Innovativ edge computing til automatiserede overvågningssystemer

Forfattere: Anabela Fernandes, Dr Lidija Špiranec, Megan Hansen

Systemer til deformationsovervågning indsamler og analyserer realtidsdata om strukturelle og jordmæssige bevægelser. Permanente installationer, der blandt andet overvåger transportinfrastruktur, miljørisici, udvikling af byområder og åbne miner rapporterer bevægelser og muliggør øjeblikkelige, databaserede beslutninger, der øger sikkerheden.

Disse beslutninger er dog kun mulige, når dataene er pålidelige og kontinuerlige. Manglende data eller datatab som følge af kommunikations-, strøm- eller dataserverfejl eller miljøvirkninger kan derfor udgøre en stor trussel mod permanent overvågning. Når man tilføjer intelligens til hardwaren og softwaren, forbedres de geodætiske overvågningsløsninger, og datamangler og -tab minimeres. Det er af stor betydning, fordi datatilgængelighed er den eneste måde, hvorpå man kan opdage kritiske farer og undgå ulykker. 
I denne artikel beskriver Dr. Lidija Špiranec, ekspert i overvågningssystemer, de seneste teknologiske fremskridt inden for Leica Geosystems’ autonome overvågningsløsning. 

Hvilke komponenter indgår i automatiseret overvågning?

Der indgår typisk fire komponenter i automatiserede overvågningssystemer: overvågningssensorer, der genererer rå målinger inden for definerede intervaller, en 24/7-strømkilde med backupstrøm, en kommunikationsenhed, der letter dataoverførsler, samt overvågningssoftware til registrering og rapportering af bevægelser.
Hver komponent i overvågningssystemet har sin egen kompleksitet og mulighed for funktionsfejl, men man kan reducere datamanglerne til et minimum, når alle komponenter indeholder autonome funktioner og integreres problemfrit i overvågningssystemet.
De seneste teknologiske fremskridt i Leica Geosystems geodætiske overvågningsløsning løser potentielle problemer med at levere kontinuerlige og uafbrudte datastrømme. Løsningen omfatter: 

Hvilke TM60-innovationer er unikke i forbindelse med overvågning? 

Leica TM60 totalstationen er designet med en række overvågningsspecifikke funktioner, så den kan udføre målinger automatisk under variable miljømæssige forhold og over lange afstande. Disse innovationer bidrager til at sikre kontinuerlig og omfattende dataindsamling.

TM60 er udstyret med Leica Captivate-software og billedbaseret ATRplus-teknologi. Den tilpasser automatisk måleindstillingerne til de aktuelle forhold og sikrer, at målene bliver målt automatisk på op til 3.000 meters afstand, hvilket er betydeligt længere end totalstationer til opmåling. Desuden genkender og afviser ATRplus refleksioner, der ikke stammer fra mål, f.eks. lygter eller sollys, for at fokusere på de rigtige overvågningsprismer.

TM60 er udstyret med et Piezo-drevsystem til ensartet og langsigtet drift, Leica Pinpoint EDM for nøjagtighed i afstandsmålingerne og som tilvalg et oversigts- og teleskopkamera til fjernpositionering og fotodokumentation. En anden overvågningsspecifik innovation til TM60 er AutoLearn, som hurtigt registrerer, måler og lærer alle mål i et afgrænset område. Automatiseret punkttindlæring gør det hurtigere at opsætte overvågningsprojekter og integrere yderligere prismer, samtidig med at menneskelige fejl undgås, f.eks. udeladte punkter. 

Leica Geosystems' specialiserede overvågningssoftware, GeoMoS Monitor, fungerer som server og kan installeres på en personlig computer eller en virtuel maskine. Afhængigt af projektkrav og sikkerhedsstandarder sker forbindelsen til feltenhederne enten via EdgeConnect cloud-teknologi eller inden for et LAN (Local Area Network). Sådanne forbindelser kan forstyrres, og derfor er det afgørende, at feltkomponenterne kan køre selvstændigt uden permanent forbindelse til kontorsoftwaren.   Det opnås med GeoMoS Edge, en softwarekomponent til dataindsamling, som er indbygget i Leica M-Com kommunikationsenhederne. Ved hjælp af edge computing-teknologi gennemfører GeoMoS Edge målingscyklussen, som er forudkonfigureret i GeoMoS Monitor, beregner kvaliteten af de rå måledata, udløser gentagne målinger og leverer dataene til GeoMoS Monitor. 

Med den nye Leica ComBox60 fortsætter målecyklussen uden afbrydelser baseret på den senest tilgængelige konfiguration, også under strømsvigt eller udfald i kommunikationen. Det er muligt på grund af det interne batteri, der fungerer som en sekundær strømkilde og kan levere strøm til overvågningssensorerne i timer eller endda dage afhængigt af målingshyppigheden. Disse målinger gemmes lokalt, indtil kommunikationen med serveren er genoprettet, hvilket eliminerer datamangler.  

Hvordan overføres dataene sikkert? 

Overførsel af målinger fra felten til kontoret er et kritisk trin i overvågningsprocessen. Kommunikationsprotokollerne for dataoverførsel skal opfylde de højeste sikkerhedskrav, fordi overvågningsdata som regel er følsomme, og fordi det er vigtigt at beskytte serverens lokale netværk. Robuste sikkerhedsforanstaltninger, der involverer komplekse IT-konfigurationer, er dog ofte tidskrævende og dyre.

EdgeConnect-teknologien, der drives af Hexagons Xalt, er en cloud-tjeneste, der forenkler denne proces, samtidig med at de krævede sikkerhedsniveauer opretholdes. Denne teknologi er integreret i GeoMoS Edge og muliggør sikker cloud IoT-forbindelse mellem felten og kontoret. EdgeConnects gennemtænkte parringsprocedure mellem GeoMoS Monitor og Leica M-Com-kommunikationsenhederne forgår via en åben HTTPS-standardport, der kan opsættes uden ændringer i IT-installationen. Efter parring tager GeoMoS Monitor ejerskab over enheden, så det bliver umuligt at kapre eller stjæle dataene. Brugeren har fuld kontrol over enheden og kan flytte den mellem forskellige projekter.

EdgeConnect fjerner IT-kompleksiteten, reducerer omkostningerne og sikrer en hurtig opstart af overvågningen.

Kort, men godt

Et overvågningssystem er ikke mere fejlsikkert end dets svageste komponenter. Robustheden, modstandsdygtigheden og den høje kvalitet i overvågningsløsningerne kan tilskrives den pålidelige edge computing-teknologi i feltenhederne. Leica Geosystems’ overvågningsløsning tilføjer intelligens og autonomi til overvågning af hardware og software med et ultimativt mål om at sikre dataenes fuldstændighed og levere pålidelig information om bevægelserne i det overvågede område.