Bilans mas ziemnych podtorza i nasypów dronem, rozliczenie wykopów i nasypów

Korpus drogi kolejowej to ogromna ilość przemieszczonego gruntu. Wykop w jednym miejscu, nasyp w drugim, podtorze ułożone warstwami. Wszystko to trzeba rozliczyć w metrach sześciennych, bo wykonawca robót ziemnych dostaje wynagrodzenie za objętość. Klasycznie robi to geodeta, który schodzi w teren z tachimetrem albo odbiornikiem GNSS i zbiera przekroje co kilkadziesiąt metrów. Reszta objętości jest interpolowana między przekrojami.

Dronem robimy to inaczej. Lecimy nad całym odcinkiem i z setek zdjęć budujemy gęsty model 3D korpusu. Z modelu liczymy objętość każdej strefy, a nie tylko kilku przekrojów. Portal SkySnap zestawia stan z dwóch nalotów i pokazuje bilans netto. Widać dokładnie, ile gruntu wybrano i ile wbudowano między jedną datą a drugą.

Najczęściej zamawiają to generalni wykonawcy kolejowi i konsorcja torowe rozliczające podwykonawców robót ziemnych. Drugi częsty klient to inżynier kontraktu, który chce niezależnie sprawdzić zakres wykonanych prac, zanim podpisze przejściowe świadectwo płatności. Dzwonią też geodeci kontraktowi, kiedy odcinek jest długi, a klasyczny pomiar przekrojami zająłby tygodnie.

• Bilans mas ziemnych: różnica między objętością gruntu wybranego (wykop) a wbudowanego (nasyp), wyrażona w m³. Pokazuje, czy na odcinku brakuje gruntu, czy jest jego nadmiar.
• Podtorze: warstwowa konstrukcja ziemna pod nawierzchnią kolejową, przenosząca obciążenia z toru na podłoże. Jej geometria i objętość są przedmiotem rozliczeń robót ziemnych.
• Fotogrametria niskiego pułapu: metoda pomiaru, w której z setek nakładających się zdjęć z drona rekonstruuje się model 3D terenu.
• GCP, Ground Control Points: punkty kontrolne mierzone GNSS na ziemi. Kalibrują model i pozwalają osiągnąć dokładność objętości do 3%.
• Numeryczny Model Terenu (NMT): cyfrowa reprezentacja powierzchni gruntu. Służy jako podstawa, od której liczona jest objętość wykopu i nasypu.
• Przekrój poprzeczny: pionowy profil korpusu w danym kilometrze trasy. Klasyczna geodezja liczy objętość między przekrojami, dron liczy z całej powierzchni.

• Generalni wykonawcy kolejowi i konsorcja torowe
• Inżynierowie kontraktu i inwestorzy zastępczy
• PKP PLK przy nadzorze nad robotami ziemnymi
• Geodeci kontraktowi na długich odcinkach
• Podwykonawcy robót ziemnych, którzy dokumentują swój zakres
• Biura projektowe weryfikujące przedmiar
• Wykonawcy drogowi przy nasypach i wykopach inwestycji liniowych

• Rozliczenie wykopów i nasypów w m³
• Niezależna weryfikacja zakresu robót ziemnych
• Kontrola przedmiaru przed złożeniem oferty
• Materiał dowodowy przy sporach o objętość
• Dokumentacja stanu robót do przejściowych świadectw płatności
• Śledzenie postępu robót ziemnych między datami
• Bilans netto wykop minus nasyp dla całego odcinka

• Twarde liczby: objętość liczona z gęstego modelu 3D, a nie interpolowana między przekrojami co kilkadziesiąt metrów.
• Czas: jeden nalot pokrywa kilka kilometrów korpusu. Klasyczny pomiar przekrojami tego samego odcinka to dni pracy geodety.
• Porównanie w czasie: Portal SkySnap nakłada dwa naloty i liczy bilans netto między datami.
• Mniej sporów: datowany model z georeferencją jest mocniejszy w rozmowie z podwykonawcą niż deklaracja na słowo.
• Zgodność z projektem: liczby w układach PL-2000 i PL-1992 pasują wprost do dokumentacji kontraktowej.

Raport z bilansu mas PDF

• Zestawienie objętości wykopu i nasypu dla odcinka i poszczególnych stref
• Bilans netto wykop minus nasyp
• Porównanie stanu między dwiema datami
• Wizualizacja korpusu na ortofotomapie i modelu 3D
• Opis metodyki i zastosowanych punktów GCP

Pliki źródłowe

• Eksport tabeli objętości do CSV
• Numeryczny model terenu i chmura punktów
• Ortofotomapa w pełnej rozdzielczości (GeoTIFF) z georeferencją

Portal SkySnap

• Automatyczne liczenie bilansu między wybranymi datami
• Pomiary objętości wprost na modelu 3D
• Definiowanie własnych stref do rozliczeń
• Wszystkie naloty na jednej osi czasu
• Eksport danych do dalszych systemów i dokumentacji kontraktowej

Według PKP PLK, w Polsce eksploatowanych jest około 19 tysięcy kilometrów linii kolejowych, a Krajowy Program Kolejowy zakłada ponad 80 miliardów złotych na inwestycje liniowe.

Roboty ziemne to jedna z największych pozycji kosztowych takich kontraktów, a rozbieżność rzędu kilku procent w bilansie mas potrafi przekroczyć zakładaną marżę wykonawcy. Na kontrakcie S12 Radom-Wieniawa pomiar fotogrametryczny ujawnił niedoszacowanie mas w dokumentacji na poziomie 4%.

• Naloty planujemy w oknach uzgodnionych z prowadzącym ruch, z zachowaniem zasad bezpieczeństwa na czynnej linii
• Punkty kontrolne GCP mierzymy GNSS i wiążemy model z układami PL-2000 i PL-1992
• Używamy dronów DJI Matrice 4E i Matrice 4D do fotogrametrii i skaningu liniowego
• Dane opracowujemy w Pix4D i Agisoft Metashape, a objętości liczymy w Portalu SkySnap
• Każdy cykl realizujemy z porównywalnego pułapu i pokrycia, żeby bilans między datami był wiarygodny

• EASA Specific Category regulacje lotów dla dronów komercyjnych w kategorii szczególnej
• ULC polski regulator lotnictwa, wymagane uprawnienia operatora
• GUGiK standardy pomiarów geodezyjnych i układy odniesienia PL-2000 i PL-1992
• PKP PLK wytyczne zarządcy infrastruktury dla prac w pobliżu czynnych torów
• Pomiary zgodne z metodyką normy PN-EN ISO 17123 dla procedur terenowych instrumentów geodezyjnych

• DJI Matrice 4E do fotogrametrii liniowej i pomiaru objętości
• DJI Matrice 4D jako platforma uzupełniająca
• Pix4D i Agisoft Metashape do opracowania modeli i objętości
• Portal SkySnap do automatycznego liczenia bilansu mas i porównań w czasie

Bilans mas ziemnych podtorza realizujemy w całej Polsce, wzdłuż linii zarządzanych przez PKP PLK oraz przy inwestycjach CPK i dużych kontraktach drogowych. Najczęściej na odcinkach modernizowanych w okolicach Warszawy, Krakowa, Wrocławia, Poznania, Łodzi i Trójmiasta. Operatorzy mają uprawnienia EASA Specific, więc latamy też tam, gdzie przestrzeń powietrzna jest ograniczona.