CMCN 4.0: Ứng dụng thiết bị drone (UAV) xây dựng hệ thống ứng cứu thông tin phục vụ ghi chỉ số điện

19/04/2019 16:26:50 - views: 320

Việc ứng dụng thiết bị bay không người lái (UAV) kết hợp bộ thu phát sóng RF để quét số liệu công tơ, kết nối và truyền dữ liệu về Server trung tâm qua mạng 3G/4G, xây dựng nên hệ thống ứng cứu thông tin phục vụ ghi chỉ số điện UAV-DTS (Unmanned Aerial Vehicle - Data Troubleshooting System) là một ý tưởng rất đáng quan tâm.
CMCN 4.0: Ứng dụng thiết bị drone (UAV) xây dựng hệ thống ứng cứu thông tin phục vụ ghi chỉ số điện
Mô hình hệ thống ứng cứu thông tin phục vụ ghi chỉ số điện UAV-DTS
 
Ứng dụng này áp dụng trước làn sóng phát triển ứng dụng của cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 vào công cuộc hình thành lưới điện thông minh trong tương lai.
 
Tính đến hết quý I/2019, EVNCPC đã ứng dụng hệ thống thu thập chỉ số công tơ từ xa hoàn toàn tự động trên nền công nghệ truyền thông RF-Mesh (tên thương mại: RF-Spider) với số lượng rất lớn 2.399.660 điểm đo/12.750 TBA công cộng, chiếm tỷ lệ 74,95% trên tổng số công tơ điện tử được lắp đặt trên lưới. Hệ thống RF-Spider cũng đã được kết hợp với dữ liệu thông tin bản đồ địa lý GIS, cùng với dữ liệu hiện trường được thu thập & cập nhật ngày càng hoàn chỉnh giúp cho người quản lý biết được chính xác vị trí của từng điểm đo khách hàng.
 
Tuy nhiên, trong quá trình tính hóa đơn vào kỳ ghi chỉ số, các sự số không mong muốn xảy ra đối với các thành phần của hệ thống như: DCU, Router, Sim, Sóng RF/3G,… là chuyện bình thường khiến tỷ lệ online không đạt 100%, dẫn đến không lấy được chỉ số tính hóa đơn của một số khách hàng hoặc một TBA.
 
Việc định vị và truy tìm khách hàng cần lấy số liệu trên hiện trường thực tế vẫn còn nhiều khó khăn mặc dù đã có sự hỗ trợ của hệ thống GIS, còn phải tốn nhân công di chuyển từ Điện lực đến nhà khách hàng. Trong khi đó công tác chăm sóc và phục vụ khách hàng để tiếp tục nâng cao mức độ hài lòng khách hàng sử dụng điện là điều hết sức cần thiết đối với ngành điện.
 
Trước làn sóng của cuộc CMCN 4.0 với việc ứng dụng các tiến bộ mới về công nghệ thông tin và truyền thông vào các lĩnh vực công nghiệp truyền thống đang diễn ra mạnh mẽ, thiết bị bay không người lái UAV - Unmanned Aerial Vehicle (hay còn gọi là “drone”) vốn chủ yếu được ứng dụng trong lĩnh vực quân sự trước đây, đã đang dần trở nên phổ biến và được sử dụng rộng rãi hơn cho các mục đích dân sự, đặc biệt là trong các lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp, lâm nghiệp, truyền hình, cũng như các ứng dụng khoa học thuộc lĩnh vực địa kỹ thuật không gian,… bởi chi phí của nó ngày một giảm trong khi hiệu quả mang lại rất cao, đặc biệt trong các ứng dụng đòi hỏi tiếp cận những vị trí phức tạp, có thể gây nguy hiểm cho con người.
 
Gần đây, việc ứng dụng drone vào lĩnh vực điện năng cũng đang trở thành một xu hướng tất yếu trong nỗ lực nghiên cứu tiếp cận khoa học công nghệ để ứng dụng CMCN 4.0 ở lĩnh vực kỹ thuật số trong hoạt động sản xuất kinh doanh nhằm nâng cao độ tin cậy cung cấp điện, nâng cao chất lượng quản lý điều hành, rút ngắn thời gian xử lý sự cố, cải thiện sự hài lòng của khách hàng. Các ứng dụng điển hình đã và đang được ứng dụng và ngày một phát triển như: khảo sát lưới điện/địa hình, điều tra & phát hiện sự cố lưới điện, thu thập thông tin hiện trường,…
 
Trước những thực trạng kể trên, việc ứng dụng thiết bị drone để xây dựng hệ thống ứng cứu thông tin phục vụ ghi chỉ số điện UAV-DTS (Unmanned Aerial Vehicle - Data Troubleshooting System) là một ý tưởng rất đáng quan tâm áp dụng. Trong đó giải pháp hệ thống UAV-DTS sẽ ứng dụng thiết bị drone kết hợp bộ thu phát sóng RF để quét số liệu công tơ, kết nối với Server trung tâm qua mạng 3G/4G để truyền số liệu/hình ảnh, cập nhật trạng thái và tiếp nhận yêu cầu.
 
Hệ thống UAV-DTS sẽ bao gồm 04 thành phần chức năng chính: Thiết bị Drone (UAV), bộ thu phát sóng RF, module 3G/4G và phần mềm điều khiển trung tâm. Trong đó:
 
Thiết bị Drone được trang bị Camera, GPS, hỗ trợ bản đồ số Open Map để định vị, cập nhật thông tin, quan trọng hơn đó là loại drone có Bộ điều khiển và quản lý bay sử dụng hệ thống mã nguồn mở cùng với các cổng I/O để kết nối với các thiết bị ngoại vi khác thông qua kết nối: RS232/RS485, I2C, CAN Bus,… giúp người sử dụng có thể tùy biến thêm bớt các tính năng tùy vào nhu cầu ứng dụng.
 
Bộ thu phát sóng RF sử dụng tần số vô tuyến 408.925MHz của EVN đăng ký sử dụng cho việc thu thập số liệu công tơ trên toàn quốc hiện nay, kết nối với bộ điều khiển chính của UAV để nhận lệnh điều khiển.
 
Module 3G/4G giao tiếp với bộ điều khiển chính của UAV, kết nối với Server trung tâm để truyền số liệu/hình ảnh, cập nhật trạng thái, tiếp nhận và xử lý yêu cầu,… Sở dĩ giải pháp chọn mạng 3G/4G là để khắc phục hạn chế cố hữu về khoảng cách điều khiển của drone, hệ thống có thể điều khiển & giám sát bay được nhiều km hơn, phù hợp với ứng dụng ứng cứu thông tin.
 
Hệ thống phần mềm điều khiển trung tâm sẽ kết nối tự động với cơ sở dữ liệu Spider-GIS hoặc thông qua điều khiển của người quản lý để nhận biết danh sách các vị trí offline cần lấy số liệu ứng cứu thông tin hoặc các tác vụ cần xử lý để phân công nhiệm vụ cho thiết bị drone.
 
Để hệ thống UAV-DTS đáp ứng được nhiệm vụ ứng cứu thông tin, những yêu cầu đặt ra cần chú ý khi thiết kế giải pháp như: các thành phần gắn thêm đảm bảo không ảnh hưởng đến trọng lượng bay của UAV; UAV có tính năng GPS, hỗ trợ cập nhật động bản đồ số & dữ liệu hiện trường; UAV phải có khả năng tự động làm việc (Autopilot) theo lộ trình bay được phân công; pin nuôi có dung lượng đủ lớn để phục vụ bay trên phạm vi rộng; mỗi khi gửi tín hiệu, UAV phải cảnh báo cho người quản lý biết tình trạng thiết bị: áp suất, nhiệt độ hoạt động, tọa độ, mức pin hiện tại,... UAV phải có thể dừng & đọc tại vị trí gần công tơ nhất, chụp hình gửi về Trung tâm điều khiển nếu cần khi công tơ có sự cố đường truyền.
 
Ngoài ra những vấn đề sau cũng cần quan tâm trong suốt quá trình thực hiện giải pháp, đó là:
 
- Kết nối mạng 3G/4G có thể mất ổn định và địa chỉ IP của mỗi UAV sẽ thay đổi khi chuyển cell trong mạng viễn thông vì vậy ta có thể sử dụng IP tĩnh cho phía Server, sử dụng ID định danh kết hợp số IMEI để phân biệt quản lý từng UAV;
 
- Độ trễ truyền thông trong việc đáp ứng thông tin thời gian thực qua mạng 3G/4G có thể khắc phục được bằng quy định trao đổi/cập nhật trạng thái của danh sách các nhiệm vụ cần xử lý kế tiếp trong giao thức điều khiển giữa UAV và Server;
 
- Khi mất kết nối về Server, UAV cần được lập trình để tự động quay về Trung tâm điều khiển sau khi hoàn thành nhiệm vụ;
 
- Dung lượng pin không đủ để duy trì nhiệm vụ sẽ được xử lý bằng cách: ước tính & dự phòng dung lượng pin đáp ứng lộ trình bay trước khi phân công nhiệm vụ, tự động dò tìm đến các điểm sạc quy định gần nhất, tự động đáp xuống đất khi không đủ mức pin duy trì bay đồng thời báo về cho hệ thống trung tâm và gửi tin nhắn cho người quản lý;
 
- Các thông tin của UAV như: tọa độ, độ cao, nhiệt độ hoạt động, mức nguồn pin, tình hình thực hiện nhiệm vụ,… luôn được cập nhật tự động mỗi khi kết nối/gửi tín hiệu về Trung tâm điều khiển; phần mềm điều khiển trên Server phải định vị được sự cố, đưa ra đường bay ngắn nhất đến điểm có sự cố, xác định vị trí UAV, phân công & quản lý công việc từng UAV.
 
Một vấn đề khác cũng cần được quan tâm khi áp dụng drone hợp pháp và mang lại hiệu quả cao đó là việc đăng ký với chính quyền địa phương cho UAV, gắn logo nhận biết để tránh bị phá hoại và quan trọng hơn là giáo dục nâng cao nhận thức cộng đồng về ứng dụng của máy bay không người lái, giúp cho quá trình xã hội hóa ứng dụng thiết bị này diễn ra thuận lợi hơn.
 
Giải pháp UAV-DTS hứa hẹn sẽ mang lại nhiều hiệu quả trong ứng cứu kịp thời thông tin chỉ số điện năng phục vụ công tác phát hành hóa đơn tiền điện; nâng cao chất lượng quản lý điều hành, giảm nhân công, tiết kiệm chi phí, chăm sóc & phục vụ khách hàng tốt nhất; nâng cao công tác ứng dụng KHCN vào công tác kinh doanh điện năng.
 
Với tiềm năng và sự phát triển mạnh mẽ của drones trên thị trường thương mại theo nghiên cứu đánh giá của các hãng sản xuất thiết bị trên thế giới, trong tương lai gần chúng ta sẽ chứng kiến sự ra đời của nhiều ý tưởng khai thác lợi thế của loại phương tiện máy bay không người lái phục vụ cho công việc và đời sống. Và hơn thế nữa đây cũng là một phần không thể thiếu trong ứng dụng CMCN 4.0 vào công cuộc hình thành lưới điện thông minh trong tương lai.
Theo: EVNCPC

 Gửi ý kiến phản hồi

Họ và tên Email
Tiêu đề Mã xác nhận

Thiết kế

Đầu tư hạ tầng công nghệ thông tin VWEM

Cập nhật 16/11/2017

Tổng công ty Điện lực TPHCM (EVNHCMC) là đơn vị triển khai thí điểm giai đoạn đầu thị trường bán buôn...

Diễn đàn năng lượng

KEPCO hợp tác cùng Bộ Công Thương xây dựng mô hình tòa nhà hiệu quả năng lượng

Cập nhật 19/11/2019

Chiều ngày 18/11 tại Hà Nội, Bộ Công Thương và Tập đoàn Điện lực Hàn Quốc (KEPCO) đã ký Biên bản ghi...

Năng lượng xanh

Mô hình Zero Capex: Không vốn đầu tư ở Việt Nam

Cập nhật 15/11/2019

Đây là một trong những dự án đầu tiên mà SPUC đầu tư theo mô hình Zero Capex (không vốn đầu tư) ở...

Quản lý năng lượng

Kiên Giang mong muốn Bộ Công Thương hỗ trợ cấp điện năng lượng tái tạo cho 3 xã đảo

Cập nhật 19/11/2019

Đây là ý kiến đề xuất của ông Phạm Vũ Hồng - Chủ tịch UBND tỉnh Kiên Giang tại buổi làm việc với lãnh...

Điện lực

Ứng dụng công nghệ mới: "Chìa khóa" giúp ngành điện nâng cao chất lượng

Cập nhật 18/11/2019

Để nâng hiệu quả và năng chất lượng phục vụ khách hàng, những năm qua, ngành điện đã chú trọng ứng...