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Forschungsstelle
BFE
Projektnummer
SI/502742
Projekttitel
SMART PENSTOCK - Système de surveillance intelligent en temps réel des conduites forcées aériennes

Texte zu diesem Projekt

 DeutschFranzösischItalienischEnglisch
Kurzbeschreibung
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Erfasste Texte


KategorieText
Kurzbeschreibung
(Deutsch)

Die geodätische Überwachung von Druckleitungen wird in der Regel periodisch, z. B. jährlich, durchgeführt. Die Leitungen sind jedoch täglichen Betriebsschwankungen und potenziellen Umwelteinflüssen ausgesetzt, die unmittelbare (Erdrutsch) oder reversible (Frost-Tau-Wechsel) Auswirkungen auf ihre Struktur haben können und daher nicht erfasst werden. Dieses Projekt zielt darauf ab, ein Echtzeit-Messsystem MTR zu implementieren, das die Betriebsdaten und die periodischen geodätischen Messungen ergänzt, und es mit einem mechanischen Zwilling JM der Druckleitung zu koppeln. Dieser wird verwendet, um das mechanische Verhalten der Leitung in Echtzeit zu reproduzieren, basierend auf Echtzeitmessungen und Betriebsbedingungen, die über das SCADA-System erfasst werden. Dieses System wird es ermöglichen, Bewegungen, denen die Druckleitungen ausgesetzt sind, sofort zu erkennen, die Unsicherheit über ihre Ursachen zu verringern und Eingriffe vorausschauend zu planen. Dies wird sich positiv auf die Sicherheit und Verfügbarkeit der Wasserkraftproduktion auswirken.

Kurzbeschreibung
(Englisch)

Generally, geodetic monitoring of penstocks is carried out periodically, for example on an annual basis. However, pipelines are subject to daily operating variations and potentially to environmental hazards that can have immediate (landslides) or reversible (ground freeze-thaw) consequences on their structure, which therefore go undetected. The aim of this project is to implement a real-time MTR measurement system, supplementing operating data and periodic geodetic measurements, and to couple it to a JM mechanical twin of the penstock. This will be used to reproduce the mechanical behavior of the penstock in real time, based on real-time measurements and operating conditions acquired via SCADA. This system will enable instant detection of penstock movements, reduce uncertainty as to their causes, and anticipate interventions. This will have a positive impact on the safety and availability of hydroelectric production.

Kurzbeschreibung
(Französisch)

Généralement le suivi géodésique des conduites forcées est réalisé périodiquement par exemple à une fréquence annuelle. Pourtant les conduites sont soumises à des variations d’exploitation journalières et potentiellement à des aléas environnementaux pouvant entraîner des conséquences immédiates (glissement de terrain) ou réversibles (gel-dégel du sol) sur leur structure qui ne sont donc pas détectées. Ce projet vise à implémenter un système de mesure en temps réel MTR complétant les données d’exploitation et les mesures géodésiques périodiques et de la coupler à un jumeau mécanique JM de la conduite forcée. Celui-ci sera utilisé pour reproduire en temps réel le comportement mécanique de la conduite en fonction des mesures en temps réelles et des conditions d’exploitation acquises via le SCADA. Ce système permettra de détecter instantanément les mouvements subis par les conduites forcées, de réduire l’incertitude quant à leurs causes et d’anticiper les interventions. Ce qui aura un impact positif sur la sécurité et la disponibilité de la production hydroélectrique.

Publikationen / Ergebnisse
(Deutsch)

Die geodätische Überwachung von Druckleitungen wird in der Regel periodisch, z. B. jährlich, durchge-führt. Die Leitungen sind jedoch täglichen Betriebsschwankungen und potenziellen Umwelteinflüssen ausgesetzt, die unmittelbare (Erdrutsch) oder reversible (Frost-Tau-Wechsel) Auswirkungen auf ihre Struktur haben können und daher nicht erfasst werden. Dieses Projekt zielt darauf ab, ein Echtzeit-Messsystem MTR zu implementieren, das die Betriebsdaten und die periodischen geodätischen Mes-sungen ergänzt, und es mit einem mechanischen Zwilling JM der Druckleitung zu koppeln. Der Begriff „mechanisch“ wird verwendet, um sich von Machine-Learning-Ansätzen zu unterscheiden, die aus-schließlich auf einer Datenanalyse basieren: Physics Based versus Data Driven Model. Das JM besteht aus einem einfachen numerischen Modell, das auf einem analytischen Modell von Balken auf Auflagern beruht, die an festen Punkten (Massivbauten) eingespannt sind, mit Reibung in den Dehnungsfugen und an den Auflagern. Dieses Modell wird verwendet, um die mechanische Tragfähigkeit der Leitung in Echtzeit zu reproduzieren, basierend auf Echtzeitmessungen und Betriebsbedingungen, die über das SCADA-System erfasst werden. Dieses System wird es ermöglichen, Bewegungen in den Druckleitun-gen sofort zu erkennen, die Unsicherheit über die Ursachen zu verringern und Eingriffe zu antizipieren. Dies wird sich positiv auf die Sicherheit und Verfügbarkeit der Wasserkraftproduktion auswirken.

Publikationen / Ergebnisse
(Englisch)

Generally, geodetic monitoring of penstocks is carried out periodically, for example on an annual ba-sis. However, pipelines are subject to daily operating variations and potentially to environmental haz-ards that can have immediate (landslides) or reversible (ground freeze-thaw) consequences on their structure, which therefore go undetected. The aim of this project is to implement a real-time MTR measurement system, supplementing operating data and periodic geodetic measurements, and to couple it to a JM mechanical twin of the penstock. The term “mechanical” is used to differentiate it from Machine Learning approaches based solely on data analysis: Physics Based ver-sus Data Driven Model. The JM consists of a simple numerical model based on an analytic model of beams on sup-ports, embedded at fixed points (massifs), with friction in the expansion joints and at the supports. This will be used to reproduce the mechanical behaviour of the pipe in real time, based on real-time meas-urements and operating conditions acquired via SCADA. This system will enable instant detection of movements in penstocks, reduce uncertainty as to their causes, and anticipate interventions. This will have a positive impact on the safety and availability of hydroelectric generation.

Publikationen / Ergebnisse
(Französisch)

Généralement le suivi géodésique des conduites forcées est réalisé périodiquement par exemple à une fréquence annuelle. Pourtant les conduites sont soumises à des variations d’exploitation journalières et potentiellement à des aléas environnementaux pouvant entraîner des conséquences immédiates (glis-sement de terrain) ou réversibles (gel-dégel du sol) sur leur structure qui ne sont donc pas détectées. Ce projet vise à implémenter un système de mesure en temps réel MTR complétant les données d’ex-ploitation et les mesures géodésiques périodiques et de la coupler à un jumeau mécanique JM de la conduite forcée. Le terme « mécanique » est utilisé pour se différencier des approches de Machine Learning uniquement fondées sur une analyse de données : Physics Based versus Data Driven Model. Le JM consiste en un modèle numérique simple basé sur un modèle analytique de poutres sur appuis, encastrées aux points fixes (massifs), avec des frottements dans les joints d’expansions et au droit des appuis. Celui-ci sera utilisé pour reproduire en temps réel le comportement mécanique de la conduite en fonction des mesures en temps réelles et des conditions d’exploitation acquises via le SCADA. Ce système permettra de détecter instantanément les mouvements subis par les conduites forcées, de réduire l’incertitude quant à leurs causes et d’anticiper les interventions. Ce qui aura un impact positif sur la sécurité et la disponibilité de la production hydroélectrique.

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