باستخدام LiDAR ، قامت Wingfield Scale and Measure باستكشاف وتصوير أنفاق القطارات المهجورة منذ أكثر من 60 عامًا للمساعدة في إعدادها لأداء دور جديد.
في عام 1956، مرت آخر قاطرة بخارية عبر نفق Wray و Sidling في Rockhill Furnace، وهو جزء من خط سكة حديد الفحم الذي يبلغ طوله 32 ميلاً (51.5 كم). بعد أكثر من 60 عامًا، يتم الدخول إلى الأنفاق مرة أخرى، وهذه المرة استعدادًا لجلب السياح إلى Rockhill Furnace والمدن المحيطة بها.
حُفرت الأنفاق في عام 1874، وكانت جزءًا من سكة حديد إيست برود توب، وهي واحدة من أقدم السكك الحديدية في أمريكا التي تستخدم خط السكة الحديدية الضيقة، مما يسمح ببناء منحنيات أكثر حدة وجسور أخف وزنًا بسبب صغر حجم السكة الحديدية. والآن، أصبحت أقدم سكة حديدية ضيقة العيار شرق جبال روكي، وهي جزء من برنامج إعادة تأهيل مستمر لمسار طوله 27 ميلًا (43.5 كم)، بما في ذلك نفق Wray ونفق Sidling.
مؤسسة سكة حديد إيست برود توب (EBT) هي مؤسسة غير ربحية مكرسة لترميم وصيانة خطوط السكك الحديدية وست قاطرات بخارية ومحطة قطارات دائرية ومصانع لتصنيع القطارات والمحركات وغيرها من عربات الركاب والبضائع. وتركز المؤسسة حالياً على ترميم نفقَي راي وسيدلينغ.
تتمثل الخطوة الأولى لفهم الحالة وأفضل نهج لإعادة التأهيل في الحصول LiDAR الفيديو و LiDAR من داخل النفق. وهذا أمر صعب، حيث تشكل الأنفاق القديمة والمهجورة خطراً على السلامة مع احتمال انهيارها أو هبوط الأرض. قبل السماح لمجمعي البيانات بدخول النفق، يلزم إجراء فحص، وإذا لزم الأمر، تدعيم الهيكل الداعم. وهذا يمكن أن يتسبب في تأخيرات طويلة ويزيد من تكاليف مشروع إعادة التأهيل.
فريق Wingfield Scale and Measure، وهي شركة متخصصة في حلول القياس، كان على دراية تامة بهذه المخاوف عندما كُلف بتزويد EBT بالبيانات اللازمة لبدء التخطيط لإعادة تأهيل الأنفاق. وإدراكًا منه بأن الروبوتات الأرضية غير مناسبة بسبب الظروف المجهولة للأرض، اختار Wingfield استخدام Hovermap المثبت على DJI M300 لالتقاط البيانات.
على اليسار، أوستن بروكس، وعلى اليمين، جيمس كيني مع Wingfield Scale & Measure. إدراكًا للمخاطر المحتملة في النفق الذي تم إيقاف تشغيله، أرسل فريق Wingfield طائرة بدون طيار Hovermap للتحقيق في حالته.
جيمس أ. كيني، مهندس أول
– مقياس وينجفيلد
في ربيع عام 2022، أمضى فريق Wingfield يومًا في الموقع لالتقاط LiDAR GPS LiDAR جوية وأرضية من نفق Wrays ونفق Sliding.
في ربيع عام 2022، أمضى فريق Wingfield يومًا في الموقع لالتقاط LiDAR GPS LiDAR جوية وأرضية من نفق Wrays ونفق Sliding.
باستخدام الكاميرا المدمجة في طائرة M300 و Hovermap أسفلها، استخدموا وضع Pilot Assist Mode Hovermapللتنقل في الأنفاق، حيث وفرت الكاميرا المدمجة في الطائرة مقطع فيديو من منظور UAV من أجل الفحص البصري. تعمل ميزة Collision Avoidance متعددة الاتجاهات Hovermapوقدرة الطيران بدون GPS، المتوفرة في وضع Pilot Assist Mode، كفقاعة أمان حول الطائرة بدون طيار، مما يحافظ على سلامة المعدات والأنفاق. في مرحلة ما أثناء استكشاف النفق، فقدت الطائرة بدون طيار الاتصال بأجهزة التحكم الخاصة بالمشغل، Hovermap بروتوكول فقدان الاتصال وبدأت في تخطيط وتنفيذ عملية عودة آمنة إلى المنزل - وهو إجراء آخر لضمان سلامة المعدات والنفق.
أظهر LiDAR من داخل النفق الذي يبلغ عمره 148 عامًا انهيارًا في مجموعة من الأخشاب الداعمة، مما يبرر قرار إرسال طائرة بدون طيار بدلاً من الموظفين.
تم التأكد من أن إرسال طائرة بدون طيار هو أفضل إجراء يمكن اتخاذه عندما اكتشف فريق وينجفيلد، من خلال المسح، أن دعامات الخشب الداعمة قد انهارت داخل النفق، الأمر الذي كان سيتطلب تثبيتها قبل دخول الأفراد ويحد من قدرة المركبات ذاتية القيادة الأرضية.
بالعودة إلى المكتب، استفاد فريق Wingfield من Hovermap Maptek Studio و Hovermap بالإضافة إلى سير عمل الاستيراد المخصص الخاص بهم لتسهيل استيراد Hovermap ومعالجتها لاحقًا. كما تم استخدام Maptek Studio لدمج جميع LiDAR بالإضافة إلى بيانات التصوير المساحي باستخدام سير العمل الخاص بـ Wingfield لإنتاج مجموعة بيانات واحدة. باستخدام Point Studio، تمت إحالة مجموعة البيانات المدمجة جغرافيًا باستخدام إحداثيات State Plane، وتم ترشيحها وإجراء فحوصات مراقبة الجودة قبل تصدير النتائج النهائية.
إلى جانب النتائج النهائية من مجموعة البيانات، تم تزويد EBT بمقاطع فيديو ولقطات شاشة. وستستخدمها شركات إعادة التأهيل لتخطيط مشروع إعادة تأهيل الأنفاق وتحديد نطاقه بشكل أفضل. بدءًا من تخطيط متطلبات السلامة، ستُستخدم هذه البيانات أيضًا لقياس المواد التي سيتم إزالتها، بالإضافة إلى كمية المياه المتسربة والحالة العامة للأنفاق. ستسمح البيانات الدقيقة للمقاولين بتقديم عروض أسعار أكثر دقة لضمان الالتزام بالمواعيد والميزانية.
Hovermap القدرة على رسم خرائط داخل الأنفاق بسرعة باستخدام جهاز Hovermap المثبت على طائرة بدون طيار Hovermap الوقت الذي يقضيه وينجفيلد في الميدان، وهو توفير تم تمريره إلى EBT.
يقول جيمس: "لولا استخدام Hovermap لما كان من الممكن تحقيق هذا المستوى من جودة جمع البيانات في هذا المشروع".
كما يوفر المنتج النهائي لشركة EBT سجلاً تاريخياً لحالة الأنفاق في وقت معين – وهو أمر لم يتم إنجازه منذ إنشاء الأنفاق لأول مرة في عام 1874.
قام فريق Wingfield بدمج جميع LiDAR وبيانات التصوير المساحي باستخدام سير العمل الخاص بهم لإنتاج مجموعة بيانات واحدة، مما زود EBT بمعلومات محدثة ودقيقة عن حالة النفق.
جيمس روسلاند، مدير الهندسة
– مؤسسة إيست برود توب