Medir la Curvatura de Vías de Ferrocarril con arcpy

JimBarry

El grado en que las vías del ferrocarril curvan a lo largo de su longitud, es uno de los factores más significativos que limitan la velocidad máxima a la que se permite que los trenes circulen por la red ferroviaria. Hay varias ocasiones en las que es importante medir esta curvatura:<\/P>

1. Cuando se diseña originalmente la construcción de la vía.
2. Después de que se construye la vía. (es decir, la medición de curvatura "tal como está construida")<\/EM>
3. Periódicamente mientras la vía está en servicio, según lo requiera la política o regulación.<\/P>
EL CARRO DE GEOMETRÍA<\/STRONG><\/FONT><\/P>En cuanto al punto #3 anterior, esta medición periódica la realiza un "Carro de Geometría<\/EM><\/A>", que está programado para recorrer la vía. Cada parte de la red ferroviaria recibe esta medición in situ al menos dos veces al año, o con mayor frecuencia si es necesario. El Carro de Geometría tiene muchos sensores que miden la curvatura real de la vía, pero también su "inclinación" (es decir, la forma en que la vía está diseñada para ayudar a los trenes a "inclinarse" en una curva). <\/EM>El Carro de Geometría también contiene otros sensores como imágenes, lidar, ultrasónicos, y más, para capturar con alta resolución el estado actual de la vía, rieles, durmientes, balasto, postes, líneas aéreas y más.<\/P>
VOLVIENDO A LA CURVATURA<\/STRONG><\/FONT><\/P>ArcGIS puede usarse para comparar mediciones actuales, que provienen del Carro de Geometría, con mediciones de inspecciones previas, de los planos originales "tal como están construidos", y de los propios planes originales de construcción.  Este tipo de detección de cambios puede usarse para ayudar a crear listas prioritarias de mantenimiento, o para retroalimentar el sistema Positive Train Control (PTC)<\/A><\/EM> para reducir la velocidad máxima permitida en esa sección de vía.<\/P>

No existe una herramienta incorporada en ArcGIS Pro para hacer esto, pero es bastante sencillo escribir un script que pueda hacer estas mediciones por ti. Aquí hay un ejemplo.<\/P>

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visualizar curvatura de vías<\/span><\/span><\/P>
EL SCRIPT<\/STRONG><\/FONT><\/P>Aquí hay un

enlace al script en Github<\/A><\/EM> que creó esa clase de entidad de curvatura.<\/P>

CÓMO FUNCIONA<\/STRONG><\/FONT><\/P>Conceptualmente, lo que hace el script es que para cada sección de vía, digamos una polilínea de ruta, "camina" a lo largo de la polilínea colocando un punto cada 50 pies, escribiendo ese punto en una nueva clase de entidad puntual de salida. Luego para cada 3 puntos se mide un ángulo y se escribe en el registro del atributo del punto medio. No camina vértice por vértice; en realidad crea nuevos puntos a lo largo de la línea para que cada uno esté a 50 pies del punto anterior.<\/P>medición de ángulos de curva<\/span><\/span><\/P>
Cada punto ahora "sabe<\/EM>" el ángulo de curva a lo largo de esa sección de 100 pies (50 pies antes y 50 pies después)<\/EM>. Ese valor del atributo curvatura puede compararse con capas anteriores de rutas o simplemente visualizarse como hacemos arriba, donde las áreas con baja curvatura se dibujan en amarillo, curvas más pronunciadas en naranja y las curvas más altas en rojo. Esta es solo una forma de hacerlo.<\/P>
COSAS A TENER EN CUENTA<\/STRONG><\/FONT><\/P>1. La clase de entidad polilínea sobre la que ejecutes este script debe soportar measures<\/STRONG>. En otras palabras, las entidades polilínea deben ser características PolylineM<\/EM> o PolylineZM<\/EM> calibradas previamente para que cada vértice conozca su valor M<\/EM>. Usualmente este valor M<\/EM> es el kilómetro o milla post a lo largo de la red ferroviaria, pero eso depende de ti.<\/P>2. No necesitas construir un LRS<\/STRONG> (sistema de referencia lineal)<\/EM> para que este script funcione. Los valores measure a lo largo de las rutas polilínea son suficientes para este propósito.<\/P>3. La definición de lo que constituye una "curva", la tomé del

US DOT FRA<\/A><\/EM>, que es el cambio angular en la dirección del riel sobre cada longitud de 100 pies. Algunos ferrocarriles miden la curvatura diferente, así que el script es flexible. En la primera celda hay una variable global llamada CURVE_LENGTH_INTERVAL_FEET<\/EM>, donde puedes establecer este valor a 100 pies, 200 pies o convertirlo a métrico. Lo que necesites.<\/P>4. También hay una variable global llamada CURVE_TOLERANCE_PERCENT<\/EM>, que básicamente dice que si una longitud de vía mide una curvatura menor al 0.5%, entonces considera esa sección como "RECTA<\/EM>". Puedes ajustar esa tolerancia ahí mismo según te convenga.<\/P> <\/P>EN CONCLUSIÓN<\/STRONG><\/FONT><\/P>Intenté agregar comentarios al código del script tan bien como pude, pero puede que haya dejado algunos vacíos. Así que si tienes alguna pregunta o comentario, no dudes en hacérmelo saber abajo o abrir un Nuevo Issue en el repositorio "arcpy-samples" en mi Github<\/A>.<\/P>

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