Kemajuan teknologi memungkinkan alat berat melihat kondisi sekelilingnya dengan lebih baik sehingga meningkatkan keselamatan dalam berbagai aplikasi.
Keselamatan sangat penting bagi mereka yang bekerja di lokasi-lokasi konstruksi dan dalam aplikasi-aplikasi lain yang menggunakan peralatan heavy duty di luar jalan raya. Karena alat-alat berat menjadi semakin besar, dan produsen-produsen terus bergerak menuju sistem otomatisasi, kebutuhan untuk mendeteksi objek-objek di sekitar mesin dan meningkatkan keselamatan secara keseluruhan makin meningkat.
Kemajuan teknologi sensor dan komponen-komponen lain yang digunakan dalam berbagai jenis sistem keselamatan meningkatkan kemampuan deteksi dan memperingatkan para operator alat berat mungkin ada orang atau benda mati di sekitar mesin itu. Kemampuan ini akan sangat penting mengingat mesin-mesin menjadi semakin otomatis karena mereka harus dapat melihat sekelilingnya dan memastikan mereka sedang melewati rute yang aman.
GPR Inc. telah mengembangkan teknologi radar pemosisian tanah (ground positioning radar / GPR) untuk membantu mengemudi dengan bantuan dan kemampuan-kemampuan otonom pada berbagai kendaraan dan peralatan.
Tidak seperti GPS dan lidar yang memberikan informasi tentang kondisi di udara dan permukaan-permukaan di sekitar mesin, teknologi GPR menangkap data di bawah permukaan. Data ini kemudian dapat digunakan untuk meningkatkan kemampuan kendaraan atau mesin dengan berbagai cara, kata Tarik Bolat, CEO GPR Inc., yang bekerja sama dengan beberapa produsen mobil terbesar di dunia.
Data-data itu ditangkap oleh radar yang menembus tanah yang dikembangkan oleh GPR, yang ditempatkan di bawah kendaraan atau peralatan. Bolat mengatakan pihaknya memiliki desain yang sama sekali berbeda dari teknologi radar hadap depan yang digunakan saat ini. Saat radar digerakkan di atas tanah, radar menangkap pantulan-pantulan dan mengumpulkan informasi tentang aspek-aspek seperti jenis dan kepadatan tanah, infrastruktur utilitas, beton, dan lainnya. “Teknologi itu pada dasarnya membuat sidik jari yang sangat kaya, kami dapat memperoleh banyak informasi penting darinya,” kata Bolat.
Dia mengatakan aplikasi penting untuk teknologi ini adalah penentuan posisi kendaraan. Teknologi ini dapat memberi tahu posisi di mana kendaraan atau mesin berada hingga level sentimeter, terlepas dari apa pun yang mungkin terjadi di permukaan tempat kendaraan tersebut berjalan. Barang-barang di atas permukaan tanah dapat berubah yang dapat menyebabkan masalah untuk penentuan posisi kendaraan tetapi permukaan bawah tetap utuh, termasuk dalam kondisi-kondisi cuaca yang berbeda.
Teknologi GPR juga dapat digunakan pada peralatan konstruksi untuk membantu memverifikasi apa yang mungkin ada di bawah tanah sebelum penggalian dimulai, memastikan tidak ada gangguan-gangguan di jalan.
Bolat mengatakan penggunaan teknologi radar GPR berada pada frekuensi yang lebih rendah daripada yang digunakan pada mobil-mobil penumpang atau apikasi-aplikasi lain, yang biasanya sekitar 77 GHz. Hal ini memberikan panjang gelombang yang lebih besar untuk masuk lebih dalam di bawah permukaan bumi dan melihat melalui objek-objek yang seharusnya sangat reflektif terhadap teknologi-teknologi radar lainnya. Sensor GPR mampu melihat sekitar 3 m ke bawah, tergantung pada lingkungan.
Visibilitas di sekitar kendaraan atau alat berat sangat penting untuk memastikan keselamatan. Mencoba mendahului alat pertanian dapat berpotensi berbahaya, terutama ketika kendaraan tersebut mencoba keluar dari jalan raya. Oleh karena itu, Continental mengembangkan teknologi bantuan belok kiri untuk peralatan pertanian yang akan membantu para operator mesin melihat objek-objek apa pun yang mungkin berada di sisi kiri traktor atau peralatan lainnya.
Menggunakan pengetahuan dari pengembangan sistem bantuan belok kanan untuk truk-truk berat, sistem ini terdiri dari perangkat lunak, sensor radar yang dikembangkan sendiri, dan unit kontrol elektronik yang mendeteksi dan berkomunikasi dengan alat berat saat ada objek-objek yang mungkin berada di dalam jalur.
Sensor radar yang dikembangkan Continental dipasang pada kaca spion kiri alat berat untuk memberikan visibilitas di sepanjang sisi kiri alat dan di belakangnya dari 200-500 m. Hal ini memungkinkan deteksi dini kendaraan lain yang mungkin berada di jalan yang muncul di samping peralatan dibandingkan jika hanya menggunakan kaca spion.
Sensor radar didasarkan pada teknologi 77 GHz dan pada awalnya dikembangkan untuk aplikasi otomotif yang memastikannya memenuhi standar kualitas tinggi, kata Ulrich Roskoni, Ulrich Roskoni, kepala produk teknis pada unit Special Vehicles dari Business Area Smart Mobility Continental. Untuk sistem bantuan belokan, radar jarak jauh digunakan karena menyediakan bidang pandang yang luas di belakang alat berat yang terintegrasi. Sistem ini menggunakan efek doppler untuk mengukur kecepatan antara mesin dan objek.
Roskoni mengatakan sistem ini menggunakan pergeseran frekuensi untuk menentukan kecepatan dan jarak objek-objek di sekitarnya yang membantu memastikan akurasi deteksi.
Sinyal-sinyal dikirim dari radar dan dipantulkan ketika mengenai objek-objek yang berada dalam jangkauan radar. Waktu yang dibutuhkan sinyal untuk meninggalkan penerima radar, mengenai objek dan memantulkan waktu cahaya, urai Roskoni, yang memberikan pengukuran jarak objek dari sebuah mesin atau kendaraan.
Jarak dan kecepatan objek-objek terdekat terlacak secara terus menerus oleh sistem yang juga akan memberikan peringatan-peringatan yang semakin meningkat kepada para operator di kabin mesin untuk mencegah potensi tabrakan.
Meskipun dikembangkan untuk peralatan pertanian, Roskoni mengatakan dimungkinkan untuk menggunakan sistem bantuan belok kiri pada jenis peralatan off-highway lainnya. Perusahaan ini melihatnya menguntungkan peralatan besar seperti excavator dan truk-truk tambang.
Sistem ini juga digunakan dalam operasi-operasi otonom di tambang bawah tanah dan aplikasi-aplikasi lainnya, kata Mario Branco, kepala pengembangan bisnis Off-Highway Continental.
Teknologi bekerja sama untuk tingkatkan keamanan
Leica Geosystems, bagian dari Hexagon, baru-baru ini mengumumkan suatu kemitraan dengan Xwatch Safety Solutions untuk memasangkan teknologi-teknologi kesadaran keselamatan perusahaan itu untuk memungkinkan operasi peralatan konstruksi yang lebih aman.
Xwatch akan membawa sistem keselamatan XW Series-nya ke kemitraan ini yang mencakup batasan sensor ketinggian ganda, serta ketinggian dan indikasi kapasitas rata-rata (rated capacity indication /RCI) — juga disebut sebagai indikasi beban aman (safe load indication / SLI).
“Pada dasarnya, teknologi-teknologi ini mencegah sebuah excavator mengangkat lebih dari yang diizinkan menurut persyaratan kesehatan dan keselamatan atau regullasi-regulasi setempat,” jelas Dan Leaney, direktur penjualan dan operasi Xwatch Safety Solutions Ltd.
Leaney menambahkan, “Unit-unit excavator yang terjungkal disebabkan karena mereka digunakan untuk mengangkat barang-barang berat merupakan salah satu masalah keselamatan terbesar dalam industri konstruksi. Di beberapa belahan dunia, seperti Inggris Raya dan Australia, ada ketentuan yang menyatakan bahwa begitu rantai atau tali dipasang di bagian depan excavator, maka excavator tersebut akan dianggap sebagai sebuah crane. Mesin tersebut kemudian tunduk pada undang-undang crane, yang mengharuskan penggunaan sebuah RCI.”
Perusahaan ini juga menawarkan sistem batasan putaran, dan kombinasi-kombinasi ketinggian, putaran dan RCI. Untuk kolaborasi dengan Leica Geosystems, Xwatch mengintegrasikan tinggi XW4 dan sistem putaran serta teknologi ketinggian XW5, putaran dan RCI dengan kontrol mesin 2D dan 3D Leica Geosystems dan solusi kesadaran keselamatan. Dengan integrasi sistem ini, para operator dapat menentukan seberapa jauh sebuah excavator berputar ke kanan atau ke kiri dengan kontrol hidraulik yang proporsional.
Leaney mengatakan meski sistem-sistem lain melakukan penghentian yang kasar, yang menyebabkan ketidaknyamanan bagi para operator dan keausan ekstra pada alat berat, teknologi Xwatch menggunakan kontrol proporsional untuk memperlambat dan menghentikan secara perlahan pada ketinggian atau batas ayunan yang telah ditentukan.
Dia juga menyebut sebuah fitur utama dari teknologi Xwatch, yaitu memastikannya mudah digunakan oleh para operator. “Salah satu hal utama yang kami temukan selama bertahun-tahun adalah jika sulit untuk menggunakan sistem keselamatan, operator tidak akan menggunakannya karena terlalu lama bagi mereka untuk menyetel dan memindahkan dan kemudian mengatur ulang.”
Oleh karena itu, Xwatch telah merancang sistem-sistemnya menjadi sangat sederhana hanya dengan menekan empat tombol. Leaney mengatakan harapan perusahaannya adalah bahwa dengan menggabungkan kenyamanan yang semakin baik dengan kemudahan penggunaan akan lebih mendorong para operator untuk memanfaatkan teknologi keselamatan secara teratur.
Sistem ketinggian dan putaran Xwatch sedang diintegrasikan dengan solusi peringatan personel Leica Geosystems, PA10 dan PA80. Perangkat-perangkat ini dapat berkomunikasi dengan para anchor yang berada di peralatan berat dan menawarkan jangkauan hingga 50 m, memungkinkan deteksi personel di lokasi kerja. Label PA10 dikenakan oleh personel darat yang berkomunikasi dengan para anchor pada peralatan untuk memperingatkan semua pihak jika seseorang berada terlalu dekat dengan mesin.
“Kita bisa mengatur berbagai zona di sekitar masing-masing anchor, yang kita sebut sebagai terlalu dekat, dekat dan jauh. Masing-masing zona ini dapat memberi operator jenis peringatan yang berbeda di dalam alat berat,” jelas Brad Mullis, Product Manager untuk Personal Alert Systems Leica Geosystems. Personel darat juga dapat diperingatkan sehingga mereka dapat mengambil langkah yang tepat untuk melepaskan diri dari bahaya.
Mengintegrasikan tinggi yang proporsional dan kontrol putaran Xwatch ke dalam solusi peringatan personel Leica Geosystems menambah keamanan tambahan pada peringatan suara dan visual yang sudah disediakan, kata Mullis.
“Ketika orang atau objek yang sudah ditandai berada dalam zona pra-konfigurasi di sekitar mesin, teknologi Xwatch dapat secara proporsional memperlambat dan menghentikan mesin dengan aman,” ujarnya.
Leaney mengatakan bahwa ketika bahaya terdeteksi, label Leica PA10 akan mengirim sinyal ke CANbus mesin untuk memperingatkan sistem Xwatch agar memperlambat dan menghentikan gerakan mesin. Dia mengatakan, hal itu merupakan sistem keamanan semi-otomatis, yang digunakan untuk pengontrol, selain CANbus untuk terus berkomunikasi. Diagnostik dijalankan 250 kali per detik dengan semua komponen yang menandakan bahwa mereka masih bekerja. Jika dalam waktu singkat tidak ada sinyal, mesin mati menjadikannya sistem yang aman dari kegagalan.
Telematika dapat digunakan bersama dengan sistem Xwatch, juga sehingga operasi-operasi lokasi dan kemungkinan masalah keselamatan dapat dipantau oleh pengelola lokasi kerja. Mereka juga dapat melihat pengaturan keselamatan dan jika prosedur yang tepat tidak diikuti sehingga pelatihan yang tepat dapat dilakukan untuk memperbaiki tindakan yang salah atau tidak aman.
“Leica Geosystems melihat kesadaran keselamatan sebagai bagian besar dari roadmap kami saat ini dan masa depan,” kata Mullis. “Jalan menuju otonomi tidak dapat diselesaikan tanpa mesin mengetahui lingkungannya dan mampu bekerja secara efisien dan aman.
“Saya pikir kolaborasi dan kemitraan antara perusahaan-perusahaan ini memungkinkan kami untuk memenuhi roadmap kami dan mempercepat pengembangan kami, membawa keselamatan dan kesadaran di lokasi ke tingkat yang baru.”
Kamera menjadi lebih umum pada peralatan heavy-duty sebagai sarana untuk meningkatkan keselamatan, menawarkan visibilitas yang lebih baik di sekitar sebuah alat berat. Mereka juga dilengkapi dengan sensor-sensor dan solusi-solusi keamanan lainnya untuk lebih meningkatkan kemampuan deteksi — sebuah tren yang diperkirakan akan meningkat pada tahun-tahun mendatang terutama karena mesin-mesin menjadi lebih otomatis.
“Saya melihat pada masa depan kamera-kamera pintar buatan (artificial intelligence cameras) memainkan peran utama dalam pendeteksian objek,” kata Mullis. “Namun, dengan teknologi yang ada saat ini masih banyak keterbatasan untuk menggunakan kamera sebagai solusi mandiri yang andal.”
Biasa digunakan sebagai bagian dari sistem penjagaan jaur, kamera-kamera menawarkan manfaat untuk membantu mendeteksi marka-marka jalur di jalan dan berkomunikasi dengan sebuah kendaraan supaya tidak boleh melintasi marka-marka tersebut. Namun, Bolat dari GPR mengatakan sistem penjagaan jalur paling berguna ketika marka jalan tidak jelas dan ada kalanya kamera mungkin terhalang atau tidak dapat melihat marka jalur. Dengan memasangkan teknologi GPR—yang mampu menangkap dan menyediakan data yang konsisten—dengan kamera-kamera, dapat dipastikan bahwa marka jalur dan informasi lain di sekitarnya terlihat dan kendaraan tetap berada di jalur yang benar.
Roskoni mengatakan sistem keamanan biasanya berbasis sensor atau kamera, dan ada kelebihan serta kekurangan keduanya. Sementara sistem berbasis kamera menawarkan visual lingkungan sekitar alat berat, sistem tersebut juga mengharuskan para operator untuk mengawasi monitor di dalam kabin. Hal ini juga dapat rentan terhadap kondisi pencahayaan dan karena itu tidak dapat memberikan gambar yang jelas.
Sistem-sistem berbasis sensor secara otomatis memonitor dan memperingatkan para operator tanpa keterlibatan mereka, membantu memastikan manuver-manuver mengelak dilakukan untuk mencegah kecelakaan. Sistem ini juga mampu mendeteksi objek dalam kondisi pencahayaan apapun.
Namun ketika sistem-sistem kamera dan sensor digabungkan, manfaat keduanya bisa menguntungkan, kata Roskoni. Sistem gabungan dapat menawarkan gambaran yang jelas tentang lingkungan mesin serta menghitung jarak dan kecepatan dari objek-objek terdekat.
Menyatukan teknologi-teknologi ini dan yang lainnya akan membantu kemajuan lebih lanjut dari sistem bantuan pengemudi serta membuat mereka dapat secara aktif terlibat dengan aplikasi, kata Branco, yang semuanya akan diperlukan saat dunia bergerak menuju peningkatan otomatisasi operasi alat berat.
Roskoni menambahkan juga akan ada peluang untuk menghadirkan virtual dan augmented reality ke sistem keamanan. Continental saat ini sedang menggarap penggunaan augmented reality (AR) untuk sasis transparannya. Sebuah kamera dipasang di bagian depan kendaraan atau mesin dan melalui AR, gambar yang ditampilkan pada monitor dalam kabin transparan, memungkinkan para operator untuk melihat melalui alat berat untuk memastikan mereka tidak menabrak objek-objek apa pun.
Awalnya dikembangkan untuk mobil-mobil penumpang, Branco mengatakan Continental bekerja untuk membawa teknologi ini ke peralatan off-highway juga. Misalnya, pada peralatan pertanian, pembuatan kap transparan menggunakan teknologi ini akan membantu meningkatkan visibilitas di bagian depan alat. Hal lini juga dapat diterapkan pada bagian belakang mesin sehingga alat dapat dipantau dengan lebih baik atau pada peralatan konstruksi seperti excavator.
Jenis sistem ini dimungkinkan karena teknologi-teknologi memasukkan sensor-sensor radar Continental serta sistem tampilan sekeliling ProViu 360 dan AR disatukan. Sistem seperti ini memberi pelanggan fungsi dan nilai tambahan, kata Branco, dan visibilitas yang lebih baik di sekitar mereka.
Penglihatan yang jelas dari semua objek di sekitar mesin merupakan salah satu tugas utama di bidang mengemudi otomatis, kata Andree Hohm, Kepala Program Mengemudi Otonom, Continental. Sistem tanpa pengemudi khususnya harus mampu mengatasi semua situasi karena pengemudi tidak lagi ada sebagai cadangan keselamatan.
Kecerdasan buatan (AI) akan memainkan peran utama karena akan memungkinkan untuk mengevaluasi dan bereaksi terhadap berbagai situasi mengemudi seperti yang dilakukan seseorang. “Di sini kami melihat kemajuan besar di bidang manajemen data, komputer berkinerja tinggi, dan algoritme,” katanya.
Keamanan yang dapat didemonstrasikan dari sistem-sistem ini juga penting. “Ada banyak kegiatan untuk pengembangan jalur-jalur yang berulang, yang juga menjelaskan kepada otoritas persetujuan bahwa pengembangan sistem tanpa pengemudi memenuhi semua persyaratan keselamatan dan oleh karena itu persetujuan dapat diberikan,” Hohm menyimpulkan. Sumber: oemoffhighway.com
