REZIME ČETVRTOG ŠESTOMJESEČNOG NARATIVNOG IZVJEŠTAJA PROJEKTA LAMS

Glavni cilj projekta LAMS jeste da se stvori, razvija i održava mjerna stanica za istraživanje atmosferskih pražnjenja na planini Lovćen (antenski stub RDC) koja će postati konkurentna na međunarodnom nivou. S obzirom na to da atmosferska pražnjenja prouzrokuju značajne materijalne štete na gotovo svim značajnijim tehničkim sistemima (elektroprivredni, telekomunikacioni, željeznički, prerada nafte i plina, …), potrebno je osmisliti i napraviti adekvatan sistem zaštite od atmosferskog pražnjenja. Da bi se odabrao odgovarajući sistem zaštite od udara groma, potrebno je poznavati parametre struja groma. Upravo će se kroz projekat LAMS, odnosno, izgradnjom ove mjerne stanice, vršiti mjerenje parametara struja groma. Dobijeni rezultati projekta će se koristiti za unapređenje sistema zaštite od udara gromova, i biti značajan doprinos za  međunarodnu istraživačku zajednicu.  Mjerni sistem (mjerni senzor 1), zajedno sa centalnim serverom za prijem i obradu podataka, radi potpuno automatizovano (on-line) i to u realnom vremenu. Kompletan sistem je baziran na najmodernijim informacionim, komunikacionim i mjernim tehnologijama i za sada ne postoji sličan sistem nigdje na svijetu. Razvijeni softver i moderne komuniakcione tehnologije imaju sve odlike ''Cloud Computing-a''. Instalirana su 4 mjerna sezora i to: senzor za mjerenje udara struja groma (strujni trafo), senzor za mjerenje kvaliteta električne energije, senzor za mjerenje elektrostatičkog polja i IP kamera. Sva četiri senzora su u korelaciji sa jedinstvenim GPS sistemom. Mjerna oprema je  u funkciji i vrši registraciju mjernih veličina. U dosadašnjem periodu registrovano je preko 1200 atmosferskih pražnjenja kako direktnih tako i indukovanih. Razvijena softverska platforma je uspješno testirana i njeno unapređenje se vrši u kontinuitetu. Uspješno je izvršeno povezivanje sa LLS sistemom, a instalirane korisničke aplikacije obezbjeđuju direktno upoređivanje i korelaciju podataka.

Dobijeni mjerni podaci se obrađuju od starne istraživača i do sada je objavljno i publikovano više stručnih i naučnih radova na medjunarodnim konferencijama i simpozijumima. Istraživači na projektu rade na definisanju algoritma za obradu svih snimljenih podataka, kako bi izvršili mjerenje karakteristika krive udara groma. Posebno je interesantno definisanje strmine krive udara struje groma. Za ovu aktivnost neophopdno je da se snimi veći broj udara struje agroma od dosadašnjeg broja. Veći broj snimljenih podataka garantuje vjeću vjerovatnoću tačnosti strmine krive udara, koja je osnova za definisanje sistema zaštite od visokonaponskih udara.

Osnovni ciljevi projekta su:

  • Uspostavljanje, organizovanje i opremanje jedinstvene mjerne stanice za istraživanje astmosferskih pražnjenja, koja će postati akademski i profesionalni centar za vrhunske naučnike iz zemlje i inostranstva,
  • Poboljšanje učinka crnogorske naučno-istraživačke zajednice kao i privredne djelatnosti kroz stavranje ambijenta za transfer  tehnologija,
  • Korišćenje mjerne stanice, komercijalizacija i patentene aktivnosti, obezbjeđivanje održivosti i diseminacione aktivnosti.

Aktivnosti koje su izvršene od početka projekta su sljedeće:

  1. Osnivanje strukture menadžmenta i dokumenata. Za potrebe upravljanja i kontrole projekta, osnovana je struktura menadžmenta, koju čine: Rukovodilac projekta, Upravni komitet, Odbor za kvalitet, Finansijski menadžer, Pravni administrator i Administrativni asistent. Takođe, napravljena su Rješenja o formiranju pomenutih organizacionih djelova projekta. Ove aktivnosti su uključene u okviru paketa WP1. Formirana je knjiga WP1.
  2. Opis koncepta sistema za mjerenje atmosferskog pražnjenja. Izvršena je detaljna analiza poznatih sistema za mjerenje atmosferskog pražnjenja (mjerne stanice u Švajcarskoj, Austriji i Njemačkoj). Proučene su sve relevantne preporuke međunarodnih stručnih organizacija, kao što su i preporuke CIGRE komiteta iz 2013.godine. Na osnovu dobijenih podataka, predložen je osnovni koncept buduće mjerne stanice.  Formirana je kniga WP2.
  3. Prikupljanje i analiza raspoloživih podataka o aktivnostima atmosferskih pražnjenja. Za odabir optimalnog sistema za mjerenje struje groma vrlo je važno imati istorijske podatke aktivnosti atmosferskih pražnjenja. Stoga su istraživači izvršili detaljnu analizu poznatih sistema za lociranje atmosferskih pražnjenja u Evropi i svijetu. Obrađene su velike količine statističkih podataka kako od poznatih Sistema za lociranje atmosferskih pražnjenja tako i dobijenih od RDC, EPCG i Hidrometeorološkog zavoda u Crnoj Gori. Istraživači FER-a su izvršili dopunu Analize i testiranje prikupljenih podataka sa LAMS sistema. Testiranje je izvršeno u odnosu na podatke dobijene od LLS sistema. Formirana je Knjiga WP3.
  4. Odabir i testiranje mjernih senzora. Da bi se mogao odabrati optimalni mjerni uređaj/senzor za mjerenje atmosferskog pražnjenja, istraživači su u dosadašnjem periodu odradili sljedeće aktivnosti:
    1. Proučili konfiguraciju stuba/tornja kako bi se izabralo mjesto za instalaciju senzora.
    2. Definisali tehničku specifikaciju uređaja i obezbijedili prateću montažnu opremu pogodnu za instalaciju opreme na vrh tornja. Sistem je postavljen na takav način da je sačuvana postojeća gromobranska zaštita.
    3. Definisani su nominalni parametri mjernog senzora.
    4. Izvršeno je testiranje i kalibracija mjernog senzora u visokonaponskoj strujnoj laboratoriji Sadovic Consaltant u Parizu. Testiranje je izvršeno na taj način što je impuls struje morao da varira od 2 kA do 100 kA.
    5. Izrađen je projektni zadatak za položaje i način instalacije tri nova senzora (IP kamera, EMS, PQube)
    6. Odabrane su lokacije i mjesta instalacije, kao i načini povezivanja senzora sa već razvijenim sistemom
    7. Istraživači iz EPCG i RDC su izvršili pripremu nefunkcionalnih uslova za montažu senzora i njihovo povezivanje u jedinstven integralni informacioni sistem (TS Kotor i Objekat RDC-a na Lovćenu).
    8. Izvršena je instalacija mjernih senzora i sva 4 senzora su povezana u jedinstven integralni informacioni sistem.
    9. Izvršena je optimizacija veza/linkova između senzora i centralnog servera, kao i optimizacija LAN mreže na objektu RDC-a na Lovćenu.
    10. Održavanj opreme se vrši u skladu sa preporukama proizvođača opreme, sa kojima imamo stalnu komunikaciju.

Formirana je knjiga WP4.

 

 

  1. Aktivna i pasivna oprema. Istraživači na projektu LAMS su definisali tehničku specfikaciju za opremu koju je potrebno obezbijediti. Specifikacija je napravljena kako za opremu koja se nabavlja šoping metodom, tako i za opremu koja je namjenska i specifična za ovaj projekat, a koja se nabavlja direktnom metodom. U zavisnosti od dinamike isporuke opreme, ista se i implementira. U dosadašnjem periodu sva pristigla oprema je impelmetirana i mjerna stanica na Lovćenu registruje udare struje groma. Na osnovu detaljne specifikacije četiri mjerna senzora izvršena je nabavka istih. Senzori su uspješno implementirani i mjerni podaci se prikupljaju u jedinstvenu bazu podataka. Mjeni senzori i kompletna oprema funkcionišu duže od 18  mjeseci. Pošto se radi o specifičnim uslovima u kojima se vrši mejrenje (niske temperature, veliki vjetrovi, led i visoki intenziteti struja groma), dolazi i do pojedinačnih preskoka udara struja groma, koji izazivaju i otkazivanje određene opreme, ako što su industriski serveri i akvizicijske kartice. Do sada smo imali dva takva strujna preskoka, koji su izazvali otkazivanje serevra i PICO kartica.  Zamjena navedenih komponenti je uspješno završena uz rekordno kratko vrijeme isporuke opreme od strane distributera koji je u inostranstvu.
  2. Odabir sistema za preuzimanje podataka struje groma. Sistem za preuzimanje podataka struje groma se mora pažljivo birati, uzimajući u obzir da je udar groma veoma brzo prolazan i ima više komponenti. Nephodno je izabrati i testirati hardver i softver ovog sistema. Sistem za preuzimanje podataka groma se sastoji iz nekoliko komponenti koje su istraživači projekta LAMS pažljivo odabrali kako bi se omogućila najbolja funkcionalnost sitema. Tako je izvršen odabir sljedećih komponenti:
  • Mjernih senzora
  • Glavnog industrijskog kompjutera
  • Akvizicijske kartice za preuzimanje podataka
  • Signalnog, optičkog kabla

               Sva hardverska oprema je povezana i integrisana sa namjenski razvijanim softevrskim                 rješenjem. Istraživači na projektu su razvili jedinstvenu softevrsku platformu. Nakon instalacije neophodne opreme, izvršeno je testiranje sistema i trenutno sistem funkcioniše u skladu sa očekivanjima istraživača. Mjerna stanica funkcioniše shodno očekivanjima i daje podatke koji se dalje obrađuju. Istraživači redovno prate funkcionalnost opreme, a takođe i vrše korelaciju dobijenih podataka sa uporednim podacima koji se dobijaju od LLS sistema.  Takođe, vrši se redovna kontrola svih djelova mjerne stanice na licu mjesta, tj. na objektu RDC-a na Lovćenu.Formirana je Knjiga WP 5 koja opisuje kompletno rješenje.

  1. Odabir linka za prenos podataka sa vrha tornja. Na osnovu definisanog položaja mjernog sensora na stubu, definisala se i trasa kretanja signalnog kabla. Signalni kabl je odabran takvih karakteristika da zadovoljva uslove mjerne stanice. Zbog izuzetno nepovoljnih spoljašnih uslova sredine (vjetra, snijeg, led..) kao i rastojanja od mejrnog sensora do Data centra RDC, odabran je signalni kabl RG 218. Navedeni kabl obezbjeđuje veliku pouzdanost, sigurnost u trasferu registrovanih inpulsa od mjernog senzora do akvizicijske kartice i servera. Od starne istraživača izvršena je optimizacija telekomunikacionih linkova a takođe i reorganizacija LAN mreže u samom objektu RDC-a na Lovćenu u kojem je smještena naučno istraživačk astanica. Izvršena je dopuna projektnog rješenja koje je detaljno objašnjeno u Knjizi WP6.
  2. Montiranje opreme na RDC stub, RDC objektu i TS Škaljari-Kotor i testiranje sistema. Nakon završenih mjerenja i nabavki, izvršeno je montiranje neophodne opreme. Izvršeno je montiranje RG kabla, mjernog senzora i provlačenje do Data centra. Kompletirana je izgradnja LAN mreže i obezbjeđenje energetskog priključka. Takođe, izvršeno je usaglašavenje protokola za telekomuniakcioni/trasportni link, koji će povezivati RDC stub i Univerzitet Mediteran.  Na objektu RDC-a instaliran je senzor za mjerenje elektrostatičkog polja, kao i IP kamera,  dok je u TS Škaljari instaliran senzor za mjerenje kvaliteta električne energije. Svi mjerni senzori su povezani u jedinstven mjerni sistem. Veza senzora za mjerenje elektrostatičkog polja i IP kamere je ostavrena uz pomoć UTP veze koja je oklopljena u zaštitno ''crijevo''. Na ovaj način je obezbjeđeno da se registrovani signal bez velikih izmjena transportuje do glavnog servera u objektu RDC-a na Lovćenu.  Sa ovom ativnošću kompletirana je instalacija sistema koji je već počeo sa registrovanjem mjernih podataka.
  3. Softverska platforma. Instalirana je softevrska platforma i neophodne apliakcije koje omogućavaju registraciju atmosferskih pražnjenja. Istraživači na projektu u kontinuitetu razvijaju softversku platformu i usavršavaju prateće algoritame. Razvijen je model za integraciju četiri senzora, kao i apliakcije koje vrše korelaciju i analizu atmosferskih pražnjenja i LLS sistema. Razvijen je nezavisni grafički interfejs koji obezbjeđuje prikaz neophodnih grafikona i registracija atmosferskih pražnjenja. Istraživači na projektu u kontinuitetu se bave razvojem softverske platforme i korisničkih apliakcija. Primjenjuju se razvojni alati novije generacije. Korisničke apliakcije se razvijaju u zavisnosti od potreba istraživača, ali sve apliakcije funkcionišu u okviru iste logike sistema. Razvijeni su posebni e-servisi koji obezbjeđuju preuzimanje određenih podataka koji se koriste za dalje analize ili za prebacivanje na cloud sistem koji je ostavren preko razvijene web platforme.
  4. Povezivanje sa LLS sistemom. Da bi dobijeni podaci sa mjernog senzora bili potvrđeni, koristi se međunarodni sistem za lociranje udara gromova, tzv. LLS. To znači da po registraciji mjernog senzora na planini Lovćen, vrši se automtski pregled baze podataka LLS sistema i traži da li je i LLS sistem registrovao isti udar. Upoređivanje sa LLS sistemom se vrši u radijusu do 5000m. Po dobijanju potvrde, pristupa se obradi dobijenog podatka. Na ovaj način izbegnuto je da se vrši obrada indukovanih impulsa, koji mogu biti i “lažni“ signali. (Udar groma proizvodi elektromagnetni talas koji može da se prostire i do 100km). U narednom periodu očekuje se i potpisivanje zvaničnog sporazuma sa LLS sistemom o razmjeni podataka. Istraživači na projektu u kontinuitetu vrše kontrolu podataka koji se preuzimaju od LLS sistema, a koji je ostvaren preko razvijenog e-servisa.
  5. Razvoj WEB platforme. Razvijena web platforma omogućava pristup svim regsitrovanim podacima od starne svih autorizovanih korisnika sistema. Uz pomoć razvijenih e-servisa na web platformi se prikazuju podaci od LAMS sistema i od LLS sistema. Web platforma obezbjeđuje prikaz svih registrovanih podatka, na dnevnom, mjesečnom ili godišnjem periodu. Obezbjeđeno je preuzimanje podataka u željenom formatu. Takođe svi podaci su prikazani kako tavelarno tako i grafički. Razvijen je i sistem mape, koji obezbjeđuje vizulno prikazivanj epoložaja regsitrovanog udara, sa svim svojim karakteristikama. Navedena platforma predstavlja sve funkcionalnosti Cloud sistema.
  6. Na osnovu registracije atmosferskih pražnjenja izvršene su detaljne analize. Na osnovu stručnih analiza pripremljeno je više naučnih i stručnih radova koji su prezentovani na medjunarodnim Konferencijama. U pripremi je nekoliko naučnih radova koji će biti prezentovani  do kraja 2017. Godine.

 

U periodu od 24 mjeseca od početka projekta, ostvareni su svi projektovani ciljevi. Krajni ishod dosašnjeg rada jeste da je mjerna stanica na planini Lovćen implementirana i da je obezbjeđeno adekvatno mjerenje atmosferskog pražnjenja, uz pomoć mjernih senzora. Vrši se redovna kontrola instalirane mjerne opremne, kao i količina i kvalitet prikupljenih digitalnih podataka.  Na osnovu namjenski razvijanih softerskih apliakcija za obradu podataka, isti se i obrađuju. Ova aktivnost je stalnog karatera. Vrši se konstantni razvoj i unapređenje softevrskih aplikacija, kao i razvoj novih softverskih modula.

 

Potencijalni uticaj i upotreba glavnih ciljeva postignutih do sada:

 

Na osnovu dobijenih podataka i razvijenih algoritama koji su implementirani u softevrske apliakcije, stvoreni su uslovi da mjerna stanica na Lovćenu bude međunarodnog karaktera. U dosadašnjem razvoju mjerne stanice iskazano je veliko interesovanje stručne javnosti kao i određenih subjekata iz privrede kako iz Crne Gore tako i iz svijeta. Mjerna stanica predstavlja jednistveni istraživački centar ovog tipa na svjetskom nivou. Sama izgradnja mjerne stanice ima uticaj na mlade istraživače i studente i daje značajan istraživački kapacitet Univerzitetu Mediteran. Na analizi podatakata uključena su 4 doktoranta, koji učestvuju i u pisanju i objavljivanju naučnih radova. Daljim razvojem mjerne stanice i implementacijom preostale opreme daće se još značajniji efekat. Realizacija zaokruženih softevrskih rješenja, koja će integrisati rezultate dobijene iz prirodnog okruženja prilikom atmosferskih pražnjenja, predstavljaće veliki naučni doprinos u razumjevanju ove prirodne pojave. Na osnovu naučno dokazanih modela, biće moguće i definisati nove preporuke i standarde u oblasti zaštite visokonaponke opreme od udara struja groma. Zavšena procedura patentiranja modela za mjerenje udara struja groma na nacionalnom nivou. Registracioni broj patenta jeste: 02569. Patent je zaveden u nacionalnoj instituciji Zavod za intelektualnu svojinu Crne Gore.