Innovativ Edge Computing för automatiserade monitoreringssystem

Av: Anabela Fernandes, Dr Lidija Špiranec, Megan Hansen

System för deformationsmonitorering samlar in och analyserar realtidsdata om strukturella rörelser och markrörelser. Permanenta installationer som övervakar transportinfrastruktur, miljöfaror, utveckling av stadsområden, dagbrott med mera rapporterar rörelser och möjliggör omedelbara, databaserade beslut som ökar säkerheten.

Dessa beslut är dock endast möjliga när det finns tillgång till pålitliga och kontinuerligt registrerade data. Därför utgör saknade data eller dataförluster på grund av kommunikationsavbrott, strömavbrott eller dataserverfel och miljörelaterade effekter en stor utmaning för permanent monitorering. Att addera intelligens till hårdvara och mjukvara förbättrar geodetiska monitoreringslösningar och garanterar så få dataavbrott och förluster som möjligt. Detta är en mycket viktig utveckling, eftersom datatillgänglighet är det enda som säkerställer att kritiska faror kan upptäckas och olyckor undvikas.
I denna artikel beskriver Dr Lidija Špiranec, expert på monitoreringssystem, de senaste tekniska framstegen i Leica Geosystems autonoma monitoreringslösning. 

Vilka komponenter ingår i ett system för automatisk monitorering?

Automatiserade monitoreringssystem består vanligtvis av fyra olika delar: monitoreringssensorer som genererar råa mätdata inom definierade intervall, avbrottsfri strömförsörjning med reservkraft, en kommunikationsenhet som underlättar dataöverföring och monitoreringsmjukvara för att detektera och rapportera rörelser.
Var och en av dessa komponenter har en unik komplexitet och unik potential för fel, men dataavbrotten kan minskas till ett minimum när alla komponenter har autonom funktionalitet och är sömlöst integrerade i monitoreringssystemet.
De senaste tekniska framstegen för Leica Geosystems geodetiska monitoreringslösning åtgärdar potentiella problem med leveransen av ett kontinuerligt och oavbrutet dataflöde. Denna lösning inkluderar: 

Vilka TM60-innovationer är unika för monitorering? 

Totalstationen Leica TM60 utformades med flera monitoreringsspecifika funktioner för automatisk mätning i varierande miljöförhållanden och över långa avstånd. Dessa innovationer bidrar till att säkra en kontinuerlig, noggrann datainsamling.

TM60 är utrustad med integrerad Leica Captivate-mjukvara och bildbaserad ATRplus-teknik för automatisk anpassning av mätningsinställningar efter aktuella miljöförhållanden och säkerställer att målpunkterna mäts automatiskt på upp till 3 000 meters avstånd, vilket är betydligt längre än traditionella totalstationer. ATRplus känner dessutom igen och avvisar reflektioner som inte kommer från målet (t.ex. från strålkastare eller solljus) för att fokusera på rätt monitoreringsprismor.

TM60 är utrustad med ett Piezo-drivsystem för smidig långtidsanvändning samt Leica PinPoint EDM för exakt avståndsmätning och som tillval finns även en teleskop- och översiktskamera för fjärrpositionering och fotodokumentation. En annan specifik monitoreringsinnovation för TM60 är AutoLearn, som snabbt detekterar, mäter och lär sig alla mål inom ett angivet område. Automatiserad punktinlärning snabbar upp den initiala konfigureringen och uppstarten av monitoreringsprojekt och även integreringen av ytterligare prismor, och eliminerar risken för mänskliga fel som t.ex. punkter som inte registrerats.

Leica Geosystems specialiserade monitoreringsmjukvara, GeoMoS Monitor, fungerar som en server som kan installeras på en PC eller en virtuell maskin. Beroende på projektkraven och säkerhetsstandarderna hanteras uppkopplingen mot fältenheterna antingen via EdgeConnect-molnteknik eller LAN. Många olika saker skulle kunna störa uppkopplingen, så därför är det avgörande att fätkomponenterna kan köras självständigt utan att vara permanent uppkopplade mot mjukvaran på kontoret. Den autonoma driften möjliggörs med GeoMoS Edge, en mjukvarukomponent för datainsamling som är integrerad i Leica M-Com-kommunikationsenheterna. Med hjälp av Edge Computing-teknik utför GeoMos Edge mätcykeln som är förkonfigurerad i GeoMoS Monitor, beräknar kvaliteten på råa mätdata, triggar de upprepade mätningarna och levererar data till GeoMoS Monitor. 

Med den nya Leica ComBox60 körs mätcyklerna utan avbrott baserat på den senast tillgängliga konfigurationen, även under strömavbrott och/eller kommunikationsavbrott. Detta är möjligt tack vare det interna batteriet som fungerar som en sekundär strömkälla och kan tillhandahålla ström till monitoreringssensorerna under flera timmar eller till och med dagar beroende på frekvensen för mätningarna. Dessa mätningar lagras lokalt tills kommunikationen med servern är återställd och dataavbrotten eliminerats.

Hur överförs data på ett säkert sätt?

Överföringen av mätdata från fältet till kontoret är ett kritiskt steg i monitoreringsprocessen. Kommunikationsprotokoll för dataöverföringar måste uppfylla de högsta säkerhetskraven på grund av monitoreringsdatans känsliga natur och den övergripande säkerheten för serverns lokala nätverk. Robusta säkerhetsåtgärder som involverar komplexa IT-konfigurationer är ofta dyra och tidskrävande.

EdgeConnect som drivs med Hexagons Xalt är en molntjänst som förenklar processen och upprätthåller samtidigt de höga säkerhetsnivåer som krävs. Tjänsten är integrerad i GeoMos Edge och möjliggör säker IoT-anslutning mellan fält och kontor. EdgeConnects smarta hopparning mellan GeoMoS Monitor och Leica M-Com- kommunikationsenheterna använder en öppen HTTPS-port i standardutförande och möjliggör installation utan ytterligare ändringar i IT-infrastrukturen. När hopparningen genomförts har GeoMoS Monitor ”äganderätten” till enheten, vilket gör det omöjligt att stjäla data. Användaren har full kontroll över enheten och kan flytta den mellan projekt.

EdgeConnect minskar komplexiteten i IT-infrastrukturen som krävs för monitoreringssystemet, minskar kostnaderna och minskar avsevärt tiden som behövs för att förbereda monitoreringslösningen för start.

Sammanfattningsvis:

Ett monitoreringsystem är lika säkert som dess svagaste länk. Monitoreringslösningarna måste vara robusta och motståndskraftiga, vilket de blir genom högsta tillgängliga prestanda från den tillförlitliga edge computing-tekniken som integrerats i fältenheterna. Leica Geosystems monitoreringslösningar adderar intelligens och autonomi till hårdvara och mjukvara med slutmålet att säkerställa att kompletta data och pålitlig information om rörelserna i det övervakade området samlas in.