Wingfield Scale and Measure公司运用LiDAR ,探索并记录了60多年前废弃的火车隧道内部,为这些隧道转型新用途做好准备。
1956年,最后一列蒸汽机车驶过罗克希尔熔炉的雷伊隧道和西德林隧道,这条32英里(51.5公里)长的煤炭铁路线就此终结。六十余年后,人们再度踏入这些隧道,为迎接前往罗克希尔熔炉及周边城市的游客做准备。
这些隧道始建于1874年,原属东布罗德顶铁路,这是美国最早采用窄轨铁路的线路之一。窄轨设计使得铁路能够建造更急的弯道和更轻的桥梁。 如今,作为落基山脉以东现存最古老的窄轨铁路,这些隧道正纳入长达27英里(43.5公里)的轨道修复计划,其中包括雷伊隧道和西德林隧道。
东布罗德顶铁路基金会(EBT) 是一家非营利性基金会,致力于修复和保护铁路线路、六台蒸汽机车、转车库、轨道与机车制造车间以及其他客货运车厢。当前重点工作是修复雷伊隧道和西德林隧道。
要了解隧道状况并确定最佳修复方案,第一步是获取隧道内部的视频和LiDAR 。这颇具挑战性,因为老旧废弃的隧道存在坍塌或地面沉降的安全隐患。在允许数据采集人员进入隧道前,必须先进行检查,必要时还需加固支撑结构。这可能导致长时间延误,并增加修复项目的成本。
Wingfield秤具与量具团队 温菲尔德衡器与测量—— 在受委托为EBT提供隧道修复规划所需数据时,这家测量解决方案公司深知这些顾虑。鉴于地面机器人无法应对未知地质条件,Wingfield选择搭载HovermapDJI M300无人机进行数据采集。

左为奥斯汀·布鲁克斯,右为詹姆斯·肯尼,二人均隶属温菲尔德计量公司。鉴于废弃隧道可能存在的危险,温菲尔德团队派遣Hovermap无人机进入隧道勘察其状况。
Hovermap 工具箱中的Hovermap 有时Hovermap 独立完成任务,成为安全采集数据的唯一途径。
詹姆斯·A·肯尼,高级工程师
– 温菲尔德衡器公司
2022年春季,温菲尔德团队耗时一日实地采集了雷兹隧道与滑动隧道区域的测绘级GPS数据、航空LiDAR 及地面LiDAR 。
2022年春季,温菲尔德团队耗时一日实地采集了雷兹隧道与滑动隧道区域的测绘级GPS数据、航空LiDAR 及地面LiDAR 。
借助M300无人机搭载的机载摄像头和下方Hovermap 他们Hovermap飞行员辅助模式穿越隧道,机载摄像头则提供UAV 视角视频用于目视检查。Hovermap向避障Hovermap与GPS失效环境下的飞行能力在飞行员辅助模式下协同运作,如同在无人机周围形成安全保护罩,确保设备与隧道环境的安全。 在隧道勘探过程中,无人机曾一度与操作员的控制端断开连接。Hovermap 通信中断协议,开始规划并执行安全返航——这是保障设备与隧道安全的又一关键措施。

这座拥有148年历史的隧道内部的LiDAR 显示,支撑木梁已坍塌,这证明了派遣无人机而非人员进入的决策是正确的。
当温菲尔德团队通过扫描发现隧道内的支撑木架已坍塌时,派遣无人机进入被确认为最佳方案。若非如此,人员进入前需进行支护作业,且会限制地面自主车辆的通行。
回到办公室后,温菲尔德团队Maptek Hovermap ,结合其自定义导入工作流程,高效Hovermap 导入与后处理。 同时Maptek Studio将所有LiDAR 与摄影测量数据,通过Wingfield专有工作流程整合为单一数据集。该整合数据集经Point Studio进行州平面坐标地理配准、数据过滤及质量控制检测后,最终生成交付成果。
除数据集的最终交付成果外,还向EBT提供了视频和屏幕截图。这些资料将由隧道修复公司用于更精准地规划和确定隧道修复项目的范围。 从安全要求规划阶段开始,这些数据还将用于测量需清除的材料量、渗水量以及隧道整体状况。精准的数据将使承包商能提供更精确的报价,确保工程按时按预算完成。
借助搭载Hovermap 无人机快速绘制隧道内部地图的能力Hovermap 温菲尔德在现场的工作时间,这一时间节省也惠及了EBT公司。
詹姆斯表示:Hovermap运用,本项目不可能实现如此高水准的数据采集。”
最终交付成果还为EBT提供了隧道在特定时间点的历史状况记录——这是自1874年隧道建成以来从未完成的工作。

温菲尔德团队运用其专有工作流程,整合了所有LiDAR 与摄影测量数据,生成单一数据集,为EBT公司提供了隧道状态的最新且精确的记录。
东布罗德顶铁路公司迎来150周年庆典,如今我们正运用尖端技术对铁路进行翻新。通过收集的数据让历史重现眼前,这实在令人惊叹。LiDAR 效果超乎想象,其细节程度远超预期。这项技术不仅帮助我们完整记录历史,还能在确保高安全性的前提下优化翻新方案。
詹姆斯·罗斯伦德,工程总监
——东布罗德顶基金会