Мобильная лаборатория: проверка на дорогах
Высокотехнологический способ контроля за состоянием дорожного полотна
Российская компания создала уникальный диагностический комплекс на колесах, который позволяет дорожной инспекции держать состояние дорог под контролем.
За год состояние покрытий проверяется более чем на 11 тыс. км московских дорог
Фото: ОАТИ
За год состояние покрытий проверяется более чем на 11 тыс. км московских дорог
Фото: ОАТИ
Передвижной диагностический вычислительный комплекс, сокращенно ДВК-05, который выпускает НПО «Регион», можно встретить на московских дорогах с ранней весны до поздней осени, когда температура выше пяти градусов и нет сильных дождей. В дождь, когда вода заполняет колею, корректных значений не получишь, объясняет Александр Ларин, начальник Объединения административно-технических инспекций города Москвы (ОАТИ) — организации, которая активно использует мобильную лабораторию уже больше пяти лет. Первым делом специалисты ОАТИ проверяют основные артерии города: кольцевые трассы, шоссе и проспекты, дороги с интенсивным движением. Более скромные районные улицы тоже не обходят вниманием, особенно когда поступают заявления от граждан, сообщающих о просевших люках колодцев или сломанных «лежачих полицейских» — на профессиональном языке они называются «искусственные неровности».
Собственное программное обеспечение
Для своего мобильного комплекса НПО «Регион» разработало программу СВПД-7 (система видеопаспортизации дорог). Когда мобильная лаборатория провела определенный объем работ, информация со всех датчиков и систем загружается в программу СВПД-7, где все объекты оцифровываются. Благодаря установленной в передвижном комплексе системе позиционирования и применению методов фотограмметрической съемки оцифрованные объекты максимально точно «садятся» на свои места в пространстве. После этого специалист разрезает полученные данные на участки, например, на улицы или другие объекты дорожного хозяйства, устанавливает границы участков, определяет геометрические параметры — длину и ширину проезжей части, уклоны, колейность, ровность, выделяет дефектные участки, определяет их число и площадь, фиксирует параметры инженерного обустройства, в том числе металлические барьерные ограждения, число люков на дороге, повреждения искусственных дорожных неровностей. В результате получается таблица с координатами мест, где значения превышают предельно допустимые по ГОСТу.
Автомобиль с диагностической лабораторией невероятно облегчает работу по оценке состояния дорог. «Раньше глубину колеи, например, приходилось измерять трехметровой дорожной рейкой, причем мерить нужно было каждые 100 м,— рассказывает Александр Ларин.— Вы только представьте, как проводить такие замеры на МКАД, например, когда ее протяженность по полосам движения со всеми развязками составляет более 1,5 тыс. км! Вручную это невозможно сделать, а с помощью мобильного комплекса все данные по всем полосам движения на МКАД можно получить за неделю». За год мониторинг состояния покрытий проводится более чем на 11 тыс. км московских дорог, что сопоставимо с расстоянием от Мурманска до Владивостока.
Рожденный в СССР
«Без советского прошлого мы не обошлись,— рассказывает Владислав Киншаков, директор НПО "Регион" — создателя и производителя ДВК-05.— Идея передвижной лаборатории для диагностики дорог возникла у меня в середине 1980-х годов, когда я учился в аспирантуре Московского автодорожного института (МАДИ) — сегодня это Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет». Первая диагностическая лаборатория на базе автомобиля была сконструирована еще в далеком 1992 году в Российском дорожном научно-исследовательском институте (РосдорНИИ) и в те времена оснащалась видеомагнитофоном. С таким оборудованием мобильный комплекс выпускался до 2014 года.
«На Западе, да и во всем мире, таких комплексных лабораторий, как ДВК-05, я не встречал,— продолжает Владислав Киншаков.— Там у дорожников другие задачи и подобные лаборатории им не нужны. Они создают много разных передвижных систем мониторинга, которые, может быть, один-два параметра снимают».
В России еще пара компаний выпускают передвижные диагностические комплексы, похожие на ДВК-05, но используют они собственные технологии, не такие, как «Регион».
Диагностические приборы, необходимые для передвижной лаборатории, можно установить на любой автомобиль, желательно с плоской задней частью кузова. В случае носимой версии, а такая тоже есть, никакого переоборудования машины не требуется — оно крепится к кузову на магнитах. Если же это полноразмерный диагностический комплекс на базе автомобиля, то после монтажа оборудования и регистрации внесенных изменений в ГАИ это уже не «Фольксваген-Транспортер» или «Форд-Транзит», например, а полноценная дорожная лаборатория. Собирать такие мобильные комплексы — кропотливая ручная работа.
«Мы используем самые последние технологические достижения,— объясняет директор.— Буквально не успеваем закончить какую-то разработку, как появляется новый принцип измерения. Но надо идти в ногу со временем».
Комплексный подход
Главное преимущество ДВК-05 в том, что они комплексные.
Сердце мобильной лаборатории — уникальная система синхронизации и сбора данных, разработанная НПО «Регион», которая в комплексе с высокоточной системой позиционирования, включающей ГЛОНАСС и GPS, инерциальную навигационную систему (получает информацию о направлении и скорости движения, географических координатах) и датчик пройденного пути (позволяет оценить точное расстояние, пройденное мобильным комплексом), может объединить запись с видеокамер и всех измерительных приборов и обеспечить обнаружение дефектов и объектов обустройства дороги с точностью до 1 см.
Точность измерений
Все измерения мобильная лаборатория производит с высокой точностью. Глубина колеи, например, измеряется с точностью до 2 мм, и это при том, что на основных магистралях города — вылетных и кольцевых — допустимый порог колейности составляет 20 мм. По этому показателю ДВК-05 уникален, мало кто измеряет колею настолько ювелирно. Точность определения координат — 1 мм, пройденного пути — 0,1% измерений, погрешность при измерении уклонов не более 0,25%. Комплекс позволяет с высочайшей точностью построить траекторию движения оснащенного им автомобиля и положить на карту, которая в конечном итоге поступает в компьютерную базу данных. Вся информация, снятая на дороге, на следующий год должна сопоставляться с новой, чтобы понять, как растут дефекты, как изменяются характеристики дороги или куда пропал какой-то дорожный знак. И для всего этого точность — ключевой момент.
К измерительным приборам ДВК-05 относится в первую очередь лидар — лазерный сканер. Он позволяет определить положение в пространстве всех дорожных объектов, находящихся в зоне видимости прибора, в том числе придорожную полосу до 400–500 м влево-вправо. Ширина проезжей части, высота насыпи, ее форма и откос, уклоны проезжей части — все эти данные можно получить с помощью лидара. Анализируя уклоны, например, можно выявить места подтоплений, существенно влияющие на безопасность движения.
Лидар упрощает определение расстояния до объектов и вычисление их геометрических размеров. Он измеряет глубину колеи, с его помощью можно рассчитать площадь всех выявленных дефектов и оценить, насколько дорога соответствует нормативным требованиям.
Еще один важный прибор — лазерный профилометр. С его помощью измеряется продольная ровность — чередование впадин и выступов на дороге, а также колебания автомобиля по вертикали. Луч лазера фиксирует все неровности, в том числе ямы и трещины, главное — чтобы автомобиль двигался со скоростью от 40 до 80 км/ч. «Для разных категорий дорог свои показатели,— говорит Александр Ларин.— Для магистралей требования более жесткие, для дорог местного значения — поменьше, потому что скорость движения другая».
Четыре широкоугольные цифровые камеры ведут панорамную съемку на 360°, что дает возможность оценить дорогу с разных ракурсов. Помимо большого охвата территории, у них высокое качество съемки, что очень важно для задач диагностики дорог. «Камеры с высоким разрешением, установленные на ДВК-05, в комплексе с лидаром позволяют определять просадки люков колодцев»,— говорит Александр Ларин. И все эти приборы вместе работают на единый результат.
1. Фото/видеоснимок дороги, где выявлен участок с колейностью; 2. Местоположение лаборатории мониторинга на карте соответствует месту выявленного дефекта; 3. 3D-модель участка дороги, где отображается выявленная колея
Фото: ОАТИ
1. Фото/видеоснимок дороги, где выявлен участок с колейностью; 2. Местоположение лаборатории мониторинга на карте соответствует месту выявленного дефекта; 3. 3D-модель участка дороги, где отображается выявленная колея
Фото: ОАТИ
Начало начал
«На самом-то деле мобильная лаборатория — это только начало, старт всего,— уверен Владислав Киншаков.— Для чего скальпель хирургу? Для того чтобы он его применял. То же самое лаборатория. Она должна служить тому, чтобы российские дороги стали лучше».
С 2019 года в России действует нацпроект «Безопасные качественные дороги» (БКД), цель которого — значительно увеличить долю автомобильных дорог, соответствующих нормативным требованиям. Благодаря его внедрению качество дорог в нашей стране существенно улучшилось. Мобильный диагностический комплекс может внести свой вклад в реализацию этого проекта, сделав его в полтора—два раза дешевле. Главное — чтобы результаты диагностики не ложились на полку, а заканчивались конкретными решениями, точнее говоря, ремонтом дорог.
Именно в этом и состоит задача дорожной инспекции ОАТИ. «Результаты мониторинга служат основанием для включения определенного участка дороги в план ремонта,— отмечает Александр Ларин.— Специалисты ОАТИ для того и проводят свою работу, чтобы, выявив дефекты, направить балансодержателю дороги уведомление о необходимости их устранения. А потом с помощью той же мобильной лаборатории проверить, проведен ли ремонт и соответствует ли он нормативным требованиям».