Badania PCI nawierzchni wojskowych lotnisk USA dronem

Kto się z tym spotyka

Metoda PCI powstała jako metoda wojskowa, więc lotnisko armii, sił powietrznych, marynarki lub korpusu piechoty morskiej zna już to słownictwo. Odcinki, gałęzie, jednostki próbne, procedura ASTM D5340 w wersji wdrożonej w UFM 3-260-16 oraz system zarządzania nawierzchniami , zwykle PAVER, który przekłada badanie na plan prac.

Samo badanie jest słabym ogniwem. Inspektorzy idą po wylosowanych jednostkach próbnych, oceniają każde uszkodzenie na oko według katalogu, mierzą gęstość, szukają wartości odliczeń w tabelach i dodają je ręcznie. Dwóch oceniających może inaczej ocenić to samo pęknięcie. Ocenia się tylko wylosowane jednostki, a wartość odcinka wnioskuje się z nich. Pas jest zamknięty, gdy po nim chodzą ludzie.

W biurach programów pojawiają się trzy pytania.

• Czy każdą jednostkę próbną można ocenić zamiast próby, z tymi samymi regułami za każdym razem?
• Czy obliczenie wartości odliczeń można odczytać dla każdej jednostki, tak aby wynik dało się sprawdzić, a nie tylko mu zaufać?
• Czy pas może pozostać otwarty przez cały ten czas, z wyjątkiem lotu?

Usługa oceny stanu nawierzchni odpowiada na wszystkie trzy pytania twierdząco. Jest w rozwoju i oferowana we wczesnym dostępie. Ta strona opisuje, co robi dziś, czego nie robi i dokąd zmierza. Jak buduje się PCI, krok po kroku wyjaśnia objaśnienie PCI .

Dlaczego inspekcja piesza nie wystarcza

Bada próbę. D5340 ocenia wybrany zestaw jednostek próbnych i wnioskuje o odcinku. Uszkodzenie w nieocenionej jednostce nie istnieje w zapisie.

Zależy od oceniającego. Typ i stopień nasilenia ocenia się na oko, a wartości odliczeń dodaje się ręcznie, więc jedna pomyłka trafia prosto do PCI.

Zamyka pas. Ludzie na nawierzchni oznaczają brak statków powietrznych na pasie.

Inspekcja piesza to metoda, na której zbudowany jest program. Chodzi o to, by dron przejął te części, które najbardziej cierpią na tym, że wykonuje się je na oko i ręcznie.

Co robi badanie dronem

Fotografować wszystko, oceniać wszystko

Statek powietrzny fotografuje każdy metr kwadratowy w rozdzielczości 1 do 5 mm na piksel. Oprogramowanie znajduje każde uszkodzenie, mierzy jego długość w metrach i szerokość w milimetrach oraz ocenia je według definicji D5340. Z ocenionych uszkodzeń oblicza PCI każdej jednostki próbnej, a potem odcinka. Zasady stosuje się tak samo do każdej jednostki i każdego badania, więc ocena nie zmienia się wraz z oceniającym.

Dziś oceniane automatycznie, z nasileniem wynikającym ze zmierzonej szerokości pęknięcia:

• spękania krokodylowe, blokowe, podłużne i poprzeczne na asfalcie
• pęknięcia liniowe oraz odpryski przy szczelinach i narożnikach na betonie

Klasyfikator oznacza każdy kafel obrazu pozostałymi typami D5340 i już rozpoznaje wszystkie 33. Katalog jest przepisany z UFM 3-260-16. Raport wymienia typy ocenione i nieocenione, ponieważ nieoceniony typ zawyża PCI, a warto widzieć, których brakuje.

Pokazać obliczenie

Każda jednostka dostaje arkusz stanu, który pokazuje jej uszkodzenia, wartość odliczenia każdego z nich, skorygowaną wartość odliczenia i PCI. To ta sama arytmetyka, którą inspektor wykonuje ołówkiem, pokazana tam, gdzie recenzent może ją sprawdzić. Nawierzchnia betonowa jest dopasowana do siatki płyt.

Arkusz stanu jednostki próbnej. Odliczenia, skorygowana wartość odliczenia i PCI są na stronie, a nie w arkuszu kalkulacyjnym, którego nikt nie otwiera.

Zachować położenie każdego pęknięcia

Każde uszkodzenie zachowuje swoje położenie na mapie, długość i szerokość. Powtórne badanie pokazuje więc, jak rośnie każde pęknięcie, a nie tylko to, że PCI odcinka spadł o dwa punkty. Inwentarz GeoJSON i tabele PCI są przypisane do Twoich identyfikatorów odcinków i jednostek próbnych, więc dwa badania można czytać obok siebie.

Jak blisko podręcznika

Sprawdzenie, które najbardziej interesuje inżyniera, to czy arytmetyka zgadza się z podręcznikiem. UFM 3-260-16 zawiera przykłady robocze dla asfaltu i betonu. Oprogramowanie je oceniło, a wynik PCI mieścił się w granicy 1 punktu od wydrukowanej odpowiedzi w obu przypadkach.

Powtórne badanie odcinka na tym samym pasie powtórzyło wynik w granicach 1 punktu. Ortomozaika zbudowana z pozycji drona, sześciokrotnie szybsza niż fotogrametria, także utrzymała PCI w granicach 1 punktu.

Model pęknięć oparty jest na publicznym modelu bazowym DINOv2 z własnymi warstwami pęknięć. Na wydzielonych, ręcznie sprawdzonych kaflach model osiąga ponad 90 % zgodności między dwoma anotatorami ludzkimi. Na 60 kaflach betonu bez pęknięć nasze dwa modele razem nie zgłosiły fałszywego pęknięcia na 57 z nich.

Wydzielone kafle asfaltowe: obraz z drona, anotator (czerwony), model (niebieski).

To wyniki z przykładów podręcznika i z naszych własnych lotów nad słowackimi lotniskami. Przeszkolony inspektor PCI nie ocenił jeszcze naszych odcinków równolegle z oprogramowaniem. To porównanie jest dowodem, o który program powinien prosić, a wczesny dostęp to sposób, by przeprowadzić je na własnych odcinkach.

Czas na pasie to czas lotu

Statek startuje z pobocza. Nic nie dotyka nawierzchni, a pas otwiera się, gdy tylko statek wyląduje. Czas fotografowania zależy od najmniejszego pęknięcia, które chcesz ocenić. Dla jednego statku nad 1 km pasa o szerokości 45 m:

• 4 min dla pęknięć od 10 mm
• 13 min dla pęknięć od 5 mm
• 45 min dla pełnego badania przy 1 mm na piksel, z pęknięciami od 2 mm

Więcej statków skraca te czasy. Odcinek można przelecieć w oknie między ruchami, a przetwarzanie odbywa się potem, poza pasem.

Na terenie instalacji, bez chmury

Oprogramowanie działa na MacBooku lub komputerze z kartą graficzną, na miejscu. Od zdjęcia do raportu PCI dla 1 km pasa przy 5 mm na piksel mija około 20 min. Na MacBooku badanie 1 mm trwa około 30 min na 100 m, a badanie 5 mm około 2 min. Nic nie opuszcza instalacji.

Planer misji jest niezależny od producenta: DJI, MAVLink (PX4 i ArduPilot) oraz UgCS. TarmacView j. s. a. z Bratysławy posiada kod NATO NCAGE 0181M. Nasi partnerzy operatorzy mają flotę statków dopuszczonych do listy Blue UAS dla instalacji, które takiego wymagają. Sam TarmacView nie znajduje się na liście Blue UAS. Informacja o przeniesieniu listy do DCMA jest w ogłoszeniu DIU .

Ta sama platforma już wykonuje inspekcje PAPI i urządzeń nawigacyjnych, więc oświetlenie lotniska i nawierzchnia pochodzą z jednego planera i jednego zapisu.

Analityk sprawdza, a model się uczy

Raport nigdy nie czeka na przegląd. PCI jest obliczany z wykryć takich, jakie są. Przegląd go potem poprawia.

Każde wykrycie pokazano obok pęknięć, które mu są podobne. Analityk oznacza uszczelnione pęknięcie, dylatację, roślinność, farbę lub plamę, a jeden zapis stosuje ten werdykt do każdego podobnego wykrycia. PCI dla jednostki aktualizuje się na ekranie. Krawędzie uszczelnienia i farby są odczytywane jako pęknięcia, więc to tutaj zostają usunięte, w ciągu minut. Każdy werdykt staje się etykietą treningową dla następnego modelu.

Jeden werdykt, 24 podobne pęknięcia, jeden zapis. PCI jednostki się aktualizuje.

Co dostaje program

• Inwentarz GeoJSON każdego uszkodzenia z położeniem, długością i szerokością
• PCI dla jednostki próbnej i odcinka, przypisany do identyfikatorów odcinka i jednostki próbnej
• Tabele CSV do arkuszy kalkulacyjnych i baz danych programu
• Arkusz stanu w PDF dla każdej jednostki z obliczeniem wartości odliczeń
• Raport z listą typów ocenionych i nieocenionych

Import do PAVER nie jest zbudowany. Przeniesienie wyników do PAVER to dziś krok ręczny, a identyfikatory są stabilne, aby ten krok był mały. Wczytywanie wyników do PAVER i GIS to kierunek rozwoju usługi.

Jak przebiega badanie

Dokąd zmierza

To kierunki, a nie funkcje, które dostajesz dziś.

• Automatyczna ocena każdego typu D5340 z nasileniem, a zanieczyszczenia (FOD) oznaczane w tym samym przebiegu
• Wczytywanie wyników do PAVER i GIS
• Prognozy wzrostu pęknięć z powtórnych badań
• Głębokość pęknięć z ukośnych zdjęć
• Głębokość i objętość kraterów oraz odprysków, do szybkiej oceny zniszczeń po ataku
• Stacje dokujące dronów na bazie
• Przetwarzanie w bezpiecznej rządowej chmurze instalacji

Uczciwie o ograniczeniach

Limity wiatru, temperatury i deszczu określa producent statku powietrznego. Badanie wymaga światła dziennego i preferuje suchą nawierzchnię. Krawędzie uszczelnienia i farby są odczytywane jako pęknięcia i usuwane w przeglądzie w ciągu minut. Niczego poniżej powierzchni nie widać, a usługa nie mierzy nośności konstrukcji ani tarcia.

Siły Powietrzne prowadzą program oceny nawierzchni na podstawie AFI 32-1041. Jakie badanie wymaga program i jak często, określają ta instrukcja i własne dowództwo, a nie ta strona.

Ing. Jaroslav Šulc wnosi do zespołu 25 lat doświadczenia w inspekcji lotniczej i zatwierdza procedury oraz metodykę.

Zarzuty warte podniesienia przed oceną

„Nasi oceniający są przeszkoleni i metoda działa”. Działa, a inspekcja piesza pozostaje zapisem. Dron dodaje jednostki, które pomija próba, i obliczenie, które można odczytać.

„Dane nie mogą opuścić instalacji”. Nie opuszczają. Oprogramowanie działa na laptopie na miejscu i nie potrzeba chmury.

„Musi się wczytać do PAVER”. Jeszcze nie. Identyfikatory i tabele CSV są do tego przygotowane, a wczytywanie jest w drodze.

Powiązane tematy

Jeśli pytanie dotyczy samej usługi, strona oceny stanu nawierzchni opisuje ją w fazie rozwoju. Jeśli chodzi o to samo badanie dla europejskiego zarządcy lotniska, zobacz stan nawierzchni lotnisk rządowych . Dla sojuszniczych lotnisk ocenianych różnymi krajowymi metodami zobacz stan nawierzchni lotnisk NATO . Aby porównać dronowy PCI z własnymi inspekcjami pieszymi, skontaktuj się z TarmacView .