Full Digital Twin: Scanare LiDAR pentru Infrastructura Feroviară

Implementarea unui Full Digital Twin reprezintă viitorul inspecțiilor tehnice, eliminând riscurile asociate accesului fizic pe structuri complexe. Inspecțiile tradiționale ale podurilor feroviare necesită, de obicei, schele, alpinism utilitar, restricționarea traficului feroviar și o expunere ridicată a personalului. În acest proiect, zona de lucru a fost un pod feroviar activ, unde accesul direct pe întreaga lungime a suprastructurii era imposibil. Obiectivul a fost clar: obținerea unor măsurători precise prin scanare LiDAR, documentarea stării materialelor și verificarea vegetației într-o manieră complet non-invazivă.

Soluția aleasă s-a bazat exclusiv pe date de înaltă precizie: scanare LiDAR și RGB, realizate cu drone atât pentru partea superioară a podului (on top), cât și pentru partea inferioară (under bridge). Proiectul a vizat crearea primului Full Digital Twin 1:1 al unui pod feroviar din România, oferind o geometrie exactă și o documentare vizuală detaliată.

Digital Twin

Partea superioară a podului: Scanare LiDAR și RGB

Inspecția a început cu structurile superioare, unde a fost esențială obținerea geometriei exacte. Drona echipată cu sistemul LiDAR a zburat pe traiectorii predefinite, capturând fiecare grindă și element de fixare metalic. În timp ce senzorul colecta milioane de puncte tridimensionale, structura a prins o formă digitală, modelul rezultat reflectând realitatea fizică cu o precizie centimetrică.

LiDAR a fost completat de RGB, care a adus dimensiunea vizuală în analiză: textura metalului, zonele în care vopseaua s-a exfoliat, primele semne de coroziune sau depozite biologice. Fiecare fotografie a fost georeferențiată și integrată peste norul de puncte, transformând modelul 3D într-un Full Digital Twin.

Prin acest proces, echipa a obținut o reprezentare măsurabilă 1:1 a structurii superioare printr-o hartă tridimensională fidelă, care permite calcularea dimensiunilor reale, analiza deformărilor, vegetația din jur, elevația terenului și monitorizarea stării în timp.
Dacă LiDAR construiește „scheletul”, RGB aduce „pielea”: textura metalului, zonele în care vopseaua s-a exfoliat, urmele de rugină etc.

Astfel, evaluarea vizuală și dimensională au fost combinate, oferind o imagine completă a stării podului.

Inspecția „Under Bridge”: LiDAR SLAM și RGB

Partea inferioară a podului a reprezentat o provocare distinctă, structura extinzându-se deasupra apei. Pentru această etapă, a fost utilizată tehnologia LiDAR portabilă cu procesare SLAM (Simultaneous Localization and Mapping), capabilă să mapeze spații complexe și greu accesibile.

Datele obținute prin această scanare LiDAR SLAM au fost suplimentate cu imagini RGB de înaltă rezoluție capturate din unghiuri controlate.

Integrarea celor două seturi de date a rezultat într-un model digital complet, în care fiecare detaliu de sub tablierul podului este măsurabil și vizibil.

Această combinație „deasupra și sub pod” a permis o analiză structurală cuprinzătoare și neîntreruptă, acoperind atât elementele expuse vizual, cât și cele ascunse sau dificil de observat prin inspecție directă.

Beneficiile unui Full Digital Twin în mentenanță

Rezultatul final este un Full Digital Twin al podului feroviar, primul de acest fel din România. Acest model 3D texturat integrează:

  • Geometria completă a structurilor superioare și inferioare;

  • Documentația vizuală detaliată a materialelor;

  • Informații despre vegetația din proximitatea căii ferate;

  • Posibilitatea de comparare între scanări ulterioare.

Mai important, întreaga inspecție a fost realizată fără acces direct pe pod, fără oprirea traficului și fără riscuri operaționale. Această abordare marchează o schimbare de paradigmă în modul în care este inspectată infrastructura în România. Pentru prima dată, o structură complexă a fost documentată 100% digital prin scanare LiDAR, oferind precizie milimetrică și monitorizare predictivă.

Acest model de tip Full Digital Twin permite inginerilor să măsoare orice element structural, să identifice degradările incipiente și să evalueze dinamica vegetației care ar putea afecta siguranța feroviară. Mai important, întreaga inspecție a fost realizată fără acces direct pe pod, fără oprirea traficului și fără riscuri operaționale, demonstrând avantajele unei soluții bazate pe scanare LiDAR.

Abordarea marchează o schimbare de paradigmă în modul în care este inspectată infrastructura feroviară din România. Pentru prima dată, o structură complexă a fost documentată 100% digital, utilizând o combinație de tehnologii aeriene și terestre care oferă:

  • Non-invazivitate totală: Fără perturbarea activității feroviare;

  • Precizie milimetrică: Date exacte obținute prin scanare LiDAR;

  • Analiză vizuală integrată: Documentare detaliată a materialelor;

  • Monitorizare predictivă: Posibilitatea de a urmări evoluția structurii în timp.

Podul există acum simultan în două forme: una fizică, supusă trecerii timpului, și una digitală, sub formă de Full Digital Twin, precisă și permanent accesibilă pentru mentenanță.

În spatele acestei misiuni a fost echipa Skyline Drones team, care a proiectat întregul flux operațional, de la planificarea zborului până la validarea modelului digital. Experiența lor combinată în inspecții UAV industriale și fotogrammetrie a făcut posibilă atingerea unui nivel de acuratețe rar întâlnit chiar și la nivel european.