Беспилотные технологии для управления мусорными полигонами за рубежом

Недавно мы рассказывали о том, какие задачи были поставлены с началом “мусорной реформы” в России два года назад, упомянув, как дроны помогают в реализации этих планов уже сегодня. Однако наша страна не первопроходец в деле разумного управления твердыми бытовыми отходами, а значит может взять на вооружение практику развитых государств, которые не первый год совершенствуют технику управления мусорными полигонами.

Сегодня мы приведем примеры того, как дроны DJI помогают иностранным компаниям, занятым в данной сфере, грамотно управлять захоронениями отходов, следя за полным “жизненным циклом” полигона.

Калифорнийский пример

История управления мусорными полигонами департамента жилищно-коммунального хозяйства калифорнийского города Санта-Мария – отличный пример того, как вовремя принятое решение о приобретении дронов DJI смогло раз и навсегда положить конец достаточно дорогостоящей практике традиционного инспектирования с воздуха, а также начать более эффективное управление свалками с постоянным мониторингом их заполняемости.

Региональный мусорный полигон в Санта-Марии занимает порядка 117 гектаров и обслуживает несколько округов штата Калифорния. Как и все остальные операторы, занимающиеся управлением мусорными полигонами, местные власти основными своими целями видят максимальную компактность и уплотненность захоронений отходов, а также наиболее безопасную и экологичную технику достижения этой задачи. При этом вся деятельность должна полностью соответствовать федеральному и местному законодательству в данной сфере. 

До декабря 2018 года жилищно-коммунальный департамент Санта-Марии привлекал сторонние компании и специалистов для проведения инспектирования полигона с воздуха один или два раза в год с целью составления топографических карт данного объекта. В остальное время команда, обслуживающая полигон, рассчитывала все показатели и объемы ячеек для будущего захоронения старым “дедовским” способом – обходя или объезжая полигон, а также используя в своей работе GPS-навигатор. 

Все изменилось в конце 2018 года с приобретением первого БПЛА и принятием в штат инженера, обученного пилотированию дронами. Руководство сразу смогло оценить все преимущества коптера, сделавшего возможным следить за наполняемостью мусорных ячеек практически в режиме реального времени, а не получать отчет полгода спустя, как это было раньше. Специалисты жилищно-коммунальной службы города строят планы и относительно того, что теперь наличие дрона поможет им повысить доходность предприятия. Оптимизированная компактность мусорных захоронений, которая своевременно отслеживается при помощи БПЛА, может к 2025 году сэкономить до 4 миллионов долларов. А когда настанет время строить новый полигон, дрон окажет существенную помощь на стадии планирования проекта.

С чего начать: построение четкого маршрута для полета

Такой палочкой-выручалочкой для полигона в Санта-Марии стал дрон DJI Phantom 4 RTK. Руководство полигоном также установило программу по 3D-визуализации на основе облаков точек. Теперь перед каждым полетом инженер полигона, ответственный за использование БПЛА, подготавливает план, который должен содержать в себе все задачи миссии для ПО коптера. В этот план включены горизонтальные координаты, а также высота, на которой будет лететь дрон. Так, в системе уже хранится несколько таких разработанных планов полета. Наиболее часто беспилотник летает над несколькими ячейками и над зоной переработки, находящейся прямо в чертах полигона, чтобы определить уровень уплотнения отходов и объем оставшегося свободного места. 

Инженер просто отмечает в программе точку, над которой должен зависнуть дрон, затем через пульт дистанционного управления отправляет этот план полета дрону, который автоматически выполняет миссию. Ввиду большой площади полигона беспилотнику не удается выполнить задачу за один полет, поэтому где-то в середине пути он возвращается обратно для замены батареи. 

После приземления коптера оператор вынимает SD-карту с данными инспектирования – а это порядка 550 снимков только для одной мусорной ячейки – и очищает карту памяти. Все данные загружаются в программу (это может быть популярная для инспектирования DJI Terra или даже какое-то стороннее ПО, работающее с беспилотными платформами DJI), а уже программа сама обрабатывает их и выдает результат. На выходе оператор получает топографическую 3D-модель и ортофотографию, сделанную на основе полученных с дрона 550 снимков объекта. На это уходит в общей сложности не больше суток.

С помощью того же ПО теперь можно проанализировать текущую модель ячейки и сравнить ее с моделью предыдущей недели, заострив внимание на том, как изменилась заполняемость мусором. Разница в объеме далее сравнивается с показателями веса отходов, зафиксированными при их взвешивании перед захоронением, и в конечном счете рассчитывается коэффициент уплотнения.

Экономическая выгода от использования дрона в управлении калифорнийским полигоном очевидна. Персонал объекта способен ежедневно отслеживать заполняемость ячеек, причем данные эти очень точные, что крайне важно, когда вместимость ячейки подходит к концу. И если что-то идет не так, операторы полигона узнают об этом незамедлительно, тем самым имея возможность скорректировать работу и не нарушить законодательство в области захоронения ТБО. Управляющие компании всех полигонов, на которых хранятся отходы, не представляющие опасность для окружающей среды, согласно американским законам, должны регулярно предоставлять отчеты о текущем состоянии вверенного им объекта. Так, с введением практики задействования дронов эти компании пришли к выводу, что данные, получаемые с БПЛА, идеальны для составления актуальных и регулярно обновляющихся топографических карт для отчетности.

Практика управления ТБО в Великобритании

Группа компаний SUEZ занимается управлением мусорными полигонами по всему миру. Ее британское подразделение появилось в 1988 году. Сегодня только в одном Соединенном Королевстве в ведении компании ежегодно оказывается порядка 10 миллионов тонн ТБО. В последние годы специалисты SUEZ все чаще привлекают БПЛА к работе на мусорных полигонах, заменяя ими времязатратные и дорогие традиционные методы инспектирования.

Одна из наиболее стандартных миссий может выглядеть примерно так. Дрон за 15 минут облетает интересующий участок полигона и делает снимки с воздуха. Полученный материал предоставляет всеобъемлющую и детальную информацию в реальном времени о том, что происходит на объекте. 2D ортомозаичная карта позволяет персоналу полигона выявлять возможные проблемы, отслеживать продуктивность работ, определять необходимость подключения машинного труда для тех или иных операций или заполнения новой мусорной ячейки, если уплотненность предыдущей достигла предела. Отличное качество снимков, получаемых с камеры дрона, делает возможным детальное рассмотрение отдельных участков объекта.

С подключением к работе дронов теперь стало возможным получать такие четкие снимки с полной информацией с места событий без личного присутствия кого-либо из сотрудников на данном участке объекта. Эти данные можно скачать или сохранить в облако для последующего распространения между персоналом, управляющими и владельцами/инвесторами объекта. Исчерпывающая информация хорошего качества всегда положительно сказывается на отношениях внутри коллектива, на управлении проектом и исключает любую неверную трактовку данных. 

3D-модель для расчета остатков свободного пространства

Данные с беспилотной платформы можно трансформировать в 3D-модели, доступные для измерения и навигации. Когда речь идет об абстрактных понятиях и персонал не может находиться все время на месте захоронения отходов для передачи в центр управления актуальной информации о заполняемости мусорных ячеек, именно такие объемные модели определяют дальнейший ход работ на полигоне. Так, компания SUEZ использует этот тип информации для инспектирования свободных объемов внутри мусорных ячеек, на основе чего выводятся такие показатели, как уровень плотности захороненного мусора и коэффициент наполняемости.

Пользоваться этим методом быстрее и проще, чем традиционными. До привлечения к работе дронов такие данные собирали с использованием дорогих услуг по аэрофотосъемке с воздушного судна либо путем обхода объекта, что занимало очень много времени и актуальность информации частично терялась. Теперь же дрон решает все эти проблемы. При помощи специального ПО и данных, полученных с беспилотника, команды специалистов по обслуживанию полигонов могут создавать точные 3D-модели инспектируемых объектов и рассчитывать объем оставшегося пространства. Все это помогает персоналу увидеть каждую мусорную ячейку “в разрезе”, при этом вся команда не участвует в полевой работе, а наблюдает за происходящим с безопасного расстояния. 

Австралийская практика управления мусорными полигонами

Группа компаний SUEZ, как уже было упомянуто ранее, работает не только в Соединенном Королевстве. В Австралии и Новой Зеландии в ведении местного представительства компании также имеются объекты. Так, на Зеленом континенте SUEZ управляет семью мусорными полигонами. Специалисты курируют процесс строительства и проектировки ячеек, а также их наполнение для того, чтобы в конечном счете повысить производственную эффективность.

Когда речь идет о повышении эффективности функционирования полигона, то зачастую мы рассматриваем, на первый взгляд, несущественные изменения, которые, тем не менее, со временем превращаются в большие пространства сэкономленной на разумном управлении площади. В сфере управления ТБО даже текущие улучшения всего на несколько процентов могут в итоге сэкономить миллионы долларов, если рассматривать цикл жизни полигона в долгосрочной перспективе. Сэкономленные деньги – это сэкономленный объем ячеек и более долгий срок заполняемости полигона, а значит и для экологии оптимизация управления мусорными захоронениями представляет очевидные преимущества.

Как и в случае с британским кейсом применения дронов, на австралийских могильниках ТБО беспилотники, в основном, используются для топографического инспектирования. Команда специалистов SUEZ анализирует полученные данные и определяет, сколько мусора еще уместится в ячейки и как можно будет его утрамбовать согласно местным нормативам. Для строительства каждой мусорной ячейки необходимы большие деньги, поэтому для операторов ТБО крайне важно использовать по максимуму существующий объем. 

До появления дронов на вооружении у австралийского подразделения SUEZ опасность пешего инспектирования полигона и дороговизна традиционных методов аэрофотосъемки позволяли прибегать к последней всего лишь раз в квартал, что недостаточно для эффективного мониторинга. Теперь беспилотные платформы выполняют миссии по инспектированию на постоянной основе, контролируя цикл жизни всего полигона, а также оптимальную заполняемость каждой отдельно взятой мусорной ячейки. Своевременно выявленные недочеты в работе позволяют быстрее скорректировать действия персонала. Коптер проводит инспектирование раз в 15 дней, что, конечно же, намного эффективнее, чем прежний график аэрофотосъемки раз в три месяца.

На примере австралийского полигона в Холлем-Роуд мы видим, что все плюсы привлечения к инспектированию дронов становятся очевидными буквально сразу. Специалисты этого полигона отмечают, что преимущества беспилотной помощи они стали ощущать уже буквально через три месяца с момента начала полетов БПЛА. В первую очередь, улучшения коснулись оптимизации уплотнения мусора при захоронении в ячейках.

Дроны DJI – отличный способ инспектирования полигонов

Компании-операторы мусорных полигонов в Австралии, Великобритании, Гонконге, Бельгии и Франции уже не первый год используют БПЛА для мониторинга и управления мусорными полигонами. Точные геодезические данные помогают быстро получать актуальную информацию о том, не превышают ли захоронения на полигонах максимально допустимого законодательством уровня. 

В описанных в данной статье американском и британском примерах иностранные специалисты сделали выбор в пользу беспилотной платформы DJI Phantom 4 RTK. И это неудивительно, ведь эта платформа представляет собой компактный инструмент для картографии, способный выполнять полет на небольшой высоте над объектом. Phantom 4 RTK может получать данные с точностью до сантиметра и при этом не нуждается в большом числе контрольных точек на земле, что экономит время и снижает риски нахождения персонала непосредственно на объекте. Эта беспилотная платформа также совместима с мобильной станцией DJI D-RTK 2, что гарантирует еще большую точность получаемых данных, которые так важны для эффективного управления мусорными полигонами.