Południowe Chiny – Innowacyjna automatyzacja inspekcji linii wysokiego napięcia z użyciem dronów

222 tysiące kilometrów linii wysokiego napięcia rozpościera się przez pięć prowincji południowych Chin, zasilając ponad milion kilometrów kwadratowych i docierając do ponad 254 milionów ludzi w 87.4 milionach domostw. China Southern Power Grid Co., Ltd., (t.j. CSG) zajmuje się sieciami wysokiego napięcia, które są dłuższe niż równik ziemi.*

*długość równika wynosi 40075.02 km.

Przeprowadzanie regularnych inspekcji sieci wymaga ogromnych inwestycji w zasoby – od pracowników, przez sprzęt do zarządzania. W 2015 roku, inspekcje CSG pokryły 11 tysięcy kilometrów, głównie polegając na tradycyjnych metodach – między innymi korzystając z załogowych helikopterów. Ta część to jedynie niecała jedna czwarta wszystkich sieci wysokiego napięcia zarządzanych przez tę firmę.

Jak zwiększyć efektywność oraz skalę tej operacji? Jest to pytanie, na które odpowiedź została rozwiązana przez firmę CSG i bezprecedensowe zastosowanie nowych technologii. W 2018 roku, flota inspekcyjna pokryła 241 tysięcy kilometrów linii wysokiego napiecięcia. 15 razy więcej niż w roku 2015! Co stało za tak wielkim skokiem w efektywności na przestrzeni jedynie 3 lat?

Wczesna adaptacja nowej technologii

Przedsiębiorstwo CSG zawsze chętnie i aktywnie rozwija się względem nowych technologii. Wcześniej, w roku 2009, była to jedna z pierwszych firm, która zainwestowała w inspekcje linii za pośrednictwem helikopterów. Dane z lotów nie tylko umożliwiły pokonanie większych dystansów w krótszym czasie, ale także pozbyła się potrzeby wysyłania pracowników do odległych,  niebezpiecznych miejsc. Jednakże, koszt utrzymania śmigłowca zarówno jak i rozwoju floty jest ogromny – maszyny są bardzo drogie w użyciu oraz konserwacji.

Kilka lat później, w roku 2012, CSG rozpoczęło testy potencjalnych latających maszyn bezzałogowych – dronów. Testy inspekcji linii wysokiego napięcia rozpoczęły się w 9 miastach – nie trwało to długo, aby dostrzec plusy tego rozwiązania. Dużo mniejszym kosztem, drony wykazywały świetne wyniki. Okazały się łatwiejsze dla inspektorów pod kątem używania i kompatybilności w terenie, względem załogowych śmigłowców. Dużo niższy koszt w porównaniu z helikopterami sprawił, że dla większej ilości inspektorów stał się standardowym narzędziem.

Wartość użytkowa dronów wkrótce wzrosła jeszcze bardziej. W roku 2015, CSG już posiadała 387 jednostek latających oraz 36 certyfikowanych operatorów. Jeden operator z jednym dronem mógł wykonać inspekcje, które zajęłyby 3 dni z użyciem tradycyjnych metod.

Z tak wielką flota, nasuwa się kolejne pytanie – jak użyć dronów w większej skali?

Idealna mieszanka różnych dronów.

Pokrycie 11 tysięcy kilometrów linii wysokiego napięcia w rok było wielkim krokiem do przodu w porównaniu z wcześniejszymi latami. Tak czy inaczej, ten wynik był bardzo daleko od celów postawionych przez CSG. Firma zarządza ponad 45 tysiącami kilometrów linii na bogatym południu Chin, gdzie bezpieczeństwo oraz brak przerw w dostawach prądu to czynnik krytyczny.

Zwiększenie skali operacji. Taki był wybór zarządu CSG. Firma powołała własne centrum innowacji w roku 2018, testując i sprawdzając możliwości skalowania i efektywnego wykorzystania nowych technologii, z którymi się zaznajomili w przeciągu lat prób.

Flota dronów CSG zaopatrzona była w wielowirnikowe oraz stałopłatowe drony. Osoby odpowiedzialne za rozwój technologii szybko znalazły plusy i minusy korzystania z obu rozwiązań. Płatowce umożliwiały dłuższy lot, co pozwalało na pokrycie większego dystansu inspekcji w ciągu jednej operacji. Wielowirnikowce z kolei zapewniały dokładne zdjęcia powietrzne, oferując również różne tryby lotu oraz większą kontrolę. Te dwa różne rozwiązania zapewniły firmie idealne połączenie.

Płatowce zostały więc wysyłane na długie misje korytarzowe, oferując dokładne dane, które mogły zostać przetworzone w modele tras. Inspektor na podstawie danych mógł wytyczyć ważne punkty i wysłać wielowirnikowce na automatyczną misję inspekcji najważniejszych, kluczowych miejsc. To był tylko pierwszy krok w rozpoczęciu skalowania innowacji CSG.

Inteligentne maszyny w trakcie pracy

2018 był rokiem ogromnej ilości danych zgromadzonych przez CSG. Po pierwsze, planowanie drogi stało się dużo bardziej dokładne, dzięki zaimplementowaniu laserowego skanowania do ich dronów. Umożliwiło to budowanie modeli 3D planowanej drogi. To rozwiązanie z kolei umożliwiło wielowirnikowcom, jak na przykład DJI Matrice 200, przeprowadzanie autonomicznych inspekcji wzdłuż wyznaczonej wcześniej trasy, składającej się z 36 wieży i 3 miejsc lądowań. Cała operacja została przeprowadzona z minimalną ingerencją człowieka.

Sztuczna inteligencja również znalazła swoje zastosowanie w trakcie tych operacji. Z inteligentnymi algorytmami rozpoznania wizyjnego przedmiotów, drony umożliwiały wysyłanie w czasie rzeczywistych rozpoznanych komponentów. Inspektorzy z odległości kilku kilometrów na podglądzie mogli sprawdzać takie elementy jak szklane izolatory czy łączniki.

Technologia uczenia maszynowego pozwoliła dronom wykryć ewentualne awarie wcześniej rozpoznanych elementów, natychmiast wysyłając powiadomienia inspektorom. Przykładowo, szybkość rozpoznawania braku zacisku zbrojenia wynosi aż 77 %. Ten bardzo precyzyjny system rozpoznania awarii skrócił czas reakcji przynajmniej o 80%.

Nowa jakość pracy?

Mimo, że rozwój i szukanie innowacji w CSG trwa, firma aktualnie zarządza najbardziej zaawansowaną flotą autonomicznych dronów.

Do dziś, dział operacji statków bezzałogowych firmy CSG posiada ponad 6000 jednostek dronów DJI, 900 certyfikowanych operatorów oraz 28 dedykowanych szefów operacji w swoim centrum operacyjnym. Nowe rozwiązania w świecie dronów, na przykład implementacja systemu RTK, pozwala na odkrycie nowych możliwości i zbadanie do tej pory nieodkrytego potencjału do wykorzystania w ogromnej skali.

DJI stale współpracuje z użytkownikami platform specjalistycznych aby stale zmieniać sposób, w jaki świat wykorzystuje i rozwija technologie związane z dronami, pomaga również we wsparciu technicznym. Naszą wizją jest wspieranie komercyjnego ekosystemu dla przedsiębiorstw z różnych dziedzin przemysłu, w celu pomocy jednostkom, wzbogacenia liczby miejsc pracy oraz cyfryzacji procesów.