يوتا تعمل على تحسين الطرق باستخدام الصور الجوية والتعلم الآلي

تتحمل إدارة النقل في ولاية يوتا مسؤولية تخطيط شبكة الطرق في الولاية وتصميمها وإنشاءها وصيانتها وتشغيلها. وتعمل على صيانة الطرق الرئيسية وتسيير الحركة المرورية على مسافات بعيدة بما في ذلك الطرق السريعة بين الولايات. يعتقد أعضاء الفريق في إدارة النقل في ولاية يوتا أن تكلفة الطرق السليمة منخفضة ويمكنهم من خلال الحماية الاستباقية رفع قيمة البنية الأساسية في الوقت الحاضر وفي المستقبل.

تساعد معرفة الموقع وحالة الأصول إدارة النقل بولاية يوتا في الاستفادة من كل دولار من خلال إعطاء الأولوية لجهود الصيانة والبناء لتقديم أفضل منفعة لتنقل العامة. ومن خلال دمج بيانات موقع الأصول مع خصائص الطرق الأخرى، مثل حجم المرور وحد السرعة ومعدل التصادم وحدته، تستطيع إدارة النقل في ولاية يوتا تحديد أولوية المشروعات لتحقيق أفضل استفادة منها. ويعتبر ضمان دقة وتحديث التمثيل الرقمي لهذه الأصول بقدر الإمكان أمرًا حاسمًا لتحقيق الفائدة منه.

تستخدم إدارة النقل في ولاية يوتا ليدار متنقل لتجميع معلومات الرصف كل عام. تعتبر علامات وخطوط الرصيف مهمة في التتبع حيث إنها تساعد على نقل المعلومات لمستخدمي الطرق بطريقة لا يسع غيرها من أجهزة التحكم المرورية الأخرى اعتمادها، وتشمل مجموعة متنوعة من مهام القيادة المهمة. وقد أوضح تقرير صدر حديثًا عن الإدارة الفيدرالية للطرق السريعة أن الولايات المتحدة تنفق ما يقرب من ملياري دولار سنويًا على علامات الرصيف. وصرح كوريه أونجر، مدير التقنيات المكانية في إدارة النقل بولاية يوتا، "لا تقتصر أهميتها على تحقيق المنفعة للسائقين، لكنها أيضًا تنشيء تقنية القيادة الآلية."

بينما تمثل علامات الرصيف أهمية بالنسبة لعملية الصيانة، فإن المناخ المتغير في ولاية يوتا جعل من هذه المهمة أمرًا صعبًا. يخلق الطقس المتغير بيئة معقدة للتخطيط والتنفيذ للنوع الأمثل للخطوط، ونتج عن ذلك أن واجهت إدارة النقل في ولاية يوتا الانتقادات.

لصيانة الأصول على أفضل نحو مثل الخطوط طوال فترة عملها بالكامل، تحول إدارة النقل في ولاية يوتا مشروعات الطرق ليتم إدارتها من خلال التسليم الرقمي. ويمنح ذلك للمؤسسة طرقًا جديدة لفهم بيانات تصميم المشروع في الميدان وعرضها واستخدامها. يشير التسليم الرقمي لإدارة النقل في ولاية يوتا إلى رقمنة عملية تسليم المشروع. يتم تجميع البيانات وتسليمها رقميًا في كل مرحلة من دورة عمل المشروع، بدءًا من التصميم ووصولاً إلى البناء واسترجاع البيانات لإدارة الأصول لتخطيط المشروعات المستقبلية وتنفيذها. وقد دفع ذلك التحول إدارة النقل بولاية يوتا إلى إنشاء توأم رقمي أو تمثيل رقمي لكل الأصول المادية التي تشكل شبكة النقل في ولاية يوتا. وتمثل جزءًا من إستراتيجية إدارة المعلومات القوية والقابلة للتحجيم.

وذكر أونجر، "يهدف التسليم الرقمي إلى إبعاد إدارة النقل بولاية يوتا عن البيانات الثابتة والاستعانة بالبيانات الديناميكية عوضًا عنها لتمثيل الوضع الحالي لكل أصل من الأصول". ويتم تجميع البيانات من خلال الطائرات المسيرة باستخدام Site Scan من ArcGIS، الأمر الذي يسمح بإدارة ودمج الطائرات المسيرة بشكل مباشر مع نظام ArcGIS. ويتيح ذلك لإدارة النقل بولاية يوتا سهولة تراكب بيانات التصميم من عملية التسليم الرقمي مع الصور المجمعة خلال فترة إنشاء المشروع وما يليها. ويساهم ذلك في مقارنة دقة كيفية تخطيط المشروع وتنفيذه.

ومثالاً على ذلك، استخدام إدارة النقل بولاية يوتا تحليل القطع/التعبئة على سطح التصميم مقارنة بارتفاع الصور الجوية المجمعة لبواية المشروع. يبلغ هذا النوع من التحليل إدارة النقل بولاية يوتا ما إذا كان الطريق المبني شديد الارتفاع أم شديد الانخفاض، حيث إن أي من هذين الأمرين قد يؤدي إلى أضرار خطيرة بالمركبات وسوء الصرف أو غيرها من المواقف الخطرة المحتملة. إن كان الارتفاع على الأرض أقل مما تم تصميمه، فإنه يعتبر قطع وإن كان الارتفاع على الأرض أعلى من التصميم، فيعتبر تعبئة.

تستخدم الطريقة نفسها لمقارنة علامات الرصيف المخصصة مع الأماكن الموجودة فيها بالفعل. تمنح هذه البيانات مراقب المشروع القدرة على التحقق من موضع المعالم المخصصة في البناء باعتبارها جزءًا من جهود التوأم الرقمي لإدارة النقل في ولاية يوتا. بمجرد التحقق من دقة هذه المواضع، يمكن إدخال العلامات بعد ذلك في نظام إدارة أصول المؤسسة، بحيث تتمكن إدارة النقل في ولاية يوتا من تتبع دورة حياة الأصول وتخطيط مهام الصيانة وتحديد مواعيدها تباعًا.

حيث إن تجميع البيانات عن طريق Site Scan من ArcGIS ساعد إدارة النقل بولاية يوتا على الاقتراب من تحقيق التوأم الرقمي، لا زالت العملية تتطلب معاينة يدوية وسحب الأصول من الصور. وقال أونجر، "بعد أن يقطع الطيارون أجزاء من الطريق طيرًا، يلتقط المحللون الصور ويحددون يدويًا حالات الرصيف ومعلومات الخطوط في ArcGIS Pro". "ويعتبر ذلك مهدرًا للوقت"، وبدأت إدارة النقل بولاية يوتا في استكشاف عملية آلية بحيث يمكنها إرسال بيانات الطائرات المسيرة المجمعة من Site Scan من ArcGIS مباشرةً من خلال نموذج التعلم الآلي GeoAI ثم استخلاص بيانات الخطوط مباشرةً إلى قاعدة بياناتها.

وقد توصلت إدارة النقل في ولاية يوتا إلى Esri من خلال Esri Advantage Program للمساعدة في تأسيس منهجية ونموذج تعلم آلي من شأنهما تحويل الإدارة من الرقمنة اليدوية للأصول إلى العمليات الآلية المتقدمة للكشف عن الأصول. وقد اطلعت Esri على برنامج إدارة النقل بولاية يوتا وقدمت توصيات لأفضل الممارسات. واقترحت Esri نمذجة مستندة إلى قواعد، الأمر الذي يتطلب مجموعة محددة مسبقًا من القواعد التي يمكن تطبيقها على الصورة، بحيث يمكن إجراء تقييم استكشافي.

أثناء تحليل البيانات الجوية المخزنة في Site Scan من ArcGIS لإدارة النقل في ولاية يوتا، عاين أعضاء الفريق تنسيقين: الصور المصححة والسحب النقطية. واتخذوا قرارًا بتقييم البيانات في عمليات سير العمل المطابقة لمختلف الأصول، بما في ذلك خطوط الحارة وخطوط الازدحام وإزعاج الرصيف واللافتات وحواجز الصوت وحواجز المرور.

في أحد أمثلة نتائج استخلاص الخطوط الأولية، تظهر صورة جوية للطريق خط ثابت، بينما يظهر صورة تحليل منسق خطوط متعرجة. ويشير ذلك إلى حالات تجميع البيانات الضعيفة، لكنه يتطلب المزيد من الدراسة. ومع ذلك، لا زالت بيانات قيّمة لفرق الصيانة بحيث يمكنهم استهداف المناطق التي يلزمها إصلاحات.

ويظهر مثال آخر من النتائج الأساسية جزء من طريق سريع بحيث يستطيع الفرد التمييز بين الأجزاء الخرسانية والأسفلت فضلاً عن تحديد الخطوط. ومرة أخرى، فتلك معلومات مهمة للمخزون الدقيق لنوع السطح ويساعد فرق الصيانة على معرفة نوع السطح الذي يعملون على إصلاحه.

تتيح الاستفادة من بيانات الاستشعار عن بعد المقرونة بأهداف الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي تجميع بيانات بشكل أسرع وأكثر دقة حول أصول البنية الأساسية، بحيث يتمكن أصحاب البنية الأساسية من معالجة متطلبات الصيانة بشكل سريع. كان Site Scan من ArcGIS وEsri Advantage Program بالغي الأهمية لترقيم مخزون الأصول وتطوير نماذج التعلم الآلي الذي يواصل توفير وقت المؤسسة ومالها مع تقديم تجربة قيادية إيجابية للمجتمع.

تهدف إدارة النقل في ولاية يوتا إلى الوصول إلى طريقة آلية لاستخلاص حالات الأصول من الصور الجوية للحفاظ على مخزون الأصول محدثًا قدر الإمكان. تخطط الإدارة للاستفادة من هذه النماذج باعتبارها جزءًا من جهودها لإعادة تنقية عملية استخلاص الأصول وتسريع إنجاز التوأم الرقمي. يعتبر التعلم الشامل والذكاء الاصطناعي وصور الطائرات بدون طيار المجمعة من خلال Site Scan من ArcGIS عناصر مهمة لنجاح إستراتيجية إدارة النقل بولاية يوتا.