Rozšířená a virtuální realita (augmented reality a virtual reality, AR, resp. VR) se dostává ke slovu v posledních letech i v oblasti správy inženýrských sítí. Mezi hlavní důvody rozvoje této domény patří nejen nové technologie a aplikační frameworky, které umožňují plně využít HW i SW možností cílových zařízení, ale také aktivity spojené se standardizací BIM a tvorbou podkladů pro digitální technické mapy (DTM).
Společnost Unicorn vyvinula novou aplikaci ARAM neboli Augmented Reality for Asset Management pro tablet či zařízení Microsoft Hololens. Jak lze využívat rozšířenou realitu na mobilních zařízeních typu chytrý telefon či tablet, kterými jsou již ve většině případů terénní pracovníci správy či provozu sítě vybavení?
Přesná 3D data jako základní kámen
Hlavním vstupem pro aplikaci ARAM jsou data o síti a objektech na ní umístěných, která správci sítí zpravidla ukládají v centrální technické evidenci za pomoci geoinformačních systémů. Data pro aplikaci jsou v současné verzi ARAM exportována z GIS ve formátech GeoJSON či KML. Aplikace data nikterak nemodifikuje a vykresluje síťovou infrastrukturu či jiné podkladové vrstvy tak, jak byly převzaté ze zdrojových systémů.
Předpokladem pro modelování rozšířené reality jsou dostatečně přesná data. Ačkoli je možné s využitím kvalitního digitálního modelu povrchu vizualizovat i data ve 2D odsazením pod povrch, výsledky s geodeticky zaměřenými 3D daty jsou podstatně lepší. Přestože existují normy definující hloubku uložení konkrétního typu infrastruktury, často při samotné realizaci dochází k výjimkám při pokládce anebo k nedodržení stanovených parametrů. Jedinou možností pro přesné zdokumentování sítě je pak její geodetické zaměření.
Při předávání dokumentace skutečného provedení dnešních staveb jsou k dispozici přesná data včetně výškové souřadnice. Historicky nebyla 3D data takto aktivně využívána a byl kladen důraz především na polohovou přesnost. Tento přístup se s novými technologiemi a standardy, jako je BIM, AR či 3D modelování, postupně mění. Vzhledem ke složitosti evidence energetických a telekomunikačních sítí lze očekávat, že rozšířená realita přispěje k dalšímu zpřesnění výškových dat.
V případech, kdy aplikace obsahuje komplexnější data od více správců technické infrastruktury, stává se i přehledná vizualizace výzvou. Obecně lze využít principu, kdy volíme barvy dle přirozeného pocitu, např. modrou pro vodu, žlutou pro plyn či červenou pro elektřinu. Samotné modelování vzhledu sítě je pak čistě závislé na stávajících konvencích pro vizualizaci, které jsou definovány jednotlivými správci sítí. Různými způsoby lze také modelovat objekty sítě, kdy můžeme trubkám nastavovat různé dimenze a povrchy, nebo v případě elektrických podzemních vedení modelovat kabelové svazky.
Kde najde rozšířená realita největší uplatnění?
Z pohledů správců sítí existuje více oblastí, kde najde rozšířená realita uplatnění. Jak bude síť vypadat po komplexní rekonstrukci a jakým způsobem optimálně vyřešíme křížení se sítí ostatních správců? Nevyplývají z tohoto návrhu nějaká skrytá rizika? Je ta část sítě postavená opravdu přesně v souladu s projektovou dokumentací? Toto jsou jen některé otázky, které rutinně řeší pracovníci při správě a provozu podnikových aktiv v terénu.
V procesech rozvoje a plánování sítí je u složitějších staveb nutné ověřit správnost návrhu sítě a zařízení na ní umístěných přímo v cílové lokalitě. Tímto způsobem získáme nejen přesnou představu o průběhu sítě, ale především budeme schopni identifikovat místní souvislosti, které jsou z technické dokumentace jen těžko získatelné. Pokud do návrhu přidáme také průběh sítí od ostatních správců, parcely s budovami či data z jiných registrů, uvidíme naši budoucí síť opravdu komplexně.
V přípravné fázi stavby i později při její realizaci umožní rozšířená realita efektivní vizualizaci infrastruktury před samotným započetím výkopových prací. Plánovanou nebo aktuální situaci jsou technici řídící stavbu schopni konzultovat s dodavatelskými firmami, ostatními správci sítí nebo se zástupci obcí a měst. V průběhu stavby lze kontrolovat zhotovitele stavby, zda postupuje přesně v souladu s projektovaným stavem. Tuto kontrolu je nutné dělat průběžně ještě před samotným záhozem výkopu.
Řešení disponuje kalibračním mechanismem, který zaručí, že přesnost projektované sítě se pohybuje v řádech centimetrů. Tato přesnost je již dostatečná pro pochůzkové inspekční činnosti nebo pro vytyčování průběhu sítě přímo na povrchu. Měřením vzdáleností mezi sítí a okolními objekty s možností přesného vyznačení můžeme předejít kolizím s ostatní infrastrukturou.
Klíčový princip „Mobile First“
Hlavním účelem aplikace je podpora technických pracovníků přímo v terénu. V těchto případech by nebylo účelné pracovat s běžným kancelářským vybavením. Chytré mobilní zařízení je tady jedinou správnou volbou.
Inovací v tomto směru představuje využití pokročilých technologií, jakými jsou například brýle Microsoft Hololens.
Jedná se o technologii budoucnosti, která umožňuje pracovníkovi zcela bez omezení používat obě ruce. Tento přístup je již nějaký čas využíván v rámci současného trendu digitalizace Průmysl 4.0, především při opravách a servisních zásazích na složitých průmyslových zařízeních. Proti většímu rozšíření této technologie stojí zatím především vysoká pořizovací cena, náchylnost zařízení k poškození nebo nevhodnost jeho využití v nepříznivých klimatických podmínkách (mráz, déšť, slunce).
Další možností je mobilní zařízení typu tablet či chytrý telefon. Ačkoliv použití mobilního telefonu nečiní problém, odolný tablet s velkým a přehledným displayem představuje z pohledu uživatelské přívětivosti lepší variantu. A také z pohledu pořizovacích nákladů velmi ekonomickou variantu, protože většina terénních pracovníků a čet je již dnes vybavena mobilním zařízením, na kterém běží systémy WFMS či mapoví klienti GIS.
Vizualizace budoucnosti a něco navíc
Aplikace ARAM maximálně využívá senzorů, kterými je zařízení vybaveno. Ačkoliv jsou senzory jako GPS modul či kompas poměrně přesné, pro precizní zobrazení je doporučeno provézt kalibraci zařízení v zájmové lokalitě.
Ke kalibraci se v ARAM využívají rohy budov, lze ji však provádět vzhledem k téměř jakémukoliv reálnému objektu (obrubník, silnice, plot), pro který jsou v organizaci k dispozici dostatečně přesná data. Z tohoto pohledu bude nenahraditelným veřejným zdrojem připravovaná digitální technická mapa.
V zobrazení rozšířené reality si lze vybrat zájmové vrstvy (některá místa mohou být díky hustému zasíťování nepřehledná), zjišťovat technické atributy označeného zařízení nebo zobrazit hranice budov a parcel. Praktickou funkcí je možnost měření vzdáleností a ploch, která funguje při kalibrovaném pohledu s přesností v řádech centimetrů.
Aplikace disponuje mimo rozšířenou realitu klasickým mapovým zobrazením. Mapové okno je možné využít pro celkový přehled nad zájmovým územím, lokalizaci zájmového místa nebo identifikaci konkrétního zařízení a jeho atributů. Oba pohledy jsou vzájemně propojené, proto pokud vyhledáme a označíme objekt v mapovém zobrazení, zůstane označen i v rozšířené realitě. V mapovém zobrazení je možné dále vypínat a zapínat mapové vrstvy, vyhledávat konkrétní objekty sítě či spustit navigaci k zájmovému prvku.
Stejně jako se vyvíjejí moderní technologie, společnost Unicorn vyvíjí produkt ARAM dle požadavků zákazníků z utilitního a telco sektoru. Do budoucna předpokládáme podporu pro detailní mapování a vizualizaci nejen z pohledu průběhu sítě, ale i pro revizní a servisní činnosti spojené s údržbou elektrických nebo optických rozvoden, trafostanic či plynových stanic.
Připravil
Mgr. Václav Wiesner
Account Manager
Unicorn Systems
E: vaclav.wiesner@unicorn.com
T: +420 608 900 148
