Projekty a granty

Analýza úrovňových křižovatek se světelnými signály pomocí UAV

SP2022/109

Rozbor stavu problematiky v ČR a ve světě (cca 1500-3500 znaků): Bezpilotní letouny neboli drony (UAV) se v dnešní době využívají ve všech etapách výstavby. Před zahájením projekční části, lze získat podrobné letecké snímky zájmové lokality, mapu bodů s GPS souřadnicemi, díky kterým lze následně vytvořit 2D nebo 3D model území [1]. Tento způsob sběru dat výrazně zkrátí čas k tomu potřebný. Například oproti ručnímu zaměřování staveniště, kdy v případě, že bylo opomenuto zaměření nějakého bodu, se museli pracovníci vrátit na staveniště a bod doměřit. S využívám dronů tento problém odpadá. Díky velmi přesným datům a následného vytvoření mračna bodů z takovýchto zaměření lze zjistit také potencionální rizika. Během výstavby se drony používají k monitorování průběhu stavby. Díky takovému monitorování může být průběh stavby prezentován investorovi, veřejnosti, a hlavně díky nahranému videozáznamu je snadné určit, zdali se stavba drží časového harmonogramu výstavby. Díky průběžnému monitorování mohou být také objeveny například závady, na které by se pouhým okem, nepřišlo a v některých případech by byly zakryty jinými konstrukcemi. Drony se také využívají k monitorování stavby v době užívání. Během užívání stavby se monitorují konstrukce, aby se včas odhalily poruchy, nebo místa, kde by v blízké době mohly vzniknout poruchy materiálu. Díky monitoringu lze tedy zabránit rozsáhlým poruchám na konstrukci v počáteční fázi, které by pak mohly mít za následek vysoké finanční a života ohrožující následky. V projektu se budeme zabývat využitím videozáznamu při dopravním průzkumu [2], přesněji pomocí UAV, které je nedílnou součástí při dopravních průzkumech v posledních letech. Díky moderním a autonomním technologiím, konkrétně UAV je možno získat nové úhly pohledy na problémovou situaci a řešené území. Díky rychlému vývoji technologií ve světě je kvalita videozáznamu z dronu na srovnatelné úrovni jako dnešní digitální bezzrcadlovky. Záznam při takové kvalitě má při průzkumu velký vliv pro správné vyhodnocení dopravní intenzity [3], analýzu bezpečnosti konfliktních situací mezi chodci a vozidly [4] nebo pro zpracování 360° videa [5]. Využití dopravních průzkumů pomocí UAV poskytuje nezbytnou mobilitu při provádění průzkumů v České republice a v zahraničí [6]. Projekt bude nově také řešit rozšíření stávající metodiky dopravních průzkumů o monitorování dopravy s využitím UAV při dopravně inženýrských průzkumech na světelných křižovatkách. Získané a analyzované výstupy by mohly posloužit pro zpřesnění získaných dat dosavadním způsobem, dále k dokázání vhodnosti použití UAV pro dopravní průzkumy daných křižovatek a následně k zhodnocení konkrétních lokalit. Získaná data z dopravního průzkumu jsou následně zpracována v kanceláři, která eliminují rušivé elementy a snižuje chybovost proti dopravnímu průzkumu v terénu. Hlavní výhodou je dosažení lepších a přesnějších dat, kdy největší výhoda spočívá v možnost úplného zastavení, zpomalení pořízeného videozáznamu a následně jej opakovaně analyzovat. S možností opakovaného analyzování naměřených dat se zmenšuje chybovost a roste přesnost dopravního průzkumu. V projektu bude testována kamera s vysokým rozlišením, která je umístěna na UAV pro následné využití videozáznamu do programu „DATA FROM SKY“, ve kterém proběhne analýza zaměřených a zaznamenaných křižovatek. Přehled použitých metod (cca 500-1500 znaků): Analýza stávajících metod - S využitím současných ČSN a TP budou analyzovány stávající dopravně inženýrské průzkumy a jejich chybovost. Sčítání intenzit dopravy – Bude pořízen videozáznam, který bude zpracován pomocí nástroje „DATA FROM SKY“ pro stanovení intenzit dopravy a také klasický dopravní průzkum pomocí ručního sčítání. Výsledky budou sloužit k porovnání chybovosti různých druhů průzkumů. Specifický dopravní průzkum - Průzkum bude zaměřen na monitorování dopravy s využitím UAV technologie. Fotodokumentace a videoanalýza konfliktních situací - Na vybraných křižovatkách v ČR i zahraničí bude pořízena jak detailní fotodokumentace křižovatek (použité uspořádání, stavební prvky atp.), tak videozáznamy provozu na křižovatkách. Výsledky budou sloužit jak pro analýzy nevhodně navržených stavebních prvků, tak pro kapacitní posouzení. Aplikace pro analýzu obrazu - Bude využito webové rozhraní „GOODVISION“ a nástroj „DATA FROM SKY“, pro analýzu zaměřených a zaznamenaných křižovatek, pro zjištění intenzit, rychlostí a jiných důležitých proměnných v dopravě. Rozsah prací je závislý na počtu navštívených křižovatek - předpokládá se analýza (tj. přesné sčítání intenzit, videoanalýzy a modely) v rámci cca 10 křižovatek daného typu. Harmonogram prací: - leden – březen: analýzy stávající tuzemské i zahraniční legislativy, analýza metod měření, přípravné práce pro měření - duben – červenec: realizace použití technologie UAV v ČR a zahraničí (natáčení, pořizování fotodokumentace a videozáznamů) - květen – říjen: analýzy naměřených hodnot, zpracování záznamů z UAV technologie, srovnání výsledků a chybovosti různých dopravně inženýrských průzkumů - září – listopad: příprava a publikování výsledků - do 14. 12. 2022 věcné a finanční ukončení projektu - do 15. 01. 2023 podání závěrečné zprávy Zdůvodnění zapojení jednotlivých členů týmu: Ing. David Fibich (odpovědný řešitel, prezenční doktorand, téma disertační práce: Pokročilá analýza zpracování videa z UAV pro dopravní průzkumy) - bude provádět pilotní práce, analýzu v programu „DATA FROM SKY“ a „GOODVISION“, tvorbu a publikování odborných článků Ing. Kristýna Plocová (prezenční doktorand, téma disertační práce: Kapacitní posouzení mimoúrovňových křižovatek s využitím mikrosimulací) - bude provádět sčítání dopravy a doplňkové práce v rámci projektu. Sčítání dopravy bude probíhat formou ručního sčítání dopravy v terénu (na předmětných křižovatkách) a vyhodnocování videozáznamů v rámci dopravního průzkumu. Bude provádět tvorbu a publikování odborných článků. Ing. Václav Škvain (kombinovaný doktorand, téma disertační práce: Posouzení zařízení pro automatizovaný sběr dat v silniční dopravě) - bude provádět specializované úkony v rámci sčítání dopravy a jejich zpracování a doplňkové práce v rámci projektu. Doplňkovými činnostmi je myšlena především pomocné práce při instalaci a obsluze technických prostředků. Bude se podílet tvorbě odborných článků. doc. Ing. Jan PETRŮ, Ph.D. (školitel) - kontrola plnění cílů a harmonogramu, odborný dozor a konzultant Předchozí dosažené výsledky členů týmu - studentů: Odpovědný řešitel Ing. David Fibich a další řešitelé Ing. Kristýna Plocová a Ing. Václav Škvain mají výsledky v RIV, články v tisku a aktivní účast na mezinárodních konferencích „Mezinárodní konference a odborná výstava TRANSPORT 2007“,„11. Architektura v perspektivě“, „12. Architektura v perspektivě“, „13. Architektura v perspektivě“ a „20th International Multidisciplinary Scientific GeoConference: SGEM 2020“ a vydanou odbornou literaturu řešitelem Ing. Václavem Škvainem. Odpovědný řešitel Ing. David Fibich a řešitel Ing. Kristýna Plocová se v roce 2021 podíleli na projektu SGS SP 2021/76. [1] PLOCOVA Kristyna, FIBICH David, MACHA David, NOVAK Jakub. Prvky zklidňování dopravy v centrech měst. In: 12. Architektura v perspektivě 2020. Ostrava: VŠB - Technická univerzita Ostrava, 2020, s. 125-128. ISBN: 978-80-248-4450-3 [2] MACHA David, NOVAK Jakub, FIBICH David, Siroka Zuzana. Possibilities of transport solutions in localities of quiet streets. In: 13. Architektura v perspektivě 2020. Ostrava: VŠB - Technická univerzita Ostrava, 2021, s. 126-129. ISBN: 978-80-248-4452-4 [3] PLOCOVA Kristyna, MACHA David, NOVAK Jakub. Parking areas in cities. In: 13. Architektura v perspektivě 2020. Ostrava: VŠB - Technická univerzita Ostrava, 2021, s. 133-135. ISBN: 978-80-248-4452-4 [4] KŘIVDA, Vladislav, Ivana MAHDALOVÁ, Jan PETRŮ and Václav ŠKVAIN. Alternativní uspořádání zvláštní okružní křižovatky. Czech Journal of Civil Engineering. 2015, 1(1), p. 15-20. ISSN 2336-7148. [5] PETRŮ, Jan and Václav ŠKVAIN. Problems of parking on selected streets in Prague. Perners Contact. Pardubice: Univerzita Pardubice, 2013, 8(30), p. 116-129. ISSN 1801-674X. [6] ŘEZÁČ, Miloslav, Eva OŽANOVÁ, Leopold HUDEČEK and Václav ŠKVAIN. Vyhodnocení dislokace veřejného logistického centra v Moravskoslezském kraji. Doprava. Praha: Ministerstvo dopravy, 2007, 49(6), p. 22-25. ISSN 0012-5520. [7] OŽANOVÁ, Eva, Leopold HUDEČEK, Miloslav ŘEZÁČ and Václav ŠKVAIN. Studie umístění veřejného logistického centra v Moravskoslezském kraji. Sborník vědeckých prací Vysoké školy báňské-Technické univerzity Ostrava. Ostrava: VŠB-TU Ostrava, 2007, 7(1), p. 185-196. ISSN 1213-1962. [8] ŠKVAIN, Václav, Jan PETRŮ and Vladislav KŘIVDA. Turbo – roundabouts and their Basic Evaluation at Realized Constructions in Czech Republic. In: Structural and Physical Aspects of Construction Engineering: 3rd international conference : November 9-11, 2016, High Tatras, Slovakia. Košice: Technical University of Košice, 2017. p. 283-290. ISBN 978-80-553-2643-6. [9] PETRŮ, Jan, Vladislav KŘIVDA, Ivana MAHDALOVÁ and Václav ŠKVAIN. Video Analysis of Conflict Situations at T-Intersection with Cranked Priority. In: Applied Mechanics and Materials. Volume 719-720. Durnten-Zurich: Trans Tech Publications, 2015. p. 1000-1004. ISBN 978-3-03835-384-3. [10] KŘIVDA, Vladislav, Jan PETRŮ, Ivana MAHDALOVÁ and Václav ŠKVAIN. Traffic Simulation at Intersections with Cranked Priority. In: International Conference on Advanced Engineering Technology (ICAET 2014) : Incheon National University, Incheon, South Korea, 20.-21.12.2014. Durnten-Zurich: Trans Tech Publications, 2015. p. 1419-1423. ISBN 0-000-00000-0. [11] MAHDALOVÁ, Ivana, Vladislav KŘIVDA and Václav ŠKVAIN. Influence of Roundabout Inscribed Circle Diameter to the Traffic Safety. In: Applied Mechanics and Materials. Volume 409-410. Durnten-Zurich: Trans Tech Publications, 2013. p. 1122-1125. ISBN 978-3-03785-858-5. [12] MAHDALOVÁ, Ivana, Vladislav KŘIVDA, Václav ŠKVAIN and Jan PETRŮ. Multimediální učební pomůcky pro výuku dopravního stavitelství na katedře dopravního stavitelství, FAST, VŠB-TU Ostrava. In: Pozemné komunikácie a dráhy : súčasné a potenciálne inovatívne výstupy v dopravnom staviteľstve : 8. konferencia s medzinárodnou účasťou : zborník prednášok : Hrádok, 13. - 14. september 2012. Košice: Technická univerzita Košice, 2012. p. 5-12. ISBN 978-80-553-1084-8. [13] ŘEZÁČ, Miloslav, Leopold HUDEČEK, Eva OŽANOVÁ and Václav ŠKVAIN. Posouzení logistických center ve vybraných lokalitách Moravskoslezského kraje. In: Mezinárodní konference a odborná výstava TRANSPORT 2007. Ostrava: Sdružení pro rozvoj Moravskoslezského kraje a VŠB TU-Ostrava, 2007. p. 191-198. ISBN ISBN 978-80-248-1643 [14] KRIVDA, Vladislav, Jan PETRU, David MACHA, Kristyna PLOCOVA a David FIBICH. An Analysis of Traffic Conflicts as a Tool for Sustainable Road Transport. Sustainability [online]. 2020, 12(17) [cit. 2020-12-10]. ISSN 2071-1050. Dostupné z: doi:10.3390/su12177198 [15] PLOCOVA Kristyna, FIBICH David. Design traffic lights for atypical intersection. In: 20th International Scientific GeoConference SGEM 2020. Varna: 2020. In print. [16] ŘEZÁČ, Miloslav, Jiří TICHÝ and Václav ŠKVAIN. Dopravní inženýrství. Brno: Akademické nakladatelství CERM, 2010. ISBN 978-80-7204-730-7 ROZPOČET: Tuzemské cesty (cestovní náklady, ubytování, stravné): - Ostrava, Brno, Praha, Olomouc, atd. - 48.350,- Kč Zahraniční cesty (cestovní náklady, ubytování, stravné): - Slovensko, příp. Polsko - 40.000,- Kč Korektura článku Jimp - 5.000,- Kč Vložné na konference - 10.000,- Kč Stipendia studentů - 85.000,- Kč Pojištění dronu - 20.000,-Kč Režie - 23.150,- Kč SUMA: 231.500,- Kč Zdůvodnění požadavků: Tuzemské cesty budou sloužit k detailním analýzám vybraného typu křižovatek - světelné křižovatky, předpoklad využití osobního automobilu je opodstatněn převozem techniky, složitostí dostupnosti předmětných křižovatek (např. na silnicích I. třídy) hromadnou dopravou. Zahraniční cesty budou sloužit k detailním analýzám vybraných světelných křižovatek v zahraničí, předpoklad využití osobního automobilu je opodstatněn převozem techniky, složitostí dostupnosti předmětných křižovatek hromadnou dopravou. Korektura článku Jimp - překlad bude zajištěn vlastními silami, pro zvýšení úspěšnosti přijetí článku bude potřeba provést odbornou korekturu v odpovídající kvalitě. Vložné na konferenci - jedná se o vložné na mezinárodní konferenci Architektura v perspektivě 2022 (alternativně na konferenci International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM). Pojištění dronu – jedná se o část nákladů na pojištění, které Katedra dopravního stavitelství platí za provoz dronů. Tato část je v předpokládané výši využitá v rámci SGS. Stipendia: - Ing. David Fibich (prezenční doktorand) - 45.000,- Kč Odůvodnění: hlavní řešitel bude provádět specializované pilotní práce v různých časových horizontech podle potřeb projektů a v různých vzdálenostech od města Ostravy (vč. Zahraničí), bude provádět analýzu v programech „DATA FROM SKY“ a „GOODVISION“. Rovněž bude autorem odborných článků a bude zodpovědný za věcnou stránku projektu. - Ing. Kristýna Plocová (prezenční doktorand) - 35.000,- Kč Odůvodnění: spoluřešitel bude provádět časové náročné standartní průzkumy v různých časových horizontech podle potřeb projektu a v různých vzdálenostech od města Ostravy (vč. Zahraničí), bude provádět videoanalýzu pořízených videozáznamů a následně kapacitní zhodnocení. Bude autorem (spoluaktorem) odborných článků a bude provádět doplňkové činnosti. - Ing. Václav Škvain (kombinovaný doktorand) - 5.000,- Kč Odůvodnění: bude provádět videoanalýzu pořízených videozáznamů a následně kapacitní zhodnocení. Bude spoluaktorem odborných článků a bude provádět doplňkové činnosti.

2022

2022

Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy

SGS

Specifický výzkum VŠB-TUO

Fibich David Ing.