Civilingenjörer vid Purdue University har utvecklat ett helt automatiserat, bärbart system för att uppskatta volymen av lager av bulkförnödenheter som salt och andra material som används i industri-, motorvägs- och jordbrukstillämpningar.

Indiana Department of Transportation (INDOT) stödde forskningen genom sitt gemensamma transportforskningsprogram. En artikel om innovationen publicerades i den peer-reviewade tidskriften Remote Sensing .

Lagringshantering är viktig i vägunderhåll, som använder salt för att avisa vägar för att hålla trafiken flytande säkert, och i andra tillämpningar. Statliga myndigheter är alltmer intresserade av att spåra lager för att bedöma deras miljöpåverkan, inklusive effekter på vegetation och salthalten i ytvatten. Salt och sand kan också påverka beläggningens hållbarhet.

Jeremy McGuffey, statlig vinterdriftschef för INDOT, sa att avdelningen har nästan 120 saltlagringsbyggnader runt om i staten och att de flesta platser visuellt uppskattar volymen.

"Detta är i sig felaktigt och kommer att variera från person till person," sa McGuffey. "Om jag pekade på en stenhög på marken, skulle en annan person kunna berätta för mig hur mycket stenen är baserat på enbart syn?

"Det finns några platser som använder undersökningsutrustning för att göra mätningar baserat på den yttre storleken - höjden och bredden - på lagret, men de tar inte hänsyn till djupet. Många av våra byggnader är fulla av salt året runt, och det finns inget sätt att nå baksidan av högen för att avgöra hur lång den är."

Traditionella metoder för att mäta lager använder fältundersökningsprocedurer som varar flera timmar och utsätter lantmäteripersonal för farliga förhållanden. Modern LiDAR-teknik – eller ljusdetekterings- och avståndsteknik – är säkrare och mer tillförlitlig, men dess toppprestanda är begränsad till välplanerad skanning och komplexa databehandlingsscheman när det gäller stora inomhusplatser.

Saltövervaknings- och rapporteringsteknik, eller SMART, skapades av Ayman Habib, Thomas A. Page professor i byggnadsteknik och Darcy Bullock, familjeprofessor i byggnadsteknik från Lyles, båda från Purdues Lyles School of Civil Engineering.

Habib sa att SMART integrerar konsumentklassade avkänningsmodaliteter för bildbehandling och LiDAR-enheter för att samla in lagerdata på mindre än 10 minuter per anläggning, även i utmanande miljösituationer.

"SMART använder också en innovativ databearbetningsstrategi som kan hantera dessa data för noggrann utvärdering av lagervolymen samt ge en visuell registrering av den kartlagda anläggningen i form av färgade punktmoln," sa Habib.

SMART är mer exakt, mer kostnadseffektiv och säkrare än traditionell kommersiell teknik för att uppskatta volymen av lager av bulkmaterial.

"Tekniken uppskattar volymen med mindre än 1% fel och kostar mindre än $10 000; befintliga tekniker kostar mer än dubbelt så mycket," sa Habib. "Det möjliggör också praktisk, snabb och säker datainsamling. Vissa traditionella tekniker kräver att en operatör klättrar i lagret, vilket leder till utökad och osäker datainsamling."

McGuffey sa att SMART redan har gett positiva resultat till INDOT.

"Med systemet vi utvecklat med Purdue löses först byggnadens tomma dimensioner, och sedan kan salthögens volym lätt beräknas. LiDAR-systemet studsar ljus från högen miljontals gånger för att samla in den information vi behöver för att fastställa volymen," sa McGuffey. "Det andra stora pluset är att det här systemet för det mesta är automatiserat och den enda verkliga mänskliga interaktionen är den första installationen och sedan periodisk rengöring."

Habib sa att nästa steg i utvecklingen av SMART är att paketera systemet så att det permanent kan monteras i en lagringsanläggning för att möjliggöra automatiserad datainsamling, för att stärka dess förmåga att arbeta i lagringsanläggningar med kupolformade tak, och för att öka värdet av data genom att köra färgade punkter. + Utforska vidare

Flyg- och markbaserad teknikintegrering leder till förbättringar av skogsinventering och förvaltning