ГИС для контроля покрытия в аэропорту Олбани

В 1996 году Международный аэропорт Олбани, штат Нью-Йорк, начал реализацию программы интенсивного развития, в которой основное внимание уделялось повышению безопасности и эффективности. Достичь цели предполагалось за счет прогрессивного подхода, инвестиций в новые технологии и современное оборудование.

В сентябре 2000 г. аэропорт получил грант в $6,3 млн. от Федерального Управления Авиации США, из которых $3,7 млн. предназначались на полную реконструкцию взлетно-посадочных полос и рулежных дорожек. Для получения федеральных средств на реконструкцию аэропорты должны провести полную оценку состояния покрытия и представить отчет с раскладкой по Индексам состояния покрытия (PCI). Цель реализации Системы управления покрытием (PMS) — рационально и эффективно управлять фондами эксплуатации и ремонта. Таким образом, частью проекта являлось обследование существующего покрытия.

Данные обследований покрытия обрабатывались при помощи программного обеспечения MicroPAVER 4.2, разработанного в Лаборатории исследований, проектирования и строительства Армии США. Эта программа позволяет хранить записи по покрытию, историю состояния покрытия, данные проверок, историю строительства и эксплуатации, а также связанную стоимостную информацию. MicroPAVER 4.2 включает ГИС модуль, отвечающий за пространственную визуализацию и создание отчетов по PCI.

Базовые карты

Первым шагом проекта стало создание высокоточных базовых карт покрытия зоны аэродрома на основе бумажных инженерных чертежей из архивов аэропорта и документов САПР. Для проверки достоверности чертежей и сбора данных по ключевым точкам взлетно-посадочных полос и рулежных дорожек использовались приборы Trimble Real Time Kinematic (RTK) GPS. Все данные сравнивались с новыми аэрофотоснимками, собранными в мозаику в требуемой системе координат (State Plane NAD83 New York East). Векторные данные аэропорта были приведены к этой системе координат с использованием утилиты работы с проекциями пакета ArcView. Данные были перенесены в ArcView и конвертированы в формат шейп-файла. Теперь все данные стали доступны в едином формате и в одной системе координат.


Рис. 1.
Базовая карта аэропорта в виде компоновки, сделанной в ArcView 3.2, где слои САПР после перепроецирования наложены поверх слоев шейп-файлов.

База данных

База данных MicroPAVER 4.2 включает иерархическую структуру элементов, имеющих покрытие и являющихся объектом инвентаризации. В ней Сеть — это система единиц с покрытием, например, уличная сеть или аэропорт. Ветвь представляет область с одинаковым использованием, конструкцией или возрастом, например взлетную полосу или рулежную дорожку. Секция — это участок ветви с однородными характеристиками состояния покрытия. Единица экземпляра — это часть секции и минимальный элемент системы PMS, являющийся объектом обследования.

Всего в базе данных объектов с покрытием аэропорта Олбани содержится около 1219 единиц экземпляров площадью порядка 6 тыс. кв. футов каждый. Для представления всех экземпляров было выбрано 295. Для ветвей, секций, экземпляров и выбранных единиц экземпляров были заданы отдельные картографические слои или темы в проекте ArcView.

Индекс состояния покрытия

В инженерной службе армии США разработан Индекс состояния покрытия (PCI) для условий аэропортов Воздушных Сил США. Этот индекс является основной критериальной мерой системы PMS, он задается значениями от 0 (непригодно) до 100 (отлично). Значение определяется исходя из числа и типа трещин и дефектов, обнаруженных при визуальном обследовании поверхности. Чтобы поддерживать связность данных, обследования проводит один и тот же инспектор в одинаковых условиях по выбранным единицам экземпляров.


Рис. 2.
Покрытие в пределах аэропорта Олбани, цвет зависит от вида объектов с покрытием.

Система управления покрытием

Интегрированная Система управления покрытием (PMS) включает следующие ключевые элементы:

  • Перьевой компьютер Fujitsu Stylistic 3400
  • GPS приемник Trimble Pathfinder Pro XR
  • Пакет полевой ГИС ArcPad и программа ArcView от ESRI
  • Программное обеспечение MicroPAVER.

Мозаика аэрофотоснимков была загружена в компьютер вместе с пакетом ArcPad и данными, представленными шейп-файлами секций, единиц экземпляров и выбранных случайным образом экземпляров. То есть, системный оператор получил возможность точно определять местоположение каждой обследуемой единицы и видеть ее расположение относительно других компонент базовой карты и аэрофото. Данные обследования прямо в поле вводились в базу данных MicroPAVER, что значительно облегчало и ускоряло работу.


Рис. 3.
Пэт Руни, технический специалист из компании C.T. Male, с перьевым компьютером и GPS приемником за спиной обследует покрытие аэропорта.

Отчеты

Помимо автоматизации инвентаризации покрытия, программа MicroPAVER может обращаться к базе данных ГИС для генерации требуемых отчетов, диаграмм, графиков обследований. По мере того как индексы PCI вычислялись для каждой секции покрытия, атрибуты полигонов секций передавались из ArcPad в проект ArcView 3.2. Они кодировались с использованием той же легенды, которая была установлена в MicroPAVER для ГИС отчета. Затем карты отображались средствами ArcView 3.2, к ним привязывались дата обследования, возраст покрытия каждой секции и подробное описание по определенным областям.

Последующие обследования будут проводиться по той же схеме с использованием полученных шейп-файлов. Данные по истории обследований теперь будут унифицированы, а прогнозы — более точны. Они будут основываться на стандартной методике, отработанной в рамках выполненного проекта. Последующие отчеты также будут включать карты, показывающие типы повреждений и степень повреждения покрытия.

Этот проект «Управление покрытием на основе ГИС» в 2002 году получил платиновую медаль Нью-Йоркской Ассоциации консалтинговых инженерных служб и выиграл также награду национального признания в национальном конкурсе, проводимом Советом инженерных компаний.

За дополнительной информацией можно обращаться к инженеру аэропорта Ричу Моргану (Rich Morgan), e-mail: rmorgan@albanyairport.com и к Лене Вебер (Lena Weber), разработчику ГИС приложений компании C.T. Male Associates, e-mail: l.weber@ctmale.com.