Коннов Р.В. (НИПИСтройТЭК): Использование данных лазерного сканирования при строительстве и эксплуатации объектов ТЭК
Развитие технологии лазерного сканирования обусловило его широкое применение в различных областях профессиональной деятельности. Применительно к ТЭК на сегодняшний день можно выделить три основных направления использования данных сканирования: источник геометрической информации при создании проектов реконструкции предприятий, авторский надзор при строительстве новых объектов, управление жизненным циклом предприятия.
Во время реконструкции промышленных предприятий и в частности объектов ТЭК лазерное сканирование помогает восстановить утраченную исполнительную документацию и служит бесценным источником информации об объекте.
На стадии создания проектов реконструкции используются трехмерные модели, планы и чертежи, созданные по результатам сканирования. Однако появление более производительного программного обеспечение в последние годы позволило проектировщикам работать с сырыми данными сканирования, облаками точек. Сегодня имеется возможность загружать большие объемы данных в такие распространенные САПР как AutoCAD или
Microstationнапрямую или с использованием специальных плагинов. Такой подход позволил заменить классическую твердотельную модель облаком точек. Используя стандартный инструментарий САПР и дополнительные возможности плагина, проектировщик получает доступ к быстрому и простому созданию сечений и разрезов объекта по заданным плоскостям, выполнению необходимых промеров без дополнительных выездов на объект.
Качество получаемых современными сканерами данных позволяет работать с облаком точек, не имея специфических навыков, что было невозможно еще несколько лет назад. На сегодняшний день облака точек предоставляются в фотореалистичном виде и несут в себе колоссальный объем информации. Использование облаков точек взамен твердотельной модели позволяет значительно сократить себестоимость проекта и сроки его выполнения. Ведь создание модели занимало до 70-80% всего затрачиваемого времени, а облако точек может быть передано проектировщику уже через пару дней после завершения полевых работ.
Однако во многих случаях целесообразен комплексный подход. Так в 2012 году нашим институтом был выполнен проект реконструкции средств пожаротушения на объектах ООО «Газпром трансгаз Екатеринбург». В частности на КС «Алексеевская» инженерно-геодезические изыскания были выполнены с применением метода наземного лазерного сканирования. Сразу по завершению полевых работ на объекте проектировщикам была передана модель станции в виде облака точек, которая использовалась на первом этапе для получения необходимых геометрических промером. Параллельно с этим выполнялась обработка данных сканирования, которая включала в себя создание топографического плана М1:500 на территорию объекта и трехмерных геометрических моделей внутреннего оборудования ГПА. По мере готовности эти материалы передавались в проектное подразделение. Помимо этого, облака точек используются для проверки на коллизии на стадии проверки проекта. Такой подход позволил сократить расходы на выполнение полевых работ и при этом получить необходимый объем пространственной информации.
Развитие трехмерного интеллектуального проектирования предъявляет свои требования к исходным данным. Основные производители интеллектуальных САПР уже оценили перспективы использования лазерного сканирования и предоставляют хороший инструментарий по преобразованию точечной модели в формат параметрической модели (пример построение интеллектуальной модели по облакам точек в формате AVEVAPDMS).
Авторский надзор при строительстве новых объектов выполняется путем сравнения полученного при сканировании облака точек с проектной моделью. Так же по облакам точек выполняются исполнительные чертежи с указанием отклонений от проектных величин или фактическими размерами.
В системах управления жизненным циклом данные сканирования могут быть применены в виде построенных интеллектуальных моделей и/или в виде облаков точек. Облака точек представляются в так называемом bubbleview,т.е.как панорамное фотореалистичное изображение, но при этом сохраняющее все геометрические параметры объекта. Доступ к данным осуществляется через интернет или внутреннюю сеть предприятия. Сами облака точек связаны с моделями, чертежами и прочей необходимой документацией по объекту.
На крупных площадных или протяженных объектах используется система мобильного лазерного сканирования. Сканирующие головки установлены на автомобиль, и съемка производится во время движения со скоростью до 100 км/ч. Точность такой съемки составляет несколько сантиметров (3-5 см), а производительность системы позволяет выполнять измерения на огромных площадях в сжатые сроки. Так, например, в 2012 году нашей компанией было выполнено сканирование на территории завода «Газпром нефтхим Салават». Съемка всех внутризаводских автодорог с прилегающей инфраструктурой на территории площадью около 800 га была завершена в течение 3 рабочих дней при условии неблагоприятных погодных условий и задержек вызванными режимом работы предприятия.
Другой пример применения мобильного лазерного сканирования. Съемка объектов дорожного хозяйства на территории городского округа Балашиха, Московской области. Сканирование дорожной сети общей протяженностью более 70 км выполнено двумя специалистами за три рабочих дня, с учетом всех задержек связанных с загруженностью движения на городских улицах и общей разбросанностью участков сканирования.
Комбинирование методов мобильного, наземного и воздушного лазерного сканирования с традиционными геодезическими технологиями позволяет рационально использовать имеющиеся ресурсы, снижать себестоимость выполнения работ с одновременным увеличением качества.