Геоінформаційні технології для інженерно-геодезичних вишукувань у процесі модернізації залізничної інфраструктури України
DOI:
https://doi.org/10.30837/2522-9818.2024.4.039Ключові слова:
інформаційний процес; функціональне моделювання; потоки даних; лазерне сканування; етапи інженерно-геодезичних вишукувань; ГІС-інструменти Leica.Анотація
Предмет дослідження – дистанційні методи інженерно-геодезичних вишукувань у процесі модернізації об’єктів залізничної інфраструктури України. Метою роботи є підвищення ефективності інженерно-геодезичних вишукувань об’єктів залізничної інфраструктури України за допомогою впровадження сучасних технологій геоінформаційних систем. Завдання: проаналізувати загальний стан вітчизняної залізничної інфраструктури для визначення можливих напрямів її покращення; дослідити наявну нормативно-правову базу, що регламентує інженерно-геодезичні вишукування на об’єктах залізничної інфраструктури в процесі їх модернізації; оцінити можливості сучасних ГІС-технологій у розв’язанні певних завдань вишукувань; формалізувати процеси польового та камерального етапів вишукувань; опрацювати розроблені функціональні моделі на практиці. Результати. Аналіз діяльності АТ "Українська залізниця" показує, що воно є лідером галузі, але попри високі перспективи розвитку модернізація та утримання залізничної інфраструктури вимагає значних коштів, що в умовах воєнного стану є значною проблемою. Це потребує залучення сучасних технологій та інновацій, зокрема під час проведення вишукувань об’єктів залізниці. Дослідження можливостей сучасних ГІС-технологій у процесі здійснення інженерно-геодезичних вишукувань на об’єктах залізничної інфраструктури та зв’язків між ними показало певні переваги та недоліки. У чинній нормативній базі з цього напряму рекомендовано використовувати у вишукуваннях ГІС‑технології, але воно не регламентовано. Розроблено DFD-діаграму, що узагальнює та формалізує процес інтеграції матеріалів, добутих під час вишукувань із застосуванням ГІС-технологій, до банку геоданих країни. Спираючись на неї, формалізовано роботи польового та камерального етапів. Експериментальним способом на прикладі проєкту дослідження залізничного полотна та прилеглої ситуації на місцевості у напрямку Ковель – Ягодин – кордон перевірено розроблені функціональні моделі. Показано, як їх використання прискорює планування подібних проєктів. Висновки. Опрацювання на практиці розроблених функціональних моделей підвищує ефективність виконання інженерно-геодезичних вишукувань на об’єктах залізничної інфраструктури. Зокрема систематизація та структуризація потоків даних, алгоритмізація діяльності під час виконання робіт польового та камерального етапів спрощують процеси планування проєктів виконання вишукувань, збільшують інформативність дослідних матеріалів з одночасним зменшенням часових витрат на проведення робіт, підвищують точність отримання геометричних і геодезичних параметрів місцевості.
Посилання
Список літератури
Дорожня карта використання науки, технологій та інновацій для досягнення цілей Сталого розвитку [Online]. URL: https://mon.gov.ua/storage/app/media/news/2024/01/03/Dorozhnya.karta.vykoryst.nauky.tekhnolohiy.ta.innovatsiy-03.01.2024-1.1.pdf – 5.01.2024.
Про пріоритетні напрями розвитку науки і техніки: Закон України від 11 липня 2001 р., № 2623-IX. Відомості Верховної Ради України. 2001. № 48. Ст. 253 (зі змінами).
Danshyna S., Nechausov A., Andrieiev S. Information technology of transport infrastructure monitoring based on remote sensing data. Radio Electronics, Computer Science, Control. №. 4 (63). 2022. Р. 86 – 97. DOI: https://doi.org/10.15588/1607-3274-2022-4-7
Транспорт України / за ред. І. Петренко. Київ: Державна служба статистики, 2022. 114 с.
Impact of high-speed railway construction on spatial patterns of regional economic development along the route: A case study of the Shanghai–Kunming high-speed railway / Ch. Wang [at el.]. Socio-Economic Planning Sciences. 2023. Vol. 87, Part B. Article 101583. DOI: https://doi.org/10.1016/j.seps.2023.101583
Ren Y., Tian Yu., Xiao X. Spatial effects of transportation infrastructure on the development of urban agglomeration integration: Evidence from the Yangtze River Economic Belt. Journal of Transport Geography. 2022. Vol. 104, Part B. Article 103431. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jtrangeo.2022.103431
Zhao J., Guo Yu. Study on the Influence of Chengdu-Chongqing High Speed Railway on the Economic Development of Neijiang City. Procedia Computer Science. 2022. Vol. 199. Р. 858 – 865. DOI: https://doi.org/10.1016/j.procs.2022.01.107
Інформація про Українські залізниці [Online]. URL: https://mtu.gov.ua/content/informaciya-pro-ukrainski-zaliznici.html (дата звернення 25.12.2023).
Даценко В., Гречуха Д. Відбудова залізничного транспорту повоєнної України. Київ: Transparency International Ukraine, 2023. 27 с.
Innovative Trends in Railway Condition Monitoring / I. Bondarenko, V. Lukoševičius, R. Keršys, L. Neduzha. Transportation Research Procedia. 2024. Vol. 77. P. 10 – 17. DOI: https://doi.org/10.1016/j.trpro.2024.01.002
An integrated investigative approach in health monitoring of masonry arch bridges using GPR and InSAR technologies / A.M. Alani [at el.]. NDT & E International. 2020. Vol. 115. Article 102288. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ndteint.2020.102288
Integration of InSAR and GPR techniques for monitoring transition areas in railway bridges / F. D'Amico, V. Gagliardi, L. B. Ciampoli, F. Tosti. NDT & E International. 2020. Vol. 115. Article 102291. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ndteint.2020.102291
Про топографо-геодезичну та картографічну діяльність: Закон України від 26 січня 1999 р., № 353-ХІV. Офіційний вісник України. 1999. № 3. Ст. 91. С. 2.
ДБН A.2.1-1-2008. Вишукування. Інженерні вишукування для будівництва [На заміну СНиП 1.02.07-87; чинний від 2008-07-01]. Київ: Мінрегіонбуд України, 2008. 76 с.
Developments, challenges, and perspectives of railway inspection robots / G. Jing, X. Qin, H. Wang, Ch. Deng. Automation in Construction. 2022. Vol. 138. Article 104242. DOI: https://doi.org/10.1016/j.autcon.2022.104242
Даншина С.Ю., Андрєєв С.М. Дистанційне зондування як ефективний інструмент проєктування доріг. Авіаційно-космічна техніка і технологія. 2023. № 2. С. 75 – 84. DOI: https://doi.org/10.32620/aktt.2023.2.08
GPR monitoring for road transport infrastructure: A systematic review and machine learning insights / M. Rasol [at el.]. Construction and Building Materials. 2022. Vol. 324. Article 126686. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2022.126686
Butenko O., Horelik S., Zynyuk O. Geospatial data processing characteristics for environmental monitoring tasks. Architecture civil engineering environment. 2020. Vol. 13, Issue1. P. 103 – 114. DOI: https://doi.org/10.21307/ACEE-2020-008
Road extraction in remote sensing data: A survey / Z. Chen [at el.]. International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation. 2022. Vol. 112. Article no. 102833. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jag.2022.102833
Eker R. Comparative use of PPK-integrated close-range terrestrial photogrammetry and a handheld mobile laser scanner in the measurement of forest road surface deformation. Measurement. 2023. Vol. 206. Article no. 112322. DOI: https://doi.org/10.1016/j.measurement.2022.112322
An Automatic Road Surface Segmentation in Non-Urban Environments: A 3D Point Cloud Approach with Grid Structure and Shallow Neural Networks / M. Dowajy, Á. J. Somogyi, Á. Barsi, T. Lovas. IEEE Access. 2024. Article no. 3372431. DOI: https://doi.org/10.1109/access.2024.3372431
Про національну інфраструктуру геопросторових даних: Закон України від 13 квітня 2020 р., № 554-ІХ. Відомості Верховної Ради. 2020. № 37. Ст. 277.
GNSS, IMU, camera and LIDAR technology characterization for railway ground truth and digital map generation / O.G. Crespillo [at el.]. Transportation Research Procedia. 2023. Vol. 72. P. 1029 – 1036. DOI: https://doi.org/10.1016/j.trpro.2023.11.532
Kampczyk A., Dybeł K. Integrating surveying railway special grid pins with terrestrial laser scanning targets for monitoring rail transport infrastructure. Measurement. 2021. Vol. 170. Article 108729. DOI: https://doi.org/10.1016/j.measurement.2020.108729
Handbook of Optical and Laser Scanning [Online] / edited by G. F. Marshall, G. E. Stutz. CRC Press, 2018. 778 р. DOI: https://doi.org/10.1201/9781315218243
Leica-PegasusTwoUltimate-DataSheet-0620 [Online]. URL: https://www.gefos-leica.cz/data/original/skenery/mobilni-mapovani/backpack/leica_pegasusbackpack_ds.pdf (дата звернення 15.02.2024).
Leica Cyclone Basic User Manual-01 [Online]. URL: https://www.sdm.co.th/pdf/Cyclone%20Basic%20Tutorial (дата звернення 15.02.2024).
Autodesk AutoCAD Basic User Manual-014 [Online]. URL: https://images.autodesk.com/adsk/files/ (дата звернення 15.02.2024).
Application of Relationship Diagramming Method (RDM) for Resource-constrained Scheduling of Linear Construction Projects / J.U. Maheswari, V. P. Charlesraj, A. Goyal, P. Mujumdar. Procedia Engineering. 2015. Vol. 123. Р. 308 – 315. DOI: https://doi.org/10.1016/j.proeng.2015.10.095
References
Dorozhnia karta vykorystannia nauky, tekhnolohii ta innovatsii dlia dosiahnennia tsilei Staloho rozvytku [A roadmap for the use of science, technology and innovation to achieve the goals of Sustainable Development] available at: https://mon.gov.ua/storage/app/media/news/2024/01/03/Dorozhnya.karta.vykoryst.nauky.tekhnolohiy.ta.innovatsiy-03.01.2024-1.1.pdf (accessed 05.01.2024).
On Priority Branches of Science and Technology Development: Law of Ukraine of 11 July 2001, no. 2623-IX, Vidomosti Verkhovnoi Rady Ukrainy, 2001, no. 48, art. 253 (In Ukrainian).
Danshyna, S., Nechausov, A., Andrieiev, S. (2022), "Information technology of transport infrastructure monitoring based on remote sensing data", Radio Electronics, Computer Science, Control, no. 4 (63), Р. 86 – 97. DOI: https://doi.org/10.15588/1607-3274-2022-4-7
Transport Ukrainy: [Transport of Ukraine] (2022) / edited by I. Petrenko. Kyev : State Statistics Service of Ukraine. (In Ukrainian).
Wang, Ch., Chen, J., Li, B., Chen, N., Wang, W. (2023), "Impact of high-speed railway construction on spatial patterns of regional economic development along the route: A case study of the Shanghai–Kunming high-speed railway", Socio-Economic Planning Sciences, vol. 87, part b, article 101583. DOI: https://doi.org/10.1016/j.seps.2023.101583
Ren Y., Tian, Yu., Xiao, X. (2022), "Spatial effects of transportation infrastructure on the development of urban agglomeration integration: Evidence from the Yangtze River Economic Belt", Journal of Transport Geography, vol. 104, part b, article 103431. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jtrangeo.2022.103431
Zhao, J., Guo, Yu. (2022), "Study on the Influence of Chengdu-Chongqing High Speed Railway on the Economic Development of Neijiang City", Procedia Computer Science, Vol. 199, Р. 858 – 865. DOI: https://doi.org/10.1016/j.procs.2022.01.107
Informatsiia pro Ukrainski zaliznytsi [Restoration of railway transport in post-war Ukraine]. available at: https://mtu.gov.ua/content/informaciya-pro-ukrainski-zaliznici.html. (accessed 25.12.2023)
Datsenko, V., Hrechukha, D. (2023), Vidbudova zaliznychnoho transportu povoiennoi Ukrainy: [Restoration of railway transport in post-war Ukraine]. Kyev : Transparency International Ukraine, (In Ukrainian)
Bondarenko, I., Lukoševičius, V., Keršys, R., Neduzha, L. (2024), "Innovative Trends in Railway Condition Monitoring", Transportation Research Procedia, vol. 77, pр. 10 – 17. DOI: https://doi.org/10.1016/j.trpro.2024.01.002
Alani, A. M., Tosti, F., Ciampoli, L. B., Gagliardi, V., Benedetto, A. (2020). "An integrated investigative approach in health monitoring of masonry arch bridges using GPR and InSAR technologies", NDT & E International, Vol. 115, article 102288. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ndteint.2020.102288
D'Amico, F., Gagliardi, V., Ciampoli, L. B., Tosti F. (2020), "Integration of InSAR and GPR techniques for monitoring transition areas in railway bridges", NDT & E International, vol. 115, article 102291. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ndteint.2020.102291
On Topographic, Geodesic and Cartographic Activity: Law of Ukraine of 26 January 1999, no. 353-ХІV. Ofitsiinyi visnyk Ukrainy, 1999, no. 3, art. 91, 2 р. (In Ukrainian).
Building Code A.2.1-1-2008. Survey. Engineering survey is in building. Kyiv, Ministry of Regional Construction of Ukraine, 2008. 76 p. (In Ukrainian).
Jing, G., Qin, X., Wang, H., Deng, Ch. (2022), "Developments, challenges, and perspectives of railway inspection robots", Automation in Construction, Vol. 138, article 104242. DOI: https://doi.org/10.1016/j.autcon.2022.104242
Danshina, S., Andreev, S. (2023), "Remote sensing as an effective tool for road design", Aviation and space technology and technology, Мo. 2, Р. 75 – 84. DOI: https://doi.org/10.32620/aktt.2023.2.08
Rasol, M., Pais, J. C., Pérez-Gracia, V., Solla, M., Fernandes, F. M., Fontul, S. (2022), "GPR monitoring for road transport infrastructure: A systematic review and machine learning insights", Construction and Building Materials, Vol. 324, article 126686. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2022.126686
Butenko, O., Horelik, S., Zynyuk, O. (2020), "Geospatial data processing characteristics for environmental monitoring tasks", Architecture civil engineering environment, vol. 13, issue1, Р. 103 – 114. DOI: https://doi.org/10.21307/ACEE-2020-008
Chen, Z., Deng, L., Luo, Yu., Li, D., Junior, J.M., Gonсalves, W.N., Nurunnabi, A.A., Li, J., Wang, Ch. (2022), "Road extraction in remote sensing data: A survey", International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation, Vol. 112, article No. 102833. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jag.2022.102833
Eker, R. (2023). "Comparative use of PPK-integrated close-range terrestrial photogrammetry and a handheld mobile laser scanner in the measurement of forest road surface deformation", Measurement, Vol. 206, article No. 112322. DOI: https://doi.org/10.1016/j.measurement.2022.112322
Dowajy, M., Somogyi, Á. J., Barsi, Á., Lovas, T. (2024), "An Automatic Road Surface Segmentation in Non-Urban Environments: A 3D Point Cloud Approach with Grid Structure and Shallow Neural Networks", IEEE Access, article no. 3372431. DOI: https://doi.org/10.1109/access.2024.3372431
On National Geospatial Data Infrastructure: Law of Ukraine of 13 April 2020, no. 554-ІХ. Vidomosti Verkhovnoi Rady, 2020, No. 37, art. 227. (In Ukrainian).
Crespillo, O. G., Kliman, A., Neri, A., Vennarini, A., Ruggeri, A., Marais, J., Sabina, S. (2023), "GNSS, IMU, camera and LIDAR technology characterization for railway ground truth and digital map generation", Transportation Research Procedia, 2023, Vol. 72, Р. 1029 – 1036. DOI: https://doi.org/10.1016/j.trpro.2023.11.532
Kampczyk, A., Dybeł, K. "Integrating surveying railway special grid pins with terrestrial laser scanning targets for monitoring rail transport infrastructure", Measurement, 2021, Vol. 170, article 108729. DOI: https://doi.org/10.1016/j.measurement.2020.108729
Handbook of Optical and Laser Scanning (2018) / edited by G.F. Marshall, G.E. Stutz, CRC Press. DOI: https://doi.org/10.1201/9781315218243
Leica-PegasusTwoUltimate-DataSheet-0620. available at: https://www.gefos-leica.cz/data/original/skenery/mobilni-mapovani/backpack/leica_pegasusbackpack_ds.pdf (Accessed 15 February 2024).
Leica Cyclone Basic User Manual-01. available at: https://www.sdm.co.th/pdf/Cyclone%20Basic%20Tutorial (Accessed 15 February 2024).
Autodesk AutoCAD Basic User Manual-014. available at: https://images.autodesk.com/adsk/files/ (Accessed 15 February 2024).
Maheswari, J.U., Charlesraj, V.P., Goyal, A., Mujumdar P. (2015), "Application of Relationship Diagramming Method (RDM) for Resource-constrained Scheduling of Linear Construction Projects", Procedia Engineering, Vol. 123, Р. 308 – 315. DOI: https://doi.org/10.1016/j.proeng.2015.10.095
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
Наше видання використовує положення про авторські права Creative Commons для журналів відкритого доступу.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License (CC BY-NC-SA 4.0), котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо не комерційного та не ексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису опублікованої роботи, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.
