импульсов инкрементного датчика 16, необходимых для формирования импульса записи, вычисляют по формулеRecording the results of micro-leveling in the memory unit 19 is carried out when the device is moving in accordance with the step L of the micro-leveling surface. An incremental sensor 16 for each revolution forms a certain number of pulses. In the microcontroller 13, the pulses are recalculated taking into account the circumference of the measuring wheel 4 and recording pulses are generated through a predetermined micro-leveling step L along the length of the airfield surface. The number of pulses of the incremental sensor 16 required to generate a write pulse is calculated by the formula

n = (NL) / k,n = (NL) / k,

где N - количество импульсов за один оборот инкрементного датчика 16;where N is the number of pulses per revolution of the incremental sensor 16;

L - заданный шаг микронивелирования поверхности, м;L is a given step of surface micron leveling, m;

k - длина колеса по окружности, м;k - wheel circumference, m;

n - количество импульсов, определяющих заданный шаг микронивелирования L поверхности аэродромного покрытия.n is the number of pulses defining a given step of microleveling L of the surface of the airfield coating.

Каждым импульсом записи в блок памяти 19 записываютEach recording pulse in the memory block 19 is recorded

- дату;- date;

- время проведения измерений - дата и время определяется по информации, принятой приемником спутниковой навигационной системы 14;- time measurements - the date and time is determined by the information received by the receiver of the satellite navigation system 14;

- географические координаты - местоположение динамического преобразователя профиля 1 на взлетно-посадочной полосе (широта, долгота). Географические координаты определяют приемником спутниковой навигационной системой 14;- geographical coordinates - the location of the dynamic transducer profile 1 on the runway (latitude, longitude). The geographic coordinates are determined by the receiver of the satellite navigation system 14;

- номер пикета;- picket number;

- порядковый номер записи в пикете;- serial number of the record in the picket;

- результаты продольного микронивелирования поверхности взлетно-посадочной полосы, в соответствии с информацией датчика ровности 3;- the results of longitudinal microneveling of the surface of the runway, in accordance with the information of the evenness sensor 3;

- информацию датчиков вибрации 17 и шума 18. Информация датчиков 17 и 18 является ориентировочной для оценки шероховатости поверхности.- information of vibration sensors 17 and noise 18. Information of sensors 17 and 18 is indicative for assessing surface roughness.

Микронивелирование поверхности осуществляется при движении динамического преобразователя профиля 1 по оси взлетно-посадочной полосы и по следам главных опор воздушного судна.Micro-leveling of the surface is carried out during the movement of the dynamic transducer profile 1 along the axis of the runway and in the wake of the main supports of the aircraft.

При завершении работ по микронивелированию поверхности взлетно-посадочной полосы блок памяти 19 отключается от микроконтроллера 13 и подключается к компьютеру 6 программно-вычислительного комплекса 2.At the end of the work on micro-leveling the surface of the runway, the memory unit 19 is disconnected from the microcontroller 13 and connected to the computer 6 of the software and computer complex 2.

В компьютере 6 углы нивелирования пересчитываются в высотные отметки рельефа поверхности hIn computer 6, the leveling angles are converted to elevations of the surface topography h

hj = | hj-1+Sin γj L |,h j = | h j-1 + Sin γ j L |,

где j=1, 2, 3…n - порядковые номера микронивелирования поверхности;where j = 1, 2, 3 ... n are the serial numbers of the surface micro-leveling;

γ - угол продольного микронивелирования поверхности взлетно-посадочной полосы, град;γ is the angle of the longitudinal micron leveling of the surface of the runway, deg;

hj - высота отметки рельефа, соответствующая порядковому номеру продольного микронивелирования поверхности, мм;h j is the elevation of the elevation mark corresponding to the serial number of the longitudinal surface micron leveling, mm;

hj-1 - предшествующая высота отметки рельефа, мм;h j-1 - previous elevation of the elevation, mm;

L - шаг микронивелирования поверхности, мм.L is the step of microleveling of the surface, mm.

Высотные отметки рельефа поверхности взлетно-посадочной полосы формируются в каждом пикете последовательно от h1 до hn относительно горизонта.Altitude elevations of the surface of the runway are formed in each picket sequentially from h 1 to h n relative to the horizon.

При этом необходимо учитывать, что γ имеет знак «+», если по ходу съемки профиля поверхности наблюдается подъем, и знак «-», если понижение.It should be borne in mind that γ has a “+” sign if a rise is observed in the course of surveying the surface profile, and a “-” sign indicates a decrease.

Затем в соответствии с «методикой оценки ровности искусственных покрытий геодезическим методом» по специальной разработанной программе 8 рассчитывают уклоны прямых отрезков с шагом съемки 5, 10 и 20 мThen, in accordance with the “methodology for assessing the evenness of artificial coatings by the geodesic method”, according to a special developed program 8, slopes of straight segments with a survey step of 5, 10 and 20 m are calculated

ia = hn - hn-1/c,i a = h n - h n-1 / c,

где hn-1 - отметка начальной точки профиля поверхности, мм;where h n-1 is the mark of the starting point of the surface profile, mm;

hn - отметка точки профиля поверхности, отстоящей от начальной на шаг съемки, мм;h n is the mark of the profile point of the surface that is spaced from the initial by the shooting step, mm;

с - шаг съемки, мм.C is the shooting step, mm.

Определяется разность смежных сопрягающих уклонов прямых отрезковThe difference of adjacent mating slopes of straight segments is determined

i(5, 10, 20) = in-1(5, 10, 20) - in(5, 10, 20),i (5, 10, 20) = i n-1 (5, 10, 20) - i n (5, 10, 20),

где in-1(5, 10, 20) и in(5, 10, 20) - уклоны предыдущего и последующего отрезков с их значениями.where i n-1 (5, 10, 20) and i n (5, 10, 20) are the slopes of the previous and subsequent segments with their values.

На основании выполненной съемки в соответствии с нормативными требованиями и «Методики оценки ровности искусственных покрытий геодезическим методом» программным обеспечением 8 осуществляется оценка фактического микрорельефа, продольных уклонов концевого и среднего участков поверхности взлетно-посадочной полосы, величины изломов смежных участков поверхности, уклонов поверхности. Рассчитывается обобщенная характеристика ровности. Составляются таблицы алгебраических разностей высотных отметок и процентного соотношения высот неровностей продольного профиля, осредненных попикетно в соответствии с планом летного поля. По перечисленной информации в компьютере 6 формируется база данных оценки ровности поверхности аэродромного покрытия, которая хранится в памяти компьютера 6.Based on the survey, in accordance with regulatory requirements and the “Methodology for assessing the evenness of artificial coatings by the geodesic method,” software 8 evaluates the actual microrelief, the longitudinal slopes of the end and middle sections of the surface of the runway, the fractures of adjacent sections of the surface, and the surface slopes. The generalized characteristic of evenness is calculated. Tables of algebraic differences of elevations and the percentage of the heights of the irregularities of the longitudinal profile are compiled, which are averaged by the individual in accordance with the plan of the airfield. According to the information listed in computer 6, a database for assessing the flatness of the surface of the airfield coating, which is stored in computer memory 6, is formed.

В компьютер 6 вводится каталог результатов геометрического микронивелирования покрытий и оценки их ровности, которые были получены инструментальным путем при завершении строительства взлетно-посадочной полосы. Каталог инструментального микронивелирования сравнивается с результатами микронивелирования поверхности, которые были получены с использованием предложенного устройства. По результатам сравнения выявляются возможные отклонения в оценке ровности поверхности, выявляются причины отклонения.Computer 6 introduces a catalog of the results of geometric microneveling of coatings and assessing their evenness, which were obtained by instrumental means at the completion of the construction of the runway. The catalog of instrumental microfibre is compared with the results of microfibre surface, which were obtained using the proposed device. According to the results of the comparison, possible deviations in the assessment of surface evenness are revealed, the reasons for the deviation are identified.

Принтером 10 печатается каталог динамики изменения ровности поверхности взлетно-посадочной полосы.The printer 10 prints a catalog of the dynamics of changes in the flatness of the surface of the runway.

Данный анализ полезен при эксплуатации взлетно-посадочной полосы, так как может являться предупреждением о дальнейшем изменении ровности поверхности и соответственно изменения прочности покрытия.This analysis is useful when operating the runway, as it can be a warning about a further change in surface evenness and, accordingly, changes in coating strength.

Положительный эффект предложенного устройства заключается в автоматизации всего процесса нивелирования, что сокращает время проведения нивелировочных работ поверхности летного поля. Микронивелирование поверхности может выполняться в любое время суток независимо от погодных условий. За исключением зимнего времени, когда наличие льда и снега на летном поле может влиять на качество проводимых работ.The positive effect of the proposed device is to automate the entire leveling process, which reduces the time required for leveling the surface of the airfield. Micro-leveling of the surface can be performed at any time of the day, regardless of weather conditions. With the exception of winter time, when the presence of ice and snow on the airfield can affect the quality of work.

Автоматизация процесса микронивелирования и проведение работ в любых погодных условиях независимо от времени суток позволяет постоянно следить за состоянием и динамикой изменения ровности покрытий летного поля и ориентировочно оценивать прочность покрытия.Automation of the micro-leveling process and work in any weather conditions, regardless of the time of day, allows you to constantly monitor the state and dynamics of changes in the evenness of the airfield coatings and tentatively evaluate the strength of the coating.

Предложенное устройство может быть выполнено из следующих элементов:The proposed device can be made of the following elements:

- датчик ровности 3 - высокоточный прецизионный маятниковый электролитический двухосевой инклинометр;- evenness sensor 3 - high-precision precision pendulum electrolytic biaxial inclinometer;

- микроконтроллер 13 - выполнен на базе микроконтроллера семейства PIC 18, авторы Прохоренко Б.Я. и др. изд. - М.: ДОДЭЕА, 1999 г.- microcontroller 13 - is based on a microcontroller of the PIC 18 family, authors B. Prokhorenko. et al. - M.: DODEEA, 1999.

- инкрементный датчик 16 - импульсный (пошаговый) энкодер фирмы CORRSYS-DATRON;- incremental encoder 16 - pulse (step) encoder company CORRSYS-DATRON;

- блок памяти 19 - выполнен на микросхеме энергонезависимой памяти;- memory block 19 - is made on a non-volatile memory chip;

- дисплей 20 - цифровой микрокристаллический дисплей фирмы PLANAR.- display 20 - digital microcrystalline display company PLANAR.

Claims (1)

Устройство для оценки ровности поверхности аэродромного покрытия, содержащее динамический преобразователь профиля и программно-вычислительный комплекс, при этом динамический преобразователь профиля содержит датчик ровности и измерительное колесо, а программно-вычислительный комплекс - компьютер с программой обработки информации и базой данных оценки ровности поверхности аэродромного покрытия, а также принтер, при этом выход компьютера подключают к принтеру, отличающееся тем, что в динамический преобразователь профиля дополнительно введены микроконтроллер, приемник спутниковой навигационной системы, пульт управления, инкрементный датчик, датчики вибрации и шума, блок памяти, жидкокристаллический дисплей и регулировка тарирования устройства, при этом вход/выход микроконтроллера подключают к блоку памяти, измерительное колесо через инкрементный датчик подключают к первому входу микроконтроллера, а второй-шестой входы микроконтроллера соединяют соответственно с выходами датчика ровности, приемника спутниковой навигационной системы, пульта управления и датчиков вибрации и шума, при этом выход микроконтроллера подключают к входу жидкокристаллического дисплея; регулировкой тарирования показания датчика ровности устанавливают в нулевое положение относительно горизонта; с окончанием микронивелирования поверхности аэродромного покрытия блок памяти отключают от микроконтроллера и подключают к входу компьютера программно-вычислительного комплекса, где в соответствии с программным обеспечением осуществляют оценку ровности аэродромного покрытия и составляют базу данных оценки ровности поверхности аэродромного покрытия, при этом оценку ровности поверхности определяют по высотным отметкам рельефа поверхности, которые вычисляют по формуле
hj=|hj-1+SinγjL|,
где j=1, 2, 3…n - порядковый номер микронивелирования поверхности;
γ - угол продольного микронивелирования поверхности, град.;
hj - высота отметки рельефа, мм;
hj-1 - предшествующая высота отметки рельефа, мм;
L - шаг микронивелирования поверхности, мм.
A device for assessing the evenness of the surface of an airfield coating, comprising a dynamic profile transducer and a software and computer complex, the dynamic profile transducer comprising an evenness sensor and a measuring wheel, and a software and computer complex — a computer with an information processing program and a database for assessing the flatness of the airfield surface, as well as a printer, while the output of the computer is connected to a printer, characterized in that in the dynamic profile converter, an additional о a microcontroller, a satellite navigation system receiver, a control panel, an incremental sensor, vibration and noise sensors, a memory unit, a liquid crystal display and calibration of the device are introduced, while the microcontroller input / output is connected to the memory unit, the measuring wheel is connected to the first input through an incremental sensor of the microcontroller, and the second to sixth inputs of the microcontroller are connected respectively to the outputs of the evenness sensor, receiver of the satellite navigation system, control panel and sensor ov vibration and noise, while the output of the microcontroller is connected to the input of the liquid crystal display; by adjusting the calibration, the readings of the evenness sensor are set to a zero position relative to the horizon; with the end of micro-leveling of the surface of the airfield coating, the memory block is disconnected from the microcontroller and connected to the computer input of the software and computer complex, where, in accordance with the software, the flatness of the airfield coating is assessed and a database for assessing the flatness of the surface of the airfield coating is compiled, and the surface flatness assessment is determined by altitude elevation marks, which are calculated by the formula
h j = | h j-1 + Sinγ j L |,
where j = 1, 2, 3 ... n is the serial number of the surface micro-leveling;
γ is the angle of longitudinal surface microneveling, deg .;
h j - elevation of the elevation, mm;
h j-1 - previous elevation of the elevation, mm;
L is the step of microleveling of the surface, mm.
RU2008113525/03A 2008-04-07 2008-04-07 Device for assessment of aerodrome coat surface evenness RU2373323C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008113525/03A RU2373323C1 (en) 2008-04-07 2008-04-07 Device for assessment of aerodrome coat surface evenness

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008113525/03A RU2373323C1 (en) 2008-04-07 2008-04-07 Device for assessment of aerodrome coat surface evenness

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2373323C1 true RU2373323C1 (en) 2009-11-20

Family

ID=41477882

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008113525/03A RU2373323C1 (en) 2008-04-07 2008-04-07 Device for assessment of aerodrome coat surface evenness

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2373323C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2519002C2 (en) * 2012-09-10 2014-06-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ФГБОУВПО ЮЗГУ) Diagnostics method of road carpet surface evenness
RU2521682C2 (en) * 2012-10-16 2014-07-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ФГБОУВПО ЮЗГУ) Forecasting method of operating life of road pavement
RU2592930C1 (en) * 2015-06-18 2016-07-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" (МАИ) Device for measuring aerodrome coatings surface profile slopes
RU2718018C1 (en) * 2019-07-03 2020-03-30 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)" Device for measurement of evenness of road and aerodrome coatings
RU2772062C1 (en) * 2021-08-17 2022-05-16 Акционерное общество «Проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт воздушного транспорта «Ленаэропроект» (АО «ПИИНИИ ВТ«ЛЕНАЭРОПРОЕКТ») Device for assessing the evenness of the airfield surface

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2519002C2 (en) * 2012-09-10 2014-06-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ФГБОУВПО ЮЗГУ) Diagnostics method of road carpet surface evenness
RU2521682C2 (en) * 2012-10-16 2014-07-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ФГБОУВПО ЮЗГУ) Forecasting method of operating life of road pavement
RU2592930C1 (en) * 2015-06-18 2016-07-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" (МАИ) Device for measuring aerodrome coatings surface profile slopes
RU2718018C1 (en) * 2019-07-03 2020-03-30 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)" Device for measurement of evenness of road and aerodrome coatings
RU2772062C1 (en) * 2021-08-17 2022-05-16 Акционерное общество «Проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт воздушного транспорта «Ленаэропроект» (АО «ПИИНИИ ВТ«ЛЕНАЭРОПРОЕКТ») Device for assessing the evenness of the airfield surface
RU2820228C1 (en) * 2023-10-23 2024-05-31 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет путей сообщения" (СГУПС) Device for determination of road surface evenness

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111532295B (en) Rail transit removes intelligent operation and maintenance detecting system
CN104195930B (en) Surface evenness detecting system based on multisensor and method
KR100733873B1 (en) Apparatus for Measuring Pavement Roughness
CN103343498A (en) Track irregularity detecting system and method based on INS/GNSS
CN101251380A (en) Follow-up type push planeness measuring apparatus
EP0575327A1 (en) A method and an apparatus for measuring curvature and crossfall of ground surfaces.
RU2373323C1 (en) Device for assessment of aerodrome coat surface evenness
CN204023380U (en) Based on the pavement flatness checking device of multisensor
CN2938028Y (en) Device for measuring road surface planeness
CN103847639B (en) Vehicle-mounted camera Dynamic Vehicle subordinate line calibration method
CN102770738A (en) Method and system for wheel alignment of vehicles
CN111767354A (en) High-precision map precision evaluation method
CN103938531B (en) Laser road faulting of slab ends detecting system and method
CN201016845Y (en) Distance measuring equipment for measuring automobile putting angle by using laser scanning telemetry
CN109470276B (en) Odometer calibration method and device based on zero-speed correction
US7142952B2 (en) Method and apparatus for pavement cross-slope measurement
CN101798793A (en) Vehicular large-wave road shape measuring method and system
US20020124424A1 (en) Contour measuring device and method
CN107677268B (en) Vehicle-mounted road geometric linear information automatic measuring device and method
CN111895996A (en) High-speed track detection system and method
CN110285789B (en) Comprehensive field vehicle detector, detection system and detection method
CN102252691A (en) Measuring method of automobile tyre correction coefficient
CN110725188A (en) System precision site calibration method for road vehicle-mounted three-dimensional laser system
RU2820228C1 (en) Device for determination of road surface evenness
CN104390587B (en) Linear detection method based on rigid carrier running orbit analytical algorithm and device

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100408