Решение

Целью разработки аппаратно-программного комплекса является автоматизированная оценка площади покрытия битумом щебней различной природы.

Функции устройства:

• автоматизированная оценка площади покрытия;
• получение качественных изображений результатов экспериментов;
• хранение результатов экспериментов

АПК определяет степень адгезии битума к щебню за счет измерения площади остаточного покрытия битумом щебня после испытания методом вращения в бутылке. Данное измерение производится при помощи анализа цифрового изображения щебня в плоскости, перпендикулярной оси объектива.

Образцы для анализа размещаются в специализированном выдвижном лотке, который обеспечивает необходимое позиционирование относительно камеры и источников освещения. В закрытом состоянии в приборе поддерживаются необходимые для фотосъемки условия: отсутствуют воздействия внешних источников света, устранены переотражения объектов съемки. Устройство получает цифровое изображение щебня в плоскости, перпендикулярной оси объектива, и затем проводит анализ этого изображения с помощью алгоритмов компьютерного зрения.

1. Получение исходных изображений;
2. Получение итогового изображения и расчет степени покрытия.

Преимущества решения:

• Соответствие ГОСТ 12801-98 и EN 13614:2011;
• Исключение человеческого фактора при визуальной оценке площади покрытия;
• Высокая точность и повторяемость результата экспериментов;
• Постоянный доступ к результатам экспериментов;
• Портативность комплекса.

Погрешность визуального способа оценки составляет от 15 до 30 %, в то время как цифровые методы позволяют снизить погрешность до 2-5%.

«Для дорожной отрасли данный проект может означать преодоление эпохи стандартов, опирающихся на субъективные методы оценки. Разрабатываемая методика дает высокую точность и повторяемость результатов испытаний и снижает влияние субъективных факторов. АПК поможет потребителям более объективно подбирать материалы для асфальтобетонного покрытия и избегать использования некачественных компонентов, которые позже могут привести к необходимости ремонтных работ.

В настоящий момент в группе независимых лабораторий проводятся испытания, которые уже на данном этапе показывают соответствие заявленной точности определения степени адгезии битума к щебням различной природы. Завершается интеграция прибора и методики с ГОСТ Р 58 406. Следующий шаг – передача прибора на опытную эксплуатацию в лаборатории крупнейших дорожно-строительных предприятий. Если мы получим отчеты о положительном опыте применения АПК, будем рассматривать запуск в серийное производство и встраивание прибора в существующие стандарты испытаний на степень адгезии. В этом мы видим перспективы для большого прогресса практики первичных испытаний на качество асфальта», — комментирует разработку заместитель генерального директора по финансам и развитию ООО «Амдор» Александр Вадимович Болдырев.

Разработанный аппаратно-программный комплекс унифицирует полученные данные и позволит в будущем создать цифровую базу исследований из различных источников, предоставив всем специалистам отрасли возможность сравнения результатов.

«В настоящее время имеющимися методиками оценки адгезии не представляется возможным получить достоверные результаты, так как методики условны.  Они зависят от условий проведения испытаний, субъективности оценки количества оставшегося битума. Предполагаемое преимущество данной методики в снижении погрешности результатов испытаний очень вдохновляет, и мы с нетерпением ждём оборудование в своей лаборатории на опытное тестирование. Еще хочется отметить возможности данного оборудования для автоматического создания базы данных испытаний», – отмечает Наталья Васильевна Майданова, кандидат технических наук, заместитель директора по качеству, руководитель Научно-исследовательского центра ОАО «Асфальтобетонный завод №1».

Портативность прибора (0,5х0,4х0,5м, вес до 16 кг) делает его доступным для дорожно-строительных лабораторий и предприятий. Благодаря относительной компактности АПК можно без особых усилий встраивать в существующую приборную базу предприятия без выделения дополнительного места, а также свободно перемещать его между различными локациями.

На сегодняшний день на рынке отсутствуют полные аналоги разработки. Существующие в России и за рубежом программные решения применяются лишь в научных лабораториях и определяют площадь покрытия битумом щебня с различной точностью, что не позволяет получить репрезентативную выборку.

Детали

Этапы проекта

1. Создание методики количественного определения степени адгезии битумного материала к щебню.
2. Разработка аппаратно-программного комплекса для проведения автоматизированного лабораторного анализа степени адгезии битума на щебнях различной природы.

Научно-техническая новизна

Алгоритм сегментации основан на анализе интенсивности пикселей. Для повышения точности используется разделение объектов на кластеры, а также определяется зависимость между пикселями внутри и между кластерами (графы переходов). Кластеры составлены на основе образцов с разной степенью покрытия битумом (от 0 до 100%), взятых из статистической выборки.

Достигнутые качественные и количественные показатели

• Хранение и доступность высококачественных цифровых фотографии образцов с результатом оценки (до 250 шт.);
• Снижение погрешности измерения (не более 5%);
• Повышение повторяемости результата (98-100%).

Технологии

РИД

Публикации