Công nghệ GIS giúp Powerco nâng hiệu suất đánh giá và thay thế tài sản gấp 4 lần
Powerco, công ty phân phối điện lớn nhất của New Zealand (tính theo chiều dài mạng lưới), có trụ sở chính tại New Plymouth, cung cấp điện cho khoảng hơn 300.000 khách hàng trên khắp vùng địa lý đa dạng của Đảo Bắc.
Thách thức
Powerco đã xây dựng phần lớn mạng lưới của mình vào những năm 1950 – giai đoạn phát triển mạnh mẽ của họ khi lần đầu tiên công ty này cung cấp điện cho nhiều cộng đồng nông thôn của New Zealand. Các mạng lưới này hiện nay đã ở thời điểm mà tình trạng và hiệu suất của chúng đang ngày càng giảm sút. Họ cần đổi mới mạng lưới. Tuy nhiên, việc xác định và phân loại ưu tiên các tài sản là đường dây điện trên cao cần thay thế không phải là một nhiệm vụ đơn giản. Nhu cầu thay mới chỉ liên quan một phần nhỏ đến thời gian sử dụng. Việc xác định nhu cầu phụ thuộc vào các yếu tố khác như chất lượng vật liệu, môi trường, công tác bảo dưỡng trong quá khứ, đánh giá trực quan về tình trạng và lịch sử xảy ra lỗi.
Quy mô tài sản lớn, kết hợp với một loạt thông tin từ các khu vực đa dạng và đôi khi dân cư thưa thớt, khiến Powerco khó đánh giá nơi cần đầu tư và đưa ra các dự án hiệu quả. Những khó khăn khiến cho việc xác định phạm vi dự án kém hiệu quả.
Powerco cần phải giải quyết việc quyết định thay mới, bảo trì tài sản trên cao của họ tốt hơn.
Giải pháp
Powerco đã triển khai các sản phẩm của Esri, chẳng hạn như ArcGIS Insights, ArcGIS Survey123, ArcGIS Enterprise, ArcGIS Field Maps và ArcGIS Pro, để thu thập dữ liệu, thực hiện phân tích không gian và lập bản đồ thông minh. Những điều này đã cho phép Powerco đảm bảo rằng họ đã sửa chữa hoặc thay thế đúng đối tượng vào đúng thời điểm và ở đúng vị trí.
“Powerco cần xây dựng một công cụ thông minh duy nhất cho phép hình dung những gì đang xảy ra trên toàn mạng lưới. Chúng tôi muốn hình dung các loại vật liệu và điều kiện tải khác nhau (cơ khí và điện) để tìm hiểu xem các tài sản của Powerco đang hoạt động chính xác ở mức độ nào. ”- Ken Pattie, Giám đốc quản lý Tài sản Powerco – chịu trách nhiệm phân phối chi phí và đầu tư tài sản.
Kết quả
Vào năm 2018, Powerco đã bắt đầu thực hiện một dự án thay thế, bảo trì lớn kéo dài 5 năm và không ngừng mở rộng việc sử dụng các công cụ ArcGIS trong dự án đó.
Quy trình, Giai đoạn 1
Giải pháp của Powerco kết hợp các nguồn dữ liệu đa dạng để tạo ra các hình ảnh trực quan thông báo cho công ty về nơi cần ưu tiên nâng cấp mạng lưới nhất. Đầu tiên, cách tiếp cận của công ty chia mạng lưới thành các hình lục giác trên bản đồ. Sau đó, giải pháp ấn định điểm số cho mỗi ô hình lục giác dựa trên sự kết hợp tuyến tính của các biến đầu vào và được mã hóa bằng màu sắc để hiển thị các điểm số tình trạng khác nhau. Các tính toán bao gồm:
- Vị trí các điểm sự cố đã từng xảy ra trong mạng lưới
- Điểm điều kiện quan sát được
- Thời gian sử dụng
- Các loại sự cố đã biết
Dự án đã sử dụng rộng rãi các thiết bị thu thập hiện trường.
Điểm số điều kiện kết quả cho phép hiển thị tình trạng mạng dưới dạng bản đồ nhiệt. Quá trình này cung cấp thông tin chi tiết nhanh chóng và tổng quan về nhu cầu đổi mới. Mạng lưới ô lục giác có nhiều kích thước khác nhau cho phép độ phân giải cao hơn yêu cầu khi chuyển từ chế độ xem mạng lưới vĩ mô sang chế độ xem dự án ở phạm vi địa phương. Các lớp có thể xem bao gồm tài sản (dây điện, cột điện, máy biến áp), lỗi, điều kiện, tình trạng tài sản và các yếu tố môi trường.
Tình trạng tài sản không phải là tiêu chí duy nhất để quyết định thay thế. Giải pháp tạo ra một lớp khác bao gồm các cột lục giác, với đặc trưng của các điểm số là tác động tiềm ẩn của việc hỏng hóc tài sản. Nó kết hợp thông tin từ các nguồn khác nhau để hình dung những gì trước đây chưa từng thấy — số lượng khách hàng có khả năng bị ảnh hưởng bởi sự cố thiết bị.
Dữ liệu mật độ dân số thu được từ điều tra dân số được sử dụng làm đại diện cho khả năng bị ảnh hưởng khi xảy ra sự cố. Cuối cùng, các lớp điều kiện và mức độ quan trọng đã được kết hợp để tạo ra một lớp giúp hình dung rủi ro tài sản. Kết quả được trực quan hóa thể hiện tình trạng và mức độ nghiêm trọng cho phép các kỹ sư lập kế hoạch thay mới tài sản thấy những gì người khác không thể - rủi ro.
Hình dung rủi ro cho phép các nhà lập kế hoạch thay mới tài sản thấy được nơi đầu tư sẽ mang lại lợi ích lớn nhất trong việc cải thiện an toàn công cộng và độ tin cậy của nguồn cung cấp. Bằng cách trực quan hóa mức độ rủi ro, các kỹ sư có thể cân bằng giữa chi phí thay thế tài sản và mục tiêu đầu tư.
“Ban đầu công việc đó chỉ là thử nghiệm. Tuy nhiên, các kỹ sư thích cách tiếp cận cột lục giác, vì vậy chúng tôi đã áp dụng nó cho các bộ dữ liệu khác, chẳng hạn như các tình trạng hỏng hóc và trạng thái của tài sản. Các bản đồ nhiệt lục giác đã cho chúng ta một cái nhìn tổng thể trên quy mô lớn. Họ chỉ cho chúng tôi những điểm nóng, nơi có những khu vực có khả năng cần chú ý. Điều này đã hướng dẫn các kỹ sư của chúng tôi đến nơi có các khu vực dự án tiềm năng. Họ có thể xác định những điểm nóng này và phóng to để điều tra thêm. ”- David Haberkorn, Chuyên gia GIS cấp cao của Powerco.
Trực quan hóa số liệu thống kê những nỗ lực cải thiện và đổi mới tài sản của Powerco.
Quy trình, Giai đoạn Hai — Đánh giá tình trạng của dây dẫn
Dây dẫn điện trên cao (dây dẫn trong mạng lưới trên cao) theo truyền thống là một trong những loại tài sản khó đánh giá và lập kế hoạch đổi mới hơn. Loại bỏ các mẫu để kiểm tra trong phòng thí nghiệm là cách tốt nhất để có được thông tin tình trạng đáng tin cậy, nhưng điều này rất tốn kém và gây ra gián đoạn dịch vụ. Powerco muốn có thêm hiểu biết về vấn đề đổi mới dây dẫn bằng cách phát triển một mô hình dự đoán để ước tính sức khỏe của dây dẫn dựa trên những điều sau:
- Tuổi thọ mong đợi của dây dẫn.
- Đánh giá độ ăn mòn của môi trường, được xác định bằng lịch sử sự cố trong quá khứ.
- Quan sát bằng mắt.
Mô hình kết quả cung cấp góc nhìn trực quan hóa về tình trạng hiện tại và dự đoán tương lai của dây dẫn. Những hình ảnh trực quan này giúp xác định các khu vực mục tiêu cần kiểm tra chuyên sâu hơn. Cuối cùng, mô hình ấn định điểm số tình trạng được tính toán trên mỗi nhịp của dây dẫn trên cao dựa trên phương pháp luận chỉ số tài sản mạng chung của Ofgem Common Network Asset Indices Methodology (CNAIM). OFGEM là viết tắt của Office of Gas and Electricity Market có trụ sở tại Vương quốc Anh.
Powerco hoàn toàn có thể sử dụng các thuật toán CNAIM trong ArcGIS. Ngoài ra, các kỹ sư đã tận dụng các tính năng phân tích không gian địa lý của phần mềm ArcGIS để cải thiện cách triển khai phương pháp luận. Ví dụ: phương pháp luận đã sử dụng các mô hình dữ liệu về môi trường ăn mòn và tốc độ gió do Water and Atmospheric Research (NIWA) tạo ra để cung cấp thông tin chính xác hơn về vị trí cụ thể cho mô hình.
Sử dụng ArcGIS, các kỹ sư Powerco có thể xem điểm số tình trạng tài sản được sắp xếp theo vật liệu, loại dây dẫn hoặc vị trí dây dẫn trong mạng lưới. Họ cũng có thể đi sâu hơn để hình dung vị trí chính xác của các tài sản có điểm số thấp.
Sử dụng ArcGIS để lập kế hoạch quản lý tài sản hiệu quả hơn
Dự án đổi mới của Powerco đã sử dụng rộng rãi tích hợp các ứng dụng và công cụ ArcGIS. Các nhóm GIS đã phát triển các mô hình trong các tập lệnh ArcGIS Pro và Python để tạo ra chức năng nhằm nâng cao phương pháp luận.
ArcGIS Insights cung cấp các cách khác nhau để cắt và chia nhỏ dữ liệu, cho phép người dùng xem dữ liệu theo nhiều cách khác nhau thông qua các công cụ trực quan hóa tương tác. Ngoài ra, Insights tạo ra số liệu thống kê tóm tắt và trực quan hóa để hỗ trợ hiệu chỉnh và điều hướng các mô hình. Powerco sử dụng các số liệu thống kê này để tinh chỉnh các mô hình và trình bày thông tin chuyên sâu về nhu cầu đổi mới.
Các kỹ sư của Powerco chia sẻ các dự án trong ArcGIS Dashboards để phổ biến kết quả. Các kỹ sư sử dụng ArcGIS Filed Maps để tận dụng các quan sát thực địa được kết hợp hiệu quả về mặt chi phí vào phương pháp lập mô hình. Quá trình này cung cấp các thông tin được xác minh và cải tiến liên tục. Ứng dụng này được sử dụng để hiệu chỉnh và liên tục cải thiện độ chính xác của mô hình tài sản của Powerco.
Mặc dù các quan sát trực quan tại hiện trường không chính xác như đánh giá trong phòng thí nghiệm, nhưng khối lượng lớn, tính nhất quán và chi phí thấp do bộ thu thập dữ liệu cung cấp vẫn hữu ích để xác minh và cải thiện mô hình.
Powerco cũng đã sử dụng ArcGIS Survey123 để tạo các biểu mẫu thông minh nhằm phân tích dữ liệu đã thu thập một cách nhanh chóng và an toàn để phân tích thêm.
Nhóm dự án
Nhóm dự án Powerco bao gồm Andrea Galliegue (giám đốc quan hệ kinh doanh); David Haberkorn (chuyên gia GIS cấp cao); Kenneth Pattie (giám đốc tài sản - tổng hợp tài sản và phân phối đầu tư); Tiến sĩ Paul Blackmore (giám đốc quản lý tài sản); và Waseem Awan (kỹ sư tài sản mạng lưới trên cao).
ArcGIS Dashboards phổ biến dữ liệu cho toàn tổ chức.
Lợi ích
Các kỹ sư của Powerco hiện có kiến thức chuyên sâu và chính xác hơn về những gì đang diễn ra trong lĩnh vực này. Họ có các bản đồ tương tác hiển thị điểm số tình trạng dự đoán của các phần mạng khác nhau, cho phép lập kế hoạch và triển khai chi tiêu hiệu quả hơn. Khả năng quan sát trực tuyến gần như khắp mạng lưới và xem các nguồn dữ liệu khác nhau trước đây được kết hợp để tạo ra các quan điểm về tình trạng tài sản và rủi ro đã thay đổi cách các kỹ sư lập kế hoạch xác định và đóng gói các dự án đổi mới mạng lưới.
Người dùng có thể thực hiện một tác vụ trong vài ngày mà trước đó mất nhiều tháng và liên quan đến nhiều phán đoán chủ quan. Họ thực hiện các nhiệm vụ dựa trên các quy tắc hợp lý và nhất quán được điều khiển một cách minh bạch từ dữ liệu có sẵn.
Công việc đổi mới và bảo trì đã tăng gấp bốn lần. Với ArcGIS, các kỹ sư lập kế hoạch đổi mới của Powerco đã chuẩn bị một danh mục lớn hơn nhiều - các dự án đổi mới theo kế hoạch với thời gian thực hiện lâu hơn, giúp mang lại hiệu quả phân phối tốt hơn. Ví dụ, Powerco trước đây có thể thực hiện 30 dự án thay thế tài sản hàng năm (cột điện, dây dẫn, thanh chắn), trong khi hiện tại công ty thực hiện 120 dự án như vậy hàng năm.
Mô hình lưới điện làm tăng đáng kể thông tin chi tiết về kỹ thuật có sẵn cho loại nội dung này. Những thông tin này thông báo những sự thay đổi trong chiến lược, điều này sẽ cải thiện kết quả về mức độ an toàn và dịch vụ cho người tiêu dùng.
“Quy trình mới này đã cho phép chúng tôi xem những gì trước đây bị ẩn trong đám mây dữ liệu từ nhiều nguồn và sử dụng thông tin chi tiết này để làm cho mạng lưới của chúng tôi an toàn hơn và đáng tin cậy hơn”. - Dr. Paul Blackmore - Powerco Asset Fleet Manager
Nguồn: Esri