Блог: Deutsche Bahn використовує дрони для масштабного проекту будівництва залізниці Riedbahn

Одна з найбільших у світі транспортних і логістичних компаній приймає радикально переглянуту стратегію оновлення, де безпілотники відіграють ключову роль

Залізничне сполучення Riedbahn між Франкфуртом-на-Майні та Мангеймом є однією з найбільш завантажених ліній Deutsche Bahn (DB) і потребує значного ремонту.

Для цього DB використовує радикальну стратегію будівництва: закриває всю 70-кілометрову ділянку на п’ять місяців, щоб провести капітальний ремонт.

Серед основних задач:

• Проведення всебічного, детального аудиту існуючої залізничної інфраструктури та систем.
• Аналіз ремонтів та необхідних модернізацій, і розробка плану для виконання всіх робіт протягом п'яти місяців, відведених на це.
• Переконання пасажирів, що поліпшення варті незручностей.

Рішення на рівні землі з висоти

Підприємство Deutsche Bahn, DB Engineering and Consulting (DB E&C), використовує дрони DJI Mavic 3 Enterprise для проведення цифрових обстежень і створення високоточних 3D-хмар точок та ортофотопланів інфраструктури та місцевості.

Це не тільки знижує час обстеження для планування в декілька разів порівняно з традиційними методами, але також створює інструменти даних, які допомагають запобігати дорогим помилкам у майбутньому.

Підвищення рентабельності інвестицій завдяки результатам

• Покращена продуктивність і більша безпека, ніж люди-геодезисти, які працюють поблизу швидкісних поїздів
• Зниження витрат на планування завдяки швидкішій роботі дронів і посиленню результатів збору даних.
• Покращена точність, аж до сантиметра, завдяки чудовим вбудованим датчикам із можливостями Smart Oblique Capture
• Високоякісні 3D-хмари точок і ортофотоплани, що сприяють аудиту інфраструктури, необхідному аналізу реконструкції та змодельованим результатам, які виявляють помилки планування

Завантажені залізничні лінії.

70-кілометрова залізнична лінія Riedbahn між Франкфуртом-на-Майні та Мангеймом є однією з найбільш завантажених ліній Deutsche Bahn, яка щодня перевозить тисячі людей. Але він також є одним з найбільш насичених, і проходження 300 поїздів далекого та місцевого сполучення щодня сильно втрачає наземну інфраструктуру.

Для проведення ремонтних робіт на ділянці DB розпочав масштабний капітальний ремонт Riedbahn, початкові роботи якого розпочалися у грудні 2022 року та який після певної паузи буде завершено з середини до кінця 2024 року.

Традиційні залізничні стратегії вимагають послідовного виконання робіт на невеликих ділянках колії між проходженнями зменшеного руху поїздів. Затримки та збої, спричинені цим тривалим, поетапним підходом, викликають велике невдоволення та скарги пасажирів.

Отже, щоб відремонтувати Рідбан, Deutsche Bahn ухвалює радикальний план закрити всю ділянку на п’ять місяців і виконати всі необхідні роботи одразу.

DB E&C сприяє успіху цього величезного проекту завдяки своїм послугам планування, які підтримуються дронами.

Величезні виклики для надвеликого проекту

У період з липня 2024 року до кінця того ж року DB виконає всі необхідні ревізії всієї залізничної та баластної мережі Riedbahn. Також буде проведено ремонт або заміну всіх технологій керування та безпеки на з'єднанні.

Також капітально ремонтують понад 150 стрілочних переводів, чотири залізничні переїзди та понад 10 км шумозахисних екранів. Також планується модернізація близько 20 станцій на цьому шляху.

Deutsche Bahn вірить, що її нетрадиційна комплексна стратегія для Riedbahn дозволить досягти поставлених цілей і вчасно повернути з'єднання користувачам із запевненнями, що майбутні ремонти не будуть потрібні протягом наступного десятиліття. Готуючи проект, компанія використовує подібний цілісний підхід до планування та подолання викликів:

• Підвищення безпеки та надійності з'єднання
• Переосмислення того, як виконується робота, яка заважає мандрівникам
• Передові зусилля завдяки точному аналізу та попередньому плануванню будівництва
• Значне скорочення часу та витрат на проект у порівнянні з попередніми методами
• Вправно орієнтуватися в суворій нормативній базі Німеччини для повітряної діяльності
• Підвищення безпеки працівників, які оновлюють залізничну інфраструктуру
• Підтвердження стратегії Deutsche Bahn як швидшої та ефективнішої моделі для майбутнього використання

Дані дронів + поточна обробка = підвищення результатів проекту

Використання компанією DB Engineering & Consulting безпілотних літальних апаратів Mavic 3 Enterprise у проекті Riedbahn організовується в три основні етапи.

На початковій стадії, яка в основному завершена, безпілотники пролетіли над усіма ділянками та об’єктами залізничної секції, використовуючи свої камери та датчики для зйомки зображень і даних. Це дозволило зібрати детальну інформацію про окремі зони та, зрештою, зшити разом для створення 3D-карти всього будівельного простору.

Серед як потенційних, так і використаних можливостей цього процесу були:

• Створення точної інвентаризації всього обладнання залізничної мережі
• Використання цієї інформації для оновлення застарілих карт обладнання після завершення проекту
• Обробка даних для створення 3D хмари точок і ортофотопланів поточних об'єктів
• Визначення необхідних робіт, а потім планування оптимізованих графіків будівництва

Кращі дрони, краща продуктивність

Безпілотники Mavic 3 Enterprise, використані для цієї роботи, були серйозним оновленням моделі Phantom 4, на яку компанія покладалася раніше.

За словами Тіма Діппеля, консультанта з мультикоптерів підрозділу безпілотників DB Engineering & Consulting, новий дрон літав швидше, щоб покривати більше території за одну місію.

Його потужніші датчики також збирали глибші та кращі дані, ніж старі технології – фіксуючи зображення кожні 0,7 секунди порівняно з 2,5 секундами у Phantom 4. Тим часом функція Smart Oblique Capture дрона знімає зображення з кількох ракурсів одночасно.

Іншим значним покращенням стало збільшення терміну служби батареї на 50%, завдяки чому польоти тривали до 45 хвилин.

Діппель каже, що Mavic 3E навіть зрівнявся з продуктивністю великого та потужного безпілотника DJI M300, який Deutsche Bahn часто використовував для дуже вимогливих геодезичних робіт, картографування та моделювання.

Оскільки Mavic 3E набагато менший, складаний і легко транспортується, це дало йому перевагу перед більшим і дорожчим дроном, а також вимагало носити з собою менше батарей, щоб виконувати роботу протягом цілого дня.

Точне відображення та моделі: ключ до остаточного успіху

Після обробки спеціальним програмним забезпеченням аеро даних дронів, створювали 3D-карти та точні моделі активів. Ці комп’ютеризовані інструменти дозволили інженерам Deutsche Bahn дуже детально побачити інфраструктуру, її стан і навколишню місцевість, а потім взаємодіяти з ними на екрані.

Це, у свою чергу, дозволило технікам визначати та планувати необхідні роботи, які необхідно виконати, а також створювати скоординовані графіки будівництва та стратегії накопичення запасів у проекті Riedbahn для досягнення максимальної ефективності.

Зараз, коли початковий етап обстеження та планування в основному завершено, другий етап триває з використанням моделювання запланованих реконструкцій для порівняння з оригінальними моделями.

Після важкого підйому, тонкого налаштування

У деяких випадках цей аналіз уже дозволив інженерам Deutsche Bahn виявити помилки або несумісність між запланованим будівництвом та навколишньою інфраструктурою або рельєфом. Як наслідок, виправлення можна було внести завчасно, запобігши великим витратам і втратам часу, які б виникли в результаті необхідності адаптації після того, як ремонтні роботи вже розпочалися.

Цей другий етап перевірки планування та організації робочого майданчика триватиме, оскільки наближається початок реконструкції у 2024 році.

Під час капітального ремонту Riedbahn як оригінальні, імітовані, так і можливі моделі розвитку роботи будуть доступні всім, хто бере участь у керуванні роботою, для практичного, поточного використання.

Задоволення регуляторів, безпека працівників

Часте використання безпілотних літальних апаратів для різних видів робіт надає Deutsche Bahn відносно великий ступінь свободи у використанні дронів без необхідності окремого дозволу з боку влади.

Проте, враховуючи масштаби проекту Riedbahn, компанії все ж довелося розвіяти деякі занепокоєння регуляторів щодо польотів.

Високодосконала вбудована технологія уникнення перешкод у Mavic 3E – і автоматизовані функції безпеки, які беруть на себе керування в неочікуваних або нестандартних ситуаціях – зробили значний внесок у вирішення проблем регуляторів.

Так само нагадали, що безпілотник, який ширяє в повітрі на висоті кількох сотень метрів для збору даних над залізничною інфраструктурою, коли мчать потяги, є набагато безпечнішим варіантом зйомки, ніж те, що люди виконуватимуть ці завдання на землі поруч з потягами.

Результати

За словами Діппеля, покращена продуктивність Mavic 3E і чудова технологія збору даних дали результати зйомок і моделювання в три-чотири рази швидше, ніж Phantom 4. Він також працював у десять разів швидше, ніж традиційні геодезисти.

Ця швидша робота призвела до зниження витрат на геодезичні роботи та процес планування, і вже дозволила інженерам виявити помилки в плануванні, виправлення яких було б дуже дорогим після початку будівництва.

Це також означає велику економію витрат на закупівлі.

«Набагато більша портативність і простіший у використанні Mavic 3E, підвищує його цінність, а його датчики забезпечують неймовірну деталізацію в умовах слабкого освітлення, подовжуючи час роботи в добі, яким можна користуватися. Швидший, кращі дані та дуже універсальний – Mavic 3E кращий у всьому». - Тім Діппел, консультант із мультикоптерів підрозділу дронів DB Engineering & Consulting.

Формування майбутніх залізничних проектів DB з можливостями дронів

DB розглядає продовження використання дронів Mavic 3E для точного налаштування планів будівництва Riedbahn. Колективні зусилля, спрямовані на те, щоб реалізація проекту відповідала графіку та бюджету, будуть критично важливими для переконання клієнтів, які зазнали незручностей, що п’ятимісячне закриття коштувало збоїв у поїздках.

Це, у свою чергу, може вплинути на те, чи Deutsche Bahn знову розгорне свою радикальну стратегію проведення масштабних ремонтних робіт одразу як одну зі своїх стандартних процедур у майбутньому капітальному ремонті залізничної мережі.

«Наша робота підтримує мету Deutsche Bahn щодо запобігання подальшому капітальному ремонту Riedbahn ще на 10 років», — говорить Діппель про нетрадиційний підхід до проекту. «Таким чином, дрібні будівельні роботи на лінії більше не будуть потрібні до наступного десятиліття. Через важливість Riedbahn проект позитивно впливає на всю залізничну мережу компанії. Отже, якщо цей кейс буде успішним, це може диверсифікувати способи, якими Deutsche Bahn проводить майбутню реконструкцію національної мережі».

Тріумф Riedbahn також може підняти бізнес з використанням дронів Deutsche Bahn E&C

Проект Riedbahn є ще однією віхою для експертизи DB Engineering & Consulting, яка вже пропонувала свої послуги з використанням дронів з 2017 року.

Разом із роботами по зйомці зображень з дронів, геодезичними роботами та збором даних ця діяльність включає хмарну платформу компанії Drones2BIM. Актив надає всім особам і командам, які беруть участь у різних проектах, доступ до інформації та точних моделей інфраструктури, що будується.

Платформа Drones2BIM, розроблена та керована дочірньою компанією DB E&C infraView, створює автоматично оброблені ортофотоплани та 3D-хмари точок у веб-браузерах із вбудованими кресленнями та численними інструментами вимірювання. Таким чином, актив є центральною частиною цифрової роботи компанії з даними, зібраними дронами, і зменшує витрати на проект, одночасно підвищуючи ефективність і якість на тривалій основі.

Drones2BIM наразі надає тисячі наборів даних, які доступні в усьому світі – кількість, яка з часом продовжує зростати – і є основою будівельних, наглядових, проектних та екологічних послуг, які DB E&C надає своїм клієнтам.