Việc sử dụng máy bay không người lái đang mở rộng sang nhiều lĩnh vực khác nhau Một trong số đó là công tác thanh tra các tòa nhà và cơ sở hạ tầng công cộng Từ ngày 1 tháng 4 năm 2022, các cuộc kiểm tra bằng bộ gõ truyền thống do Đạo luật Tiêu chuẩn Xây dựng quy định sẽ có thể được thay thế bằng khảo sát hồng ngoại, trong đó các tòa nhà được chụp ảnh và phân tích bằng máy bay không người lái được trang bị camera hồng ngoại và chính phủ đang tích cực hỗ trợ việc sử dụng máy bay không người lái Việc kiểm tra cơ sở hạ tầng bằng máy bay không người lái thực sự được thực hiện như thế nào? Lần này, chúng ta hãy xem xét các hoạt động kiểm tra sử dụng máy bay không người lái, sử dụng giải pháp kiểm tra cầu dẫn nước mà Miratech Drone mới bắt đầu cung cấp làm ví dụ

Việc kiểm tra có thể được thực hiện từ xa bằng cách sử dụng hình ảnh được chụp bằng máy bay không người lái

Tại Nhật Bản, các công trình cấp nước được xây dựng từ năm 1960 đến năm 1970 đã cũ kỹ và gần đây xảy ra hơn 20000 vụ rò rỉ nước và tai nạn hư hỏng hàng năm Theo thống kê cấp nước năm 2018, tỷ lệ đường ống nước vượt quá tuổi thọ hợp pháp (40 năm) là 17,6% và con số này vẫn đang tăng lên

Để giải quyết những vấn đề xã hội này, Miratec Drone đã bắt đầu cung cấp dịch vụ kiểm tra cầu dẫn nước Đây là giải pháp sử dụng máy bay không người lái để chụp ảnh và ghi lại các vết nứt trên bề mặt ngoài của đường ống, bong tróc sơn, tình trạng rỉ sét, vết nứt trên bê tông cầu, vv của cầu dẫn nước Hình ảnh từ máy bay không người lái có thể được truyền đi theo thời gian thực, có thể chụp được hình ảnh chi tiết về các khu vực bị xuống cấp và các vị trí có thể được đăng ký và xem trên bản đồ

(Hình 1) Có thể thực hiện công việc kiểm tra bằng dịch vụ kiểm tra cầu dẫn nước của máy bay không người lái Miratech

Các công ty cấp nước thực sự thực hiện công việc kiểm tra cũng có những lo ngại như ``Cần phải có phương tiện đặc biệt và giàn giáo tạm thời để kiểm tra'' ``Việc kiểm tra bằng mắt rất khó tùy thuộc vào hình dạng và điều kiện địa điểm (chiều rộng của sông),'' ``Có thể xảy ra lỗi của con người khi đánh giá kết quả kiểm tra'' và ``Tôi muốn thấy sự khác biệt về tình trạng xuống cấp theo thời gian'' Với sự ra đời của dịch vụ kiểm tra cầu dẫn nước, việc kiểm tra có thể được giải quyết ngay cả ở những địa điểm yêu cầu phương tiện đặc biệt hoặc giàn giáo tạm thời và camera hồng ngoại có thể được sử dụng để hình dung sự thay đổi nhiệt độ trong thiết bị (rò rỉ nước, vv) Ngoài ra, phần mềm phân tích AI có thể được sử dụng để đáp ứng nhu cầu phân tích hình ảnh và vì kinh độ và vĩ độ được ghi lại trong dữ liệu ảnh nên có thể kiểm tra mức độ hư hỏng của cùng một vị trí theo thời gian

Hơn nữa, các chuyên gia về chẩn đoán tình trạng xuống cấp của cầu cống cũng có thể chẩn đoán video từ máy bay không người lái, được phân phối theo thời gian thực, từ một địa điểm ở xa chẳng hạn như văn phòng Nếu cần, hình ảnh độ phân giải cao về các khu vực bị nghi ngờ xuống cấp có thể được chụp từ nhiều góc độ khác nhau và các vị trí có thể được đăng ký và xem trên bản đồ

(Hình 2) Phi công lái máy bay không người lái và trụ sở chỉ huy được kết nối liền mạch, cho phép kiểm tra từ xa trong thời gian thực

Tai nạn sập cầu dẫn nước ở tỉnh Wakayama đã kích hoạt việc cung cấp dịch vụ

Động lực để Miratech Drone bắt đầu cung cấp loại dịch vụ này là tai nạn xảy ra vào ngày 3 tháng 10 năm 2021, khi một phần của ``Cầu dẫn nước Musota'' dẫn đường ống dẫn nước đến phía bắc sông Kino ở Thành phố Wakayama, bị hư hỏng và rơi xuống Cầu Rokujutani Suikan bao gồm hai ống nước có đường kính 90 cm và công trình chống động đất được thực hiện vào năm 2015

Nguyên nhân vụ sập chưa rõ, nhưng khi Thành phố Wakayama sử dụng máy bay không người lái để chụp ảnh từ trên cao vào ngày 6 tháng 10 năm 2021, họ đã phát hiện thấy 4 trong số 18 hệ thống treo nối ống nước và vòm ở nhịp tiếp giáp với phía bắc của nhịp trung tâm bị sập bị ăn mòn hoặc gãy

Thành phố Wakayama kiểm tra trực quan Cầu Rokujutani Suidan mỗi tháng một lần từ cầu đường liền kề, Cầu Rokujutani, cách đó khoảng 40 m và mỗi năm một lần, kiểm tra trực quan cấu trúc thượng tầng, vv từ lối đi quản lý đường ống nước chính Tuy nhiên, không cuộc kiểm tra nào có thể xác nhận đầy đủ các bộ phận kết cấu nằm ở vị trí cao Ngoài ra, trong cuộc kiểm tra thường niên được tiến hành vào ngày 11 tháng 5 năm 2021, nhiều khu vực bị ăn mòn đã được phát hiện trên cấu trúc thượng tầng của cây cầu và công việc sơn lại đang được xem xét từ năm 2022 trở đi Tuy nhiên, họ không hề biết về vụ vỡ, cũng như không nhận ra đây là trường hợp khẩn cấp

(Hình 3) Cầu Rokujudani Suipan gây ra vụ sập cầu

Kể từ tháng 1 năm 2020, Miratec Drone đã tiến hành các thí nghiệm trình diễn để kiểm tra cầu dẫn nước bằng máy bay không người lái, với sự tham gia của Cục Cấp thoát nước Thành phố Sakai, Tỉnh Osaka và các cơ quan cấp nước của nhiều chính quyền địa phương Dựa trên thành tích này và với mong muốn ngăn chặn các vụ tai nạn sập đổ như vụ ở Cầu dẫn nước Rokujutani, chúng tôi đã quyết định tiến hành một thử nghiệm trình diễn với Cục Cấp thoát nước của Thành phố Toyota, Tỉnh Aichi, để xác minh tính hữu ích của máy bay không người lái trong việc kiểm tra cầu dẫn nước tại Cầu dẫn nước Kawada ở Sông Yahagi, Thành phố Toyota

Thực hiện thí nghiệm trình diễn công tác kiểm tra bằng máy bay không người lái

Đối với phương pháp kiểm tra thực tế, trước tiên chúng tôi di chuyển máy bay không người lái song song và chụp ảnh cầu dẫn nước từ bốn hướng (trên, dưới, trái và phải) Tiếp theo, chúng tôi chụp bốn mặt của một trụ cầu ở giữa sông Sau đó, chúng tôi sử dụng zoom độ phóng đại cao và ánh sáng hồng ngoại để chụp ảnh chi tiết các mối nối với các trụ (bu lông, vv) và những khu vực có sự thay đổi nhiệt độ bằng camera hồng ngoại để làm cho sự thay đổi nhiệt độ trở nên rõ ràng hơn

(Hình 4) Thí nghiệm trình diễn kiểm tra bằng máy bay không người lái tại Cầu dẫn nước Kawada ở Thành phố Toyota

(Hình 5) Ảnh camera ánh sáng nhìn thấy được (trái) và ảnh camera hồng ngoại (phải) được chụp bởi máy bay không người lái

Dựa trên những kết quả này, chúng tôi đã chứng minh rằng có thể xác định chính xác các vết nứt trên bề mặt ngoài của đường ống, bong tróc sơn, tình trạng rỉ sét, vết nứt trên bê tông cầu, vv và đã tiến hành ứng dụng thực tế Do đó, việc kiểm tra các cây cầu dẫn nước, trước đây được thực hiện bằng mắt thường từ bờ sông, giờ đây đã có thể chụp ảnh và ghi lại các cuộc kiểm tra chi tiết từ những khu vực gần bằng cách sử dụng camera gắn trên máy bay không người lái

Thí nghiệm trình diễn này cũng tiết lộ rằng ngoài việc nộp đơn đăng ký chuyến bay cho Cục Hàng không Dân dụng, còn phải báo cáo trước cho các cơ quan quản lý sông và quản lý lòng sông Hơn nữa, lòng sông xung quanh cầu dẫn nước được bao phủ bởi cỏ cao bằng chiều cao của một người, vì vậy Thành phố Toyota chịu trách nhiệm cắt cỏ tại địa điểm này, thể hiện rõ rằng việc hiểu rõ tình hình địa phương tại các địa điểm cất cánh và hạ cánh của máy bay không người lái cần có sự hợp tác với chính phủ

Sau thử nghiệm trình diễn từ phía Toyota City,
・Hiệu quả trong việc phát hiện các vết nứt, rỉ sét, vv ở những khu vực không thể xác nhận bằng mắt thường
・Thay vì chỉ kiểm tra cầu dẫn nước, cũng cần xem xét hợp tác với bộ phận quản lý bảo trì cầu
・Đối với cầu dẫn nước có lắp đặt đường ống dẫn khí và nước, có thể được công ty khí đốt đồng thời kiểm tra
・Việc kiểm tra bằng máy bay không người lái có hiệu quả vì nó để lại lịch sử tình trạng xuống cấp
đã được nghe

Trong tương lai, Miratec Drone đang xem xét hợp tác với AI dự đoán sự suy giảm dữ liệu được chụp và đang nghĩ đến việc thiết lập một giải pháp có thể duy trì chất lượng đồng nhất trong khi thiết lập một phương pháp nhất định và cung cấp giải pháp đó với chi phí thấp Người ta nói rằng họ muốn thấy việc sử dụng máy bay không người lái để kiểm tra các cây cầu dẫn nước như một phương pháp tiêu chuẩn