Необходимость поддержания безопасности и работоспособности коммунальной инфраструктуры — электросетей, трубопроводов, ветряных электростанций и солнечных батарей — крайне важна. Старые методы контроля имеют серьёзные недостатки: высокие риски, высокие затраты и низкая эффективность. Дроны меняют ситуацию. Они быстрые, точные и могут оснащаться множеством датчиков, что делает их основным инструментом цифровых преобразований в коммунальном секторе. Они меняют подходы к сбору данных, оценке рисков и планированию решений.
I. Огромное значение дронов при инспекции коммунальных служб
Беспилотники дают коммунальным службам большие преимущества, особенно в плане безопасности и скорости.
Раньше работа инспекторов была опасной. Рабочие поднимались на вышки или ходили по неровной поверхности. Дроны устраняют этот риск. Они используют камеры и тепловизоры для осмотра объектов вблизи, но на большом расстоянии. Это обеспечивает безопасность работников. Благодаря этому компании тратят меньше на меры безопасности. Они могут перевести квалифицированных рабочих на ремонт и планирование.
Дроны также экономят время и деньги. Вертолёты быстрые, но стоят дорого. Пешие проверки занимают много времени. Дроны — лучший выбор. Один дрон может проверить множество опор или километров трубопроводов за один день. Это гораздо быстрее, чем люди. Кроме того, после сильных штормов или землетрясений дроны первыми проверяют повреждения. Они быстро сообщают ремонтным бригадам, что делать, что помогает быстро восстановить электроснабжение.
Дроны также повышают качество данных. Они используют 4K-камеры, тепловизоры, УФ-датчики и лидар (Light Detection and Ranging). Данные меняются от простого обнаружения проблемы до точного определения её масштаба. Например, тепловизоры измеряют горячие точки на линиях электропередачи. Это позволяет планировщикам определить, является ли проблема срочной. Лидар создаёт 3D-модели оборудования. Эти модели предоставляют точные данные для управления деревьями вблизи линий электропередачи.
(Узнайте больше об интеграции LiDAR в беспилотные летательные аппараты из исследования NASA UAS .)
II. ИИ и большие данные: как сделать данные с дронов полезными
Данные с дронов наиболее полезны в сочетании с искусственным интеллектом (ИИ) и инструментами для работы с большими данными. Эта система, включающая в себя воздушную среду, облако и интеллектуальные инструменты, повышает эффективность управления коммунальными услугами.
ИИ мгновенно находит и маркирует проблемы в данных. Раньше анализ занимал много часов. Теперь модели ИИ анализируют изображения и быстро находят такие вещи, как отсутствующие болты или повреждённое оборудование. ИИ сортирует проблемы и оценивает их.
ИИ также помогает предсказывать поломки. Он анализирует данные с дронов, например, тепловизионные снимки за разные месяцы. Он замечает небольшие изменения, например, ржавение металла или повышение температуры в месте перегрева. Этот анализ помогает планировать техническое обслуживание. Коммунальные службы могут ремонтировать оборудование до того, как оно сломается. Это экономит деньги и предотвращает перебои в электроснабжении.
Данные лидара также используются для создания цифровых двойников . Это точные цифровые копии оборудования. С этими копиями работает искусственный интеллект. Менеджеры могут тестировать ремонт на компьютере и наблюдать за тем, что происходит во время шторма. Затем система решает, какую сломанную деталь необходимо отремонтировать в первую очередь, исходя из её важности.
(Подробнее о приложениях Digital Twin для инфраструктуры от IBM.)
III. Радар миллиметрового диапазона: проверка в любую погоду
В дронах в основном используются камеры и лидары. Но эти датчики плохо работают в тумане, дожде или дыму. Для постоянного контроля коммунальным службам нужен датчик, работающий в плохую погоду: радар миллиметрового диапазона (мм) .
Радар миллиметрового диапазона использует высокочастотные волны (от 30 до 300 ГГц). Эти волны способны проходить сквозь туман, дождь, пыль и дым . Установка этого радара на дроны открывает новые возможности.
Во-первых, он обеспечивает безопасные полёты дронов в плохую погоду. Радар предоставляет точные данные о расстоянии и скорости. Это критически важно для полётов за пределами прямой видимости (BVLOS) . Он гарантирует, что дрон не столкнётся с тонкими линиями электропередачи или опорами в условиях плохой видимости.
Во-вторых, технология mmWave способна видеть под поверхностью некоторых материалов. Это помогает обнаружить проблемы, которые не видны камерам. Например, она может проверять лопасти ветряных турбин на наличие воды или трещин, скрытых под краской. Это помогает выявлять проблемы на ранней стадии.
Наконец, mmWave может измерять мельчайшие движения. Он может отслеживать небольшие колебания линий электропередачи на ветру. Или проверять детали опор на наличие незначительных изгибов. Это даёт новые данные, позволяющие прогнозировать вероятность разрушения конструкции.
Сочетание миллиметрового радара с камерами и лидаром создаёт очень надёжную систему датчиков. Эта система обеспечит надёжность и безопасность коммунальных сетей в любых условиях.
(Узнайте, как промышленный радар миллиметрового диапазона компании Linpowave улучшает возможности обнаружения дронов в суровых условиях.)
Часто задаваемые вопросы (FAQ)
В1. Что такое полёт BVLOS и почему он важен для проверки дронов?
BVLOS означает «за пределами прямой видимости» . Проверки с помощью дронов часто требуют очень дальних расстояний, выходящих за пределы видимости пилота. BVLOS позволяет дронам самостоятельно пролетать такие длинные маршруты. Это значительно ускоряет проверку.
(См. рекомендации FAA BVLOS на faa.gov .)
В2. Как ИИ повышает качество данных с дронов?
ИИ улучшает качество данных, проверяя их и обеспечивая их согласованность. Программа полёта дрона следит за тем, чтобы все снимки были сделаны под одним и тем же углом. Затем ИИ обрабатывает эти данные . Это позволяет сравнивать снимки, сделанные с разницей в несколько месяцев, и видеть небольшие изменения.
(Узнайте, как Linpowave интегрирует обработку радиолокационных данных на базе искусственного интеллекта .)
В3. На что компании тратят деньги в первую очередь при запуске программы использования дронов?
Деньги тратятся на три основные вещи: высококачественные дроны (они должны летать долго и нести тяжелые датчики), дорогие датчики (вроде промышленных LiDAR и тепловизионных камер) и программное обеспечение , которое использует ИИ для изучения данных.
В4. Как ИИ помогает планировать исправления неполадок в коммунальных системах?
ИИ помогает, анализируя тепловые и визуальные данные с дрона с течением времени. Он видит, какие детали постепенно выходят из строя. Затем ИИ прогнозирует, когда деталь сломается . Это позволяет компании отремонтировать деталь до того, как она выйдет из строя.
(Ознакомьтесь с соответствующими примерами из Energy.gov ).
В5. Каким образом радар миллиметрового диапазона делает беспилотники более безопасными вблизи линий электропередач?
Радар миллиметрового диапазона обеспечивает очень точные данные о расстоянии. Это дополнительная система безопасности . Он может обнаруживать тонкие провода и другие предметы, с которыми может столкнуться дрон. Это обеспечивает безопасность дрона при полёте в непосредственной близости от линий электропередач, даже в плохую погоду.
(Откройте для себя технологию 4D-радара Linpowave для беспилотных летательных аппаратов .)