Kedves Olvasónk! Folytassuk közös utunkat a napelemparkok világában. Az előzőekben a csapat kialakítása után a logisztikáról értekeztünk (lásd korábbi cikkünket). Most haladunk tovább: a projekt tartalmát, a szervezési és logisztikai munkákat már ismertettük, most a tervezés és az alkalmazott technológiai kérdéseket tekinti át Kenesei Kristóf projektvezető mérnök.
A tervezés
Rögtön az elején fontos megjegyezni, hogy „tankönyv szerint” a tervezés meg kell előzze a logisztika és a belső erőforrás management lépéseit, de pont azért haladunk ilyen sorrendben történetünkkel, hogy láttassuk: a tárgyalt projektnél a három folyamat szimultán zajlott. Ha ez önmagában nem lenne elég kihívás, a feladat – a komplexitása miatt is – bővelkedett az intellektuális, emberi és szakmai kihívásokban.
Képzeljünk magunk elé egy napelemparkot. Egy változatos és semmiképpen sem homogén terepi és környezeti viszonyokban bővelkedő területre épül meg egy „magára hagyott” létesítmény, melyet meg kell védenünk az illetéktelen behatolástól úgy, hogy az esetleges időjárási viszonyok, természeti hatások, élőlények, nem befolyásolják védelmünk hatékonyságát. Ezután nincs más dolgunk, mint ezt megszorozni hatvannal, tehát ennyi különböző helyszín, domborzati viszony, talajmechanika, infrastruktúra kialakítás, megközelíthetőségi probléma és még számtalan egyéb változó kerül be képletünkbe, amelyből már könnyen látható, hogy nehezen hozható ki egyszerű, elegáns és frappáns megoldás. De a feladat adott volt és inspiráló, így megkezdtük a gondolkodást, amire természetesen egy erősen limitált időablak volt nyitva.
Először a védelmi koncepciót kellett megalkotni és a megfelelő technológiát kiválasztani.
Az ERANDO Kft. fennállása óta számtalan, nehezen megoldható szakmai problémával került szembe, ezért tapasztalt kollégáink „megedződtek” az ilyen próbatételek során, így egészséges önbizalommal vágtunk neki a tervezésnek. A gondolatkísérletek során elméletben lemodelleztük az általában használt technológiákat a napelemparkokra, de minden esetben már az első beszélgetésekben annyi problémát, téves jelzési lehetőséget és kiépítési nehézséget tártunk fel, hogy sorra minden megoldást el kellett vetnünk. Próbálkoztunk infrasorompós megoldásokkal, azonban hamar rájöttünk, hogy több ok miatt sem ez a helyes út. Az infrasorompók nehezen védhetők az időjárási és környezeti hatásoktól, valamint az állatzavarásoktól, amire sajnos számítani lehetett a parkokban, ugyanis nem négy méteres betonkerítéssel körbezárt területekről van szó. Ráadásul az eszközök érzékelési karakterisztikája miatt minél nagyobb távolságot szeretnénk lefedni egy eszközpárral, annál nagyobb téves jelzési mennyiséggel kell számolnunk. Mivel a tervezés megkezdésénél még nem volt birtokunkban az összes genplan (helyszínrajz, előterv), csak feltételezni tudtuk, hogy lesznek olyan területek, ahol nem szabályos négyszög alakú telkekkel lesz dolgunk, hanem több törés, aszimmetria, vagy akár konkáv alakzatok is elfordulnak majd. Utólag kiderült, hogy ebben nem tévedtünk.
A fentiek alapján az infrasorompós alkalmazások mellett, gyakorlatilag szinte azonnal el kellett vetnünk a mikrohullámú megoldásokat is, hiszen jóllehet, hogy ezek az eszközök például az időjárás viszontagságait sokkal jobban tűrik, mint infravörös technológiát használó társaik, de az átfedéssel való telepítés és a „párna” karakterisztikájú érzékelési tér miatt még több eszközt kellett volna alkalmazni, mint az infrasorompók esetén, ez pedig már egyértelműen nem lett volna rentábilis. Sok helyszínen dolgozunk mikrohullámú technológiával, de vannak egyéb korlátai is, melyet megrendelőink sem értenek minden esetben. Ilyen például az, hogy minél messzebb kerülnek egymástól az eszközpárok tagjai, annál nagyobb ún. szabad sáv szükséges a nyomvonalak környezetében. De említhetnénk az elmaradhatatlan karbantartást is, ami ez esetben nem csak a technikai eszközökre, de a környezetre is vonatkozik. Olyan helyszíneken, ahol rendszeres a kertészeti karbantartás, minden kétség nélkül telepítünk mikrohullámú rendszereket, ahol azonban kis túlzással már nem „stadion jellegű” gyepszőnyegre kell számítani, ott ezeket nem szoktuk javasolni. Sejtettük, hogy egy napelempark üzemeltetőjét attól a pillanattól fogja érzékenyen érinteni a növényzet elburjánzása, ahonnan az már mérhetően befolyásolja a fotovoltaikus teljesítményt, ez pedig néhol lehet akár 40-50-60 centiméter magasság is. Ennek már a felétől is az átlag mikrohullámú sorompó igen tanácstalanná válik, rosszabb esetben pedig az állandó jelzésekre reagálva egyszerűen letilt.
Elvetettük tehát a különböző láthatatlan akadályokat és ráfordultunk a kerítésvédelmi technológiák témakörére, melyek itt szintén nem bizonyultak kielégítő megoldásoknak. Az ERANDO Kft. rengeteg ilyen rendszert telepített az évek során a legkülönbözőbb technológiákat felhasználva, tehát jól ismerjük a területet. A gondolatmenet kezdetekor próbáltunk nem elrugaszkodni a valóságtól, és nem elveszni a technológiák izgalmas részleteiben, hanem egyszerű, már-már triviális kérdéseket megfogalmazni. Mint ahogy a nevében is megtalálható, a kerítésvédelmi rendszerekhez nem árt egy kerítés. Ez volt az első probléma. Nem volt kielégítő mennyiségű információnk arról, hogy a telephelyek körül milyen típusú kerítések épülnek, ráadásul abban sem voltunk biztosak, hogy minden telephelyen ugyanaz lesz a megoldás. Vannak nagyon magas zavarvédettséggel rendelkező rendszerek, melyeket ismerünk. Ebből létezik olyan megoldás is, ami 2-3 méterenként telepített piezzo érzékelőkkel és fejlett kiértékelő elektronikával még a kerítések hullámzását (például szél hatására) is képes tolerálni, de mivel 60 helyszínről beszéltünk, ahol több esetben feltételezhetően jelentős vadmozgásra is lehet számítani, feltételeztük, hogy még az ilyen rendszerek sem tudták volna megoldani a feladatot jelentős mennyiségű téves riasztás nélkül. Léteznek különböző kábeles megoldások (optikai, koax, stb.), de ezek hatékonysága is nagyban függ a kerítés típusától és minőségétől. Elgondolkodtunk az egyes magas biztonsági szintű objektumoknál használatos speciális megoldásokon is, például a szögesdrótba integrált érzékelő szálakon, lépésérzékelőkön és egyéb műszakilag izgalmas ötleteken, azonban a fantáziának a rendelkezésre álló keretösszeg szabott határt.
Az intelligens videoanalitika a követendő út
Mit tegyünk tehát? Tudtuk, hogy az ügyfél igényeiben minimális kamerás megfigyelés is szerepelt, de ezzel a vonallal a kezdetekben nem foglalkoztunk a fizikai védelmi projektekben. Voltak projektjeink klasszikus erőművi környezetben, ahol hőkamerával kombinált okos megoldásokat alkalmaztunk, azonban ezeknél a feladatoknál és helyszíneknél jóval kevésbé volt megkötve a kezünk a felhasználható költségkeretet illetően. Ekkor döntöttünk úgy, hogy okosabb dolog a jövőbe nézni, mint a múltba révedve vizsgálni az előző munkáinkat, hiszen ez egy új feladat, mely új megoldást kíván, ez pedig az intelligens videoanalitika lett. Egy olyan megoldás kellett, amely egyértelműen képes különbséget tenni a mozgó aljnövényzet, a betévedő nyulak, egyéb vadállatok és a detektálni kívánt emberi tevékenységek között, mindezt megfizethető áron és végül, de nem utolsó sorban megfelelő módon távolról is menedzselhető módon. Utólag vizsgálva már egyértelmű, hogy a kérdésre az egyetlen válasz az intelligens, akár AI-t alkalmazó duális, azaz kombinált kamera- és szerveroldali analitikákban keresendő,
Nehéz dolgunk van, hiszen mint mindannyian tudjuk, egy komplex biztonsági rendszer felépítéséről nehéz úgy érdemben értekezni, hogy bizalmas információt ne adjunk ki és így a rendszer integritása, szabotázsbiztossága, valamint a megrendelő érdekei se sérüljenek. Az alábbiakban erre mégis kísérletet teszünk.
Technológiai megoldások
A döntés, tehát az intelligens analitikák alkalmazása volt, hiszen a rendkívül változatos körülményekhez csak ezt a fajta védelmet találtuk végül megfelelően zavar-érzéketlennek. Miután megalkottuk a koncepció alapjait, nem volt más dolgunk, mint a megfelelő integrációs szinteket kidolgozni a megrendelő igényeinek megfelelően. Világos volt, hogy a parkok száma miatt távfelügyeleti központ létrehozása lehet szükség, vagy ami még valószínűbb, meglévő felügyeleti központba kell majd integrálnunk az új rendszereket. Ez természetesen erősen limitálta a használható eszközök típusait, mely nehézségeket is okozott a tervezéskor, azonban itt ismét ki kell emelnünk megrendelőnk és a vele partnerségben működő egyéb szervezetek rugalmasságát és folyamatos segítségét az egész projekt során. Az ő hathatós támogatásuk nélkül az egyeztetési szakasz és a szükséges információk beszerzése nagyságrendekkel több időt vett volna igénybe, mely veszélyeztette volna a projekt rendkívül szűk ütemezését, ami nem volt megengedhető, így ezt a hozzáállást ezúton is köszönjük.
Amikor kialakult a meghatározott feltételrendszer a szükséges integrációk és átjelzések ügyében, a terveket végleges kiviteli szintű dokumentációkká lehetett alakítani. Ügyfelünk érdekének védelmében a pontos átjelző rendszerek és távfelügyeletek (nem véletlen a többes szám) működéséről és metodikájáról nem áll módunkban több információt adni azon kívül, hogy IP kapcsolat átvitelén 3/4G routerek alkalmazásával, közvetlen kontaktusok átadásán IO modulokkal, valamint GSM modulokon (Contact ID) keresztül történik több helyre, redundáns módon. A rendszer egyik végén a fent említett átjelzési módok, a másikon pedig az intelligens kamera analitikák által generált jelzések voltak, így a következőkben logikusnak tűnik a kettő közti átviteli rendszereket vizsgálni, melyek tulajdonképpen a terepi rendszerek magjait alkotják.
A kamera analitikák számtalan fajtáját ismerjük már, hiszen az elmúlt évek során exponenciális fejlődésnek indult a technológia. Ha hazánkban még nem is annyira hangsúlyosan, de polgári használatban már a 2000-es évek környékén is megjelentek nyugaton a mozgásérzékeléses kamerák, igaz, ezt akkor még viszonylag egyszerűen, főképp a képtartalom változás egyszerű elemzésével végezték. Mára odáig jutottunk, hogy már polgári, vagy ipari használatban sem számít túl nagy különlegességnek egy AI-t használó adaptív analitika, mely képes nemet, kort, sőt akár általános hangulatot is (!) detektálni a megfigyelt célponton, vagy akár szimultán több, 10, vagy esetleg 20 alanyon. Tárgyi feladathoz úgy döntöttünk, hogy egy nagyon jól paraméterezhető, mégis egyszerű alapgondolatú analitikát választunk ki: a vonalátlépést. A megfelelő hatás eléréséhez olyan opcióra volt szükség, mely ezt a viszonylag általános és könnyen definiálható „virtuális kerítésvédelmet” olyan szélesen tudja paraméterezni, hogy szinte minden változatos környezeti hatást ki tudjon szűrni téves riasztás nélkül. Végül egy, a kijelölt feladatra megfelelő termékcsaládban találtuk meg az ideális megoldást a kamera oldali analitikák tekintetében, és szerencsére ennek a márkának a használata egybeesett a megrendelő integrációs igényeiben támasztott feltételrendszernek is. Szükség volt a „kisállatvédelem” megvalósításához a megfigyelendő objektumok méretének meghatározására, melyhez (mivel minden kamera látószöge más) pontos kalibráció szükséges. Ha ezt pontosan elvégezzük, a kamerák már meg tudják állapítani a mozgó objektumok méreteit, mozgási sebességüket, színüket, stb. és ez alapján tudják eldönteni, hogy az adott mozgó alak detektálandó behatoló, vagy éppen kisállat, esetleg környezeti hatás.
Ha a végponti jelzőeszközök – tehát esetünkben a kamerák – már megbízhatóan adnak riasztásokat, a következő lépés ezek kiértékelése, kezelése, valamint rögzítése kell, hogy legyen, melyet a mai modern rendszerekben (mint ezen rendszereknél is) szerver számítógépek és stroage-k látnak el. Itt ez annyiban volt izgalmasabb feladat a szokásosnál, hogy szélesebb skálán mozgó hőmérsékleti körülmények között, nagyon kicsi helyen kellett a fent leírt funkciókat megvalósítani, így a választás végül egy ipari kivitelű, passzív hűtésű szerver számítógépre esett. Ez az eszköz a rendszer „agya”, de mivel egy számítógép a fent említett különböző átjelzések kiadására közvetlenül nem képes, illetve csak IP alapon felügyelhető, ez nem volt elég. A feladat az volt, hogy a szerverbe beérkezett riasztásokat a kiértékelés után „lefordítsuk” a kontaktusok egyszerűbb nyelvére és így is valósítsunk meg átjelzéseket, valamint néhány vezérlési parancsot.
Ehhez a lehető legegyszerűbb eszközöket használtuk, az integrálhatóság és a költséghatékonyság szempontjainak szem előtt tartásával. A kamerákat fogadó szerver riasztási eseményeit egy integrált IO modul fordítja le a kontaktusok nyelvére és ezek a kontaktusok csatlakoznak egy riasztóközpont bemeneteire. Természetesen zónabővítő és kimeneti (PGM) bővítő paneleket is használtunk, ezt főként a vezérlési parancsok, és néhány közvetlen átjelzés átadására egy 24V-os relépanelen keresztül. Mivel adott volt a riasztó központ, a felügyelet kérdésére az egyik megoldás a GSM modul alkalmazása volt, melyet, – ahogy fent is írtuk, – a megrendelő is igényként támasztott felénk. Felmerültek még különböző „ha” kapcsolatos vezérlési feladatok is, melyek röviden leírva a meglévő riasztó központ éles állapotának és a kameraszerverben létrehozott riasztási partícióknak a szinkronba hozását jelentették, de ezt a fent leírt rendszerelemekkel meg tudtuk valósítani. Később a riasztó központ távoli vezérlése is bekerült a képbe, melyet egy integrált IP-s központ alkalmazásával könnyebb lett volna megoldani, de mivel az igény a projekt közben merült fel, egy soros modult és egy hozzá kapcsolódó IP átalakítót használtunk a feladat megoldására.
A technikai rendszer felépítését követően (tehát a megfelelő eszközök, modulok, relék, stb. összekötése után) nem maradt más feladat, mint a különböző riasztási eseményeket, szekvenciákat, detektálási csoportokat, partíciókat beprogramozni a rendszerbe, majd megírni a különböző logikai függvényeket, szabályokat, végül pedig definiálni a sok vezérlési és átjelzési feladatot. Ez a témakör legalább olyan izgalmas és szerteágazó, mint az eddig leírtak, és néhol különösen bonyolult vagy kombinált megoldásokat kellet találni a megfelelő funkciók életre hívásához, azonban sajnos, ahogy ezt már korábban is megjegyeztük, ilyen mélységekbe már nem merülhetünk megrendelőnk és a rendszer biztonságának érdekében.
Kenesei Kristóf
projektvezető mérnök
ERANDO Kft.
