Quan trắc không dây hiện tượng sạt trượt mái dốc đường sắt
Công nghệ quan trắc không dây Senceive đã được sử dụng để phát hiện hiện tượng sạt trượt mái dốc đường sắt trong hơn 10 năm và được tin dùng trên toàn mạng lưới đường sắt Vương quốc Anh cũng như ngày càng nhiều quốc gia khác. Nhờ mối quan hệ chặt chẽ giữa các kỹ sư và kỹ thuật viên trắc địa tại Network Rail và Senceive, quá trình phát triển và cải tiến chưa bao giờ dừng lại.
Tích hợp camera từ xa vào hệ thống quan trắc thông minh
Một trong những yêu cầu ban đầu là bổ sung một camera từ xa có thể tích hợp vào giải pháp quan trắc thông minh InfraGuard nhằm hỗ trợ các kỹ sư xác minh nguyên nhân của các cảnh báo do cảm biến nghiêng tạo ra. Kể từ đó, một hệ thống gồm hơn 1.000 camera đã cung cấp hơn 6 triệu hình ảnh chỉ riêng tại khu vực phía Nam của Network Rail, cho thấy khả năng tiếp cận hình ảnh tại hiện trường đã trở thành một phần thiết yếu trong công tác quản lý công trình đất.
Camera được lắp đặt như một phần của hệ thống quan trắc mực nước tích hợp. Mực nước dâng được phát hiện bởi cảm biến laser sẽ kích hoạt cảnh báo và hình ảnh được truyền đến các bên liên quan từ xa.
Giới thiệu Senceive CameraHub
CameraHub của Senceive là thế hệ thứ ba của các thiết bị IoT tiên tiến này. Thiết bị được thiết kế để cung cấp khả năng chụp ảnh hoàn toàn tự động (sử dụng năng lượng mặt trời) trong những điều kiện khắc nghiệt. Không được phép sử dụng đèn flash hoặc đèn chiếu sáng trên mạng lưới đường sắt chính của Vương quốc Anh nhằm tránh gây mất tập trung cho người lái tàu, nhưng như mọi kỹ sư địa kỹ thuật đều biết, hầu hết các sự cố sạt trượt mái dốc dường như xảy ra vào ban đêm. Do đó, giải pháp của Senceive được xây dựng dựa trên sự kết hợp giữa phơi sáng dài và xử lý hình ảnh để khắc phục tình trạng thiếu ánh sáng môi trường. Toàn bộ quá trình này được thực hiện nhờ khả năng điện toán biên lõi tứ tích hợp trên CameraHub, đồng thời thiết bị cũng nén từng tệp hình ảnh trước khi truyền không dây đến một gateway liên lạc 4G. Từ đó, các tệp hình ảnh được truyền không dây từ hiện trường và người dùng từ xa có thể truy cập thông qua cổng WebMonitor. Toàn bộ quá trình thường được hoàn tất trong vòng 3–4 phút.
Năm chức năng chính của Senceive CameraHub:
- Cung cấp khả năng truy cập gần như liên tục vào hình ảnh tại hiện trường, thường gửi một số lượng hình ảnh theo lịch được thiết lập trước mỗi ngày, nhưng quan trọng là cũng gửi hình ảnh khi được yêu cầu hoặc khi được kích hoạt bởi một sự kiện được phát hiện bởi cảm biến khác (ví dụ: chuyển động của đất được phát hiện bởi cảm biến nghiêng).
- Hoạt động không cần đèn flash hoặc đèn chiếu sáng, tuân thủ các quy định an toàn đường sắt, bao gồm cả yêu cầu Product Acceptance của Network Rail.
- Cung cấp hình ảnh độ phân giải cao ở khoảng cách xa (có thể phân giải một vật thể có kích thước bằng quả bóng đá ở khoảng cách 50 mét).
- Hoạt động như một phần của hệ thống không dây tích hợp nhiều cảm biến, có khả năng quan trắc nhiều thông số kết cấu và địa kỹ thuật khác nhau.
- Công nghệ Clearshot loại bỏ bụi, băng và hơi ẩm khỏi ống kính.
Senceive CameraHub là thế hệ camera di động thứ ba được phát triển để sử dụng như một phần của giải pháp quan trắc từ xa, thường được sử dụng để hỗ trợ quản lý rủi ro mái dốc.
Quan trắc đa cảm biến đối với công trình đất và kết cấu
Các sự cố sạt trượt mái dốc thường xảy ra do nhiều yếu tố nguyên nhân kết hợp; do đó, việc quan trắc nhiều thông số để phát hiện các sự cố này là hợp lý. Lĩnh vực thiết bị đo và quan trắc đang hướng tới các giải pháp tích hợp đa cảm biến được thiết kế phù hợp với những ứng dụng như thoát nước, đá rơi và chuyển động đất nông & sâu. Ở một số khía cạnh, camera chỉ là một cảm biến khác trong các hệ thống này, nhưng trên thực tế chúng còn đóng vai trò lớn hơn nhiều.
Camera được sử dụng để xác minh cảnh báo và đánh giá rủi ro sau khi xảy ra chuyển động nền đất. Lưu ý tình trạng ngập nước tại rãnh thoát nước trong hình bên trái, khu vực này đã khô vài giờ sau đó trong hình bên phải, nhưng dấu vết sạt trượt phía trên cửa hầm cho thấy đã xảy ra sạt lở đất.
Tại sao camera đóng vai trò quan trọng trong quan trắc từ xa:
- Xác minh nhanh các sự kiện hỗ trợ việc ra quyết định trong những tình huống cần xử lý kịp thời, ví dụ xác định có cần thực hiện biện pháp nào hay không, giảm tốc độ tàu hoặc đóng tuyến đường sắt.
- Giảm số lần nhân sự phải trực tiếp đến hiện trường – ít chuyến khảo sát hiện trường hơn đồng nghĩa với giảm rủi ro và giảm chi phí.
- Tránh cảnh báo giả – hạn chế gián đoạn và chi phí không cần thiết.
- Tạo thư viện hình ảnh cho phép phân tích “sau sự kiện”.
- Tiết kiệm chi phí bảo trì – hầu hết các mạng lưới đường sắt đã xác định nhiều vị trí “có nguy cơ cao” hơn khả năng có thể xử lý triệt để. Quan trắc hỗ trợ khả năng quản lý những rủi ro này và duy trì tuyến đường hoạt động.
Mở rộng ứng dụng của hệ thống camera từ xa
Ứng dụng chính của các hệ thống camera của chúng tôi cho đến nay là phát hiện sớm hiện tượng sạt lở đất và các sự cố sạt trượt mái dốc khác ảnh hưởng đến các tuyến đường đào và nền đắp đường sắt, nhưng điều này đang thay đổi. Người dùng hiện đang triển khai bộ camera thông minh như một phần của các hệ thống quan trắc đá rơi và thoát nước, đồng thời sử dụng chúng trên các cơ sở hạ tầng quan trọng khác như đường bộ.
Tương lai của công nghệ camera trong quan trắc cơ sở hạ tầng
Tốc độ phát triển không có dấu hiệu chậm lại. Những đổi mới liên tục trong xử lý và phân tích cho phép phát hiện các thay đổi qua một chuỗi hình ảnh, giúp camera trở thành một thiết bị quan trắc theo đúng nghĩa. Một ví dụ cuối cùng là cách các đơn vị vận hành đường sắt đang bắt đầu lắp đặt các cổng dữ liệu quan trắc tại các cơ sở điều hành giao thông, để người điều hành tuyến có thể nhìn thấy những gì đang xảy ra trên các tuyến đường sắt mà họ chịu trách nhiệm.