Silná bouřka způsobila výpadky elektřiny. Z dobíjecích stanic umístěných na stožárech vysokého napětí vylétá skupina dronů. Proletí určenou trasu a jejich kamery snímají vybrané prvky elektrického vedení. Získané záběry jsou již během letu analyzovány s využitím strojového učení a zaslány pro finální vyhodnocení pracovníkům inspekce. Ti tak mohou okamžitě identifikovat místo poruchy a zahájit opravu v mnohem kratším čase, než je dnešní běžná praxe.
Tato vize má velmi blízko k tomu, aby se v dohledné době stala skutečností. Díky vědcům z Fakulty elektrotechnické ČVUT, kteří ve spolupráci se společností ČEPS v rámci evropského projektu Aerial-Core ověřují praktické možnosti inspekce elektrického vedení s pomocí létajících robotů. Stávající výsledky výzkumu demonstrovala skupina Multirobotických systémů (MRS) z FEL ČVUT na úseku elektrického vedení na Berounsku.
Kromě řešení nenadálých poruch se oba partneři soustředí na robotizaci preventivních kontrol celé rozsáhlé přenosové soustavy v ČR. V současné době inspekci elektrického vedení zajišťuje pilotovaná helikoptéra, která letí od jednoho stožáru ke druhému a posádka pořizuje dokumentaci. Dron nebo dokonce koordinovaný tým dronů tyto úkoly dokáže zvládnout mnohem rychleji a také levněji. ČEPS chce v budoucnosti nahradit pilotované inspekce bezpilotními prostředky, které mohou mít různou míru autonomie.
Právě různá míra autonomie je vlastnost, která od sebe jednotlivé systémy dronů výrazně odlišuje. Základní úroveň představují drony, které po vymezené trase řídí operátor. Pokročilejší systémy navádějí dron samostatně podle předem naprogramovaných GPS bodů. Vědci z FEL ČVUT ale posouvají úroveň autonomie ještě mnohem dál.
„Software, který s využitím palubní umělé inteligence vyvíjíme ve skupině Multirobotických systémů, je ojedinělý v tom, že je schopen vytvořit tým samostatně uvažujících spolupracujících dronů, přesnější by bylo říci autonomních vzdušných robotů. Plně autonomní drony s využitím palubních senzorů upřesňují svůj let a přizpůsobují své chování změnám v okolním prostředí. To zvyšuje spolehlivost, přesnost a kvalitu získaných dat. Naše drony tak mohou reagovat na nenadálé situace a nezaskočí je ani překážky v cestě či popadané větve,“ vysvětluje doc. Martin Saska, vedoucí skupiny působící na katedře kybernetiky Fakulty elektrotechnické ČVUT.
Cílem spolupráce s firmou ČEPS je integrovat skupinu vzájemně ve vzduchu spolupracujících dronů tak, aby byly schopny kontrolovat infrastrukturu v dosahu několika kilometrů a snímat přitom klíčové prvky, jako jsou izolátory, s velkou přesností a opakovatelností. To je nezbytné pro pořízení záběru vždy ze stejného místa a z požadovaného úhlu, což je klíčové pro automatickou inspekci a sledování vývoje stavu jednotlivých komponent vedení v čase.
„Jedním ze záměrů naší společnosti je nahrazení leteckých kontrol prováděných helikoptérou bezpilotními letouny. Budoucnost kontrol vedení pak spočívá v dronech létajících plně automaticky bez přímého řízení pilotem po přesně vytyčených a automaticky generovaných letových drahách. To by mělo přinést snížení nákladů na údržbu přenosové soustavy, zvýšení bezpečnosti kontrol a ve výsledku i jejich větší standardizaci,“ říká Milan Sedláček, ředitel sekce Řízení údržby společnosti ČEPS.
Drone, podej mi šroubovák. Vzniká abeceda gest pro ovládání dronu člověkem
Součástí demonstrace na Berounsku byla také kooperace člověka a dronu při konstrukční práci na vedení, při kterém je pohyb robotů ve vzduchu ovládán gesty člověka. Drony jsou vybaveny kamerou a jsou schopny vnímat gesta svého operátora. V univerzitních laboratořích skupiny Multirobotických systémů v Praze na Karlově náměstí pracují na vývoji „abecedy“, která bude jednoznačně definovat manipulační pokyny.
„Spolupracujeme při tom s Univerzitou v Soluni. Systém bude možné v budoucnu využít pro instalaci rozměrnějších částí vedení případně autonomní zavážení kabelů pomocných lan v člověkem obtížně dostupných místech. To je další schopnost, kterou operátoři ocení, protože nahrazuje lidskou práci v obtížných a nebezpečných podmínkách,“ dodává doc. Martin Saska.
Zapojení robotů do oblasti rozvodných služeb tak, aby současně splňovaly požadavky na bezpečnou a efektivní spolupráci s pracovníky inspekce a údržby, je žhavé téma a řeší je operátoři v celé Evropě. Drony mají potenciál zásadně změnit stávající způsob inspekce a údržby liniových infrastruktur typu elektrického vedení, ale nabízí se využití i v oblasti dalších veřejných služeb či dopravy. Systém, který skupina MRS vyvíjí, je součástí evropského projektu Aerial-Core, který koordinuje univerzita ve španělské Seville. ČVUT na něm participuje jako jeden z klíčových partnerů a ČEPS je členem průmyslového poradního orgánu.
Samostatná Fakulta elektrotechnická ČVUT vznikla v roce 1950. V dnešní době se skládá ze 17 kateder umístěných ve dvou budovách: v rámci hlavního kampusu ČVUT v Dejvicích a v naší historické budově na Karlově náměstí. Fakulta elektrotechnická poskytuje prvotřídní vzdělání v oblasti elektrotechniky a informatiky, elektroniky, telekomunikací, automatického řízení, kybernetiky a počítačového inženýrství. Fakulta se dlouhodobě řadí mezi prvních pět výzkumných institucí v České republice. Produkuje přibližně 30% výzkumných výsledků celého ČVUT a má navázanou rozsáhlou vědeckou spolupráci se špičkovými světovými univerzitami i výzkumnými ústavy. Od roku 1950 Fakulta elektrotechnická vydala cca 30 000 diplomů, které byly vždy vysoce hodnoceny jako doklad prvotřídního vzdělání. Více informací najdete na www.fel.cvut.cz.
České vysoké učení technické v Praze patří k největším a nejstarším technickým vysokým školám v Evropě. Podle Metodiky 2017+ je nejlepší českou technikou ve skupině hodnocených technických vysokých škol. V současné době má ČVUT osm fakult (stavební, strojní, elektrotechnická, jaderná a fyzikálně inženýrská, architektury, dopravní, biomedicínského inženýrství, informačních technologií). Studuje na něm přes 17 800 studentů. Pro akademický rok 2021/22 nabízí ČVUT svým studentům 227 akreditovaných studijních programů a z toho 94 v cizím jazyce. ČVUT vychovává odborníky v oblasti techniky, vědce a manažery se znalostí cizích jazyků, kteří jsou dynamičtí, flexibilní a dokáží se rychle přizpůsobovat požadavkům trhu. Podle výsledků Metodiky 2017+ bylo ČVUT hodnoceno ve skupině pěti technických vysokých škol a obdrželo nejvyšší hodnocení stupněm A. ČVUT v Praze je v současné době na následujících pozicích podle žebříčku QS World University Rankings, který hodnotil 1673 univerzit po celém světě. V celosvětovém žebříčku QS World University Rankings je ČVUT na 403. místě a na 12. pozici v regionálním hodnocení „Emerging Europe and Central Asia“. V rámci hodnocení pro „Engineering – Civil and Structural“ je ČVUT mezi 151. – 200. místem, v oblasti „Engineering – Mechanical“ na 201. – 250. místě, u „Engineering – Electrical“ na 201. až 250. pozici. V oblasti „Physics and Astronomy“ na 201. až 250. místě, „Natural Sciences“ jsou na 254. příčce. V oblasti „Computer Science and Information Systems“ je na 201. – 250. místě, v oblasti „Material Sciences“ na 301. až 350. místě, v oblasti „Mathematics“ na 351. až 400. místě a v oblasti „Engineering and Technology“ je ČVUT na 221. místě. Více na www.cvut.cz.
ČEPS, a.s., působí na území České republiky jako výhradní provozovatel přenosové soustavy (elektrická vedení 400 kV a 220 kV) na základě licence na přenos elektřiny, udělené Energetickým regulačním úřadem podle Energetického zákona.
Udržuje, obnovuje a rozvíjí 44 rozvoden se 79 transformátory, z nichž některé jsou určeny pro převádění elektrické energie z přenosové do distribuční soustavy, a vedení s napěťovou hladinou 400 kV o délce 3 795 km a 220 kV o délce 1 824 km.
V rámci elektrizační soustavy České republiky poskytuje ČEPS, a. s., přenosové služby a služby spojené se zajištěním rovnováhy mezi výrobou a spotřebou elektrické energie v reálném čase (systémové služby). Společnost ČEPS je začleněna do evropských struktur. Zajišťuje přeshraniční přenosy pro export, import a tranzit elektrické energie. ČEPS, a. s., se také dlouhodobě aktivně podílí na formování liberalizovaného trhu s elektřinou v ČR i v Evropě. Více informací naleznete na www.ceps.cz.