Решение для мониторинга обеспечивает безопасность шоссе в условиях строительства высокоскоростных железных дорог

В этой статье показан пример внедрения системы мониторинга для обеспечения безопасного использования важных инфраструктурных объектов.  

Спустя почти два столетия британские пассажиры все еще ездят по железным дорогам, проложенным в викторианскую эпоху. Однако спрос на новые линии и более быстрое сообщение по стране опережает темпы развития железнодорожной инфраструктуры. Высокоскоростная железная дорога HighSpeed 2 (HS2), строительство которой ведется в настоящее время в Великобритании, поможет решить эти проблемы, соединив крупные города и аэропорты, чтобы еще больше связать крупнейшие экономические регионы Великобритании.

Строительство этой протяженной железной дороги между крупными городами, включая Лондон, Бирмингем и Манчестер, требует прокладки тоннелей, которые могут нарушить существующий транзит и вызвать структурные деформации проходящих над ними дорог. Прокладка тоннеля под трассой M25 представляла собой такой риск. Эта важнейшая национальная автомагистраль ежедневно пропускает более 250 000 автомобилей по примерно 188 километрам асфальтового покрытия. Строительство двух отдельных тоннелей под этим объектом привело к тому, что National Highways - государственной компании, отвечающей за обслуживание M25, - потребовалось решение для мониторинга, которое обеспечило бы безопасность путешественников и оценило структурную целостность дорожного полотна на протяжении всего проекта.
Однако мониторинг такой оживленной магистрали был сопряжен с проблемами: Дорожное полотно с постоянной высокой интенсивностью движения имело ограниченный доступ к зонам мониторинга, и было невозможно закрыть шоссе для первоначального или регулярного сбора данных в период строительства. В то же время было нецелесообразно устанавливать призмы на дорожном покрытии, где они могли бы быть разрушены тяжелыми транспортными средствами или движение должно было быть перенаправлено, чтобы избежать их.
Чтобы решить эту задачу, компания Align - совместное предприятие, строящее 21,6 км железнодорожной инфраструктуры, включая 16,04 км туннелей с двумя скважинами под трассой M25, - привлекла специалистов по мониторингу из SOCOTEC UK. Этот поставщик услуг по тестированию, инспекции и сертификации в различных отраслях специализируется на геотехническом и структурном мониторинге и имеет более чем 30-летний опыт работы на таких масштабных проектах гражданского строительства, как реконструкция вокзала Виктория в Лондоне.
Компания SOCOTEC UK учитывала не только практичность установки с точки зрения доступа и установки приборов, но и хотела свести к минимуму перебои в работе и, что самое главное, обеспечить безопасность пассажиров M25 и собственного персонала во время работы на шоссе. Поэтому им требовалось решение с минимальными затратами на дорожное покрытие, сокращением объемов земляных работ и возможностью удаленной работы системы мониторинга в автономном режиме 24 часа в сутки 7 дней в неделю в течение нескольких лет.
Будучи приверженцем цифровых инноваций, компания SOCOTEC UK увидела в этом возможность использовать лазерное сканирование и автоматизацию, доступные благодаря решениям для мониторинга от Leica Geosystems.

Точечное сканирование: решение для неинтрузивного мониторинга от Leica Geosystems

Специальная система мониторинга была разработана при консультациях с компанией SCCS, входящей в состав Hexagon и являющейся ведущим дистрибьютором Leica Geosystems в Великобритании, и включала в себя ряд автоматизированных функций, в том числе сканирование участков, формирование изображений, нивелирование приборов и создание отчетов.
"Мы выбрали компанию SCCS, которая предоставила нам аппаратное и программное обеспечение, а также поддержку клиентов, необходимую для установки системы, способной выполнять точную топографическую съемку, призмы и точки без отражателей", - объясняет Джефф Фогго, старший менеджер проекта в SOCOTEC UK.

Для решения проблем с доступом и помехами компания SOCOTEC UK выбрала уникальное решение по неинтрузивному мониторингу, называемое патч-сканированием, в котором для получения данных и анализа используется лазерное сканирование и автоматизированное программное обеспечение для мониторинга. Сочетание высокоточного лазерного сканера MS60, снимающего тысячи точек в секунду, с программным обеспечением GeoMoS свело к минимуму необходимость установки отражающих мишеней или призм и позволило проводить мониторинг даже в самых труднодоступных местах. Это уменьшило помехи для движения транспорта во время установки и эксплуатации, избавило персонал SOCOTEC UK от потенциально опасных зон и обеспечило безопасность для участников дорожного движения.
Компания SOCOTEC UK снимала данные контрольных измерений в течение 12 месяцев до начала земляных работ, чтобы определить нормальные движения дорожного покрытия. В течение периода мониторинга MS60, установленный высоко на соседних цоколях для улучшения видимости, сканировал небольшие участки или "пятна" поверхности с определенными интервалами, используя массивы 20, 40 и 60 метров. Другие измерительные массивы включали призмы, установленные на вершине насыпей, и несколько точек без отражателей на сооружениях. Дополнительные призмы были установлены в качестве контроля съемки на стабильных участках.
Использование гибридных методов с MultiStation помогло SOCOTEC UK оптимизировать установку мониторинга и обеспечило безупречную надежность измерений. Система GeoMoS сравнивала результаты измерений с базовыми эталонными значениями, что позволило обнаружить деформацию и уведомить основные заинтересованные стороны о превышении порогов допустимых перемещений.

Дополнительная автоматизация для круглосуточного мониторинга

Постоянный мониторинг выигрывает от постоянной защиты

Чтобы защитить ценное оборудование в полевых условиях, SOCOTEC UK установила приборы в защищенные клетки и установила решение Leica LOC8 для предотвращения краж и определения местоположения. LOC8 обеспечивает геозонирование, пользовательские оповещения с помощью сообщений, отслеживание и блокировку приборов. Когда три прибора были украдены с объекта, SOCOTEC UK смогла предоставить информацию об отслеживании местной полиции, которая вернула украденное оборудование на сумму 120 000 британских фунтов (примерно 138 000 евро). После возвращения приборы были осмотрены, обслужены и проверены на качество специалистами SCCS, чтобы мониторинг мог возобновиться как можно скорее.

Результаты применения инновационной системы мониторинга