Edge computing innovativo per i sistemi di monitoraggio automatizzati

Autori: Anabela Fernandes, dott.ssa Lidija Špiranec, Megan Hansen

I sistemi di monitoraggio delle deformazioni raccolgono e analizzano dati in tempo reale sui movimenti strutturali e del terreno. Installazioni permanenti che monitorano l'infrastruttura di trasporto, i pericoli ambientali, lo sviluppo di aree urbane, le miniere a cielo aperto e molto altro, che segnalano i movimenti e consentono di prendere decisioni immediate e basate sui dati che migliorano la sicurezza.

Tuttavia, queste decisioni sono possibili solo quando i dati sono affidabili e continui. Di conseguenza, la mancanza o la perdita di dati causata da guasti alle comunicazioni, all'alimentazione o al server di dati e gli effetti ambientali rappresentano una minaccia importante al monitoraggio permanente. L'aggiunta dell'intelligenza all'hardware e al software migliora le soluzioni di monitoraggio geodetico e permette di ridurre il più possibile le lacune nei dati. Questa è una soluzione importante perché la disponibilità dei dati è l'unico modo in cui è possibile scoprire i pericoli critici e evitare perdite umane. 
In questo articolo la dott.ssa Lidija Špirane, esperta dei sistemi di monitoraggio, descrive i più recenti progressi tecnologici della soluzione di monitoraggio autonoma di Leica Geosystems. 

Quali sono i componenti del monitoraggio automatizzato?

I sistemi di monitoraggio automatizzato hanno generalmente quattro componenti. Essi comprendono i sensori di monitoraggio che generano misure grezze entro intervalli definiti, una fonte di alimentazione 24/7 con alimentazione di riserva, un dispositivo di comunicazione per facilitare il trasferimento dei dati e software di monitoraggio per rilevare e segnalare i movimenti.
Ogni componente del monitoraggio è contraddistinto da una propria complessità ed è soggetto a potenziali malfunzionamenti, ma le lacune nei dati possono essere ridotte al minimo quando tutti i componenti contengono capacità autonome e sono perfettamente integrati nel sistema di monitoraggio.
Gli ultimi progressi tecnologici della soluzione di monitoraggio geodetico di Leica Geosystems risolvono i potenziali problemi di accesso a un flusso di dati continuo e ininterrotto. Questa soluzione comprende: 

Quali innovazioni del TM60 sono dedicate esclusivamente al monitoraggio? 

La stazione totale Leica TM60 è stata progettata con diverse funzionalità specifiche per il monitoraggio al fine di eseguire automaticamente le misurazioni, in condizioni ambientali variabili e da distanze lunghe. Queste innovazioni contribuiscono a garantire un'acquisizione completa e continua dei dati.

Dotato del software integrato Leica Captivate e della tecnologia ATRplus basata sulle immagini, il TM60 adatta automaticamente le impostazioni di misura alle condizioni ambientali correnti e garantisce che i target vegano misurati automaticamente fino a una distanza di 3.000 metri, molto più lontano rispetto alle stazioni totali topografiche tradizionali. Inoltre, ATRplus riconosce e rifiuta i riflessi non target, come i fari o la luce del sole, per concentrarsi sui giusti prismi di monitoraggio.

Il TM60 è dotato di un sistema di azionamento Piezo per un funzionamento uniforme a lungo termine, del Leica PinPoint EDM per la precisione della misura della distanza e, facoltativamente, di una fotocamera panoramica e telescopica per il posizionamento remoto e la documentazione fotografica. Un'altra innovazione specifica per il monitoraggio per il TM60 è l'autoapprendimento, che consente di rilevare, misurare e apprendere rapidamente tutti i target in un'area definita. L'apprendimento automatizzato dei punti accelera la configurazione iniziale dei progetti di monitoraggio e l'integrazione di prismi aggiuntivi ed elimina gli errori umani come i punti saltati. 

GeoMoS Monitor, il software di monitoraggio specializzato di Leica Geosystem, agisce come server e può essere installato su un personal computer o su una macchina virtuale. A seconda dei requisiti del progetto e degli standard di sicurezza, la connettività ai dispositivi sul campo viene implementata tramite la tecnologia cloud EdgeConnect o all'interno di una rete locale (LAN). Poiché questa connessione può essere interrotta da diverse cause, è essenziale che i componenti sul campo siano in grado di funzionare autonomamente senza una connessione permanente al software per ufficio.   Questo obiettivo viene raggiunto con GeoMoS Edge, un componente software di acquisizione dei dati integrato nei dispositivi di comunicazione Leica M-Com. Utilizzando la tecnologia di edge computing, GeoMoS Edge esegue il ciclo di misura, preconfigurato nel GeoMoS Monitor, calcola la qualità dei dati di misura grezzi, attiva le misure ripetute e consegna i dati al GeoMoS Monitor. 

Con il nuovo Leica ComBox60, i cicli di misura verranno eseguiti senza interruzioni in base all'ultima configurazione disponibile, anche in caso di guasti al sistema di alimentazione e/o di comunicazione. Questo è possibile grazie alla batteria interna, che agisce da fonte di alimentazione secondaria e può alimentare i sensori di monitoraggio per ore e perfino per giorni interi, a seconda della frequenza delle misurazioni. Queste misurazioni vengono salvate localmente finché non viene ripristinata la comunicazione con il server, eliminando le lacune nei dati.  

Come vengono trasferiti i dati in modo sicuro? 

Il trasferimento delle misurazioni dal campo all'ufficio è un passaggio critico del processo di monitoraggio. I protocolli di comunicazione per i trasferimenti di dati devono soddisfare i requisiti di sicurezza più rigorosi per la natura sensibile dei dati di monitoraggio e la sicurezza generale della rete locale del server. Tuttavia, le misure di sicurezza robuste che comportano complesse configurazioni informatiche sono spesso onerose in termini di tempo e denaro.

EdgeConnect, dotato della tecnologia Xalt di Hexagon, è un servizio cloud che semplifica questo processo, manentendo nel contempo i livelli di sicurezza richiesti. Integrato in GeoMoS Edge, consente una connettività protetta IoT cloud tra il campo e l'ufficio. L'intelligente procedura di associazione di EdgeConnect tra GeoMoS Monitor e i dispositivi di comunicazione Leica M-Com usano una porta HTTPS aperta standard e consentono la configurazione senza ulteriori modifiche informatiche. Una volta associato, GeoMoS Monitor prende possesso del dispositivo, rendendo impossibile il dirottamento o il furto di dati. L'utente ha il pieno controllo del dispositivo e può spostarlo da un progetto all'altro.

EdgeConnect elimina la complessità informatica dall'equazione di installazione del monitoraggio, riduce i costi e accorcia sensibilmente il tempo fino all'avvio del monitoraggio.

In breve

Un sistema di monitoraggio è sicuro quanto i suoi componenti più deboli. La robustezza e la resilienza delle soluzioni di monitoraggio di qualità più elevata possono essere attribuite a un'affidabile tecnologia edge computing all'interno dei dispositivi sul campo. La soluzione di monitoraggio Leica Geosystems aggiunge intelligenza e autonomia all'hardware e al software di monitoraggio, con l'obiettivo finale di garantire la completezza dei dati e informazioni affidabili sui movimenti all'interno dell'area monitorata.