Menetelmät siltojen ohjeellisen ajolinjatiedon tuottamiseen
Eskola, Anna (2023)
Eskola, Anna
2023
Tietojohtamisen DI-ohjelma - Master's Programme in Information and Knowledge Management
Johtamisen ja talouden tiedekunta - Faculty of Management and Business
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2023-05-11
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202305045209
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202305045209
Tiivistelmä
Siltojen ylityksen valvonnan on tarkoitus säästää siltojen ennenaikaista loppuun kulumista. Ylittämisen suorittaminen valvottuna rakenteellisesti oikealta kohdalta voi vähentää sillan kuormitusta verrattuna tavanomaisen kaistan ajolinjaan. Nykyinen raskaiden erikoiskuljetusten sillan ylitysten valvonta tapahtuu tien kunnossapitäjän silmämääräisellä valvonnalla. Prosessia halutaan kehittää ja luoda mahdollisuuksia tulevaisuuden valvonnan automatisoinnille. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää, millaisilla menetelmillä voidaan tuottaa ajolinjatietoa käytettävään muotoon Suomen tiesilloista. Työ koostuu kirjallisuuskatsauksesta, haastatteluista, työpajasta sekä kokeellisesta osiosta.
Kirjallisuuskatsauksessa selvitettiin nykyistä prosessia, ajolinjatiedon ominaisuuksia, datan vaatimuksia ja vertailukriteerien ominaisuuksia. Kirjallisuuskatsauksen perusteella Suomessa ei nykyisin kerätä ajolinjatietoa. Ajolinjatiedolla voi kirjallisuuskatsauksen perusteella olla erilaisia esitystapoja, kuten absoluuttinen paikkatieto tai suhteellinen tieto sillan rakenteisiin nähden. Haastattelujen ja työpajan perusteella selvitettiin asiantuntijoiden näkemyksiä kehityssuunnista, referenssimaiden vastaavia prosesseja, sekä eri menetelmiin liittyviä etuja ja haasteita. Haastatteluista nousi esiin, ettei Virossa, Ruotsissa tai Tanskassa ole myöskään kehitetty vastaavaa menetelmää siltojen ajolinjatiedon tuottamiselle. Asiantuntijoiden haastattelujen ja työpajan perusteella selvitettiin erilaisia menetelmävaihtoehtoja ajolinjatiedon tuottamiselle. Kiinnostavimpia ajolinjatiedon esittämistapoja olivat sillan kannen kuvaan, ilmakuvaan tai satelliittipaikannusdatana tuotettu ajolinjatieto. Valikoituneet menetelmät olivat sillan kannesta otettuun kuvaan manuaalisesti piirtäminen, kuvantunnistusjärjestelmän käyttäminen, tunnettujen geometriapisteiden avulla laskeminen, ilmakuvaan digitoiminen ja tarkkuuspaikantimella mittaaminen.
Kokeellisessa osuudessa testattiin tarkasteltavaksi valikoituneita menetelmiä tarkempien havaintojen keräämiseksi. Eri menetelmävaihtoehdot testattiin osittain ensimmäiselle testisillalle ja kaikki toiselle, kuvantunnistusjärjestelmää lukuun ottamatta. Geometriatietoa tuottavista menetelmistä tarkkuuspaikannus osoittautui testauksen perusteella ainoaksi menetelmäksi, joka vastasi haluttua tarkkuuden tasoa.
Eri menetelmien välillä voitiin havaita selkeitä eroja vaaditun manuaalisen työn määrässä, mikä heijastuu kustannuksiin ja muihin vaadittuihin resursseihin. Maastokäyntiä vaativat menetelmät ovat usein kustannuksiltaan korkeita. Maastokäyntien kustannuksia voidaan kuitenkin hallita toteuttamalla mittaukset muun käynnin yhteydessä, kuten sillan tarkastusten aikana. Vain kuvaan tuotettu ajolinjatieto palvelee paremmin monia muita käyttötarkoituksia, kuten ajoneuvon kuljettajan ajolinjan valintaa, mutta ei tue yhtä vahvasti sillan ylityksen valvonnan automatisointia satelliittipaikannuspohjaisesti. The monitoring of bridge crossings is intended to save the premature wear-out of bridges. Performing crossings on a controlled structurally durable driving line may reduce the load on the bridge compared to the normal driving lane line. The current monitoring of the crossing of the special heavy goods traffic bridge is carried out by visual control of the road operator. The aim is to develop the process and create opportunities for automation of future supervision. The purpose of this study was to find out what methods can be used to produce the driving line information to be used on the Finnish road bridges. The work consists of literature review, interviews, workshop and an experimental section.
The literature review examined the current process, the characteristics of the driving line data, the data requirements and the characteristics of the reference criteria. According to the literature review, no driving line data are collected in Finland at present. On the basis of the literature review, the driving line information may have different forms of presentations, such as absolute spatial data or relative data proportionate to bridge structures. Based on the interviews and the workshop, experts' views on development trends, similar processes in reference countries, as well as benefits and challenges related to different methods were examined. It emerged from the interviews that no similar method has been developed in Estonia, Sweden and Denmark for the production of driving line information on bridges. On the basis of interviews with experts and the workshop, various methods for the production of driving line information were examined. One of the most interesting ways of presenting the driving line information was the driving line data produced on the bridge cover, aerial image or satellite positioning data. The selected methods were manual drawing on the bridge cover photo, using the image recognition system, counting by means of known geometry points, digitizing the aerial image and measuring with precision positioning system.
The experimental part tested selected methods for the collection of more accurate observa tions. The different method options were partly tested on the first test bridge and all on the second, except for the image recognition system. On the basis of the testing methods that produce geometrical information about the driving line, precision detection proved to be the only method that corresponded to the desired level of accuracy. The imaged based driving line information products serves many other uses better, such as the choice of the vehicle driver's driving line but does not support the automation of bridge crossing control.
Clear differences in the volume of manual work required between the different methods could be identified, reflecting costs and other resources required. Methods requiring visits on the bridges are often of higher cost. However, the costs of visits can be managed by gathering the measurements during other visits, such as bridge inspections. Driving line information produced only in the image better serves many other purposes, such as the driver's choice of driving line, but does not support as strongly the automation of bridge crossing monitoring based on satellite positioning.
Kirjallisuuskatsauksessa selvitettiin nykyistä prosessia, ajolinjatiedon ominaisuuksia, datan vaatimuksia ja vertailukriteerien ominaisuuksia. Kirjallisuuskatsauksen perusteella Suomessa ei nykyisin kerätä ajolinjatietoa. Ajolinjatiedolla voi kirjallisuuskatsauksen perusteella olla erilaisia esitystapoja, kuten absoluuttinen paikkatieto tai suhteellinen tieto sillan rakenteisiin nähden. Haastattelujen ja työpajan perusteella selvitettiin asiantuntijoiden näkemyksiä kehityssuunnista, referenssimaiden vastaavia prosesseja, sekä eri menetelmiin liittyviä etuja ja haasteita. Haastatteluista nousi esiin, ettei Virossa, Ruotsissa tai Tanskassa ole myöskään kehitetty vastaavaa menetelmää siltojen ajolinjatiedon tuottamiselle. Asiantuntijoiden haastattelujen ja työpajan perusteella selvitettiin erilaisia menetelmävaihtoehtoja ajolinjatiedon tuottamiselle. Kiinnostavimpia ajolinjatiedon esittämistapoja olivat sillan kannen kuvaan, ilmakuvaan tai satelliittipaikannusdatana tuotettu ajolinjatieto. Valikoituneet menetelmät olivat sillan kannesta otettuun kuvaan manuaalisesti piirtäminen, kuvantunnistusjärjestelmän käyttäminen, tunnettujen geometriapisteiden avulla laskeminen, ilmakuvaan digitoiminen ja tarkkuuspaikantimella mittaaminen.
Kokeellisessa osuudessa testattiin tarkasteltavaksi valikoituneita menetelmiä tarkempien havaintojen keräämiseksi. Eri menetelmävaihtoehdot testattiin osittain ensimmäiselle testisillalle ja kaikki toiselle, kuvantunnistusjärjestelmää lukuun ottamatta. Geometriatietoa tuottavista menetelmistä tarkkuuspaikannus osoittautui testauksen perusteella ainoaksi menetelmäksi, joka vastasi haluttua tarkkuuden tasoa.
Eri menetelmien välillä voitiin havaita selkeitä eroja vaaditun manuaalisen työn määrässä, mikä heijastuu kustannuksiin ja muihin vaadittuihin resursseihin. Maastokäyntiä vaativat menetelmät ovat usein kustannuksiltaan korkeita. Maastokäyntien kustannuksia voidaan kuitenkin hallita toteuttamalla mittaukset muun käynnin yhteydessä, kuten sillan tarkastusten aikana. Vain kuvaan tuotettu ajolinjatieto palvelee paremmin monia muita käyttötarkoituksia, kuten ajoneuvon kuljettajan ajolinjan valintaa, mutta ei tue yhtä vahvasti sillan ylityksen valvonnan automatisointia satelliittipaikannuspohjaisesti.
The literature review examined the current process, the characteristics of the driving line data, the data requirements and the characteristics of the reference criteria. According to the literature review, no driving line data are collected in Finland at present. On the basis of the literature review, the driving line information may have different forms of presentations, such as absolute spatial data or relative data proportionate to bridge structures. Based on the interviews and the workshop, experts' views on development trends, similar processes in reference countries, as well as benefits and challenges related to different methods were examined. It emerged from the interviews that no similar method has been developed in Estonia, Sweden and Denmark for the production of driving line information on bridges. On the basis of interviews with experts and the workshop, various methods for the production of driving line information were examined. One of the most interesting ways of presenting the driving line information was the driving line data produced on the bridge cover, aerial image or satellite positioning data. The selected methods were manual drawing on the bridge cover photo, using the image recognition system, counting by means of known geometry points, digitizing the aerial image and measuring with precision positioning system.
The experimental part tested selected methods for the collection of more accurate observa tions. The different method options were partly tested on the first test bridge and all on the second, except for the image recognition system. On the basis of the testing methods that produce geometrical information about the driving line, precision detection proved to be the only method that corresponded to the desired level of accuracy. The imaged based driving line information products serves many other uses better, such as the choice of the vehicle driver's driving line but does not support the automation of bridge crossing control.
Clear differences in the volume of manual work required between the different methods could be identified, reflecting costs and other resources required. Methods requiring visits on the bridges are often of higher cost. However, the costs of visits can be managed by gathering the measurements during other visits, such as bridge inspections. Driving line information produced only in the image better serves many other purposes, such as the driver's choice of driving line, but does not support as strongly the automation of bridge crossing monitoring based on satellite positioning.