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(Italian) Satellite Remote Control Systems for Unattended Remote Sites: “Hydroelectric Dam” Case Hystory
Controllo remoto via satellite di dighe situate nei luoghi di montagna non presidiati e non serviti da alcuna infrastruttura di rete
Da diversi anni Intellisystem Technologies si occupa di progettare e sviluppare sistemi di monitoraggio da remoto per la sorveglianza a distanza di aree non presidiate, atti a garantire uno streaming delle sequenze video acquisite da particolari telecamere, disposte su un’area specifica da sorvegliare, verso una centrale operativa. Qui il personale addetto al monitoraggio è deputato ad analizzare gli eventi e, in caso di allarme, gestire l’eventuale inconveniente. Le dighe si collocano tra le opere di ingegneria che hanno un alto potenziale di pericolosità, pertanto la necessità di un continuo controllo del loro comportamento, durante l’esercizio, è universalmente riconosciuta e accettata in tutti i Paesi.
L’esigenza del cliente
Sull’Appennino emiliano, nell’area del Comune di Portico e San Benedetto, in prossimità del fiume Montone, è in costruzione una centrale idroelettrica che intende utilizzare le acque della cascata della Brusia di Bocconi, dove esiste una diga. L’esigenza della committente Amga Energia era poter monitorare da remoto 24 ore su 24 tale diga nei suoi punti più critici. Essendo l’area di particolare rilevanza naturalistica, era richiesto che l’impianto da installare avesse il minore impatto ambientale possibile in termini di estetica e quantità di cablaggi. Non essendo presente in loco alcuna infrastruttura di rete, né cablata né wireless, era necessario implementare un sistema di trasmissione dati via satellite, che permettesse la comunicazione dati dai dispositivi installati. Per una realizzazione efficace del progetto occorreva una soluzione modulare e scalabile, che potesse essere facilmente espandibile e integrabile all’interno delle procedure di sicurezza esistenti nell’azienda committente. Come requisito prioritario, per questioni di sicurezza, veniva anche richiesta la possibilità, in futuro, di archiviare mediante video di alta qualità le immagini riprese riguardanti l’area sulla quale insiste la diga.
La soluzione proposta
Per soddisfare le esigenze del cliente è stato messo a punto un sofisticato sistema di sicurezza integrato basato sulla trasmissione dati via satellite. La soluzione offerta ha previsto l’installazione di una particolare telecamera IP ad alta risoluzione di Intellisystem Technologies (modello IT3G252IR-POE) di tipo ‘day&night’, con illuminatore infrarossi integrato e sistema di alimentazione PoE. Tale network camera è stata accuratamente selezionata sulla base delle condizioni ambientali e dei requisiti a livello di qualità dell’immagine specifici della committente. Si è optato per una soluzione di ripresa basata sulla tecnologia Ethernet, al fine di avere un sistema il più compatto possibile, in cui l’informazione video viene trattata alla stregua di una qualsiasi altra informazione digitale e, di conseguenza, può essere resa disponibile all’utente su qualunque PC o smartphone collegato a Internet o alla rete locale del sito di installazione. L’architettura del sistema è risultata molto semplificata, in quanto è stato ridotto, se non eliminato del tutto, il numero di componenti quali multiplexer, video-registratori, matrici video ecc., tipici delle soluzioni tradizionali non-IP. A questa semplificazione sono corrisposti miglioramenti nell’intero sistema in termini di affidabilità, flessibilità, espandibilità. Le funzionalità rese disponibili all’utente finale, anche non specializzato, risultano decisamente maggiori, sia per le caratteristiche intrinseche della telecamera, che permette controlli sofisticati (per esempio, integra la funzione di riconoscimento automatico di oggetti in movimento ‘motion detection’), sia per la potenza e la semplicità del software di monitoraggio, adattabile facilmente alle più svariate esigenze dell’utente. Se a questo si aggiungono l’integrazione trasparente e automatica del sistema con la rete Internet, l’accessibilità via smartphone, il controllo remotizzato delle informazioni, si ha un quadro completo delle potenzialità della soluzione proposta. Ogni PC collegato alla rete Internet è un potenziale punto di monitoraggio delle telecamere e delle registrazioni. Basta infatti avere una connessione al web e un dispositivo capace di navigare mediante un browser, per potersi collegare alla telecamera remota e vedere le immagini riprese. Il tutto senza installare alcun software. Aggiungere più postazioni di controllo remote, anche simultanee, sarà quindi, in futuro, semplice e immediato. Non di meno, l’intero sistema proposto è completamente configurabile da remoto e non richiede alcun intervento sul luogo di installazione.
Il sistema di trasmissione dati via satellite implementato permette la comunicazione dati dai dispositivi installati alla centrale operativa
La soddisfazione del cliente
Protezione dell’investimento, espandibilità e flessibilità sono le parole chiave della soluzione messa a punto, poiché aggiungere o sostituire una telecamera è un’operazione veramente semplice e poco onerosa, che non impatta direttamente sui sistemi di archiviazione. Inoltre, non sono necessari costosi sistemi di registrazione DVR (Digital Video Recorder), in quanto le telecamere sono già predisposte per inviare le immagini a un server MS Windows, Linux o FTP. La capacità del sistema di registrazione potrà essere aumentata aggiungendo dei comuni hard disk, o sostituendoli con altri più capienti. I costi di manutenzione sono dunque ridotti ai minimi termini. Dopo una facile installazione effettuata dalla ditta G.R. Sicurezza, il nuovo sistema di monitoraggio si è rivelato di grande utilità ed efficacia per evitare che una persona si dovesse recare in loco ogniqualvolta si verificasse un falso allarme. Non solo, grazie alla connessione via satellite è stato possibile offrire un margine di sicurezza superiore rispetto a qualsiasi altra infrastruttura terrestre. Sicurezza in termini di immunità alle interferenze elettromagnetiche e totale indipendenza dalle infrastrutture che, in caso di calamità naturale, sono le prime a presentare problemi, rendendo nullo ogni tentativo di connessione con qualsiasi sistema di monitoraggio remoto. L’utilizzo della tecnologia PoE integrata nella telecamera, infine, ha permesso di ridurre i cablaggi, con la conseguenza di avere un minore impatto estetico e di facilitare l’installazione. Sempre nel rispetto dell’ambiente, l’antenna satellitare con il relativo hardware è stata installata in un punto più lontano del punto di ripresa. Il cliente è rimasto particolarmente colpito dalla qualità dell’immagine offerta dalla telecamera di sorveglianza e dalla praticità di utilizzo. Si è inoltre dichiarato soddisfatto del livello di visibilità generale, anche in condizioni di scarsa illuminazione.
L’informazione video viene resa disponibile all’utente su qualunque PC o smartphone collegato a Internet
Sviluppi futuri
In futuro si pensa di estendere tale sistema anche ad altre dighe presenti sul territorio nazionale, al fine di integrare una fitta rete di monitoraggio, che tenga sotto controllo tutte le dighe che afferiscono alle varie centrali elettriche del cliente. Sono inoltre previste alcune integrazioni, per esempio l’estensione dei punti di ripresa e l’utilizzo di termocamere IP in grado di ‘mappare’, da remoto, il calore in immagini, permettendo una più accurata individuazione delle anomalie termiche, meccaniche, idrauliche ed elettroniche dei componenti installati nelle varie dighe. Questa tipologia di telecamere è particolarmente adatta al monitoraggio di impianti non presidiati totalmente privi di illuminazione, caratterizzati da condizioni climatiche in cui sono spesso presenti nebbia, neve e forte vento, dove le telecamere tradizionali non possono essere utilizzate. Sarà anche possibile assicurare il controllo visivo in condizioni particolarmente critiche, quali forte controluce, chiarore poco visibile, condizioni di scarsa visibilità in generale ecc. In una seconda fase si intende integrare il sistema con l’apparato di automazione di processo DCS mediante algoritmi di ‘image processing’ atti a riconoscere eventi particolari, quali la presenza di perdite nelle condotte o nell’infrastruttura.
A cura di Cristian Randieri. Articolo pubblicato sulla rivista Fieldbus & Networks N. 86 – Febbraio 2016.
Per scaricare l’articolo pubblicato sulla rivista, seguire il link riportato di seguito http://www.intellisystem.it/portfolio/fn-febbraio-2016/
Di fatto la soluzione proposta consiste in un varco elettronico tecnologicamente avanzato, da installare in prossimità dei punti di accesso alle zone di lavoro (ad esempio ponteggi e costruzioni comunemente presenti nei cantieri industriali e civili) insieme a particolari telecamere industriali. Il sistema è corredato da una piattaforma software personalizzabile che permette al responsabile del cantiere di applicare tutte le policy di sicurezza nel rispetto delle vigenti normative. In particolare è possibile specificare e identificare le seguenti variabili: riconoscimento visuale del lavoratore, DPI richieste, verifica scadenza DPI, eventuali sensori per gas nocivi. Una volta impostato il sistema, è sufficiente che l’operaio di turno, dotato di tutto l’equipaggiamento e in regola con il permesso di lavoro, attraversi un varco, in cui è installato il DPI Visual Analyzer, per far sì che questo verifichi in automatico e in pochi istanti la congruenza tra quanto rilevato quanto specificato dalle policy dettate dal responsabile per la sicurezza. Per far ciò è necessario integrare dei tag Rfid in ogni DPI o dispositivo che dovrà essere controllato. 
La soluzione presentata permette di ottimizzare i tempi di accesso ai cantieri nel rispetto delle regole massimizzandole condizioni di sicurezza con le quali operai e tecnici dovranno operare. Inoltre, grazie al riconoscimento visivo del lavoratore, è possibile individuare tutti quei casi nei quali operai non autorizzati adoperino i permessi di lavoro e DPI di altre persone. Come funziona il nuovo sistema. Il sistema è basato in parte sulla tecnologia Rfid, attraverso la quale è possibile identificare il personale in ingresso negli impianti, stabilimenti e cantieri grazie a un badge personale con tag Rfid UHF. Una mancanza nei DPI indossati produce un allarme che può essere segnalato in diverse modalità, come sms, email, semafori, buzzer, messaggi su computer di varco. Il sistema è anche capace di leggere appositi tag associati ai DPI, permettendo in tempo reale di confrontarne gli identificativi con i DPI attesi in funzione dei permessi di lavoro. Al suo interno la piattaforma integra la possibilità di gestire i permessi di lavoro in formato elettronico offrendo di fatto una funzionalità innovativa che permette di gestire i permessi di lavoro in modo del tutto automatico eliminando tutto il materiale cartaceo e quindi riducendone i tempi di gestione a favore di una maggiore efficienza.
L’associazione DPI – tag, avviene mediante appositi lettori/codificatori. Per poter essere identificato dal sistema ogniDPI deve essere già dotato di un tag Rfid UHF ISO 190006-c opportunamente pre-codificato, oppure possono essere forniti appositi tag Rfid da codificare manualmente e da applicare ai DPI preesistenti. I tag applicabili ai DPI non forniti sono di natura diversa in funzione del dispositivo a cui vanno applicati. Ad esempio: tag in etichetta di stoffa, applicabili in giacche, guanti, scarpe; in formato ISO Card, integrato o applicabile su badge pre-esistenti; in PVC da applicare su occhiali e piccoli dispositivi; rivestiti al silicone da applicare su tutti i DPI che dopo il loro utilizzo sono soggetti a lavaggio industriale ad alta temperatura. Attualmente il sistema è in fase di testing finale e validazione presso diversi stabilimenti e raffinerie sia in Italia che all’estero.
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