Plataforma Móvil Basada en LabVIEW para Inspección de Carreteras

Willians R. Mertz Villa, HOB Consultores SA.

"Realizamos inspecciones y operaciones utilizando las imágenes de ruta, a través del módulo de evaluación superficial de ruta (MESR) el cual ha sido desarrollado utilizando LabVIEW, tales como seguridad vial, inventario de activos, el estado actual de la vía con simulaciones de recorrido a través de la vía a diferentes velocidades, realizar mediciones sobre las imágenes."

- Willians R. Mertz Villa, HOB Consultores SA.

El Reto:

Mejorar el proceso de relevamiento de información para evaluar el grado de deterioro de la infraestructura vial, que actualmente se realiza de manera manual, interrumpiendo el tráfico y durante el día, situación de alto riesgo de accidentes y muy bajo rendimiento (10 km/cuadrilla/día); adicionalmente la información es registrada en formatos sujetos a manipulación, difícil de verificarse y con resultados inconsistentes.

La Solución:

Desarrollar una plataforma móvil con un sistema de video en tiempo real geo referenciado en todo tiempo; diseñada específicamente para recolectar en forma eficiente y segura imágenes virtuales del estado de deterioro y conservación de los pavimentos y sus obras de arte (hasta 80KPH). Con sistemas de adquisición de datos, imágenes de ruta y pavimento, ajustados a normas internacionales.

Autor(es):

Willians R. Mertz Villa - HOB Consultores SA.
Franck Vásquez Pérez - HOB Consultores SA.

 

 

La infraestructura vial desarrolla mercados locales y permite su integración espacial con centros económicos, generando efectos positivos que influyen en las decisiones de producción y consumo de empresas y hogares. Las carencias de una vía se traducen en desplazamientos ineficientes afectando el nivel de vida y la productividad. Su deterioro incrementa costos de operación, tiempos de viaje e inversiones en la vía. La satisfacción de los usuarios se manifiesta en la calidad de los pavimentos; en tal sentido, debemos conocer cuándo intervenirla y cómo medir su deterioro, proceso sujeto a metodologías de relevamiento de información que hoy es manual y hace que sus resultados sean inconsistentes.

 

 

Descripción de la Aplicación:

La plataforma móvil, ROAS: “Road Analyzer And Survey Vehicle” está orientada a la Innovación Tecnológica en el campo de la Gestión y Mantenimiento de Carreteras; y hacer viable contar con un vehículo de medición automática de datos geo-referenciados, prestar el servicio de relevamiento de la información para evaluar los niveles de servicio y condición superficial de la vía, utilizando estándares nacionales e internacionales tales como: norma ASTM D6433-11 (Roads and Parking Lots Pavement Condition Index Surveys), entre otras; incorporados al sistema para una operación adecuada. (Figura 1)

 

En tal sentido, se ha desarrollo un sistema de adquisición y pre-procesamiento de datos y dos módulos de software para la generación de reportes especializados.

 

 

El Sistema de Adquisición de Datos y Pre-procesamiento de Datos.

E ste módulo está compuesto del hardware de adquisición de datos utilizando la Plataforma PXI de National Instruments y el módulo de control a través de la interface de usuario desarrollado utilizando NI LabVIEW y LabVIEW Real Time (Figura 2).

 

El hardware permite sincronizar y adquirir datos tales como imágenes digitales del pavimento y ruta, GPS, giro, entre otros dispositivos. Sincronizamos los datos con un instrumento de medición de distancia (DMI) a través de un sensor encoder conectado al eje de las ruedas del vehículo. La figura 3 muestra las partes del sistema DAQ instalados en la plataforma móvil.

 

 

Módulos de Software para la Generación de Reportes Especializados.

Los reportes son generados en función al tipo de información recolectada por el sistema ROAS. Las imágenes de ruta permiten realizar varias inspecciones a través del módulo de evaluación superficial de ruta (MESR) el cual ha sido desarrollado utilizando LabVIEW (Figura 4), incluyendo:

  • Seguridad vial
  • Inventario de activos (señales de tránsito, semáforos, etc.)
  • Estado actual de la vía con simulaciones de recorrido a través de la vía (a diferentes velocidades),
  • Realizar mediciones sobre las imágenes (ancho de carril, proyección de GPS)

 

Las imágenes de pavimento permiten hacer una inspección visual en gabinete del estado de las vías pavimentadas, realizar mediciones, tener un historial de mantenimiento, identificar el tipo de falla y su severidad (piel de cocodrilo, grietas longitudinales y transversales), generación de reportes. Todo a través del módulo de evaluación superficial de pavimento (MESP) el cual ha sido desarrollado utilizando LabVIEW (Figura 5).

 

 

Características Generales del Sistema.

  • Velocidades de adquisición de datos de hasta 80Km/h.
  • Imágenes digitales panorámicas de ruta hasta 120°.
  • Imágenes digitales de completas del pavimento por carril (hasta 4 metros de acho).
  • Mediciones virtuales sobre las imágenes.
  • Recorrido virtual de vías a diferentes velocidades y geo-posicionamiento.
  • Gran capacidad de almacenamiento de información interna y externa.
  • Generación de reportes y exportación de datos a diferentes formatos de archivos tales como: Excel, Word, KML (Google earth), JPG, AVI, etc.
  • Iluminación artificial utilizando luces de xenón estroboscópicas para captura de imágenes de pavimento.
  • Datos geo-referenciados (GPS o DGPS).
  • Dispositivo medidor de distancia (DMI), error menor al 0.1%.

 

Conclusión:

Desarrollamos exitosamente la metodología apropiada para relevamiento. Nuestro sistema otorga fiabilidad a la información y consistencia a sus resultados, con alto régimen de producción y seguridad (200 km/día). Se pueden intervenir caminos pavimentados, no pavimentados y urbanos, de día y de noche. Los usuarios pueden ajustar la generación de reportes a sus requerimientos. Data verificable, reproducible y exportable a otras plataformas como extensión de su uso. Cuenta con información de GPS o DGPS, pudiéndose importar imágenes de Google maps. También mejora la calidad de la información como insumo de los sistemas de gestión de pavimentos, mejores y oportunas decisiones de intervención a la vía y puede integrar otros sensores y/o equipos de medición a la plataforma.

 

Información del Autor

Willians R. Mertz Villa
HOB Consultores SA.
Peru
Tel: (51) 1 7199212

Relevamiento de Fallas de Carretera Utilizando el Equipo ROAS
Unidad Móvil Con Hardware y Software DAQ.
Partes del Sistema DAQ
Módulo de Software para la Inspección y Generación de Reportes con Imágenes de Ruta (MESR)
Módulo de Software para la Inspección y Generación de Reportes con Imágenes de Pavimento (MESP)