Как компания Axpo Group совершенствует мониторинг гидроэлектростанций в Швейцарских Альпах с помощью автономных дронов

Группа компаний Axpo управляет многочисленными гидроэлектростанциями в Швейцарских Альпах, работая в сложных горных условиях, где традиционные методы инспекции предполагают отправку персонала пешком в опасные зоны. Компания является важной опорой швейцарской инфраструктуры возобновляемой энергетики, производя более 60% электроэнергии из гидроэнергетических источников.

В ходе одной из сессий NextGen '25 мы поговорили с Клаусом Лидтке, менеджером проекта, и Анной, стажером по цифровым инновациям в Axpo Group, крупнейшем в Швейцарии производителе экологически чистой энергии с более чем вековым опытом эксплуатации электростанций. Будучи пионерами в швейцарском энергетическом секторе, Axpo создала первую в стране гидроэлектростанцию ​​и продолжает лидировать в инновациях благодаря своей инициативе Hydro 4.0 по цифровизации гидроэнергетических операций.

Вот что они рассказали о преобразовании своих инспекционных операций с помощью автономных дронов 👇

«Традиционно наши инспекции предполагали отправку людей пешком в суровые условия. Это было трудоемко, рискованно и неэффективно». сказал Клаус Лидтке, руководитель проекта Axpo Group.

Эксплуатация гидроэлектростанций в швейцарских горах сопряжена с рядом серьезных трудностей:

• Опасная местность: Регулярные проверки требуют от персонала передвижения по заснеженным, крутым и труднодоступным горным районам, что создает значительные риски для безопасности.
• Поездки требуют значительных ресурсов: удаленные водосборные бассейны и водохранилища расположены на расстоянии до получаса езды от основных объектов, что требует дополнительных пеших прогулок и делает инспекции чрезвычайно трудоемкими.
• Уязвимость к погодным условиям: Суровые альпийские условия, включая обильные снегопады и лавинную опасность, могут препятствовать своевременному проведению осмотров в критически важные зимние месяцы.
• Согласованность данных: Традиционные методы визуального осмотра не стандартизированы и не позволяют создавать постоянные записи для сравнения во времени.

Хотя технология беспилотных летательных аппаратов предлагала потенциальные решения, ее внедрение в деятельность компании Axpo сопряжено со своими трудностями. «Управление дронами кажется простым делом, но когда вы интегрируете его в протоколы охраны труда и техники безопасности, необходимо обеспечить подготовку пилотов, соблюдение правил, получение разрешений и оценку технических инноваций». пояснил Лидтке.

После оценки различных вариантов компания Axpo разработала комплексное решение «дрон в коробке», способное автономно работать в отдаленных горных районах. Система включает в себя:

• Базовая станция DJI Dock 2 расположена рядом с водохранилищем в Граубюндене, Швейцария.
• Дрон DJI Matrix 3DT, оснащенный камерами высокого разрешения.
• Программная платформа FlightHub 2 для планирования и выполнения миссий.
• Система оповещения о воздушном движении FLARM для обеспечения безопасности полетов
• Мобильная передача данных через расположенную поблизости антенну Swisscom.

Данное решение позволяет полностью автоматизировать миссии дронов по обследованию водосборных бассейнов, мониторингу уровня снега и обеспечению ситуационной осведомленности в режиме реального времени во время чрезвычайных ситуаций, таких как сход лавин, - и все это без необходимости поездок персонала в эти отдаленные места.

Автономная система беспилотных летательных аппаратов работает по оптимизированной операционной схеме:

• Планирование миссии: Операторы дистанционно программируют маршруты инспекции, ориентированные на конкретные водосборные бассейны, снегозадерживающие столбы или другую инфраструктуру.
• Автоматизированное развертывание: дрон автоматически покидает стыковочный узел, выполняет предполетные проверки и начинает выполнение миссии без необходимости присутствия персонала на месте.
• Контроль безопасности: На протяжении всего полета система отслеживает:
  • Управление воздушным движением через интеграцию FLARM с платформой SafeSky
  • Информация о погодных условиях поступает от бортовых датчиков.
  • Мобильная передача данных для поддержания канала управления
• Сбор данных: беспилотник собирает изображения высокого разрешения с разных ракурсов водосборных бассейнов и другой критически важной инфраструктуры.
• Автономный возврат: по завершении миссии дрон возвращается на док-станцию, где заряжается и передает собранные данные.
• Анализ данных: Изображения анализируются операторами гидроэлектростанций, а критические выводы вносятся в систему управления инспекциями Axpo.

Компания Axpo подошла к реализации проекта с помощью структурированного концептуального исследования, начавшегося в октябре 2024 года, сосредоточившись на четырех критериях оценки: удобство использования, технологические возможности, соответствие нормативным требованиям и экономическая целесообразность. Команда разработчиков установила док-станцию ​​для дронов в стратегически важном месте с видом на долину с несколькими водосборными бассейнами в регионе Граубюнден, примерно в получасе езды от основной электростанции. Процесс регулирования потребовал создания специальной оценки операционных рисков и получения разрешений от Федерального управления гражданской авиации Швейцарии. Ключевым требованием был мониторинг 50% участников воздушного движения в операционной зоне, что привело к внедрению системы оповещения о воздушном движении на основе FLARM, интегрированной с платформой SafeSky, используемой вертолетами и парапланами, работающими в регионе. ‍

«Мы хотели получить практический опыт использования решений типа «дрон в коробке» на гидроэлектростанциях, поэтому решили установить док непосредственно на электростанции на всю зиму». сказал Анна, стажер по цифровым инновациям в Axpo Group.. «В течение этой зимы гидроэлектростанция в полном объеме и на регулярной основе эксплуатировала этот причал».

Внедрение технологии автономных дронов принесло компании Axpo ряд существенных преимуществ в работе гидроэнергетических объектов:

• Экономия времени: Исключены получасовые поездки на автомобиле и опасные пешие переходы, необходимые для плановых проверок отдаленных водосборных бассейнов.
• Повышенная безопасность: Снижение воздействия суровых зимних условий и риска схода лавин на персонал за счет возможности дистанционной визуальной оценки.
• Экстренное реагирование: Обеспечивало практически мгновенное информирование о ситуации во время критических событий, таких как сходы лавин, без риска для безопасности работников.
• Улучшено качество данных: созданы согласованные и высококачественные визуальные записи состояния инфраструктуры, что позволяет проводить более эффективный анализ тенденций и прогнозирование технического обслуживания.

«Наибольшая выгода заключается в экономии времени и сокращении утомительных поездок». отмеченный Анна. «Это напрямую связано с экономией важного времени в случае чрезвычайной ситуации. Если произойдет лавина, а причал не будет защищен, мы сможем практически мгновенно получить первоначальную информацию о ситуации».

Поскольку разработка концепции близится к завершению в марте 2025 года, компания Axpo завершает оценку, чтобы определить дальнейшие шаги по более широкому внедрению решений «дрон в коробке» в своей гидроэнергетической инфраструктуре. Команда изучает альтернативные программные платформы с улучшенным удобством использования и функциями защиты данных. Планы дальнейшего расширения включают:

• Оценка внедрения беспилотных летательных аппаратов в коробках на атомных электростанциях компании Axpo, где действуют различные нормативные и эксплуатационные требования.
• Тестирование приложений в подразделении сетевой инфраструктуры компании Axpo.
• Разработка решений для работы причала в зимний период, включая использование нагревательных матов или металлических барьеров для предотвращения попадания снега.
• Сотрудничество с поставщиками программного обеспечения для улучшения функциональности системы возврата домой в целях соблюдения нормативных требований в горной местности.

«Мы открыты для любых экспериментальных проектов на всей территории Швейцарии». сказал АннаЭто подчеркивает стремление компании Axpo к дальнейшему развитию технологий беспилотных летательных аппаратов во всех сферах своей деятельности.

Внедрение компанией Axpo Group технологии автономных дронов демонстрирует, как традиционную энергетическую инфраструктуру можно модернизировать с помощью цифровых инноваций. Используя готовые решения на основе дронов в сложных альпийских условиях, Axpo повысила эффективность работы, улучшила безопасность труда и создала более последовательный подход к мониторингу критически важной инфраструктуры.

‍«Если вы хотите создать убедительный прототип решения для дронов или беспилотных летательных аппаратов в одном корпусе, теперь у нас есть значительный опыт в этой области». сказал Клаус Лидтке. «Главный принцип передовой практики - это выехать на место и понаблюдать за тем, как люди на самом деле используют технологию, - не указывайте им, как они должны ею пользоваться. Посмотрите, как они это делают, а затем можно будет изучить возможности для улучшения».