Новый метод определяет места залегания подземных труб с минимальной погрешностью

Метод количественной оценки неопределенности, разработанный в американском Университете Пердью, позволяет определять местоположение, ориентацию и радиус подземных трубопроводов с недоступной ранее точностью. Снижая риск повреждения подземных инженерных коммуникаций во время строительных работ он поможет уменьшить финансовые потери и перебои в предоставлении услуг ЖКХ.

Профессор Хубо Цай и аспирантка Юйси Чжан усовершенствовали традиционные данные георадара (GPR) для более точной оценки местоположения, ориентации и радиуса подземных инженерных коммуникаций.

Цай отмечает, что георадар хотя и предоставляет неразрушающий метод обнаружения труб путем анализа отражений электромагнитных волн и возникающих в результате гиперболических отражений, он часто игнорирует неопределенности и проблемы, связанные с качеством данных. Невысокая точность георадаров обходится дорого. Только в 2019 году издержки от повреждения подземной инфраструктуры в Соединенных Штатах составили приблизительно 30 миллиардов долларов.

«Наша модель компенсирует этот пробел, количественно оценивая неопределенность для создания буферной зоны. Благодаря этому усовершенствованию строительные подрядчики, поставщики услуг по поиску подземных коммуникаций и производители экскаваторов могут лучше интерпретировать данные георадарного зондирования, что способствует более безопасному и эффективному картированию подземных коммуникаций», – отметил ученый.

В исследовании Цая и Чжана используется байесовский подход для количественной оценки неопределенности при определении глубины залегания подземных труб, их горизонтального положения, ориентации и радиуса.

Разработанная модель прогнозирует время распространения электромагнитных волн на основе трехмерной геометрии труб. Также создана система статистического вывода для количественной оценки неопределенностей в расчетных параметрах труб. В результате моделирования, а также полевых испытаний метода с применением специального ровера было показано, что система выдает очень достоверные данные.

«При проверке с помощью высокоточных симуляций прямая модель достигает среднеквадратичной ошибки (RMSE) в 0,454 нс, демонстрируя высокую точность прогнозирования при сниженных вычислительных затратах, – отмечает Цай. – Среди всех конфигураций подход VI+MCMC (вариационный вывод и метод Монте-Карло с цепями Маркова) с использованием модели нормального правдоподобия показал самые высокие средние показатели охвата – 97,5% на смоделированных данных и 77,5% на полевых данных, что подтверждает эффективность предложенной методики».

Результаты исследования Цая и Чжан были опубликованы в январском номере журнала Advanced Engineering Informatics за 2026 год.

Читайте также

Ученые МФТИ создали нейросеть по принципу мозжечка

Ученые МФТИ создали нейросеть по принципу мозжечка

Физики создали почти идентичные фотоны для будущих квантовых сетей

Физики создали почти идентичные фотоны для будущих квантовых сетей

В Китае создали установку, которая производит водород и пресную воду из морской воды

В Китае создали установку, которая производит водород и пресную воду из морской воды

В Сингапуре человекоподобные роботы начнут работать вместе с полицией к 2028 году

В Сингапуре человекоподобные роботы начнут работать вместе с полицией к 2028 году

Ростех представил робота DOKA RC5 для 3D-биопечати кожи

Ростех представил робота DOKA RC5 для 3D-биопечати кожи

ИИ впервые успешно прошел видео-тест Тьюринга в формате живого диалога

ИИ впервые успешно прошел видео-тест Тьюринга в формате живого диалога

Камера «Аквабласт» очищает детали без повреждения металла и резины

Камера «Аквабласт» очищает детали без повреждения металла и резины

Новый метод извлекает до 98% платины из старых автомобильных катализаторов

Новый метод извлекает до 98% платины из старых автомобильных катализаторов

Из лабораторий — на работу: 7 компаний, создающих человекоподобных роботов для реального мира

Из лабораторий — на работу: 7 компаний, создающих человекоподобных роботов для реального мира

Почему роботы умеют делать сальто, но до сих пор не могут нормально сложить рубашку

Почему роботы умеют делать сальто, но до сих пор не могут нормально сложить рубашку

Почему невозможно создать абсолютно точную карту Земли, Луны или Марса?

Почему невозможно создать абсолютно точную карту Земли, Луны или Марса?

Первый складной iPhone не стал революцией: с чем придется мириться владельцам iPhone Duo

Первый складной iPhone не стал революцией: с чем придется мириться владельцам iPhone Duo

Звезда в трехстах световых годах неспешно поглощает коричневого карлика

Звезда в трехстах световых годах неспешно поглощает коричневого карлика

Астрономы впервые нашли планету, «восставшую из пепла» погибшей звезды

Астрономы впервые нашли планету, «восставшую из пепла» погибшей звезды

Лед на северном полюсе Марса оказался намного чище, чем считали ученые

Лед на северном полюсе Марса оказался намного чище, чем считали ученые

Смоделирован квантовый механизм передачи информации в клетке

Смоделирован квантовый механизм передачи информации в клетке