Innowacyjne obliczenia brzegowe dla zautomatyzowanych systemów monitorowania

Autorzy: Anabela Fernandes, dr Lidija Špiranec, Megan Hansen

Systemy monitorowania odkształceń zbierają i analizują w czasie rzeczywistym dane dotyczące ruchów konstrukcyjnych i lądowych. Stałe instalacje monitorujące infrastrukturę transportową, zagrożenia dla środowiska, rozwijające się obszary miejskie, kopalnie odkrywkowe i podobne obiekty monitują o ruchach i umożliwiające natychmiastowe podejmowanie opartych na danych decyzji, które zwiększają bezpieczeństwo.

Decyzje te są jednak możliwe tylko wtedy, gdy dane są wiarygodne i ciągłe. W związku z tym brak lub utrata danych spowodowane awariami komunikacji, zasilania lub serwera danych oraz skutkami środowiskowymi stanowią duże zagrożenie dla stałego monitorowania. Dodanie inteligencji do sprzętu i oprogramowania doskonali rozwiązania monitorowania geodezyjnego i zapewnia jak najmniej luk i strat danych — jest to ważne rozwiązanie, ponieważ dostępność danych jest jedynym sposobem na wykrycie krytycznych zagrożeń i uniknięcie ofiar. 
W tym artykule dr Lidija Špiranec, ekspert ds. systemów monitorowania, opisuje najnowsze osiągnięcia technologiczne w autonomicznym rozwiązaniu monitorującym firmy Leica Geosystems. 

Jakie są komponenty automatycznego monitorowania?

Zautomatyzowane systemy monitorowania obejmują zazwyczaj cztery komponenty. Należą do nich czujniki monitorujące, które generują surowe pomiary w określonych odstępach czasu, źródło nieprzerwanego zasilania z zasilaniem rezerwowym, urządzenie komunikacyjne ułatwiające przesyłanie danych i oprogramowanie monitorujące do wykrywania i raportowania ruchów.
Każdy komponent systemu monitorowania ma swoją złożoność i potencjalną awaryjność, ale luki w danych można ograniczyć do minimum, gdy wszystkie komponenty zawierają autonomiczne możliwości i są bezproblemowo zintegrowane z systemem monitorowania.
Najnowsze osiągnięcia technologiczne w rozwiązaniu do monitorowania geodezyjnego firmy Leica Geosystems pozwalają rozwiązać potencjalne problemy związane z ciągłym i nieprzerwanym przepływem danych. Rozwiązanie to obejmuje: 

Które innowacje tachimetru TM60 są unikalne w zadaniach monitorowania?

W tachimetrze Leica TM60 TOTAL wbudowano kilka funkcji monitorowania do automatycznego wykonywania pomiarów w zmiennych warunkach środowiskowych i z dużych odległości. Te innowacje pomagają zapewnić ciągłe, kompleksowe pozyskiwanie danych.

Wyposażony we wbudowane oprogramowanie Leica Captivate i opartą na obrazie technologię ATRplus, tachimetr TM60 automatycznie dostosowuje ustawienia pomiarów do aktualnych warunków środowiskowych i zapewnia automatyczne pomiary celów na odległość do 3000 metrów, a więc znacznie dalej niż tradycyjne tachimetry. Dodatkowo, ATRplus rozpoznaje i odrzuca odbicia niepochodzące od celu, np. z reflektorów lub odbłysków światła słonecznego, koncentrując się na prawidłowych pryzmatach monitorujących.

Model TM60 jest wyposażony w system piezo-drive zapewniający płynne działanie w długim okresie, system Leica Pinpoint EDM zapewniający dokładność pomiaru odległości oraz opcjonalnie kamerę przeglądową i teleskopową do zdalnego pozycjonowania i dokumentacji fotograficznej. Kolejną innowacją w zakresie monitorowania w modelu TM60 jest funkcja AutoLearn, która szybko wykrywa wszystkie cele w danym obszarze, mierzy je i uczy się ich. Zautomatyzowane uczenie się punktów przyspiesza wstępne konfigurowanie projektów monitorowania i integrację dodatkowych pryzmatów oraz eliminuje błędy operatora, na przykład pominięte punkty. 

Specjalistyczne oprogramowanie monitorujące Leica Geosystems, GeoMoS Monitor, działa jako serwer i może być instalowane na komputerze osobistym lub maszynie wirtualnej. W zależności od wymagań projektu i standardów bezpieczeństwa łączność z urządzeniami polowymi jest wykorzystywana za pośrednictwem chmurowej technologii EdgeConnect lub przez sieć lokalną (LAN). Ponieważ wiele przyczyn może zakłócić to połączenie, ważne jest, aby komponenty pola mogły działać autonomicznie bez stałego połączenia z oprogramowaniem biurowym.   Osiąga się to dzięki GeoMoS Edge, komponentowi oprogramowania do akwizycji danych, który jest wbudowany w urządzenia komunikacyjne Leica M-COM. Korzystając z technologii obliczeń brzegowych, GeoMoS Edge wykonuje cykl pomiarowy, który jest wstępnie skonfigurowany w module GeoMoS Monitor, oblicza jakość surowych danych pomiarowych, wyzwala powtarzające się pomiary i dostarcza dane do GeoMoS Monitor. 

Z nowym modelem Leica ComBox60 cykle pomiarowe będą przebiegać nieprzerwanie w oparciu o ostatnią dostępną konfigurację, nawet w przypadku awarii zasilania i/lub komunikacji. Jest to możliwe dzięki wbudowanemu akumulatorowi, który działa jako dodatkowe źródło zasilania i może dostarczać zasilanie do czujników monitorujących przez godziny lub nawet dni w zależności od częstotliwości pomiarów. Pomiary te są przechowywane lokalnie do czasu przywrócenia komunikacji z serwerem, co eliminuje luki w danych.  

W jaki sposób dane są bezpiecznie przesyłane? 

Przeniesienie pomiarów z terenu do biura jest kluczowym etapem w procesie monitorowania. Protokoły komunikacyjne do przesyłania danych muszą spełniać najwyższe wymagania bezpieczeństwa ze względu na wrażliwość danych z monitorowania oraz ogólne bezpieczeństwo sieci lokalnej serwera. Jednak solidne środki bezpieczeństwa obejmujące złożone konfiguracje IT są często czasochłonne i kosztowne.

Technologia EdgeConnect, oparta na usłudze Xalt firmy Hexagon, to chmurowa usługa, która upraszcza ten proces przy zachowaniu wymaganych poziomów bezpieczeństwa. Zintegrowana z GeoMoS Edge, umożliwia bezpieczną łączność IoT w chmurze między terenem a biurem. Właściwa dla EdgeConnect inteligentna procedura parowania oprogramowania GeoMoS Monitor i urządzeń komunikacyjnych Leica M-COM wykorzystuje standardowy, otwarty port HTTPS i umożliwia konfigurację bez dodatkowych modyfikacji IT. Po sparowaniu oprogramowanie GeoMoS Monitor przejmuje prawa własności do urządzenia, co uniemożliwia porwanie lub kradzież danych. Użytkownik ma pełną kontrolę nad urządzeniem i może przenosić je z jednego projektu do drugiego.

Technologia EdgeConnect usuwa złożoność IT z wdrożenia systemu do monitoringu, zmniejsza koszty i znacznie skraca czas do rozpoczęcia monitorowania.

W skrócie

System monitorowania jest tak samo odporny jak jego najsłabsze komponenty. Solidność i odporność rozwiązań monitorujących o najwyższej jakości wynika wprost z niezawodnej technologii obliczeń brzegowych w urządzeniach terenowych. Rozwiązanie do monitorowania Leica Geosystems dodaje inteligencję i autonomię do sprzętu i oprogramowania monitorującego, a ostatecznym celem jest zapewnienie kompletności danych i wiarygodnych informacji o ruchach w monitorowanym obszarze.