Vermessung der Matterhorn Gotthard Bahn (MG Bahn) – Berechnung der Lichtraumprofile

Das gesamte Streckennetz der Matterhorn Gotthard Bahn (MG Bahn) mit einer Länge von rund 150 km von Zermatt über Brig bis Disentis sowie der Abschnitt zwischen Andermatt und Göschenen wurde im Oktober 2021 mit unserem Mobile Laser Scanning System (MLS) vermessen. Dieses System liefert eine Punktwolke mit sehr hoher Dichte, die mit georeferenzierten Panoramabildern der Strecke und ihrer Umgebung gekoppelt ist.

Das Resultat der Aufnahme wird dem Auftraggeber in Form einer Webpublikation und eines 3D-Webviewers zur Verfügung gestellt. Diese Tools ermöglichen dem Auftraggeber, über einen Webbrowser Messungen an beliebigen Stellen durchzuführen und die Daten umfassend zu analysieren.

Um Konflikte der Freihalteräume mit Objekten entlang der Strecke effizient zu detektieren, berechnen wir im Auftrag der MG Bahn verschiedene Arten von Lichtraumprofilen für das gesamte Streckennetz.

Die Lichtraumprofile sind 3D-Profile, die genauen Definitionen entsprechen welche von der MG Bahn bereitgestellt werden. Die genaue Abmessung der Lichtraumprofile hängt nebst der effektiven Gleislage oder der Lage des Fahrleitungsdrahts von verschiedenen weiteren Parametern ab: so z. B. der Krümmungsradius, die Überhöhung oderdie Koordinaten der nächstgelegenen Schienenpunkte.

Alle diese Attribute werden direkt aus der Punktwolke, den Digitalisierungen und den Gleisaxparametern berechnet. Die Lichtraumprofile können sich beispielsweise auf den Raum beziehen, der um die Oberleitungen in den Tunnelröhren frei bleiben muss, um Lichtbögen zu vermeiden, oder auf die Bereiche, in denen die Fenster der Fahrzeuge geöffnet werden können. Man kann auch die Evakuierungsbereiche entlang des Zuges definieren, die entlang der gesamten Strecke frei und begehbar sein müssen. Diese Definitionen können für verschiedene Arten von Fahrzeugen und auf jedem beliebigen Abschnitt des Netzes vorgenommen werden.

Die Definitionen hängen damit von mehreren ortsabhängigen Parametern ab und sind daher Gegenstand komplexer Berechnungen, um sie entlang des gesamten Netzes zu definieren. Im Folgenden werden drei Beispiele für die Definition von Lichtraumprofilen vorgestellt.

Mithilfe der Berechnung der Lichtraumprofile auf jedem Meter des MG Bahn-Netzes werden in einem nächsten Berechnungsschritt die Punkte der Laservermessung selektiert, die in diesen 3D-Profilen vorkommen. Für die effiziente Berechnung der Profile sicherzustellen (aus insgesamt 6,7 Milliarden Punkten werden ca. 150.000 Profile pro Lichtraumprofildefinition berechnet) wurden spezielle Analyse-Tools entwickelt.

Jedes Profil verfügt dann über die Punkte im Raum, die mit ihm „kollidieren“. Diese Punkte werden mithilfe von Klassifizierungsmethoden, die von der TerraSolid-Punktwolkenverarbeitungssuite bereitgestellt werden, zu homogenen Gruppen zusammengefasst. Anschliessend werden für jede Gruppe 2D-Zonen erstellt.

Diese „Cluster“ in Form von Punktwolkengruppen und 2D-Polygonen werden dem Auftraggeber zur Verfügung gestellt.