Инженери разработиха нов метод за по-точно локализиране на подземни тръбопроводи чрез радар. Технологията анализира данните от наземно проникващ радар и оценява вероятностните грешки в измерванията, за да намали риска от повреди при строителни изкопи.
Подобно решение може да спести милиарди долари годишно и да предотврати аварии, прекъсвания на услуги и човешки жертви, според рецензентите на новата технология.
Методът е създаден от екип инженери, ръководен от проф. Хубо Цай от Школата по гражданско и строително инженерство Лил към Университета Пърдю. В изследването участва и докторантът Юси Джан.
Целта на екипа е да подобри начина, по който се интерпретират данните от наземно проникващия радар (Ground-Penetrating Radar, GPR).
GPR отдавна се използва като недеструктивен метод за откриване на подземни тръби. Системата изпраща електромагнитни вълни в земята и анализира отраженията им. Отразените сигнали образуват характерни структури, по които могат да се разпознаят обекти като тръбопроводи или кабели.
Проблемът е, че традиционният анализ често пренебрегва несигурността в измерванията. Качеството на данните може да варира, а това затруднява точната оценка на позицията и параметрите на подземната инфраструктура.
Новият модел въвежда механизъм за количествено оценяване на тази несигурност. Така около предполагаемото местоположение на тръбите може да се дефинира буферна зона с ясно изразена вероятностна граница.
Това позволява на строителни компании, фирми за локализиране на инфраструктура и производители на изкопна техника да интерпретират радарните данни значително по-надеждно.
В основата на разработката стои Байесов статистически подход. Той се използва за оценка на вероятностната грешка при определяне на дълбочината, хоризонталната позиция, ориентацията и радиуса на подземните тръбопроводи.
Изследователите създават и математически модел, който прогнозира времето за разпространение на електромагнитните вълни въз основа на триизмерната геометрия на тръбите.
Паралелно с това е разработена статистическа рамка за извличане на параметрите на тръбопроводите и за оценка на тяхната достоверност.
Тази рамка генерира доверителни интервали за всяка оценка. Освен това предоставя количествени показатели за надеждността на получените резултати.
Екипът разработва и диагностични метрики за качеството на радарните данни. Те включват количествени оценки за пълнотата и последователността на измерванията.
Значението на подобни технологии е пряко свързано с мащабите на проблема. По данни на организацията Common Ground Alliance, общите социални разходи от повреди на подземна инфраструктура в Съединените щати са достигнали около 30 милиарда долара годишно още през 2019 г.
Други данни – от системата Damage Information Reporting Tool за 2022 г. – показват, че 87,84% от инцидентите с подземна тръбна инфраструктура се дължат на неточна информация за местоположението на инфраструктурата.
Липсата на надеждни и пълни записи за подземните мрежи създава сериозни проблеми при реализацията на транспортни и инфраструктурни проекти. Често възникват конфликти между съществуващите комуникации и новото строителство. А те водят до забавяния, увеличаване на разходите и рискове за безопасността.
Навременното идентифициране на тези конфликти е ключово за управлението на инфраструктурните проекти.
Според изследователите, ефективните технологии за откриване на подземни тръбопроводи са първата стъпка към изграждането на дигитален двойник на огромната подземна инфраструктура на всеки град.
