Budapest University of Technology and EconomicsFaculty of Civil Engineering - Since 1782

A kutatás célja az építőmérnöki szerkezetek - elsősorban eltakart közművek, pályaszerkezetek -, és a szerkezetek állékonyságát veszélyeztető föld alatti üregek vizsgálatát célzó, roncsolásmentes mérést lehetővé tevő geofizikai mérési módszerek és gyakorlati alkalmazásainak kutatása, a mérési és adatfeldolgozási technológiák fejlesztése, lehetőség szerinti automatizálása. Elsődlegesen vizsgálandó mérési technológia az egy-, és többcsatornás talajradar (Ground Penetrating Radar- GPR) technológia, de a vizsgálatokat kiterjesztjük geoelektromos mérésekre is. A roncsolásmentes földalatti térképezési technológiák (pl. talajradarok) alkalmazása hazánkban még nem széleskörűen elterjedt, miközben nyugat-európai országokban már alkalmazzák ezt a technológiát. Az adatfeldolgozás speciális szakértelmet és sok manuális munkát igényel. A kutatás célja, hogy az adatfeldolgozás terén a digitális képfeldolgozás és a mesterséges intelligencia eszköztárát alkalmazva olyan eljárásokat fejlesszünk ki, amelyekkel a radarképek feldolgozásának a hatékonysága fokozható és a szerkezeti jellemzők (pl. rétegrend), illetve az eltakart szerkezetek térképezése elvégezhető.

A kutatás részeként kidolgozunk egy olyan eljárást, amellyel az eltakart szerkezetek felmérése is hatékonyan bevonható a felmérési eljárásokba és segítségével az építmények BIM modellje nem csak a látható földfeletti, hanem a földalatti tartományban is elkészíthetővé válik. Ez egy hiánypótló terület az ipartelepek vagy éppen a történelmi épületek BIM modelljeinek elkészítése esetén.

A megépült pályaszerkezetek elemzése kiemelt fontosságú napjainkban a fenntartási és karbantartási feladatok optimalizálása érdekében. Az üregesedés és víznyelők feltérképezése, a kopó-és alépítmény vastagság mérése, burkolat alatti közművek felmérése szükséges feltétele a hatékony karbantartásnak és ezek roncsolásmentes elvégzése jelentős gazdasági előnyökkel jár.
A kutatás során megvizsgáljuk a különféle talajradarok hatékonyságát eltérő talajtípusok és összetételek esetére és ajánlást fogalmazunk meg a talajtípus, talajösszetétel és az alkalmazási célok függvényében az alkalmazandó frekvencia-tartomány és csatornaszám tekintetében. Az adatok feldolgozását elvégezzük kereskedelmi szoftverekkel, de ezzel párhuzamosan MATLAB környezetben fejlesztünk egy saját adatfeldolgozási eljárást is. Utóbbi teszi lehetővé, hogy a korszerű adatfeldolgozó technológiák implementálását és vizsgálatát is elvégezhessük (pl. objektumdetektáció MI eszközökkel). Az adatfeldolgozási és adatelemző eljárások kapcsán végzett vizsgálatok újszerűek és jelentősen hozzájárulhatnak a technológia széleskörű elterjedéséhez.

***

The aim of the research is to investigate geophysical measurement methods that allow for non-intrusive measurements aimed at studying civil engineering structures—primarily concealed utilities and pavement structures—and underground cavities that threaten the stability of these structures. It also focuses on the development of measurement and data processing technologies, emphasizing automation where possible. The primary technology to be examined is the single- and multi-channel Ground Penetrating Radar (GPR) technology, though the studies will also extend to geo-electrical measurements. The application of non-intrusive underground mapping technologies (e.g., ground radars) is not yet widespread in our country, while it is already being utilized in Western European countries. Data processing requires specialized expertise and involves significant manual labor. The goal of the research is to develop procedures that enhance the efficiency of radar image processing using digital image processing and artificial intelligence tools, allowing for the mapping of structural characteristics (e.g., layer structure) and concealed structures.
As part of the research, we will develop a method that allows for the effective incorporation of the assessment of concealed structures into survey procedures, thereby enabling the creation of BIM models of buildings that include not only the visible above-ground elements but also the underground components. This is a critical area for the preparation of BIM models for industrial sites or historical buildings.
Analyzing built pavement structures is of paramount importance today for optimizing maintenance and upkeep tasks. Mapping voids and sinkholes, measuring the thickness of wear layers and substructures, and assessing the utilities under the pavement are necessary conditions for effective maintenance, and accomplishing these tasks non-intrusively offers significant economic benefits.
The research will examine the effectiveness of various ground radars for different soil types and compositions and will formulate recommendations regarding the applicable frequency range and number of channels based on soil type, soil composition, and intended applications. Data processing will be conducted using commercial software, but concurrently, we will also develop a proprietary data processing procedure in a MATLAB environment. This will enable the implementation and examination of modern data processing technologies (e.g., object detection using AI tools). The investigations related to data processing and analysis procedures are novel and could significantly contribute to the widespread adoption of the technology.