Martinez 2017s

El 28 de març de 2017 es va publicar un article que recollia la metodologia emprada per a l’elaboració d’una acurada cartografia de la xarxa de TMB del metro de Barcelona mitjançant l’ús de tècniques geomàtiques avançades.

• Escaneig làser i fotogrametria cinemàtica per fer front a les limitacions de la cartografia convencional
• Imatges
• Autors

Escaneig làser i fotogrametria cinemàtica per fer front a les limitacions de la cartografia convencional

Per tal de tenir un coneixement complet i detallat dels elements constitutius de la infraestructura de la xarxa de metro de TMB (vies, equipaments, instal·lacions, túnels de servei, pous de ventilació, senyals, sistemes d’energia...), l’any 2010 s’hi va completar un projecte de cartografia mitjançant fotogrametria i escaneig làser; recentment, la metodologia emprada ha estat donada a conèixer a Taylor & Francis Online, en l’article “The use of geomatic techniques to improve the management of metro infrastructure”, en el qual hi ha col·laborat personal del Departament d’Enginyeria Civil i Ambiental de la Universitat Politècnica de Catalunya, de Transports Metropolitans de Barcelona i de la constructora COMSA.

La complexitat de cartografiar una infraestructura com la del metro de Barcelona ve donada no només per les seves dimensions (119 km de túnel, 141 estacions), sinó també per la impossibilitat de treballar-hi quan el metro està en servei. A més, majoritàriament es tracta d’instal·lacions subterrànies, cosa que impedeix la utilització de tècniques topogràfiques i cartogràfiques convencionals: no serveixen les dades de la xarxa geodèsica de superfície, ni els mètodes fotogramètrics terrestres o aeris; tampoc hi arriba el senyal dels sistemes de navegació global per satèl·lit (GNSS). Tot plegat fa que habitualment el coneixement espacial d’aquesta mena d’infraestructures sigui fragmentari, puntual i discontinu.

Per a l’actuació que ens ocupa, es va haver d’optar pels sistemes mòbils de mapatge (MMS) que es fan servir per a l’inventari d’elements urbans, però adaptant-los a les característiques de l’entorn subterrani del metro. Es van emprar instruments d’escaneig làser i de fotogrametria cinemàtica i es van fer servir mètodes de calibratge previ i georeferenciació indirecta atesa la manca de senyal GNSS.

En detall, el sistema de mapatge mòbil utilitzat finalment va consistir en: un mòdul de trajectòria amb mesurador inercial, calibrat amb GPS intern i un hodòmetre; un mòdul fotogramètric, amb sis càmeres de color (segons previsió inicial: finalment en van ser set, i d’infraroig); un mòdul d’escaneig làser, amb dos sensors i cobertura de 180⁰; i un mòdul de vídeo, orientat cap endavant. El conjunt es completava amb il·luminació LED d’infraroig.

Naturalment, per treballar sota terra (sense senyal GPS, per exemple) va caldre fixar uns paràmetres previs en un camp de calibratge per als mòduls de càmeres, d’escaneig làser, l’hodòmetre i els sistemes cinemàtics.

També va caldre establir un marc previ de referència pel que fa a la xarxa geodèsica de control: l’exterior, la d’enllaç i la interior. L’exterior, de 136 vèrtexs, va ser observada amb mètodes GPS estàtics, cada vèrtex entre quatre i set vegades: se’n van obtenir quasi un miler de bases prou redundants per aconseguir l’exactitud necessària, amb desviacions de tot just 2 cm en els plans altimètric i planimètric. Pel que fa a la xarxa d’enllaç, se’n van observar 53 itineraris, amb prop de nou-cents vèrtexs: un cop ajustats mitjançant el mètode dels mínims quadrats, se’n van obtenir les coordenades, amb mitjanes quadràtiques d’1 cm. Aquesta mateixa mitjana es va aconseguir per a la xarxa interna, amb 73 itineraris i prop de nou-cents vèrtexs. En l’observació de les xarxes d’enllaç i interior, ateses les condicions ambientals desfavorables per al mesurament precís, es van emprar sistemes de col·limació.

L’exploració es va dur a terme en hores reservades a les feines de manteniment del suburbà, entre la 1 i les 4.15 h de la matinada, quan la catenària no té voltatge; es va fer muntant els mòduls en una furgoneta instal·lada en una dresina de manteniment de vies, a uns 10 km/h, amb un perfil cada 5 segons. Atès que el temps de treball útil cada nit era en realitat només de dues hores, ja que calia traslladar la dresina des del seu garatge al punt d’inici de l’exploració, a més de preparar els diferents mòduls, cada jornada de feina permetia cobrir entre 15 i 20 km d’infraestructura: l’exploració es va completar al cap de deu nits de treballs.

El resultat de les actuacions va ser un registre exhaustiu, continu i exacte, amb precisió centimètrica, del continent i el contingut de túnels i estacions, fàcilment accessible per al personal del metro, i que al capdavall possibilita una gestió més fàcil i eficaç de la infraestructura, i la prestació d’un millor servei.

Imatges

 Vehicle equipat amb els sistemes inercials i de posicionament cinemàtic (© TMB)

 

Làmpades LED d'infraroig (© TMB)

 

File:Draft Garcia 503713661-metrogeo-ysre a 1306184 f0003 c.jpg

Esquema dels mòduls de trajectòria, fotogrametria i escaneig làser, i llur integració (© 2017 Survey Review Ltd.)

   

Fotograma de les set càmeres emprades, i un mateix punt en dues fotografies simultànies de dues càmeres diferents (© 2017 Survey Review Ltd.)

Núvol de punts de la secció georeferenciada d'un túnel (© 2017 Survey Review Ltd.)

   

Autors

Redactat per: Alfonso Martínez Jaume

Per saber-ne més: Taylor & Francis Online

Informació relacionada

• Taylor & Francis Online