Skip to main content

Development of a Decision Support System for increasing the Resilience of Transportation Infrastructure based on combined use of terrestrial and airborne sensors and advanced modelling tools

Article Category

Article available in the folowing languages:

Zwiększona odporność dróg na zmianę klimatu

Finansowani ze środków UE naukowcy opracowali nowe sposoby wykorzystania istniejących technologii do zwiększenia odporności europejskiej sieci drogowej na rosnące zagrożenie zmianą klimatu.

Transport i mobilność

Jednym z największych wyzwań, z jakimi mierzą się operatorzy transportu i inżynierowie, jest bezpieczne zarządzanie i utrzymanie autostrad oraz całej sieci infrastruktury drogowej. Ponadto, aby zapewnić minimalne zakłócenia w ruchu, skuteczne inspekcje i naprawy muszą być przeprowadzane szybko i sprawnie. Czynniki takie jak starzenie się materiałów, skrajne warunki pogodowe, zwiększone natężenie ruchu, zmiany w użytkowaniu oraz niewłaściwe utrzymanie i odkładanie napraw w czasie powodują stopniowe pogarszanie się stanu infrastruktury drogowej. W miarę wzrastania podatności infrastruktury drogowej na uszkodzenia potrzeba przeprowadzania kontroli i wdrażania prac naprawczych staje się zatem coraz bardziej nagląca. Wyzwania te podjęto w ramach finansowanego ze środków UE projektu PANOPTIS, wykorzystując w tym celu istniejące narzędzia i usługi, takie jak modele klimatyczne, modelowanie skrajnych zjawisk pogodowych i ich skutków, systemy wczesnego ostrzegania i czujniki środowiskowe. Do kontrolowania infrastruktury drogowej naukowcy wykorzystali również pojazdy naziemne i drony. Ponadto przeprowadzono szczegółowe, wielkoobszarowe mapowanie infrastruktury przy użyciu najnowocześniejszych mobilnych rozwiązań do mapowania zintegrowanych z technologią dronów.

Lepsze reagowanie na uszkodzenia

Celem było opracowanie zintegrowanego systemu wspomagania decyzji na rzecz zwiększenia odporności infrastruktury drogowej przy użyciu czujników naziemnych i powietrznych oraz zaawansowanych narzędzi do modelowania. System ten może zapewnić wiarygodne pomiary stresorów klimatycznych, hydrologicznych i atmosferycznych oraz modele wielu zagrożeń, a także poprawić przewidywanie zagrożeń bezpieczeństwa konstrukcyjnego i geotechnicznego. Opracowanie modułu prognostycznego zapewniło spersonalizowane prognozy pogody i opadów w wysokiej rozdzielczości. „Alerty o zagrożeniach w oparciu o aktualne warunki i prognozy umożliwiają decydentom przygotowanie stosownej reakcji”, mówi koordynator projektu Phillipe Chrobocinski. „Zapewnia on również alerty o wypadkach i ich możliwych konsekwencjach, aby jak najszybciej złagodzić ich skutki”, dodaje. Partnerzy projektu zastosowali zaawansowane techniki uczenia maszynowego i fuzji danych w celu opracowania zintegrowanej platformy, którą można zastosować do infrastruktury drogowej, aby pomóc w zrozumieniu ryzyka związanego z wieloma zagrożeniami i wspierać lepsze zapobieganie im i gotowość na nie. Ten nowy zintegrowany system może wspierać zarówno decyzje operacyjne, jak i strategiczne, umożliwiając skuteczniejsze usuwanie z infrastruktury drogowej szkód, a tym samym zwiększając odporność infrastruktury drogowej i transportowej. Naukowcy wykorzystali również istniejące czujniki zainstalowane w lokalizacjach demonstracyjnych w Grecji i Hiszpanii oraz dodali nowe niedrogie bezzałogowe stacje pogodowe do pomiaru warunków mikroklimatycznych, takich jak prędkość wiatru, wilgotność powietrza, temperatura i wilgotność gleby. Zastosowali również inteligentne znaczniki do monitorowania drgań oraz systemy wykrywania mgły.

Testy w skrajnych warunkach rzeczywistych

Jako pierwszą lokalizację testową wybrano odcinek Hiszpania (drogi ekspresowej A-2) w Hiszpanii, który łączy Madryt i Guadalajarę. Obszar ten jest narażony na zdarzenia związane z pogodą, które spowodowały tam już znaczne szkody, jak np. zawalenie się mostu w wyniku powodzi. Drugą lokalizacją testową był odcinek autostrady Egnatia Odos w północnej Grecji. Miejsce to wybrano ze względu na narażenie konstrukcji takich jak mosty i nasypy na zdarzenia sejsmiczne i duże ilości opadów, które mogą prowadzić do osiadania gruntu, osuwisk i obrywów skalnych. Unikalne komponenty systemu PANOPTIS służące do modelowania zagrożeń i precyzyjnego prognozowania na bardzo małych obszarach są pierwszymi w historii, które opracowano na tak wysokim poziomie. Modelowanie ryzyka łączy dane środowiskowe, takie jak dane gruntowe i hydrologiczne, z najlepszymi modelami podatności, aby wspierać bardziej efektywne zarządzanie infrastrukturą drogową na poziomie planowania, utrzymania i eksploatacji. „System może być wykorzystywany w trybie codziennym do reagowania na wypadki i klęski żywiołowe poprzez szybkie wysłanie na miejsce dronów lub w trybie inspekcji do bardziej długofalowego utrzymania”, podsumowuje Chrobocinski.

Słowa kluczowe

PANOPTIS, droga, odporność, infrastruktura, transport, zmiana klimatu, system wspomagania decyzji

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania