Skanowanie na jednym z najbardziej ruchliwych lotnisk na świecie

Autor: Kevin Cordeiro

Lotnisko Changi w Singapurze słynie ze spokojnej atmosfery i sprawnego przebiegu wszystkich operacji. Jego wieloletnia reputacja jako wiodącego portu lotniczego na świecie może być w dużej mierze przypisana postępowemu i nowatorskiemu podejściu kierownictwa do zarządzania portem lotniczym. Grupa Changi Airport (CAG) była zainteresowana zbadaniem, w jaki sposób można wykorzystać najnowszą technologię skanowania laserowego, aby utrzymać swoje obiekty na najwyższym poziomie w perspektywie długoterminowej.

Patrząc długoterminowo

Aby dalej ulepszać takie aspekty, jak bieżące zarządzanie obiektami, Grupa Changi Airport potrzebowała dokładnego i precyzyjnego modelu 3D, odwzorowującego każdy element architektoniczny, konstrukcyjny i MEP terminala.

Spoglądając w przyszłość, Grupa Changi Airport dostrzegła możliwości, jakie oferują modele powykonawcze BIM (wirtualne repliki), które byłby cennym narzędziem nawet po zakończeniu prac remontowych i rozbudowy. Firmie JTRS Registered Surveyor (JTRS) zlecono zeskanowanie i opracowanie modelu BIM T2. JTRS Registered Surveyor jest profesjonalną firmą geodezyjną, znaną z postępowego podejścia do pomiarów i wykorzystywania najnowocześniejszego sprzętu, aby zapewnić najwyższe standardy dokładności. To czołowi specjaliści w dziedzinie skanowania laserowego 3D i fotogrametrii - kluczowych prac wymaganych do opracowania modelu BIM. W tym projekcie JTRS współpracował z dostawcą usług BIM, firmą Geodelta System Sdn Bhd.

Wprowadzając BIM, Grupa Changi Airport jako jedna z pierwszych w Singapurze wdrożyła nową technologię BIM do realizacji przyszłych projektów przebudowy. Skan miał być jednym z największych projektów skanowania do BIM zrealizowanych w Singapurze. Jego realizacja wymagała zeskanowania ponad 600 000 metrów kwadratowych powierzchni licząc po podłodze, w tym obiektów MEP (instalacje mechaniczne, elektryczne i hydrauliczne) powyżej sufitu architektonicznego, które miały być skanowane zarówno z ekstremalną przejrzystością danych, jak i wysoką rozdzielczością w celu modelowania.

Synchronizacja i płynne działanie

Ze względu na zaangażowanie wielu stron w przyszłe prace remontowe i rozbudowę, powykonawczy model BIM obejmuje wszystkie rysunki, plany, elewacje, przekroje i perspektywy. Gdy te rysunki są wyodrębniane z modelu, zmiany są wprowadzane do modelu i automatycznie aktualizowane. Takie podejście umożliwia członkom projektu ciągłe projektowanie i współpracę przy użyciu jednego spójnego systemu modeli komputerowych i minimalizuje potrzebę prowadzenia wizyt na miejscu w celu wykonywania dalszych ręcznych kontroli.

Pierwszy etap projektu polegał na założeniu nowej osnowy geodezyjnej, w której JTRS wyznaczył łącznie 144 punkty stałe na potrzeby całego skanowania. Odniesienie geograficzne zapewniłoby jednolity zestaw informacji dla przyszłych projektów. Umożliwia to wiarygodne, precyzyjne łączenie i geolokalizację wielu skanów, które można przekazać podwykonawcom, aby każdy z nich mógł pracować na tej samej bazie. Do pomiarów kontrolnych firma JTRS wykorzystała tachimetr Leica Nova TM50, sześć pryzmatów i niwelator cyfrowy Leica DNA03.

Jimmy Tan, dyrektor i licencjonowany geodeta w JTRS skomentował,“Leica Nova TM50 umożliwił nam bardzo szybki pomiar czterech zestawów kątów na każdym stanowisku, z dużą dokładnością wymaganą do pomiaru kątów poziomych i pionowych. Mierząc tak wiele kątów na każdym stanowisku, TM50 znacząco przyśpieszył pomiar osnowy geodezyjnej na wszystkich trzech terminalach lotniska Changi”.

Precyzja na dużą skalę

Aby zrealizować wyzwania związane z precyzją i skalą podczas tworzenia modelu BIM, firma JTRS wykorzystała zintegrowane rozwiązanie do skanowania Leica Geosystems, składające się z jednego skanera Leica ScanStation P40 i dwóch obrazujących skanerów laserowych Leica BLK360 wraz z oprogramowaniem Leica Geosystems.

Skaner ScanStation P40 został wybrany ze względu na jego zdolność do osiągania bardzo dużej gęstości punktów oraz wysokiej rozdzielczości i dokładności - do 1 mm odstępu danych - na ogromnej przestrzeni w połączeniu z doskonałą wydajnością i niezawodnością. ScanStation P40 był używany do skanowania całego budynku i dużych obszarów, takich jak hala odlotów i klatki schodowe, natomiast BLK360 był przeznaczony do pracy na małych i bardziej zamkniętych obszarach.

"Zintegrowane rozwiązanie do skanowania Leica Geosystems generuje zasobne w informacje dane, a modelowanie jest nie tylko dokładniejsze niż w przypadku konkurencyjnych rozwiązań, ale jest również w stanie uchwycić i zeskanować nawet najmniejsze szczegóły. Podczas gdy inne produkty są w stanie zapewnić precyzję na małych obszarach, mogą nie być w stanie dostarczyć tej samej jakości danych na tak dużym obszarze, co było niezwykle ważne w trakcie realizacji tego projektu” - skomentował Jimmy Tan.

Płynna integracja

Leica Cyclone REGISTER był używany do łączenia, zarządzania i przetwarzania chmur punktów. Skany obejmowały około 1 terabajt danych - był to jeden z największych projektów skanowania na potrzeby BIM, który został zrealizowany w Singapurze. Całkowita zeskanowana powierzchnia w celu opracowania modelu BIM terminala 2 lotniska Changi obejmowała dwie warstwy - powierzchnię podłogi oraz powierzchnię sufitu w celu zeskanowania obiektów MEP (instalacje mechaniczne, elektryczne i hydrauliczne). Ogółem, przeprowadzono ponad 23 000 skanów w celu opracowania modelu BIM do standardu LOD300 dla obiektów architektonicznych i konstrukcyjnych oraz LOD200 dla MEP. Korzystając ze zintegrowanych rozwiązań do skanowania Leica Geosystems, firma JTRS była w stanie obsłużyć ogromną ilość danych i utrzymać ciągłość pracy.

Wizualne dopasowanie skanów w Cyclone REGISTER nie tylko zmniejszyło konieczność umieszczania tarcz na ścianach w celu ich dopasowania, ale także pozwoliło JTRS zarządzać dziesiątkami tysięcy skanów w ramach jednej sesji łączenia. Łatwość, z jaką te skany można było pozycjonować w oparciu o wspólną geometrię, dodatkowo przyspieszyła proces modelowania. Dzięki wizualizacji chmury punktów z wysokim kontrastem, ogromną ilość skanów można z łatwością nałożyć, aby utworzyć siatkę, z której zbudowany jest BIM.

Po zakończeniu skanowania laserowego 3D i połączeniu skanów, chmury punktów mogły zostać eksportowane do Leica JetStream. Grupa Changi Airport i właściciele systemów mogli następnie przeglądać chmury punktów, odbywać wirtualne spacery i wykonywać dalsze pomiary na podstawie modelu cyfrowego.

Jimmy Tan zauważył: “Integracja oprogramowania była absolutnie bezproblemowa. Po wyeksportowaniu danych w odpowiednim formacie, można je było wykorzystać na wielu innych platformach programowych, np. Revit. Dane wynikowe można następnie dostosować do potrzeb klienta (CAG).

Normalnie przetwarzanie tak ogromnego skanu byłoby bardzo czasochłonne, ale korzystając z aplikacji Leica CloudWorx, zespół był w stanie zintegrować wszystkie chmury punktów w oprogramowaniu Revit, oszczędzając do 40% czasu przy opracowaniu modelu BIM.”

Trwałe dane o wysokiej wartości

“Wydajność była kluczowa podczas realizacji tak dużego projektu i nie mogliśmy pozwolić sobie na szkolenie zespołu czy rozwiązywanie problemów technicznych. Podczas gdy łatwość obsługi zarówno sprzętu, jak i oprogramowania wymagała minimalnego przeszkolenia, zespół Leica Geosystems zapewniał pełne wsparcie od początku do końca.

Z punktu widzenia geodety byliśmy pod wrażeniem rozwiązania Leica Geosystems. Używamy niwelatora cyfrowego DNA03 od ponad 10 lat i nadal jest w idealnym stanie. Jednak największą wartością są dane wynikowe, które wygenerowaliśmy dla klienta (CAG), ponieważ model cyfrowy może być teraz używany przez lata, a nawet dziesięciolecia” - podsumował Jimmy Tan.

Lotnisko Changi posiada reputację wiodącego lotniska na świecie dzięki skupieniu się architektów na funkcjonalności, ale także na estetyce. Wykorzystanie skanerów laserowych 3D umożliwiło JTRS rejestrowanie szczegółowych danych, obejmujących mapowanie kolorów i tekstur, bez zakłócania stałego przepływu pasażerów na jednym z najbardziej ruchliwych lotnisk na świecie.

Model BIM uzupełnił brakujące dane projektowe, umożliwiając CAG i przyszłym wykonawcom testowanie i eksperymentowanie z planami oraz projektami lotniska nawet bez wchodzenia do obiektu - pomagając lotnisku Changi zachować reputację najlepszego lotniska na świecie.