Inspekcja nawierzchni lotniska wojskowego za pomocą drona

Kto się z tym spotyka

Wskaźnik stanu nawierzchni jest metodą wojskową, zanim stał się cywilną. Został opracowany przez US Army Corps of Engineers przy finansowaniu US Air Force, a FAA i Naval Facilities Engineering Command przyjęły go później. Wojskowe lotnisko ma więc już słownictwo: odcinki, jednostki próbne, piesza inspekcja ASTM D5340 i system zarządzania nawierzchnią , zazwyczaj PAVER, który przekształca inspekcję w plan prac. Często brakuje mu jednak spojrzenia na całą powierzchnię pomiędzy dwiema pieszymi inspekcjami.

Przejawia się to w trzech pytaniach.

• Które z typów uszkodzeń D5340 może faktycznie zarejestrować zautomatyzowana inspekcja, a które nadal wymagają inspektora na nogach?
• Czy dwie inspekcje w odstępie roku można porównać odcinek po odcinku, tak aby zmiana wartości była zmianą w nawierzchni, a nie w metodzie?
• Czy inspekcja może działać w jednostce, która przechowuje dane operacyjne wewnątrz obwodu, lub na odległym lotnisku bez sieci i z ograniczonym czasem na nawierzchni?

Ocena stanu nawierzchni to usługa stojąca za tą stroną. Nie jest jeszcze oferowana i jest w aktywnej fazie rozwoju, a jej przetwarzanie nawierzchni to działający prototyp bliski pierwszego MVP. Kontrola nawierzchni drogi startowej obejmuje lżejsze, cykliczne spojrzenie. Ta strona określa, co platforma już robi, co dodaje prototyp, a czego jeszcze nie robi.

Gdzie to ma zastosowanie, a gdzie nie

Ma to zastosowanie do utwardzonych dróg startowych, kołowania i płyt postojowych, które są oceniane metodą D5340, zarówno na asfalcie, jak i betonie spoinowanym, niezależnie od tego, czy lotnisko jest cywilne. Ma to największe zastosowanie tam, gdzie piesza inspekcja jest próbkowana i rzadka, gdzie nawierzchnia się starzeje, a zespół ewaluacyjny chce przetestować prototyp na własnych odcinkach.

Nie zastępuje to pieszej inspekcji, jeśli wymaganie ją określa. Nie ocenia nośności strukturalnej, która wymaga badań ugięcia lub rdzeniowania, i nie mierzy tarcia ani chropowatości, które D5340 wyklucza w swoim zakresie. I nie widzi przez wodę, śnieg ani zanieczyszczenia w danym dniu.

Co platforma już robi

Loty inspekcyjne i rejestracja pomiędzy ruchami

Usługa jest w aktywnej fazie rozwoju i nie jest jeszcze oferowana. Platforma już planuje loty i rejestruje obrazy. Inspekcja jest planowana na podstawie powierzchni objętych zakresem i wykonywana w nakładających się przelotach w oknach, które kontrola ruchu lotniczego otwiera między ruchami statków powietrznych. Każda uzgodniona droga startowa, kołowania i płyta postojowa jest obrazowana, a nie próbka jednostek. Rejestracja zajmuje około godziny lotu na kilometr drogi startowej o szerokości 45 m, plus zmiany baterii, a drogi kołowania i płyty postojowe dodają czasu proporcjonalnie do swojej powierzchni.

Obrazy są przechowywane z pozycjami RTK do około ±1 cm. Jeśli inżynier kwestionuje odcinek, jest on ponownie analizowany na podstawie tych klatek, a nie ponownie oblatywany, a te same klatki mogą być przetwarzane ponownie, gdy model wykrywania się poprawi.

Rejestracja w zamkniętej sieci

Dla instalacji, których zasady nakazują przechowywanie danych operacyjnych wewnątrz obwodu, oraz dla odległych lub tymczasowych lotnisk bez użytecznego połączenia na nawierzchni, dostępne jest wdrożenie offline. Laptop polowy udostępnia aplikację w lokalnej sieci na lotnisku z offline’owymi kafelkami mapy, więc inspekcja jest planowana i wykonywana, a obrazy pozostają na miejscu bez przesyłania. Przepływ pracy offline jest opisany w całości gdzie indziej.

Laptop polowy nie uruchamia przetwarzania nawierzchni. Odbywa się ono na oddzielnej maszynie GPU, jak opisano poniżej, więc miejsce i czas przetwarzania obrazów są uzgadniane dla każdej instalacji.

Pogoda i stan powierzchni

Wyniki są najlepsze w spokojny, słoneczny dzień. Silny wiatr rozmazuje obrazy, a słabe światło wymusza wysokie ISO, więc trudniejsze warunki są wykonywane z dostosowaną, wolniejszą konfiguracją skanowania powierzchni, a nie wykluczane. Stojąca woda, pokrywa śnieżna i silne zanieczyszczenie zasłaniają powierzchnię, a przelot nad nimi jest powtarzany, gdy powierzchnia jest czysta, a nie oceniany przez zanieczyszczenie. Ta strona nie podaje żadnej temperatury, wiatru ani stopnia ochrony.

Powierzchnia w rozdzielczości inspekcji. Pęknięcie odczytuje się jako linię cienia, a wyługowanie jako utratę tekstury, dlatego słońce na nawierzchni pomaga, gdy okna ruchu na to pozwalają.

Prototyp: wykrywanie pęknięć kodowanych do D5340

Przetwarzanie nawierzchni to działający prototyp w fazie rozwoju, bliski pierwszego MVP. Działa na ortomozace zbudowanej z obrazów inspekcyjnych. Model wykrywania oznacza każde pęknięcie, a zestaw reguł przekształca wykryte pęknięcia na kody uszkodzeń ASTM D5340.

• 41, pęknięcia siatkowe , na asfalcie.
• 43, pęknięcia blokowe, na asfalcie.
• 48, pęknięcia podłużne i poprzeczne, na asfalcie.
• 63, pęknięcia liniowe, na betonie.

System rozpoznaje również trawę, łaty i zanieczyszczenia. Wszystkie trzy są w fazie rozwoju i z niedoborem danych treningowych, a żaden nie jest kodowany jako uszkodzenie D5340.

Wynik to inwentaryzacja odcinków i jednostek próbnych jako GeoJSON, z raportem JSON lub Markdown powiązanym z identyfikatorem odcinka i jednostki próbnej. Przetwarzanie odbywa się na oddzielnej maszynie GPU, a nie na laptopie polowym. Ponieważ obrazy są przechowywane, wcześniejszą inspekcję można ponownie uruchomić na nowszym modelu, co jest dziś krokiem ręcznym. Jeśli zespół ewaluacyjny ma dzień na lotnisku, inwentaryzację można odczytać przed pieszym obchodem, aby zobaczyć, gdzie skoncentrowane są pęknięcia, podczas gdy jednostki piesze są nadal wybierane zgodnie z zasadami próbkowania.

Czego jeszcze nie robi

• Kodowanie D5340 czegokolwiek poza tymi czterema. Łaty są rozpoznawane, ale nie kodowane, a system nie klasyfikuje wyługowania , wietrzenia, erozji strumienia odrzutowego, plam oleju, uszkodzenia uszczelnienia spoiny, złuszczenia spoiny , złuszczenia narożników i łuszczenia się.
• Głębokość kolein lub obniżeń. Oba są geometrią i nie buduje się modelu powierzchni.
• Żaden wskaźnik stanu, PCI ani inny.
• Porównanie między inspekcjami.
• Import do PAVER.

Jeśli wymagana jest piesza inspekcja D5340, pozostaje ona dokumentem referencyjnym. Kryteria ciężkości wymagające dotyku, takie jak to, czy uszczelniacz jest nadal związany z powierzchnią spoiny, wszystko poniżej powierzchni oraz decyzje, które standard pozostawia ocenie przeszkolonego inspektora, należą do niej. Luźny materiał to kwestia zanieczyszczenia ciałami obcymi , a nie wady nawierzchni, ponieważ ma innego właściciela i inny zegar.

Utrzymanie porównywalności późniejszej inspekcji

Rekord stanu jest przydatny raz. Zmiana w nim jest tym, na czym opiera się plan prac, a zmiana ma znaczenie tylko wtedy, gdy nic innego się nie poruszyło. TarmacView nie porównuje jeszcze inspekcji, ale trzy rzeczy można utrzymać na stałe od pierwszej.

• Granice odcinków. Są one uzgadniane podczas określania zakresu, najlepiej jako istniejące odcinki instalacji, i utrzymywane. Przesunięcie granicy między inspekcjami psuje rekord dla każdego odcinka, którego dotyka, więc przesunięcie to decyzja z kosztem, a nie edycja.
• Identyfikatory. Prototyp wiąże swoją inwentaryzację z identyfikatorami odcinków i jednostek próbnych, więc utrzymanie identyfikatorów sprawia, że dwie inwentaryzacje są czytelne względem siebie. Podręcznik oceny DoD i PAVER używają struktury sieci, odgałęzienia i odcinka, której prototyp jeszcze nie importuje.
• Zachowane obrazy. Klatki stojące za każdą inwentaryzacją są przechowywane. Gdy model wykrywania zostanie zaktualizowany, wcześniejszą inspekcję można ponownie uruchomić na jej obrazach, aby dwie inspekcje były odczytywane na jednym modelu.

Piesza inspekcja, która próbkuje jednostki, może dryfować między cyklami w zakresie tego, które jednostki są chodzone i kto je ocenia. Podręcznik DoD wyraźnie stwierdza, że najważniejszym zadaniem inspektora jest prawidłowe zidentyfikowanie typu i ciężkości uszkodzenia. Obrazowanie całej powierzchni usuwa dryf próbkowania z rejestracji, a ocena inspektora pozostaje w inspekcji pieszej, gdzie jest jej miejsce.

Jak przebiega inspekcja

Pierwsza inspekcja ustawia mapę odcinków, którą każda późniejsza ponownie wykorzystuje, więc pierwszy krok jest najważniejszy.

Ta sama misja podczas każdej wizyty, generowana z geometrii powierzchni, więc późniejsza inspekcja pokrywa ten sam obszar co pierwsza.

Zarządzanie i dokumentacja

PCI to stwierdzenie dotyczące określonego obszaru, a dokumentacja za nim stojąca czyni je obronnym. Podręcznik oceny DoD wiąże każdy rekord nawierzchni z identyfikatorem sieci, odgałęzienia i odcinka oraz opisuje inspekcje pobieżne, rodzaj wykonywany, gdy czasu jest mało, jako ważne tylko do ograniczonego lub natychmiastowego użytku. Zachowane, pozycjonowane obrazy są datowanym zapisem powierzchni, a inwentaryzacja prototypu jest powiązana z identyfikatorami odcinków i jednostek próbnych. Żadne z nich nie zmienia tego, o jaką inspekcję prosi wymóg.

Dowody i uczciwe ograniczenia

Mocnym twierdzeniem jest zasięg i retencja. Cała uzgodniona powierzchnia jest obrazowana w zaplanowanych przelotach między ruchami, a obrazy są przechowywane. Są to właściwości sposobu prowadzenia inspekcji i każdą z nich można sprawdzić w pilotażu.

Słabszym twierdzeniem jest prototyp. Koduje on pęknięcia według reguł na cztery typy D5340, a to, jak dobrze zgadza się z inspektorem na danej nawierzchni, jest tym, co powinna zmierzyć ocena, poprzez przejście kilku odcinków w tym samym sezonie co inspekcja dronem. Objaśnienie PCI wyjaśnia, jak buduje się PCI i dlaczego wynik z obrazów nie jest nim.

Następnie ograniczenia, które się nie zmieniają. Nic poniżej powierzchni, brak nośności strukturalnej, brak tarcia lub chropowatości i nic, co woda, śnieg lub zanieczyszczenie ukrywa w danym dniu.

Zastrzeżenia warte podniesienia przed pilotażem

„Prowadzimy już inspekcje PCI zgodnie z procedurą DoD.” Prowadźcie je nadal. Inspekcja dronem ich nie zastępuje. Rejestruje całą powierzchnię między nimi, a prototyp pokazuje, gdzie są pęknięcia.

„Kamera nie może ocenić ciężkości tak, jak nasi inspektorzy.” Prototyp koduje tylko pęknięcia, a każdy inny typ uszkodzenia pozostaje u waszych inspektorów. Tam, gdzie ciężkość zależy od dotyku lub oceny, piesza inspekcja ją zachowuje.

„Nasze dane nie mogą opuścić instalacji.” Wtedy rejestracja działa na wdrożeniu offline i nic nie jest przesyłane. Przetwarzanie pęknięć odbywa się na oddzielnej maszynie GPU, więc miejsce jego działania jest uzgadniane dla każdej instalacji.

„Potrzebujemy wskaźnika stanu.” Prototyp go nie generuje. Generuje zakodowaną inwentaryzację pęknięć na odcinek i jednostkę próbną, którą inspektor może sprawdzić w porównaniu z inspekcją pieszą.

Powiązane zadania

Jeśli pytanie dotyczy samej usługi, strona oceny stanu nawierzchni opisuje ją w trakcie rozwoju. Jeśli chodzi o lżejsze, cykliczne spojrzenie, kontrola nawierzchni drogi startowej je obejmuje. Jeśli chodzi o zanieczyszczenia, które powierzchnia wytwarza, FOD pochodzący z samej nawierzchni ujmuje ten kąt. A jeśli chodzi o wdrożenie na miejscu, strona technologii je opisuje. Aby porozmawiać o rozwoju lub pilotażu na własnych odcinkach, skontaktuj się z TarmacView .