Innowacyjny system geomonitoringu do badania deformacji elementów powierzchniowych – IMS GEO

• Autorzy: Karsznia Krzysztof , Odziemczyk Waldemar , Zaczek-Peplinska Janina , Łapiński Sławomir , Piasta Łukasz , Saloni Lech

Identyfikatory

DOI

10.15199/50.2023.08.3

Warianty tytułu

EN

Innovative geomonitoring solution investigating surface element deformations – IMS GEO

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Systemy geomonitoringu (z ang. Geodetic Monitoring Systems - GMS) oraz monitoringu stanu konstrukcji (SHM) odgrywają obecnie kluczową rolę w kompleksowym zarządzaniu ryzykiem obiektów inżynierskich - zarówno na etapie ich budowy, jak też późniejszego utrzymania. Systemy takie, coraz częściej wspierane sztuczną inteligencją, pozwalają na precyzyjne i kompleksowe zarządzanie infrastrukturą stanowiąc istotny element nowoczesnego procesu inwestycyjnego. Powstająca w trakcie ich praktycznej implementacji baza wiedzy jest obecnie podstawą zintegrowanych systemów geoinformacyjnych zapewniających bezpieczeństwo konstrukcji oraz prawidłową realizację wykonawczą. Od wielu lat obserwujemy intensywny wzrost liczby dostępnych rozwiązań, oferowanych przez producentów technologii geoinformacyjnych. Jednakże, często proponowane rozwiązania ograniczają się głównie do zamkniętych środowisk komputerowych ukierunkowanych na obsługę konkretnych instrumentów. W zakresie tym, niewiele jest rozwiązań o otwartej strukturze i otwartym źródle. Co więcej, możliwości oferowane przez producentów – czyli moduły, funkcje i procedury – zwykle nie odpowiadają rzeczywistym wyzwaniom pojawiającym się w trakcie geodezyjnej i budowlanej obsługi konkretnego obiektu. Uwarunkowania te powodują realne zapotrzebowanie na elastyczne, mobilne i w pełni skalowalne systemy, najlepiej dostosowane do konkretnych potrzeb użytkowników. Rozwiązanie takie, powstające w ramach projektu finansowanego przez NCBiR proponują autorzy niniejszego artykułu. W zakresie merytorycznym, opracowano wielowariantowe rozwiązanie algorytmiczne bazujące na danych ciągłych dostarczanych przez tachimetry skanujące. Działanie algorytmów zostało przetestowane z wykorzystaniem trzech wysokiej klasy instrumentów. Uzyskane wyniki badań potwierdzają wysoką innowacyjność opracowywanego systemu.

EN

Geomonitoring systems (GMS) and Structural Health Monitoring (SHM) play a crucial role in the comprehensive risk management of infrastructural facilities - both during their construction and subsequent maintenance. Such systems, increasingly supported by artificial intelligence, allow precise and comprehensive infrastructure management, constituting an essential element of the modern investment process. The knowledge base created during their practical implementation is now the reference for integrated geoinformation systems ensuring the safety and proper execution of construction projects. For many years, one can observe intensive growth in the number of available solutions offered by manufacturers of geoinformation technologies. However, the proposed solutions are often limited to closed computer environments operating specific instruments obtained from manufacturers. There are few available open-architecture and open-source solutions in the market. Moreover, the offered capabilities - modules, functions, and procedures - usually do not correspond to the real challenges that arise during quantity surveying and structural monitoring supporting construction sites. Such conditions create a vital need for flexible, mobile and fully scalable systems best suited to specific user needs. In this article, the authors propose a unique solution funded by the National Centre for Research and Development responding to such demands. In the article, the authors demonstrate such a solution originating within the framework of a project funded by the National Centre for Research and Development. In terms of content, a multi-variant algorithmic resolution based on continuous data provided by scanning total stations has been developed. The performance of the algorithms was tested using three different high-end instruments. The obtained test results confirm the high innovativeness of the developed system.

Słowa kluczowe

PL

systemy pomiarowe; pomiary deformacji; integracja systemów; monitoring geodezyjny

EN

measurement systems; deformation measurement; system integration; geodetic monitoring

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Geodezyjny
• Rocznik: 2023
• Tom: R. 95, nr 8
• Strony: 20--24
• Opis fizyczny: Bibliogr. 33 poz., zdj.

Twórcy

autor

Karsznia Krzysztof

• Politechnika Warszawska

• https://orcid.org/0000-0002-0262-6651

autor

Odziemczyk Waldemar

• Politechnika Warszawska

• https://orcid.org/0000-0002-3588-6556

autor

Zaczek-Peplinska Janina

• Politechnika Warszawska

• https://orcid.org/0000-0003-4875-4250

autor

Łapiński Sławomir

• Politechnika Warszawska

• https://orcid.org/0000-0003-4875-4250

autor

Piasta Łukasz

• Politechnika Warszawska

• https://orcid.org/0000-0002-6037-0834

autor

Saloni Lech

• Geoalpin Sp. z o.o.

Bibliografia

• [1] Abdulkarem M., Samsudin K., Rokhani F.Z., Wireless sensor network for structural health monitoring: A contemporary review of technologies, challenges, and future direction, Structural Health Monitoring, 2019, https://doi.org/10.1177/1475921719854528 [dostęp: 17.04.2023]
• [2] Amiri-Simkooei A. R., i inni, Stability analysis of deformation-monitoring network points using simultaneous observation adjustment of two epochs, Journal of Surveying Engineering, 2017.
• [3] Automated System of Geodetic Monitoring, Lviv Polytechnic National University, Ukraine, strona internetowa, https://lpnu.ua/en/scientific-developments-directory/automated-system-geodetic-monitoring [dostęp: 17.04.2023]
• [4] Baarda W., A testing procedure for use in geodetic networks. Netherlands Geodetic Commision, Publication on Geodesy, New Series, vol. 2, No 5., 1968.
• [5] Baarda W., Statistical concepts in geodesy, Netherlands Geodetic Commission, Publication on Geodesy, New Series, vol. 2, No 4., 1967.
• [6] Ćmielewski, K., Karsznia, K., Kuchmister, J., Gołuch, P., & Wilczyńska, I., Accuracy and functional assessment of an original low-cost fibre-based inclinometer designed for structural monitoring, Open Geosciences, 12(1), 2020, str. 1052-1059
• [7] GOCA - GNSS/LPS/LS-based online Control and Alarm System, Hochschule Karlsruhe – Technik und Wirtschaft, strona internetowa, http://goca.info/index_e.html [dostęp: 18.04.2023]
• [8] Jäger R., Spohn P., GOCA - GNSS/LPS/LS Based Online Control- and Alarm System Version 5.0, broszura techniczna, Hochschule Karlsruhe - Technik und Wirtschaft, Institute of Applied Research, Karlsruhe, 2017
• [9] Johansen A.M., Monte Carlo Methods, International Encyclopedia of Education (Third Edition), 2010, https://www.sciencedirect.com/topics/economics-econometrics-and-finance/monte-carlo-simulation [dostęp: 18.04.2023]
• [10] Karsznia K., 2008, Wykrywanie słabych punktów, Geodezyjny i geotechniczny monitoring obiektów inżynierskich w ujęciu dynamicznym, Nowoczesne Budownictwo Inżynieryjne, vol. VII-VIII, str. 72-75
• [11] Karsznia K., Skalski Z., Czarnecki L., 2010, System ciągłego monitoringu deformacji odkrywkowych wyrobisk górniczych a bezpieczeństwo prowadzenia robót górniczych, Przegląd Górniczy 10/2010, Nr 10 (1055), Tom 66(CVI), str. 167-171
• [12] Karsznia K., Tarnowska A., 2014, Proposition of an integrated geodetic monitoring system in the areas at risk of landslides, Challenges of Modern Technology, Town and Urban Planning, Architecture and Building Engineering, str. 33-40
• [13] Królikowski J., Na wszelki wypadek, system - Zestawienie systemów monitoringu geodezyjnego, Geodeta – Magazyn Geoinformacyjny, vol. 9 (208/2012), str. 48
• [14] Królikowski J., Wyzwań od metra - Jak technologie geodezyjne pozwalają bezpiecznie drążyć II linię warszawskiego metra, strona internetowa, Archiwum Miesięcznika Geoinformacyjnego Geodeta, https://geoforum.pl/wydanie/1225/artykul/943/rozmawial-jerzy-krolikowski-wyzwan-od-metra-jak-technologie-geodezyjne-pozwalaja-bezpiecznie [dostęp: 18.04.2023]
• [15] Lazzarini T. i inni, Geodezyjne pomiary przemieszczeń budowli i ich otoczenia. PPWK, Warszawa, 1977.
• [16] Leica GeoMoS, Are you interested in movements? - broszura techniczna, Heerbrugg, Szwajcaria 2015
• [17] Leica Geosystems AG, Monitoring solutions – Assurance done right, broszura techniczna, Heerbrugg, Szwajcaria, 2018
• [18] Möser M., Müller G., Schlemmer H., Heunecke O., Kuhlmann H., Welsch W., Eichhorn A., Neuner H., Auswertung geodätischer Überwachungsmessungen, Wichmann-Verlag, ISBN 978-3-87907-467-9, 2013
• [19] Odziemczyk W., Analysis of deformations of the skylight construction at the main hall of The Warsaw University of Technology, Reports on Geodesy and Geoinformatics, vol. 97/2014; str. 35-46, DOI:10.2478/rgg-2014-0010 [dostęp: 18.04.2023]
• [20] Prószyński W., Odporność wewnętrzna modeli liniowych na zaburzenia w danych obserwacyjnych - obserwacje nieskorelowane i skorelowane, Wydawca: Centrum Studiów Zaawansowanych Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2012
• [21] Prószyński W., Kwaśniak M., Podstawy geodezyjnego wyznaczania przemieszczeń: pojęcia i elementy metodyki, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2015
• [22] Prószyński W., Kwaśniak M., Niezawodność sieci geodezyjnych, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2002
• [23] Sanso F., Gil A.J., Geodetic Deformation Monitoring, Springer-Verlag GmbH, ISBN: 3540385959, 2006
• [24] Soletanche Freyssinet, strona internetowa, https://www.soletanchefreyssinet.com/our-brands/sixense [dostęp: 18.04.2023]
• [25] Świdziński W., Janicki K., 2016, Dobrze rozwinięty system monitoringu podstawą bezpiecznej eksploatacji obiektów hydrotechnicznych na przykładzie OUOW Żelazny Most, Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture, JCEEA, t. XXXIII, z. 63 (1/II/16), str. 33-40
• [26] Topcon Monitoring, Monitor construction sites and infrastructure for stability and risk, strona internetowa, https://www.topconpositioning.com/surveying/monitoring [dostęp: 18.04.2023]
• [27] Trimble Monitoring, https://monitoring.trimble.com/products-and-solutions/trimble-4d-control [dostęp: 18.04.2023]
• [28] Wolski B., Monitoring metrologiczny obiektów geotechnicznych, Wydaw. Politechniki Krakowskiej im. Tadeusza Kościuszki, Kraków, 2008, ISBN, 8372424047
• [29] Woźniak M., Odziemczyk W., Investigation of stability of precise geodetic instruments used in deformation monitoring, Reports on Geodesy and Geoinformatics vol. 104 (2017), str. 79-90, doi: 10.1515/rgg-2017-0017 [dostęp: 18.04.2023]
• [30] Vista Data Vision, strona internetowa, https://vistadatavision.com/case-studies/environmental-data-monitoring [dostęp: 18.04.2023]
• [31] Wilde K., Chróścielewski J., Miśkiewicz M., Rucka M., Diagnostics and monitoring of new textile roof of the Forest Opera in Sopot, Proceedings of the XXVI Scientific Conference „Awarie budowlane”, 2013, str. 291-298
• [32] Zaczek-Peplinska J., Pasik M., Popielski P., 2013, Geodetic monitoring of objects in the area of impact construction of tunnels and deep excavations – experiences and conclusions, Acta Scientarum Polonorum – Architectura, 12 (2) 2013, str. 17–31
• [33] Yi, TH, Li, HN, Methodology developments in sensor placement for health monitoring of civil infrastructures, Int. J. Distrib. Sens. Netw., 8(8), 2012, str. 612–726

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).