FI129569B - Menetelmä ja laitteisto puiden katkaisemiseksi sähkölinjan läheisyydessä - Google Patents

Abstract

Menetelmä puiden (20) katkaisemiseksi sähkölinjan (10) sähköjohtojen (12) läheisyydessä, jonka menetelmän mukaan sähkölinjalle haitallisten riskipuiden latvat katkaistaan helikopteriin tai muuhun lentolaitteeseen liitetyn sahauslaitteen tai latvasahan avulla, ja jossa menetelmässä riskipuut katkaistaan sähkölinjan (10) läheisyydessä suoritetun laserkeilauksen avulla suoritetun riskianalyysin perusteella. Analyysin avulla saadaan kartoitetuksi sähköjohtojen (12) ja puiden (20) sijainti x-y-z-koordinaatistossa, ja kolmiulotteinen sahauspinta (T), joka määrittää miltä korkeudelta riskipuiden (20) latvat katkaistaan.

Description

MENETELMÄ JA LAITTEISTO PUIDEN KATKAISEMISEKSI SÄHKÖLINJAN

LÄHEISYYDESSÄ Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdannon mukainen menetelmä puiden — katkaisemiseksi sähkölinjan läheisyydessä. Keksinnön kohteena on myös itsenäisen laitepatenttivaatimuksen johdannon mukainen laitteisto puiden katkaisemiseksi sähkölinjan läheisyydessä. Patenttijulkaisussa EP1079683 B1 on esitetty tunnettu menetelmä puiden katkaisemiseksi — sähkölinjan läheisyydessä helikopterista riippuvan latvasahan avulla. Menetelmän tarkoituksena on katkaista sähkölinjan läheisyydessä olevat puut niin, että ne eivät mahdollisesti kaatuessaan osu sähkölinjan sähköjohtoihin ja aiheuta vaurioita sähkölinjalle. Menetelmän mukaan katkaistavat puiden latvat valitaan siten, että helikopterilla lennetään sähkölinjan lähellä sähköjohtojen suuntaisesti. Tällöin helikopteriin — liitetyn latvasahan leikkauslinja määritetään latvasahaan kuuluvalla tähtäyslaitteella, joka pidetään suunnattuna sähkölinjan sähköjohtoon. Tunnetun menetelmän haittana on se, että helikopterin täytyy lentää tarkkaan sähkölinjan sähköjohtojen suuntaisesti ja katkaistavien puiden valinta tehdään silmämääräisesti. — Sähköjohtojen suunta voi kuitenkin olla helikopterille hankala varsinkin silloin, jos johtojen suunnassa ollaan pakotettuja lentämään voimakkaassa sivutuulessa. Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa. Keksinnön mukaisessa menetelmässä puiden — katkaisemiseksi sähkölinjan läheisyydessä mitataan helikopteriin tai muuhun lentolaitteeseen liitetyllä laserkeilaimella ja satelliittipaikantimella pistepilvi eli tarkka kuva N mitattavalla alueella olevasta sähkölinjasta ja sähkölinjan johtojen läheisyydessä olevista N puista. Laserkeilaimen muodostamasta pistepilvestä määritetään sähkölinjan ? sähköjohtojen koordinaatit ja sen läheisyydessä olevien puiden tarkat koordinaatit & 30 — kolmiulotteisessa x-y-z-koordinaatistossa. z — Keksinnön mukaisen menetelmän mukaan laserkeilausaineistosta voidaan määrittää S sähkölinjan läheisyydessä olevien puiden korkeus niin, että se on maan pinnalla puun N juuren koordinaattien määrittelemän pisteen ja puun latvan koordinaattien määrittelemän N 35 — pisteen välinen etäisyys. Puun etäisyys sähköjohdosta saadaan siten, että mitataan puun juuren määrittelemän pisteen ja lähimmän sähköjohdon lähimmän kohdan koordinaattien määrittelemän pisteen välinen etäisyys.

Keksinnön mukaan näin saatuja mittaustuloksia analysoidaan sen selvittämiseksi, mitkä laserkeilauksella mitatut puut voisivat olla riskipuita eli sellaisia puita, jotka mahdollisesti kaatuessaan voisivat osua sähkölinjan sähköjohtoihin ja aiheuttaa vaurioita sähkölinjalle. — Keksinnön mukaan analysoinnissa verrataan puun korkeutta puun juuren etäisyyteen lähimmästä sähköjohdosta. Jos puun korkeus on suurempi kuin puun juuren etäisyys lähimmästä sähkölinjasta, niin puu on riskipuu. Koska puut kuitenkin kasvavat jatkuvasti, niin riskipuita voivat olla myös ne puut, jotka — mittaushetkellä eivät vielä ole niin pitkiä, että ne kaatuessaan ylettäisivät sähköjohtoon. Keksinnön mukaan riskiarviossa voidaan ottaa huomioon myös kasvuennuste eli puun tuleva kasvu. Kasvuennuste on se pituus, joka puun pitää vielä kasvaa, että se silloin muodostaa riskin sähkölinjan sähköjohdolle. Kasvuennusteen määrittelyssä voidaan käyttää apuna arviota siitä, milloin puita todennäköisesti katkaistaisiin uudelleen tällä = samalla alueella, ja tietoa siitä kuinka nopeasti puut yleensä kasvavat tällä alueella. Laserkeilauksen ja puiden riskiarvioinnin jälkeen määritetään millä tavoin ja miltä korkeudelta analyysin riskiperusteella selville saatujen riskipuiden latvat pitää katkaista. Keksinnön mukaan riskipuun katkaisukohta määritetään siten, että puun juuren ja — lähimmän sähköjohdon välisen etäisyyden eli puun juuren koordinaattien määrittelemän pisteen ja lähimmän sähköjohdon lähimmän pisteen koordinaattien välisestä etäisyysmitasta vähennetään puulle ennalta määritelty kasvuennuste. Näin saadaan määritellyksi puun turvallinen mitta eli puun turvallinen maksimipituus eli maksimikorkeus, jonka mittainen puu ei kaatuessaan yletä sähköjohtoon eikä tule olemaan riski — sähköjohdolle tulevaisuudessakaan sinä ajankohtana, joka on otettu huomioon S kasvuennusteessa.

S & Sen jälkeen kun riskipuun turvallinen maksimipituus on määritetty, niin puun ? katkaisukorkeus määritetään siten, että puun juuren koordinaattien määrittelemän pisteen & 30 — pystysuuntaiseen z-koordinaattiin lisätään määritetty puun turvallisen maksimipituuden E mitta. Näin saadaan koordinaatti piste, joka on puun turvallisen maksimipituuden mitan — verran puun juuren koordinaattipisteen yläpuolella. Vastaavat koordinaattipisteet S määritetään kaikille mittausalueella oleville riskipuille, jolloin nämä koordinaattipisteet N muodostavat yhdessä kolmiulotteisen sahauspinnan. Tämä kolmiulotteisen sahauspinta on N 35 pinta, joka määrittelee kaikkien mittausalueella olevien riskipuiden katkaisukorkeuden.

Keksinnön mukaan kolmiulotteisesta sahauspinnasta voidaan muodostaa kartta, jossa riskipuut ja niiden katkaisukohdat näkyvät pisteinä esimerkiksi tietokoneen näytöllä. Keksinnön mukaan, kun riskipuita katkaistaan latvasahalla tai muulla katkaisulaitteella, niin kolmiulotteista sahauspintaa esittävä kartta on helikopterin lentäjän tai muun lentolaitteen — käyttäjän käytettävissä. Riskipuita katkaistaessa helikopterin tai muun lentolaitteen käyttäjä voi lentää minkä tahansa kartalla pisteenä näkyvän riskipuun läheisyyteen. Sen jälkeen helikopterin tai muun lentolaitteen korkeutta muutetaan niin, että latvasahan tai muun katkaisulaitteen terät ovat samalla korkeudella kuin määritelty sahauskorkeus riskipuun kohdalla. Tämän jälkeen helikopteria tai muuta lentolaitetta ohjataan niin, että latvasahan — taileikkurin terät osuvat riskipuuhun, jolloin puun latva katkeaa tarkalleen määritellyltä sahauskorkeudelta. Keksinnön mukaan kaikki määritellyiltä sahauskorkeudelta sahatut puut dokumentoidaan ja ne näkyvät tietokoneen näytöllä niin, että ne erottuvat selvästi vielä sahaamattomista puista.

— Keksinnön mukaisen menetelmän olennainen etu tunnettuun patenttijulkaisussa EP1079683 B1 esitettyyn menetelmään verrattuna on se, että menetelmässä ei tarvitse lentää johtojen suuntaisesti, koska kovalla tuulella on turvallisempaa lentää vastatuuleen. Lentäjän tai lentolaitteen käyttäjän ei myöskään tarvitse itse huolehtia siitä, ovatko kaikkien riskipuiden latvat lyhennetty, koska tietokoneen näytöllä ovat selvästi nähtävissä kaikki — riskipuut, joita ei ole vielä lyhennetty.

Keksinnön mukaiselle laitteistolle on tunnusomaista se, mikä on esitetty itsenäisen laitepatenttivaatimuksen tunnusmerkkiosassa. Keksinnön mukaiseen laitteistoon kuuluu helikopteri tai muu lentolaite ja siihen liitetty latvasaha, leikkuri tai muu vastaava — katkaisulaite, mahdollisesti laserkeilauslaite, satelliittipaikannin ja tietokone, jonka näytöllä on laserkeilauksen ja satelliittipaikantimen mittaamasta pistepilvestä analysoitu ja N muodostettu kolmiulotteisen sahauspinnan kartta, jossa ovat merkittyinä mittausalueella N sähkölinjan läheisyydessä olevat riskipuut ja niille määritelty sahauskorkeus.

O & 30 — Laitteistoon kuuluva tietokone tai laskin määrittelee satelliittipaikantimen avulla E helikopteriin liitetyn latvasahan ja sahattavalle puulle määritellyn sahauskorkeuden välisen — korkeuseron. Lisäksi laitteistoon kuuluu tietokone tai muu dokumentointilaite, joka S merkitsee sahatut puut niin, että ne erottuvat tietokoneen näytöllä sahaamattomista Q riskipuista. N 35 Keksintöä selostetaan seuraavassa esimerkin avulla viittaamalla oheiseen piirustukseen. Piirustuksen kuviossa on esitetty kaaviollisesti poikkileikkaus sähkölinjasta 10, jossa sähköjohdot 12 ovat korkealla sähköpylväsrakenteiden 11 varassa. Sähkölinjan 10 molemmin puolin on puita 20, joiden tarkka sijainti on määritellään laserkeilauksen pistepilven ja satelliittipaikantimen avulla kolmiulotteisessa x-y-z-koordinaatistossa. Laserkeilauksen pistepilvestä saadaan mittausalueelta sähköjohtojen 12 koordinaatit ja puiden 20 koordinaatit. Keksinnön mukaan koordinaatit tarvitaan ainakin sähköjohdoista 12 ja puiden 20 juuresta, jolloin saadaan määritetyksi jokaisen mittausalueella olevan puun 20 juuren etäisyys sähkölinjan 10 lähimmästä sähköjohdosta 12. Myös puun 20 latvan koordinaatit voidaan — mitata, jolloin saadaan määritetyksi puun 20 korkeus.

Puun juuren koordinaatteja maan pinnalla on merkitty xyz1 ja puun latvan koordinaatteja on merkitty xyz2. Mittaustulosten perusteella määritetään jokaisen mittausalueella olevan puun 20 korkeus h, joka on koordinaattien xyz1 ja xyz2 määrittelemien pisteiden välinen — etäisyys. Samoin määritellään jokaisen mittausalueella olevan puun 20 puun juuren etäisyys c lähimmästä sähköjohdosta 20, joka on puun 20 juuren koordinaattien xyz1 määrittelemän pisteen ja lähimmän sähköjohdon 12 sellaisen pisteen välinen etäisyys, joka on lähinnä pistettä xyz1.

— Saatujen mittaustulosten perusteella jokaiselle mittausalueella olevalle puulle 20 tehdään riskianalyysi eli kaatuma-analyysi, jossa verrataan puun 20 korkeutta h eli puun pituutta puun juuren etäisyyteen c lähimmästä sähköjohdosta 12. Jos todetaan, että h>c eli puun 20 korkeus h on suurempi kuin puun 20 puun juuren etäisyys c lähimmästä sähköjohdosta 20, niin puu 20 on liian korkea ja ilmeinen riskipuu, joka kaatuessaan sähkölinjan 10 — sähköjohdon 12 päälle voi aiheuttaa vaurion sähkölinjalle.

N Puu 20 voi kuitenkin olla potentiaalinen riskipuu myös silloin, kun h<c eli puun 20 korkeus N h on pienempi kuin puun 20 puun juuren etäisyys c lähimmästä sähköjohdosta 20. Tämä ? tilanne toteutuu, jos kaatuma-analyysissä todetaan, että (h+b)>c eli puun 20 korkeus h & 30 — lisättynä ennalta määrätyllä kasvuennusteella b on suurempi kuin puun 20 puun juuren E etäisyys c lähimmästä sähköjohdosta 20.

S Keksinnön mukaan riskipuiden sahauskorkeus eli mistä kohdasta puun 20 latva pitää N sahata poikki, määritetään edellä kuvatun laserkeilauksen pistepilven ja N 35 — satelliittipaikantimen avulla seuraavasti. Jokaisen mittausalueella olevan puun 20 juuren etäisyydestä c lähimmästä sähköjohdosta 12 vähennetään kasvuennuste b. Näin saatu mitta e=(c-b), joka on puun 20 juuren kasvuennusteella b vähennetty etäisyys lähimmästä sähköjohdosta 12, on puun 20 turvallinen maksimipituus e. Mitan e korkuinen puu 20 ei kaatuessaan yletä sähköjohtoon myöskään tulevaisuudessa sinä ajankohtana, joka otettiin huomioon kasvuennustetta b määriteltäessä.

5 Keksinnön mukaan mittausalueella olevaa puuta 20 katkaistaessa, maanpinnalla sijaitsevaan, puun 20 juuren koordinaattien määrittelemän pisteen xyz1 korkeuskoordinaattiin z lisätään mitta e eli puun 20 turvallinen maksimipituus, joka on puun 20 juuren kasvuennusteella b vähennetty etäisyys lähimmästä sähköjohdosta 12. Näin saadaan koordinaattien xyz3 määrittelemä uusi piste, joka on puun 20 kohdalla — etäisyydellä e=(c-b) puun 20 juuresta eli maanpinnasta. Tämä piste xyz3 määrittelee puun 20 sahauskorkeuden eli kohdan, josta puun 20 latva katkaistaan sahaamalla tai katkaistaan leikkurilla tai muulla tavoin. Katkaistun puun 20 korkeudeksi maanpinnasta jää mitta e=(c-b).

— Keksinnön mukaan edellä kuvattu mittaus ja riskianalyysi tehdään kaikille mittausalueella oleville puille 20, jolloin jokaisen puun 20 juurella maanpinnalla olevien koordinaattipisteiden xyz1 yläpuolelle saadaan edellä esitetyllä tavalla määritetyksi jokaisen puun 20 sahauskorkeuden määrittelevä uusi piste xyz3. Näistä koordinaattipisteistä muodostuu sähkölinjan 10 läheisyydessä olevien puiden — sahauskorkeutta kuvaava kolmiulotteinen sahauspinta T.

Keksinnön mukaan puiden latvasahaus suoritetaan siten, että helikopterin lentäjän tietokoneen paikkatieto-ohjelmaan tuodaan tiedot sähkölinjan 10 sähköjohdoista 12 ja riskipuiden 20 koordinaattipisteistä. Latvasahaan liitetty satelliittipaikannin kytketään — lentäjän tietokoneen paikkatieto-ohjelmaan ja tietokoneen näyttölaitteelle tuodaan paikkatieto-ohjelman karttanäyttö, jossa näkyy reaaliaikaisesti latvasahaan liitetyltä N satelliittipaikantimelta saatu latvasahan sijainti, riskipuiden 20 sijainnit ja niiden N sahauskorkeus e. Lentäjän lentäessä sähkölinjan yläpuolella latvasahan ? satelliittipaikantimelta saatua korkeuskoordinaattilukemaa verrataan kohtisuoraan & 30 — alapuolella olevan kolmiulotteisen sahauspinnan T korkeuskoordinaattilukemaan.

E Näyttölaitteelta nähdään latvasahan terien ja kolmiulotteisen sahauspinnan T välinen — korkeusero.

2 N Karttanäytön avulla sahauslaite viedään lähimmän riskipuun 20 läheisyyteen ja sahauslaite N 35 — ohjataan kolmiulotteiselle sahauspinnalle T. Tarvittaessa muutetaan helikopterin korkeutta niin, että latvasahan terät ovat sahauskorkeudella e. Sahauslaitteen liikutetaan riskipuuta 20 kohti niin, että se katkaisee puun 20 poikki kolmiulotteisen sahauspinnan T kohdalta eli jokaiselle puulle määritetyltä sahauskorkeudelta e. Kun puun 20 latva on katkaistu, niin tietokoneohjelma tunnistaa ja merkitsee kartalle oikealta korkeudelta latvasahatut riskipuut 20, sekä dokumentoi suoritetut sahaukset niin, että jo sahattuja puita ei voi sekoittaa vielä sahaamattomiin puihin 20.

VIITENUMEROLUETTELO = Sähkölinja 11 = Sähköpylväs 10 12 = Sähköjohto 20 = Puu x-y-z1 = Puun juuren koordinaatit x-y-z2 = Puun latvan koordinaatit x-y-z3 = Puun sahauskohdan koodinaatit h= Puun korkeus eli sen pituus c = Puun juuren etäisyys lähimmästä sähköjohdosta b = Kasvuennuste eli puun ennakoidun kasvun mitta e = Puun turvallinen maksimipituus T = Kolmiulotteisen sahauspinta

O N O

N o <Q

O o

I a a ©

O oS oS

N O N

Claims (6)

PATENTTIVAATIMUKSET

1. Menetelmä puiden (20) latvojen katkaisemiseksi sähkölinjan (10) sähköjohtojen (12) läheisyydessä, jonka menetelmän mukaan sähkölinjalle haitallisten riskipuiden latvat — katkaistaan helikopteriin tai muuhun lentolaitteeseen liitetyn latvasahan, muun sahauslaitteen tai muun katkaisulaitteen avulla, ja jossa menetelmässä riskipuiden määrittämiseksi sähkölinjan (10) läheisyydessä suoritetaan laserkeilaus, jossa laserkeilaimen ja satelliittipaikantimen mittaaman pistepilven avulla määritetään sähköjohtojen (12) ja sähkölinjan (10) läheisyydessä sijaitsevien puiden (20) sijainti x-y-z- — koordinaatistossa, tunnettu siitä, että - — laserkeilaimen ja satelliittipaikantimen mittaaman pistepilven avulla määritetään mittausalueella sähkölinjan (10) läheisyydessä sijaitsevan olevan puun (20) korkeus (h) eli puun (20) juuren koordinaattien (xyz1) määrittämän pisteen ja puun (20) latvan koordinaattien (xyz2) määrittämän pisteen välinen etäisyys, - määritetään mittausalueella olevan puun (20) juuren etäisyys (c) lähimmästä sähköjohdosta (12) siten, että määritetään mittausalueella olevan puun (20) maan pinnalla olevan juuren koordinaattien (xyz1) määrittämän pisteen ja lähimmän sähköjohdon (12) sellaisen koodinaattipisteen välinen etäisyys, joka on lähinnä puun (20) juuren koordinaattipistettä (xyz1), - — määritetään kasvuennuste (b) eli mitta, jonka puun (20) arvioidaan kasvavan tulevaisuudessa ennalta määriteltynä ajankohtana, - — määritetään puun (20) riskianalyysi eli kaatuma-analyysi vertaamalla puun (20) korkeutta (h) puun (20) juuren etäisyyteen (c) lähimmästä sähköjohdosta (12) niin, että jos puun (20) korkeus (h) on suurempi kuin puun (20) juuren etäisyys (c) lähimmästä sähköjohdosta (12) vähennettynä kasvuennusteella (b), niin puu (20) on riskipuu, joka N kaatuessaan voisi osua sähköjohtoon (12) ja aiheuttaa vahinkoa sahkdélinjalle, O - — määritetään puun (20) turvallisen maksimipituuden mitta (e) vähentämällä puun (20) ch juuren etäisyydestä (c) lähimmästä sähköjohdosta (12) kasvuennuste (b), ? - — määritetään puun (20) katkaisukohdan koordinaatit (xyz3) siten, että puun (20) juuren S 30 koordinaattien määrittelemän pisteen (xyz1) korkeuskoordinaattiin (z) lisätään puun z (20) turvallisen maksimipituuden mitta (e), ja 5 - — katkaistaan puu (20) katkaisukohdan koordinaattien (xyz3) määrittelemästä kohdasta S helikopteriin tai muuhun lentolaitteeseen liitetyn latvasahan, muun sahauslaitteen tai N muun katkaisulaitteen avulla. N 35

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että katkaistavien puiden (20) paikan ja niiden katkaisukohdan esittämiseksi määritetään tietokoneen tai muun näyttölaitteen näytöllä esitettävä kolmiulotteinen sahauspinta (T), jossa puiden (20) sahauskorkeuden (e) ilmoittavat katkaisukohtien koordinaatit (xyz3) näkyvät havainnollisina pisteinä.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että helikopterin tai muuhun lentolaitteeseen liitetty latvasaha, muun sahauslaite tai muu katkaisulaite viedään puun (20) katkaisemiseksi katkaisukohdan koordinaattien (xyz3) määrittelemään kohtaan.

4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että määritetyltä — sahauskorkeudelta sahatut puut (20) dokumentoidaan ja ne näkyvät näyttölaitteen näytöllä niin, että ne erottuvat selvästi vielä sahaamattomista puista.

5. Laitteisto puiden (20) latvojen katkaisemiseksi sähkölinjan (10) sähköjohtojen (12) läheisyydessä, johon laitteistoon kuuluu helikopteri tai muu lentolaite ja siihen liitetty — sahauslaite tai latvasaha, latvasahaan liitetty satelliittipaikannin ja tietokone, tunnettu siitä, että tietokoneen näytöllä on laserkeilauksen ja satelliittipaikantimen avulla aikaansaatu kolmiulotteinen sahauspinnan (T) kartta , jossa ovat näkyvissä latvasahan satelliittipaikantimelta saatu kulloinenkin sijainti, sähkölinjan (10) sähköjohdot (12) ja sellaiset sähkölinjan läheisyydessä olevat puut (20), jotka on määritetty riskipuiksi (20) — laserkeilauksen avulla.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, tunnettu siitä, että laitteistoon kuuluu tietokone tai dokumentointilaite, joka merkitsee sahaamalla katkaistut puut (20) niin, että ne erottuvat tietokoneen näytöllä sahaamattomista puista (20).

N

N

O

N 0 <Q

O

O

I Ao a ©

O

O

O

QA

O

N