Grâce à LiDAR , Wingfield Scale and Measure a exploré et cartographié l'intérieur de tunnels ferroviaires abandonnés depuis plus de 60 ans afin de les préparer à remplir une nouvelle fonction.
En 1956, la dernière locomotive à vapeur a traversé les tunnels de Wray et de Sidling à Rockhill Furnace, qui faisaient partie de la ligne ferroviaire de transport de charbon longue de 32 miles (51,5 km). Plus de 60 ans plus tard, on s'apprête à rouvrir ces tunnels, cette fois-ci dans le but d'amener des touristes à Rockhill Furnace et dans les villes environnantes.
Creusés en 1874, ces tunnels faisaient partie de l’East Broad Top Railroad, l’une des premières lignes ferroviaires américaines à adopter l’écartement étroit, ce qui permettait de construire des courbes plus serrées et des ponts plus légers grâce à des rails plus fins. Aujourd’hui, en tant que plus ancienne ligne à voie étroite encore en service à l’est des Rocheuses, ces tunnels s’inscrivent dans le cadre du programme de réhabilitation en constante expansion de cette ligne de 27 miles (43,5 km), qui comprend notamment les tunnels de Wray et de Sidling.
La Fondation East Broad Top Railroad (EBT) est une fondation à but non lucratif qui se consacre à la restauration et à la préservation des voies ferrées, de six locomotives à vapeur, d’une rotonde, d’ateliers de fabrication de rails et de locomotives, ainsi que d’autres wagons de voyageurs et de marchandises. Elle se concentre actuellement sur la remise en état des tunnels de Wray et de Sidling.
La première étape pour évaluer l'état du tunnel et déterminer la meilleure approche de réhabilitation consiste à recueillir LiDAR vidéo et LiDAR à l'intérieur de celui-ci. Cela représente un véritable défi, car les tunnels anciens et désaffectés présentent un risque pour la sécurité, avec un risque d'effondrement ou d'affaissement du sol. Avant que les équipes de collecte de données ne soient autorisées à pénétrer dans le tunnel, il est nécessaire de procéder à une inspection et, si nécessaire, à un étayage de la structure porteuse. Cela peut entraîner des retards importants et alourdir les coûts du projet de réhabilitation.
L'équipe de Wingfield Scale and Measure, une entreprise spécialisée dans les solutions de mesure, était parfaitement consciente de ces préoccupations lorsqu’elle a été chargée de fournir à l’EBT les données nécessaires au lancement de la planification de la réhabilitation des tunnels. Sachant que les robots terrestres n’étaient pas adaptés en raison des conditions du sol inconnues, Wingfield a choisi d’utiliser Hovermap, monté sur un DJI M300, pour la collecte des données.
À gauche, Austin Brooks, et à droite, James Kenney, de Wingfield Scale & Measure. Consciente des dangers potentiels que présentait ce tunnel désaffecté, l'équipe de Wingfield a envoyé un drone Hovermap pour en évaluer l'état.
James A. Kenney, ingénieur principal
– Wingfield Scale
Au printemps 2022, l'équipe Wingfield a passé une journée sur place afin de collecter LiDAR GPS de qualité topographique, ainsi que LiDAR aériennes et terrestres, provenant à la fois des tunnels Wrays et Sliding.
Au printemps 2022, l'équipe Wingfield a passé une journée sur place afin de collecter LiDAR GPS de qualité topographique, ainsi que LiDAR aériennes et terrestres, provenant à la fois des tunnels Wrays et Sliding.
Grâce à la caméra embarquée du M300 et Hovermap en dessous, ils ont utilisé le mode « Pilot Assist » Hovermappour naviguer dans les tunnels, la caméra embarquée fournissant une vue UAV permettant l’inspection visuelle. Hovermapomnidirectionnel d’évitement de collision et la capacité de vol sans GPS Hovermap, disponibles en mode « Pilot Assist », forment une bulle de sécurité autour du drone, assurant ainsi la sécurité tant de l’équipement que du tunnel. À un moment donné au cours de l'exploration du tunnel, le drone a perdu la connexion avec les commandes de l'opérateur ; Hovermap alors Hovermap son protocole de perte de communication et a commencé à planifier et à exécuter un retour à la base en toute sécurité – une autre mesure visant à garantir la sécurité de l'équipement et du tunnel.
LiDAR effectué à l'intérieur du tunnel vieux de 148 ans a révélé la présence de poutres de soutènement effondrées, ce qui justifiait la décision d'envoyer un drone plutôt que du personnel.
L'envoi d'un drone s'est avéré être la meilleure solution lorsque l'équipe de Wingfield a découvert, grâce au balayage, que des structures de soutien en bois s'étaient effondrées à l'intérieur du tunnel, ce qui aurait autrement nécessité un étayage avant l'entrée du personnel et aurait limité l'utilisation des véhicules autonomes terrestres.
De retour au bureau, l'équipe de Wingfield a tiré parti de Hovermap entre Maptek Studio et Hovermap , ainsi que de ses propres flux de travail d'importation personnalisés, afin de faciliter l'importation et le post-traitement des Hovermap . Maptek Studio a également été utilisé pour combiner tous les LiDAR , ainsi que les données photogrammétriques, à l'aide des flux de travail propriétaires de Wingfield, afin de produire un ensemble de données unique. À l'aide de Point Studio, l'ensemble de données combiné a été géoréférencé à l'aide des coordonnées State Plane, filtré, et des contrôles de qualité ont été effectués avant l'exportation des livrables finaux.
Outre les livrables finaux issus de l'ensemble de données, des vidéos et des captures d'écran ont été fournies à l'EBT. Ces éléments seront utilisés par les entreprises chargées de la réhabilitation afin de mieux planifier et définir la portée du projet de réhabilitation des tunnels. À partir de la planification des exigences de sécurité, ces données serviront également à évaluer les matériaux à retirer, ainsi que le volume d'infiltration d'eau et l'état général des tunnels. La précision de ces données permettra aux entrepreneurs de fournir des devis plus précis, garantissant ainsi le respect des délais et du budget.
La possibilité de cartographier rapidement l'intérieur des tunnels à l'aide d'un Hovermap monté sur drone Hovermap Wingfield Hovermap son temps passé sur le terrain, un gain de temps qu'ils ont répercuté sur EBT.
« Sans Hovermap, il n’aurait pas été possible d’atteindre ce niveau de qualité dans la collecte des données pour ce projet », explique James.
Ce rapport final fournit également à EBT un historique de l'état des tunnels à un moment précis – ce qui n'avait pas été réalisé depuis la construction des tunnels en 1874.
L'équipe de Wingfield a combiné l'ensemble des LiDAR et des données photogrammétriques à l'aide de ses processus propriétaires afin de produire un ensemble de données unique, offrant ainsi à EBT un état des lieux précis et à jour de l'état du tunnel.
James Roslund, directeur de l'ingénierie
– East Broad Top Foundation Inc.