A közlekedésépítési szakterület mérnöki és tudományos folyóirata. ISSN 2064-0919
11. szám
2019 ősz
11
Bejegyzés

Útburkolatok felületi állapotának objektív minősítése fotogrammetriai eljárással

Bevezetés

Az útügyi információs rendszerekben, vagy egyéb pályaszerkezet-gazdálkodási rendszerekben az egyes utak teherbírására utaló értékek mellett a nyilvántartott utak felületi állapotára vonatkozó adatokat is rögzítenek. Erdészeti úthálózatok esetében az állapotjelző értékeket szubjektív úton határozzuk meg. Ez a mérés történhet gyalogosan vagy lassan haladó személygépkocsiból. A korábban alkalmazott gyalogos adatrögzítés előre elkészített jegyzőkönyvek terepi kitöltésével, majd az adatok irodai feldolgozásával valósult meg. Az Erdőfeltárási Tanszék kutatói a szubjektív állapotjellemzők rögzítéséhez a közelmúltban kidolgoztak egy új eljárást, amellyel a részben automatizált adatgyűjtés egy lassan haladó mérőautóból, személyi számítógép segítségével hajtható végre.
A szubjektív módon megítélt járhatósági értékek megfelelőek a hálózati szemléletű feladatokhoz (útnyilvántartás, pályaszerkezet-gazdálkodás).  A projekt jellegű feladatok (egyes utak felújításának tervezése) azonban pontos, objektív adatokra támaszkodva készülnek. Ilyen esetekben a felületi állapotra vonatkozó mérések a felújítási technológia kiválasztása mellett a költségvetés bemenő adataiként is megjelennek.
A bemutatott eljárást az aszfalt burkolatú utak felületi hibáinak rögzítésére dolgoztuk ki. Az eljárás lényege, hogy a burkolat egy-egy szakaszáról fényképet készítünk, majd a fényképeket egy egyedi fejlesztésű szoftver segítségével kiértékeljük. Az eljárás eredményeképpen rögzítésre kerül a vizsgált szakaszon a felületi hibák pontos helye, valamint összesített területe. A mérési eljárást a 81114. jelű közúton végrehajtott méréssorozat eredményein keresztül mutatjuk be.

Terepi mérések

A fényképek készítését megelőzően a vizsgált útszakaszon ki kell jelölni a mérési helyeket. Ez a gyakorlatban azt jelenti, hogy a burkolat szélén festékkel megjelöljük az egy fényképre eső szakasz határait. A szakaszhatárokat mérőszalag, vagy mérőkerék segítségével lehet kimérni. A szakaszok hosszát az alkalmazott fényképezőgép felbontása, objektívjének paraméterei, és az elvárt pontosság alapján kell felvenni. Az alkalmazott kamera javasolt tulajdonságai:

  • Tükörreflexes kialakítás.
  • Fix gyújtótávolságú, nagylátószögű objektív.
  • Minimum 10 megapixel felbontás.
  • A gépet lehetőség szerint masszív állványra rögzítsük.

A bemutatott mérés során alkalmazott kamera főbb jellemzői:

  • Váz: Nikon D5100 (tükörreflexes kialakítás).
  • Objektív: Nikon AF-S 18-55 mm/f3.5-5.6.
  • Felbontás: 16 megapixel.
  • Állvány: Manfrotto 055XPROB, gömbfejjel.

Az egy fényképre kerülő útszakasz hosszát a kamera felbontása, az objektív látószöge és a fénykép készítésének pozíciója alapján választhatjuk meg. A bemutatott méréssorozatnál a szakaszok hosszát 10 méterben állapítottuk meg. Nagyobb hossz esetén – mivel a fényképeket szemmagasságból készítjük – az objektív hossztengelye és a burkolat felülete által bezárt szög lecsökken, ami a hosszirányú torzítás növekedésével, valamint a szakasz távolabbi végén a felbontás csökkenésével jár együtt.

Az 1. ábra a vizsgált út 0+250–0+260 km szelvényét mutatja be. A 2. ábrán az előző kép egy részletét nagyítottuk ki, amin látható, hogy a felületi hibák még a szakasz távolabbi végénél is kivehetők.

1. ábra. A vizsgált út a 0+250–0+260 km szelvények között.

1. ábra. A vizsgált út a 0+250–0+260 km szelvények között.

2. ábra. A fenti ábra kinagyított részlete.

2. ábra. A fenti ábra kinagyított részlete.

A mérések kiértékelése

A fentiekben részletezett módon elkészített fényképeket egy saját fejlesztésű szoftver segítségével értékeljük ki. A szoftvert működés közben a 3. ábra mutatja be.

3. ábra. A felületi állapot kiértékeléséhez kifejlesztett szoftver felhasználói felülete.

3. ábra. A felületi állapot kiértékeléséhez kifejlesztett szoftver felhasználói felülete.

A kiértékelés lépései az alábbiak:

  1. A digitális fényképek átnevezése úgy, hogy a fájlnév az ábrázolt szakasz kezdőszelvénye legyen.
  2. Fényképeket tartalmazó mappa kijelölése.
  3. A szakaszok fő méreteinek (szakaszhossz, burkolatszélesség) megadása.
  4. Fényképek vetületi korrekciója, melynek során a program grafikus felületén történő kattintással ki kell jelölni a bal és jobb oldali burkolatszél vonalát, majd a két szakaszhatárt. A vetületi korrekciót követően, habár a nézőpontunk perspektivikus marad, a fénykép pixelei a vizsgált szakasz koordináta-rendszerében valós koordinátákra leképezhetőek.
  5. A vizsgált szakaszon lévő hibák lehatárolása; ehhez a képernyő bal oldalán lévő listából ki kell választani a kijelölendő hiba típusát, majd a fotón történő kattintással ki kell jelölni a hibás felület határait. A hibákat téglalap alakú területekkel lehet lefedni; a kijelölt téglalapok egyik oldala az úttengellyel párhuzamos, másik oldala arra merőleges.
  6. A rosszul kijelölt hibák a későbbiekben kitörölhetők, így lehetőség nyílik az adatok javítására.
  7. A fényképek kiértékelését követően az eredmények szöveges fájlformátumban exportálhatóak, hibatípusok szerinti bontásban, a hibák kiterjedését mind négyzetméter, mind a felület százalékában megadva.
  8. A program a hibákat a károsodott felület százalékában ábrázolva, hossz-szelvény-szerű grafikus (AutoCAD dxf típusú) formátumban is elő tudja állítani.

A program az alábbi hibatípusokat tartalmazza:

  • Felületi hámlás.
  • Hálós repedés (map crack).
  • Hálós repedés felületi deformációval (alligator crack).
  • Ütőkátyú.
  • Kátyúzott felület.

Eredmények

A kialakított mérési–kiértékelési rendszer a gyakorlatban is bizonyította működőképességét. Az eljárással a közelmúltban négy 2×1 sávos közút összesen mintegy 10 km hosszú szakaszának felületi állapotát értékeltük ki. Tapasztalataink alapján a terepi mérés időszükséglete 1 óra/km, ami tartalmazza a 10 m-es szakaszhatárok kijelölését, valamint a fényképek elkészítését. A fényképek irodai feldolgozásának időszükséglete mintegy 2 óra/km, ami tartalmazza a képek előkészítését (letöltés, esetleges színkiegyenlítés, átnevezés), a képek kiértékelését majd az eredmények rendszerezését.
A csatolt melléklet bemutatja a 81114. jelű közúton végzett méréseink grafikus kiértékelését.

A 81114. jelű közúton végzett mérések grafikus kiértékelése.

A 81114. jelű közúton végzett mérések grafikus kiértékelése.


Hozzászólás

Az email címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöltük