EAGER: Underground Infrastructure Sensing, Mapping and Modeling for Smart Maintenance, Sustainability and Usage
EAGER:用于智能维护、可持续性和使用的地下基础设施传感、测绘和建模
基本信息
- 批准号:1640687
- 负责人:
- 金额:$ 20万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2016
- 资助国家:美国
- 起止时间:2016-09-01 至 2019-08-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
This project researches novel 3-D mapping techniques for the pipes and conduits carrying water, sewer, electricity, gas, telecommunications and steam underneath cities. Much of this infrastructure is aging and in unknown condition with unknown locations. The research uses a smart cities approach to managing information regarding urban underground utility infrastructure, as part of the US Ignite/NIST Global Cities Team Challenge (GCTC), operating in the adjacent cities of Burlington and Winooski. This is a small metropolitan region that enables ease of implementation of research efforts, yet big enough to elucidate key issues affecting scaling up to larger cities. The overall approach examines sensing and information technology to determine the state of infrastructure and provide it in an appropriate, timely and secure format for the managers, planners and users. The sensors include advanced ground penetrating radar and leak sensors connected to a high-speed network. Information will flow to and from a novel 3-D utility mapping and condition database. This information will be of use for presentation in graphical format for mobile and fixed devices, and for use by urban planners and engineers, along with maintenance and construction personnel. This research addresses mapping and information processing of the location and condition of underground urban infrastructure. The primary research objectives are: 1. Urban underground 3-D utility mapping and sensor network database - This will be a novel system that integrates Building Information Modeling (BIM) and Geographical Information (GIS) database techniques; 2. Innovative high-speed tomographic ground penetrating radar (GPR) system - Imaging and assessing buried features is hampered by the congested nature of urban underground infrastructure. The research will examine advanced multi-static and phased array GPR techniques to measure scattering from pipes off-axis and to steer radar waves; 3. Underground water pipe monitoring sensor system - The design of the sensor network requires determining how to configure a heterogeneous mix of acoustic, pressure and flow metering sensors onto a high-speed fiber optic telemetry network, to detect, locate and assess leaks in fresh water supply systems. Prototyping experiments will start with acoustic sensors; 4. Digital and automated analysis tools - The GPR and sensor network data streams are multichannel, complicated and voluminous. Automated data processing methods are required for mapping and condition assessment, and 5. Field test research - Measure the performance of the utility mapping and sensor network database, associated instrumentation and analysis in the adjacent cities of Burlington and Winooski, VT.
该项目研究新型 3D 测绘技术,用于城市地下输送水、下水道、电力、天然气、电信和蒸汽的管道和导管。这些基础设施大部分已经老化,状况未知,位置未知。 该研究采用智慧城市方法来管理有关城市地下公用设施基础设施的信息,作为美国 Ignite/NIST 全球城市团队挑战赛 (GCTC) 的一部分,在邻近的伯灵顿和威努斯基城市进行。 这是一个小都市区,可以轻松实施研究工作,但又足够大,可以阐明影响扩大到大城市的关键问题。 总体方法检查传感和信息技术,以确定基础设施的状态,并以适当、及时和安全的格式为管理者、规划者和用户提供状态。 这些传感器包括先进的探地雷达和连接到高速网络的泄漏传感器。信息将流入和流出新颖的 3D 公用事业地图和条件数据库。 这些信息将以图形格式呈现在移动和固定设备上,供城市规划者和工程师以及维护和施工人员使用。 本研究涉及地下城市基础设施位置和状况的测绘和信息处理。 主要研究目标是: 1. 城市地下3D公用事业测绘和传感器网络数据库——这将是一个集成建筑信息模型(BIM)和地理信息(GIS)数据库技术的新颖系统; 2. 创新型高速断层探地雷达 (GPR) 系统 - 城市地下基础设施的拥挤性阻碍了对埋地特征的成像和评估。该研究将检验先进的多静态和相控阵探地雷达技术,以测量离轴管道的散射并引导雷达波; 3. 地下水管道监测传感器系统 - 传感器网络的设计需要确定如何将声学、压力和流量计量传感器的异构组合配置到高速光纤遥测网络上,以检测、定位和评估新鲜水的泄漏。供水系统。 原型实验将从声学传感器开始; 4. 数字化和自动化分析工具——探地雷达和传感器网络数据流是多通道、复杂且庞大的。 测绘和状况评估需要自动化数据处理方法,以及 5. 现场测试研究 - 测量佛蒙特州伯灵顿和威努斯基邻近城市的公用事业测绘和传感器网络数据库、相关仪器和分析的性能。
项目成果
期刊论文数量(11)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Buried nonmetallic object detection using bistatic ground penetrating radar with variable antenna elevation angle and height
使用具有可变天线仰角和高度的双基地探地雷达进行埋地非金属物体检测
- DOI:10.1117/12.2260055
- 发表时间:2017
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Wu, H. Felix;Gyekenyesi, Andrew L.;Shull, Peter J.;Yu, Tzu-Yang;Zhang, Yu;Orfeo, Dan;Burns, Dylan;Miller, Jonathan;Huston, Dryver;Xia, Tian
- 通讯作者:Xia, Tian
Mapping, Assessing and Monitoring Urban Underground Infrastructure
城市地下基础设施测绘、评估和监测
- DOI:
- 发表时间:2017
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Dryver Huston, Tian Xia
- 通讯作者:Dryver Huston, Tian Xia
Bistatic antenna configurations for air-launched ground penetrating radar
- DOI:10.1117/1.jrs.13.027501
- 发表时间:2019-04
- 期刊:
- 影响因子:1.7
- 作者:D. Orfeo;Yu Zhang;D. Burns;Jonathan T. Miller;D. Huston;Tian Xia
- 通讯作者:D. Orfeo;Yu Zhang;D. Burns;Jonathan T. Miller;D. Huston;Tian Xia
3-D SAR imaging for multistatic GPR
- DOI:10.1117/12.2519430
- 发表时间:2019-05
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:M. Pereira;Yu Zhang;D. Huston;Tian Xia
- 通讯作者:M. Pereira;Yu Zhang;D. Huston;Tian Xia
New GPR System Integration with Augmented Reality Based Positioning
新型 GPR 系统集成与基于增强现实的定位
- DOI:10.1145/3194554.3194623
- 发表时间:2018
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Pereira, Mauricio;Burns, Dylan;Orfeo, Daniel;Farrel, Robert;Hutson, Dryver;Xia, Tian
- 通讯作者:Xia, Tian
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