Bản tin tháng TV2
Ứng dụng camera AI vào quản lý, giám sát công trình
28/07/2022 15:43
- 304 lần đọc
Thực tế, các dự án công trình xây dựng có đạt được hiệu quả quản lý về mặt thi công xây dựng và vận hành hay không, phần lớn phụ thuộc rất nhiều ở đội ngũ giám sát. Tuy nhiên, các giới hạn của con người trong việc giám sát qua camera vẫn còn tồn tại những hạn chế nhất định. Điều này đã dẫn đến nhu cầu về việc tích hợp công nghệ trí tuệ nhân tạo (Artificial Intelligence - AI) vào sử dụng camera, hay còn được gọi là Camera AI trong việc điều hành, quản lý công trình. Thực tế và hiệu quả mà Camera AI mang lại không chỉ dừng lại ở việc giám sát mà còn là dự báo và tối ưu, điều này là thực sự cần thiết trong bối cảnh chuyển đổi số ở nhóm ngành năng lượng.

Phạm vi bài viết này tập trung giới thiệu về các giải pháp sử dụng Camera giám sát kết hợp AI, hiện trạng và sự cần thiết trong các lĩnh vực xây dựng, và định hướng để áp dụng tại PECC2.

Chọn AI để “phòng bệnh”

Trí tuệ nhân tạo – AI (Artificial Intelligence ), là trí thông minh được thể hiện bằng máy móc, trái ngược với trí thông minh tự nhiên của con người. Thông thường, thuật ngữ "trí tuệ nhân tạo" thường được sử dụng để mô tả các máy móc (hoặc máy tính) có khả năng bắt chước các chức năng "nhận thức" mà con người thường phải liên kết với tâm trí, như "học tập" và "giải quyết vấn đề".

Ngày nay, các công trình, trụ sở làm việc, nơi công cộng chủ yếu thực hiện việc giám sát thông qua camera và yêu cầu nơi đó phải luôn có người giám sát. Tuy nhiên, con người chỉ có thể nhìn chằm chằm vào một màn hình video hơn hai mươi phút và mất 95% khả năng duy trì đủ sự chú ý để phân biệt các sự kiện quan trọng. Với hai màn hình, điều này một lần nữa được cắt giảm một nửa. Trong bối cảnh của một công trình, cụ thể là một công trình điện, có thể có hàng chục, thậm chí hàng trăm camera, nhiệm vụ này rõ ràng là vượt quá khả năng của con người.

Phát trực tiếp và ghi lại là những gì mà một hệ thống camera giám sát truyền thống có thể thực hiện, hay bất đắc dĩ nó lại trở thành công cụ để tìm kiếm chứng cứ, xác minh đối tượng sau một tai nạn và sự cố tại công trình. Thay vào đó, chúng ta nên sử dụng Camera AI trong công tác “phòng bệnh”, dự báo các tai nạn có thể xảy ra trong tương lai. Camera giám sát kết hợp AI được lựa chọn để trở thành giải pháp hữu hiệu không chỉ bởi vì tính ưu việt trong việc “nhìn” một cách chính xác mà còn bởi sự dự đoán hiệu quả và kịp thời mà nó mang lại.

Hình 1. Minh họa sự khó khăn khi dùng hệ thống camera truyền thống (Nguồn ảnh: Internet).

AI sẽ định nghĩa lại “giám sát”

Thực sự, lợi ích mà giám sát đem lại không nghèo nàn như chúng ta tưởng tượng, mà nếu có chăng, cũng chẳng phải vì những chiếc máy quay hình. Sự hạn hẹp trong mặt ngữ nghĩa dường như đã vô tình khiến hai từ “giám sát” bó buộc những chiếc camera ở tại một địa điểm, một khu vực, một chức năng. Giám sát không chỉ là một con mắt quan sát khác của những người đứng sau quản lý, mà còn là một dự đoán. Camera giám sát tích hợp trí tuệ nhân tạo (AI Surveillance Camera) đang dần định nghĩa lại “giám sát”, đó không chỉ là việc sử dụng công nghệ để ngăn chặn những kẻ xấu mà còn để tạo môi trường làm việc phù hợp cho nhân viên ở nơi làm việc, dù là nơi công trường hay là nơi văn phòng, và xa hơn nữa là nâng cao trải nghiệm của khách hàng. Trong lĩnh vực xây dựng - điện, tầm quan trọng của việc sử dụng Camera AI để giám sát an ninh cũng như giám sát, tối ưu, dự báo sự cố trong công trường và thiết bị điện đang ngày càng được quan tâm.

Một số ứng dụng của AI

Trong nhiều thập kỷ, các nhà nghiên cứu và kỹ sư đã khám phá ra cách các loại công nghệ AI khác nhau có thể được áp dụng cho các hệ thống điện và máy tính. Đây là một số dạng AI được kết hợp phổ biến nhất trong kỹ thuật điện và máy tính: hệ thống chuyên gia, hệ thống điều khiển logic mờ, machine learning, mạng neuron nhân tạo, deep learning. Các ứng dụng của ANN (Artificial Neural Network - mạng Neural nhân tạo) trong hệ thống điện đã được thực hiện, tiêu biểu có thể nhắc đến như: Đánh giá an toàn hệ thống trong thời gian thực dùng mạng Perceptron nhiều lớp, mạng Hopfield, mạng RBF; dự báo phụ tải dùng mạng Perceptron nhiều lớp, mạng tự chỉnh (self organizing feature map); định vị điểm sự cố dùng mạng Perceptron nhiều lớp; điều khiển thông minh dòng điện trên đường dây và chẩn đoán sự cố trong HVDC; giám sát nhiệt độ thiết bị nhất thứ và tủ hợp bộ trong trạm biến áp,v.v. và một ứng dụng phổ biến khác là Camera giám sát tích hợp AI cho các công trình.

Hệ thống Camera giám sát tích hợp AI

Camera giám sát tích hợp AI là camera IP mạng cung cấp các chức năng phân tích nâng cao thông qua trí tuệ nhân tạo (AI).

Hình 2. Minh họa cách thức vận hành hệ thống AI Camera theo kiểu trực tiếp.

Có hai cách thức để vận hành hệ thống camera giám sát tích hợp AI: trực tiếp và trực tuyến trực tiếp. Về cách thứ nhất, phần mềm phân tích video nâng cao được tích hợp trực tiếp trong máy ảnh và máy ghi âm, sau đó sẽ kích hoạt các chức năng trí tuệ nhân tạo, và thực hiện tức thời. Cách thứ hai đó là sử dụng hình ảnh trực tiếp từ camera gửi trực tuyến về server (máy chủ), phía máy chủ có tích hợp phần mềm xử lý chuyên sâu về AI sẽ xử lý các vấn đề mà người dùng quan tâm, và gửi lập tức về phía người điều hành.

Hình 3. Minh họa cách thức vận hành hệ thống AI Camera theo kiểu trực tuyến trực tiếp.

Về độ tin cậy, Camera quan sát tích hợp AI có độ tin cậy cao hơn đáng kể so với các hệ thống giám sát truyền thống, vì chúng không có chỗ cho lỗi của con người. Điều này làm giảm đáng kể số lượng cảnh báo sai, do đó giảm chi phí vận hành của các hệ thống này.

Tương lai phát triển của hệ thống này vẫn chưa có dấu hiệu chững lại với sự trợ giúp của các công nghệ mới, điển hình là sự xuất hiện của camera nhiệt, camera tích hợp cùng hệ thống IoT (Internet of Things), vận hành bằng nguồn năng lượng mặt trời, v.v.

Các công trình xây dựng/công trình điện đang rất cần đến Camera tích hợp AI?

Hình 4. Minh họa ứng dụng AI Camera.

Quản lý giám sát và vận hành trong các nhà máy điện hay bất cứ nhà máy nào, hiện chỉ dừng ở mức quản lý an ninh và quản lý con người là chính, thông qua các camera tích hợp AI có sẵn trên thị trường. Về giải pháp giám sát an ninh này, có thể thực hiện được cho văn phòng làm việc và cho các trụ sở quản lý nhà máy và các công trường xây dựng. Yêu cầu đặt ra Camera AI phải: Nhận diện khuôn mặt, phát hiện người lạ xâm nhập; nhận diện người lạ, người quen, khách hàng, đối tác; đếm số lượng người, check in, chấm công; Facemark Detection; phát hiện vật thể; bật đèn, hú còi, báo về đơn vị chủ quản khi phát hiện xâm nhập; ANPR (nhận diện biển số xe, tính tiền gửi xe); phát hiện lảng vảng trong những khung giờ “giới nghiêm”; phát hiện nhân viên trực ca kíp rời bỏ vị trí, khu vực làm việc; Gun Dectection; Fire Dectection, v.v.

Đối với các công trình điện, do một số tính chất đặc thù, cần áp dụng hệ thống Camera giám sát tích hợp AI có độ phân giải cao hay có sự hỗ trợ các công nghệ khác ở từng vấn đề và ở từng đối tượng cụ thể.

Định hướng ứng dụng Camera AI của PECC2

Bên cạnh các công nghệ số mà PECC2 đang nghiên cứu và từng bước áp dụng như BIM, Scan to BIM, AI, IoT, Machine learning, song sinh số (Digital Twin)… để đáp ứng yêu cầu ngày càng cao của khách hàng từ giai đoạn thiết kế, thi công đến vận hành bảo trì của dự án, Camera giám sát tích hợp AI là một trong số những công nghệ mà PECC2 đang quan tâm nghiên cứu, áp dụng, nhằm đưa ra các giải pháp hỗ trợ hiệu quả trong công tác quản lý, vận hành các công trình, cũng như giám sát an ninh và giám sát các thiết bị trong các công trình.

Hình 5. Minh họa ứng dụng AI Camera trong công trình xây dựng/công trình điện

Một số ứng dụng Camera tích hợp AI có thể xem xét trong các công trình điện nhằm mang đến độ tin cậy, an toàn cho công trình:

  • Với trạm biến áp: Giám sát nhiệt độ thiết bị nhất thứ và tủ hợp bộ trong trạm biến áp; phát hiện dầu biến áp tràn ra ngoài; kết hợp cảm biến âm thanh để phát hiện tiếng kêu lớn, không đều và rung chuyển bên trong.
  • Với đường dây truyền tải: Kiểm tra và quản lý vận hành đường dây, xử lý vật thể (diều…) mắc vào dây dẫn, kiểm tra độ gỉ sét của các chân trụ truyền tải trên biển.
  • Trong nhà máy nhiệt điện: Kiểm tra và giám sát để điều tiết tối ưu nhiêu liệu cho quá trình vận hành, kiểm tra nồng độ bụi.
  • Với công trình điện đang thi công: Nhận diện, kiểm tra, phân tích hình ảnh hiện trường làm việc.

Dự kiến việc ứng dụng công nghệ AI vào Camera giám sát sẽ tạo sự đồng bộ, linh hoạt, tối ưu và chính xác hơn trong giai đoạn thiết kế, thi công, vận hành và quản lý dự án công trình điện.

Thực hiện: Nguyễn Hữu Khoa Minh

Tham khảo nguồn:

[1] Kaplan, Andreas (2022). “Artificial Intelligence, Business, and Civilization - Our Fate Made in Machines”. Routledge.

[2] EVNCPC (2021). Ứng dụng AI trong nhận diện và xử lý hình ảnh phục vụ phân tích và kiểm tra hiện trường.

[3] EVNNPT (2020). Ứng dụng AI trong kiểm tra, quản lý vận hành lưới điện truyền tải

[4] Tạp chí Công Thương (2022). PTC3 ứng dụng thành công trí tuệ nhân tạo (AI) trong giám sát nhiệt độ thiết bị nhất thứ và tủ hợp bộ trong trạm biến áp.

[5] Thư viện Đại học Bách Khoa- ĐHQG Hồ Chí Minh, Cơ sở dữ liệu về luận văn và nghiên cứu khoa học.

 

Copyright © 2017 Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện 2