Thực hiện chỉ đạo của Tập đoàn Điện lực Việt Nam, Tổng công ty Phát điện 2 về việc thực hiện các giải pháp và ứng dụng số nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất kinh doanh, Công ty Thủy điện Sông Bung (TĐSB) đã áp dụng thành công công nghệ xử lý ảnh, thị giác máy tính tự động đọc mực nước hồ Thủy điện Sông Bung 2 và Sông Bung 4 bằng camera.
Thước thủy chí tại hồ Thủy điện Sông Bung 4
Theo thiết kế ban đầu, cả 02 hồ Thủy điện Sông Bung 2 và Sông Bung 4 đều sử dụng cảm biến đo mực nước bằng công nghệ áp lực thủy tĩnh. Tuy nhiên trong quá trình sử dụng cảm biến có những hạn chế như: Giá trị đo lường không chính xác và thay đổi theo mùa, tín hiệu đường truyền có độ phân giải thấp và phải chỉnh định thường xuyên. Do đó, tín hiệu này không được sử dụng để làm kênh đo lường chính thức mà phụ thuộc vào Camera quan sát hoặc nhân viên Vận hành phải quan sát trực tiếp trên thước thủy chí.
Trước yêu nâng cấp hệ thống đọc mực nước hồ, Phòng Kỹ thuật và An toàn – TĐSB đã chủ động tìm hiểu để lựa chọn phương án lắp đặt phù hợp trên cơ sở ưu tiên căn cứ theo thước thủy chí, do độ chính xác của công cụ này chỉ phụ thuộc vào lúc thi công lần đầu. Qua thời gian nghiên cứu, Phòng Kỹ thuật và An toàn đã chủ động đề xuất thực hiện phương án “Ứng dụng công nghệ xử lý ảnh, thị giác máy tính để tự động đọc mực nước hồ Thủy điện bằng Camera” nhằm theo dõi giá trị mực nước hồ Thủy điện Sông Bung 2 và Sông Bung 4 một cách thuận tiện hơn, đồng thời truyền số liệu trực tuyến về các cơ quan chức năng theo quy định.
Theo đó, trên cơ sở tận dụng thước thủy chí có sẵn tại 02 hồ Sông Bung 2 và Sông Bung 4, Đơn vị đã lắp đặt thêm hệ thống camera độc lập cấu hình cao (độ phân giải 8MP, tầm xa hồng ngoại 500IR, điều khiển PTZ). Thông qua công nghệ xử lý ảnh, thị giác máy tính (OpenCV) và sử dụng các thuật toán trên nền ngôn ngữ lập trình Python, hệ thống sẽ tự động xử lý, xuất ra giá trị mực nước hồ qua giao thức truyền thông để gửi về hệ thống DCS, các cơ quan chức năng… thay vì phải đọc trực quan bằng mắt thường và nhập thủ công.
Hình ảnh, số liệu đọc được sau khi qua phần mềm xử lý tại Thuỷ điện Sông Bung 2
Hệ thống đo mực nước hồ bằng Camera có nhiều ưu điểm như: Không cần phải thi công lắp đặt ống như các cách đo mực nước hồ bằng cảm biến áp suất thủy tĩnh, laser, encoder…; Không bị ảnh hưởng của yếu tố môi trường, kể cả ban đêm hoặc trời mưa; Có thể cài đặt tần suất và thời gian lấy mẫu nên sẽ khắc phục được sự dao động của mực nước hồ; Sử dụng nguồn điện độc lập bằng ắc quy, pin năng lượng mặt trời nên đặc biệt phù hợp trong mùa mưa bão khi mất điện lưới; Giá trị mực nước hồ được truyền về phòng Điều khiển trung tâm bằng tín hiệu không dây và hệ thống có kết nối qua mạng Internet thông qua mạng 4G tương đối dễ dàng.
Cấu hình truyền thông xuất số liệu
Tuy nhiên, vẫn xuất hiện một số nhược điểm và khó khăn khi sử dụng như trong một số trường hợp vẫn xảy ra nhầm lẫn nếu gặp phải các lớp ghép bê tông có bề mặt sần sùi tạo thành vệt dài giống đối tượng “mặt nước hồ”. Bên cạnh đó, việc tính toán, xử lý hoàn toàn dựa vào chất lượng hình ảnh thước thủy chí thu được từ camera, với trường hợp chất lượng thước thủy chí không được tốt, ví dụ như trường hợp cột mốc số mét bị hư hại, màu sơn các số các vạch bị mờ cũng làm ảnh hưởng quá trình xử lý ảnh của thiết bị. Để khắc phục, trong thời gian đến, Đơn vị tiếp tục cải thiện chất lượng thước thủy chí và thành bê tông xung quanh để nâng cao độ ổn định cho thiết bị.
Việc Công ty Thủy điện Sông Bung ứng dụng công nghệ đọc mực nước hồ bằng camera đã góp phần nâng cao hiệu quả sản xuất kinh doanh, đặc biệt trong công tác giám sát, điều hành sản xuất điện, hồ chứa. Trong tương lai, Đơn vị sẽ tiếp tục cải tiến hệ thống nhằm tăng độ tin cậy, đồng thời nghiên cứu áp dụng thêm nhiều giải pháp công nghệ mới, hiện đại hóa công tác vận hành, quản trị, hướng tới mục tiêu trở thành Doanh nghiệp số vào năm 2025.
Huỳnh Tấn Hòa – Phòng KTAT – TĐSB