藉助LiDAR感測器發現道路損傷

Oct 30, 2023

芬蘭約有51,500公里長瀝青道路。2022年底,其中約有8,000公里處於破損狀態。借助由Roadscanners公司研發的道路量測分析技術,能夠確定發生損壞的根本原因。由此可採取預測性措施,以降低道路生命週期內的成本。

Car standing on the road
Car standing on the road

Roadscanners公司提供的諮詢、軟體與裝置

Roadscanners是一家跨國企業,負責對用於交通基礎設施管理與維護的研究與量測儀器提供諮詢、軟體並開展銷售。該企業專門致力於對道路、橋樑、機場的狀態進行監測與分析。Roadscanners公司的方案能夠非常高效地對小鎮的路網及長達數千公里的大型路網進行檢查。路網規模越大,能夠節省的費用就越多。

採用的RDLS Grid技術還用於從直升機上對電纜線進行雷射掃描,以防止風暴帶來損失。由此可發現需要清除樹木或植被的區域,以避免因發生風暴時樹木傾倒造成損失。

Digitizer stands in front of a plane
Digitizer正在工作。
Digitizer stands in front of a plane
Digitizer正在工作。

利用視訊、探地雷達、雷射掃描器或熱成像攝影機進行分析

Roadscanners公司採用的研究與分析技術包括視訊、探地雷達、雷射掃描器、熱成像攝影機及加速度量測儀。探地雷達最多可穿透路面以下三米的距離。雷射掃描器則對地表上方的路面(包括護坡在內)進行分析。Roadscanners公司所用的雷射掃描器是SICK 2D-LiDAR感測器LMS5xx。目前,視量測需求而定,作業車輛配備一臺或同時配備兩臺雷射掃描器。量測車的速度約為30~80 km/h。

可靠的2D-LiDAR感測器是這方面的理想之選,因此能夠非常輕松地將軟體整合至裝置中。Roadscanners公司的Jani Irvankoski回憶說,他在13年前收到的第一份編碼任務就是整合SICK的一款雷射掃描器——而直到現在,還沒有發生過裝置故障。該公司與SICK的合作非常成功,銷售經理Villa Sarviaho負責在現場介紹發展趨勢與新的產品研發成果。

Visualization of the data generated by a LiDAR.
視覺化呈現LiDAR感測器生成的資料。
Visualization of the data generated by a LiDAR.
視覺化呈現LiDAR感測器生成的資料。

在能看見損傷之前即作出應對

造成路面損傷的最常見也是最大的風險因素就是水。路基潮濕時,道路承載能力會降低,更容易發生損傷。例如,冬季路邊的雪堆需要及時清理掉,以免雪在融化時有水滲入路基中。

60–80% of road damage occurs in the spring when the road is most susceptible.
常見的結構問題主要是由大量車輛在路面薄、路基差的路段上行駛引起的。
60–80% of road damage occurs in the spring when the road is most susceptible.
常見的結構問題主要是由大量車輛在路面薄、路基差的路段上行駛引起的。

春天,趕在路旁溝渠被植被覆蓋之前,利用2D-LiDAR感測器對道路與道路周圍環境進行量測。植被會使溝渠深度的精確量測變得困難。

進行精確雷射掃描的另一項優勢在於重複精度高,由此能夠透過重複性量測(例如年複一年),監測溝槽形成的情況及溝渠底部的狀況。由此可及時應對出現的變化,防止道路發生嚴重損傷。而且道路的維修成本通常也會更低。

 

注意四時交替

季節變化與凍融循環是對寒帶地區道路狀況產生影響的重要因素。60%至80%的道路損傷發生在道路性質最為脆弱的春季。常見的結構問題主要是由大量車輛在路面薄、路基差的路段上行駛引起的。而造成道路維護缺陷的原因主要是排水不暢及冬季道路清掃不到位。

 

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