El líder mundial en simuladores inmersivos 3D confía en los gemelos digitales de hexagon para mejorar la seguridad ferroviaria
Durante más de una década, Hexagon ha proporcionado a CORYS , el proveedor de simuladores de formación e ingeniería, datos 3D y la experiencia necesaria para construir simulaciones con imágenes 3D basadas en objetos y super realistas 3D (CGI) que cubren todas las vías férreas del mundo. Actualmente, CORYS y Hexagon continúan con su colaboración, aprovechando los datos aéreos de alta resolución del Programa de contenidos HxGN
CORYS ha ganado reputación por desarrollar simuladores de computadora increíblemente realistas para los sectores de energía, procesos y transportes. La inmersión total en Replica Simulators de CORYS para la formación de nuevos conductores para manejar locomotoras de ferrocarril quizás es el producto más complejo, ya que las redes de vías férreas se extienden por cientos, y en algunos casos, miles de kilómetros lineales que deben reproducirse con precisión en el entorno simulado.
Los operadores de ferrocarriles confían en estos sistemas para preparar conductores en diversas condiciones, como la conducción en la lluvia, nieve cegadora y sol deslumbrante. También es posible simular los cambios de vía, señales e interruptores en tiempo real. Incluso, es posible utilizar el simulador para escenarios hipotéticos como una vaca vagando por la vía o un vehículo detenido en un cruce.
Estas simulaciones se presentan en entornos 3D generados por computadora que coinciden con precisión con la geometría de la vía, el terreno circundante y los paisajes urbanos que se encuentran a lo largo de la vía férrea existente. Los simuladores del conducción resultan fundamentales para el funcionamiento seguro, fiable y energéticamente eficiente de la vía férrea.
“La vista desde la cabina de la locomotora simulada es exactamente lo que el conductor experimentará en la vida real,” explicó Simon Musäus, Vicepresidente de desarrollo empresarial en Hexagon. “CORYS desarrolla un simulador para cada tipo de locomotora en la flota de clientes ferroviarios.”
Figure 1. A CGI-based simulation of a boxcar obstructing the BNSF railroad track was created using aerial data from the HxGN Content Program. (Source: CORYS)
EXPERIENCIA DE FORMACIÓN MEJORADA CON EL USO DE GEMELOS DIGITALES
CORYS fue de los primeros en adoptar las tecnologías de modelado 3D basadas en objetos, lo cual mejoró considerablemente la experiencia de formación para los conductores de locomotoras. Las soluciones son inmersivas en naturaleza y permiten la manipulación de la escena para generar una gran variedad de escenarios operativos que los conductores se pueden encontrar durante un recorrido real.
CORYS eligió el Programa de contenidos HxGN de Hexagon para proporcionar los productos de datos aéreos para las simulaciones 3D debido a que los datos son precisos, están actualizados y están disponibles de inmediato. De fundamental importancia para una red ferroviaria que se extiende por cientos de kilómetros, los datos son coherentes entre países y regiones. Además, el equipo de Hexagon cuenta con experiencia para modificar los datos a medida — y en algunos casos, adquirir datos complementarios — para cubrir las necesidades de simulación precisa de CORYS.
“Los datos de Hexagon representan un paso adelante en el detalle, resolución y precisión de los elementos visuales que forman el entorno,” explica Greg Hayes, Vicepresidente de desarrollo empresarial de CORYS. “Esto mejora considerablemente la formación para la familiarización con el territorio, el conocimiento de la situación y la vigilancia operativa.”
Los datos 3D entregados a CORYS por Hexagon son gemelos digitales de los corredores de las vías férreas que se extienden 100 metros o más a ambos lados de la vía férrea. Los dos resultados principales son los objetos que se extraen (edificios, árboles, señales, símbolos, caminos, vías fluviales, etc.) y el terreno natural en la forma de modelos de elevación.
Figure 2. CGI of a train station and its surrounding buildings, vegetation and other objects using aerial data from the HxGN Content Program. (Source: CORYS)
CREACIÓN DE GEMELOS DIGITALES DE VÍAS FÉRREAS
El primer paso en un proyecto típico l es para el operario del ferrocarril y consiste en ofrecer un gráfico de la vía, a menudo digital pero a veces puede ser en papel, para que Hexagon lo utilice para cartografiar las ubicaciones en las áreas de la vía y las señales que deben ser modeladas. El resto de los datos son georreferenciados con relación a las coordenadas de la vía.
Al construir el gemelo digital de la vía férrea, Hexagon se basa principalmente en dos productos del Programa de contenidos HxGN imágenes aéreas nacionales (ortofotos e imágenes estereográficas) y datos del programa Metro HD City Data. Las imágenes aéreas nacionales se capturan cada dos o tres años para los Estados Unidos de Norteamérica y los países de Europa occidental con una resolución de 15 centímetros, suficiente para un modelado de grandes áreas de paisajes ferroviarios fuera de áreas urbanas densamente desarrolladas.
Hexagon extrae la posición, identidad y textura de los objetos alrededor de la vía en 3D de la ortoimagen y de la imagen estereográfica. Para garantizar la precisión de la identificación de los objetos, Hexagon utiliza el video digital de las locomotoras que circulan por la red ferroviaria. El equipo se basa en la información 3D de las ortofotos e imágenes estereográficas para obtener modelos digitales del terreno y el paisaje que rodea a las vías.
La combinación de nubes de puntos e imágenes LiDAR permite a Hexagon obtener objetos con una precisión de 10 cm o mejor. A partir de estos datos, Hexagon genera modelos digitales del terreno del paisaje ferroviario urbano junto con los objetos extraídos, como edificios, árboles y superficies de caminos, representados en sus ubicaciones georreferenciadas y apariencia a LOD3.2 (Level of Detail). CORYS utiliza estos resultados para alimentar su software de modelado y simulación.
EXPANDIENDO LAS APLICACIONES DE LOS GEMELOS DIGITALES PARA FERROCARRIL
Otros departamentos en el ámbito de los ferrocarriles también utilizaron los paisajes ferroviarios simulados para otras aplicaciones. Hayes, de CORYS, explicó: “Con todos los entornos visuales cercanos reproducidos, es posible aplicar el CGI en herramientas visuales para los despachadores de trenes ya que manejan el tráfico ferroviario, generan informes previos para los equipos de mantenimiento del camino (maintenance-of-way, MOW), planificación para respuestas a emergencias y ejercicios de prácticas de escuadrones para incendios o rescate.”
Para CORYS, la aplicación de gemelos digitales para paisajes ferroviarios en sus simuladores y otras aplicaciones resalta el compromiso con la seguridad de la empresa. El desarrollo de simulaciones en la cabina de la locomotora más realistas y precisas deriva en conductores más preparados y con mejor formación para llevar a los pasajeros y la carga con seguridad a cualquier destino de la red ferroviaria. El programa de contenidos HxGN ofrece datos geoespaciales actualizados y precisos que garantizan una simulación con gran realismo. Con la misma importancia, el equipo de Hexagon cuenta con la experiencia para modificar a medida los datos y asícumplir con las normas de precisión de CORYS.
El uso de tecnologías de modelado 3D basadas en objetos,ha mejorado considerablemente la experiencia de formación para los conductores de locomotoras CORYS. Sus soluciones inmersivas, basadas en la manipulación de imágenes, permite una amplia variedad de escenarios operativos, y el Programa de contenidos HxGN de Hexagon juega un papel fundamental,al ofrecer productos de datos aéreos precisos y actualizados para estas simulaciones.
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