Після значного сходу поїзда з рейок у серпні 2023 року, швейцарський 35-мильний Готардський базовий тунель зіткнувся з терміновою потребою ремонту та ретельної перевірки якості своєї залізничної інфраструктури.
Система сканування візків Trimble GEDO IMS створює дуже щільну хмару точок на 360 градусів, корисну для порівняння фактичного стану з моделюванням, перевірки якості та коригування плит. Фото: Rhomberg Sersa Rail AG.
Компанія Rhomberg Sersa Rail Group (RSRG), міжнародний експерт у залізничному будівництві, отримала контракт на ремонтні роботи, які включали встановлення та вирівнювання нової системи колії з низькою вібрацією (LVT) на протязі чотирьох миль. Найважливішим завершальним кроком була перевірка вирівнювання 20 000 шпал, забезпечуючи їхню відстань у межах жорсткого допуску +/- 2 см.
Ручний огляд вважався занадто трудомістким і міг затримати повторне відкриття тунелю, найдовшого у світі та ключового коридору, що з’єднує Німеччину та Італію.
Димитріос Кірітсіс, менеджер з цифрових залізничних послуг RSRG, окреслює підхід компанії: «Наш залізничний відділ експериментує з новими технологіями, щоб зробити операції ефективнішими та безпечнішими, оскільки швидкість руху продовжує зростати. Ми розглядаємо способи використання технологій для задоволення потреб клієнтів, одночасно оптимізуючи кількість людей та кількість годин у польових умовах, щоб заощадити гроші та зменшити ризики».
Передові методи будівництва підвищують безпеку на критично важливій залізничній інфраструктурі, а цифрові записи допомагають у довгостроковому управлінні життєвим циклом. Фото: Rhomberg Sersa Rail AG.
RSRG обрала інноваційне рішення: сканування тунелю за допомогою системи візків Trimble® GEDO IMS-Scan та використання нової можливості офісного програмного забезпечення Trimble Business Center (TBC) для навчання користувацьких моделей класифікації хмар точок. Візок, оснащений лазерним сканером Trimble GEDO GX50, захопив щільну хмару точок на 360 градусів, що призвело до створення 900 файлів хмар точок обсягом 500 ГБ даних.
Відстань між кожною парою шпал перевірялася, щоб переконатися, що зазор знаходиться в межах необхідного допуску. Фото: Rhomberg Sersa Rail AG.
Щоб автоматизувати перевірку 20 000 шпал, RSRG використала інструмент вилучення ознак від TBC. Вони створили вибіркові дані хмари точок із вручну класифікованими шпалами для навчання моделі штучного інтелекту. Потім цю модель застосували до повного набору даних хмари точок для автоматичної класифікації встановлених шпал.
«Ми переглянули безкоштовні вебінари онлайн та експериментували з інструментом. Він був простий у використанні», – сказав Кірітсіс. «Статистичний аналіз оцінив процес навчання та показав, чи потрібна нам більша площа та більше навчання. Для нас було важливо мати можливість перевірити точність результатів, щоб це не було «чорною скринькою» для інженерів. Ми були задоволені нашою 97% точністю після навчання моделі».
Після вилучення власні модулі RSRG порівняли 3D-модель із реальним зображенням, створивши 340-сторінковий звіт, у якому детально описані відстані між шпалами з точністю до міліметра та виділені будь-які невідповідні прогалини. «Інше програмне забезпечення обмежує типи ознак, які ми можемо класифікувати та вилучати», – сказав Кірітсіс. «TBC запропонував можливість навчати штучний інтелект для певного типу шпал та покращувати результати. Штучний інтелект дозволив нам автоматизувати процес вилучення та швидко завершити роботу з упевненістю в результатах».
Для навчання 3D-моделей глибокого навчання з метою вилучення залізничних шпал з хмари точок було використано новий інструмент у TBC.
Фото: Rhomberg Sersa Rail AG.
Використання штучного інтелекту не лише пришвидшило проект Готардського базового тунелю, але й створило цінний робочий процес. Навчені моделі тепер можна використовувати в офісах RSRG, що дозволяє проводити частіші, проактивні перевірки та розширює цінність даних цифрового захоплення реальності для довгострокового управління життєвим циклом залізничної інфраструктури. Західная частина Готардського базового тунелю знову відкрилася у вересні 2024 року, тепер ефективно обслуговуючи численні вантажні та пасажирські поїзди щодня.
