Original Title: A New Automatic Fault Diagnosis Algorithm for Electrical Equipment Based on Infrared Thermography
Source: doi.org/10.31817/vjas.2025.8.2.07
Disclaimer: Summary generated by AI based on the provided document. Please refer to the original paper for full scientific accuracy.

ក្បួនដោះស្រាយវិភាគរកកំហុសដោយស្វ័យប្រវត្តិថ្មីសម្រាប់ឧបករណ៍អគ្គិសនីផ្អែកលើទែម៉ូក្រាហ្វីអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដ (Infrared Thermography)

ចំណងជើងដើម៖ A New Automatic Fault Diagnosis Algorithm for Electrical Equipment Based on Infrared Thermography

អ្នកនិពន្ធ៖ Nguyen Xuan Truong (Vietnam National University of Agriculture), Nguyen Thai Hoc (Vietnam National University of Agriculture), Ngo Tri Duong (Vietnam National University of Agriculture), Dao Xuan Tien (Vietnam National University of Agriculture)

ឆ្នាំបោះពុម្ព៖ 2025, Vietnam Journal of Agricultural Sciences

វិស័យសិក្សា៖ Electrical Engineering

១. សេចក្តីសង្ខេបប្រតិបត្តិ (Executive Summary)

បញ្ហា (The Problem)៖ ការសិក្សានេះដោះស្រាយបញ្ហានៃការរកឃើញភាពខុសប្រក្រតីនៃកម្ដៅ (Thermal anomalies) នៅក្នុងឧបករណ៍អគ្គិសនី ដើម្បីការពារការខូចខាតប្រព័ន្ធ និងអគ្គិភ័យ តាមរយៈប្រព័ន្ធតាមដានកម្ដៅជាក់ស្តែង។

វិធីសាស្ត្រ (The Methodology)៖ អ្នកស្រាវជ្រាវបានស្នើឡើងនូវវិធីសាស្ត្រវិភាគរកកំហុសប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាព (EFDM) ដោយរួមបញ្ចូលរូបភាពអុបទិក និងកម្ដៅ ព្រមទាំងបង្កើតក្បួនដោះស្រាយថ្មីដើម្បីកែលម្អការបែងចែករូបភាព។

លទ្ធផលសំខាន់ៗ (The Verdict)៖

២. ការវិភាគលើប្រសិទ្ធភាព និងដែនកំណត់ (Performance & Constraints)

វិធីសាស្ត្រ (Method) គុណសម្បត្តិ (Pros) គុណវិបត្តិ (Cons) លទ្ធផលគន្លឹះ (Key Result)
Optimal Threshold Segmentation (OTS) with EFDM
ក្បួនដោះស្រាយការកំណត់ទីតាំងកម្រិតប្រសើរ (OTS) រួមបញ្ចូលគំរូលំហ-ពេលវេលា
អាចកាត់បន្ថយការចាប់យកខុសទីតាំងកម្ដៅ (over-segmentation) បានយ៉ាងមានប្រសិទ្ធភាព និងមានសមត្ថភាពដំណើរការក្នុងពេលជាក់ស្តែងលើឧបករណ៍ Edge computing ដោយមិនស៊ីធនធានច្រើន។ ទាមទារការសង្កេតបន្ថែមនៅពេលបរិយាកាសមានពន្លឺជះខ្លាំងពីផ្ទៃលោហៈ ការប្រែប្រួលសីតុណ្ហភាពបរិស្ថានឆាប់រហ័ស ឬនៅពេលឧបករណ៍អគ្គិសនីបាំងគ្នា។ សម្រេចបានភាពសុក្រឹត (Precision) ៩៧,៥៧% ភាពត្រឹមត្រូវនៃការប៉ាន់ស្មានសីតុណ្ហភាព ៩៥,៣០% ក្នុងល្បឿនជាមធ្យម >23 FPS។
Traditional Otsu's threshold algorithm
ក្បួនដោះស្រាយ Otsu ប្រពៃណី
ងាយស្រួលក្នុងការគណនា និងជាវិធីសាស្ត្រស្តង់ដារប្រើប្រាស់ជាទូទៅសម្រាប់ការបែងចែករូបភាព (Image segmentation)។ តែងតែមានកំហុសក្នុងការបែងចែករូបភាព នៅពេលរូបភាពមានភាពព្រិលខុសប្រក្រតី (noisy) រូបភាពមានកម្រិតពណ៌ (contrast) ទាប និងមិនមានស្ថិរភាពចំពោះកម្ដៅផ្លាស់ប្តូរ។ សម្រេចបានភាពសុក្រឹត (Precision) ត្រឹមតែ ៩៦,៣១% និងពិន្ទុ F1-Score ៩៤,៦៨% តែប៉ុណ្ណោះ។

ការចំណាយលើធនធាន (Resource Cost)៖ ការដាក់ពង្រាយប្រព័ន្ធនេះទាមទារឧបករណ៍ថតរូបភាពកម្ដៅ (Thermal Camera) និងឧបករណ៍កុំព្យូទ័រខ្នាតតូច (Edge computing) ដែលមានសមត្ថភាពដំណើរការក្បួនដោះស្រាយបានលឿន។

៣. ការពិនិត្យសម្រាប់បរិបទកម្ពុជា/អាស៊ីអាគ្នេយ៍

ភាពលំអៀងនៃទិន្នន័យ (Data Bias)៖

ការសិក្សានេះពឹងផ្អែកលើទិន្នន័យរូបភាពកម្ដៅចំនួន ៣០០ សន្លឹក និងសំណុំទិន្នន័យ Doutorado ពីស្ថានីយអគ្គិសនី។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ លក្ខខណ្ឌកម្ដៅ និងអាកាសធាតុនៅក្នុងសំណុំទិន្នន័យនេះ អាចមិនឆ្លុះបញ្ចាំងពេញលេញពីអាកាសធាតុក្តៅស្អុះស្អាប់ និងសំណើមខ្ពស់ពេញមួយឆ្នាំនៅប្រទេសកម្ពុជានោះទេ ដែលទាមទារឲ្យមានការប្រមូលទិន្នន័យក្នុងស្រុកបន្ថែម។

លទ្ធភាពនៃការអនុវត្ត (Applicability)៖

ប្រព័ន្ធរកកំហុសតាមរយៈកម្ដៅនេះ មានសក្តានុពល និងអត្ថប្រយោជន៍ខ្ពស់ណាស់ក្នុងការជួយពង្រឹងស្ថិរភាពបណ្តាញអគ្គិសនី និងការពាអគ្គិភ័យនៅប្រទេសកម្ពុជា។

ជារួម បច្ចេកវិទ្យានេះផ្តល់នូវដំណោះស្រាយថែទាំបែបព្យាករណ៍ (Predictive Maintenance) ដែលមានសុវត្ថិភាព មិនប៉ះផ្ទាល់សៀគ្វី និងចំណាយថវិកាតិចក្នុងការការពារហេដ្ឋារចនាសម្ព័ន្ធអគ្គិសនី។

៤. ផែនការសកម្មភាពសម្រាប់និស្សិត (Actionable Roadmap)

ដើម្បីអនុវត្តតាមការសិក្សានេះ និស្សិតគួរអនុវត្តតាមជំហានខាងក្រោម៖

  1. សិក្សាមូលដ្ឋានគ្រឹះនៃដំណើរការរូបភាពកម្ដៅ: ចាប់ផ្តើមស្វែងយល់អំពីការវិភាគរូបភាពកម្ដៅ ដោយរៀនសរសេរកូដក្បួនដោះស្រាយ Otsu's Thresholding ជាមូលដ្ឋានដោយប្រើប្រាស់បណ្ណាល័យ OpenCV នៅក្នុង Python
  2. ទាញយកទិន្នន័យ និងសាកល្បងក្បួនដោះស្រាយ OTS: ស្វែងរក និងទាញយកសំណុំទិន្នន័យសាធារណៈដូចជា Doutorado dataset រួចសាកល្បងអនុវត្តក្បួនដោះស្រាយគណិតវិទ្យា Optimal Threshold Segmentation ដែលអ្នកស្រាវជ្រាវបានស្នើឡើងក្នុងឯកសារនេះ ដើម្បីប្រៀបធៀបលទ្ធផលអត្រាភាពត្រឹមត្រូវ។
  3. រៀបចំឧបករណ៍ផ្នែករឹងសម្រាប់ការសាកល្បង: ទិញឧបករណ៍កាមេរ៉ាកម្ដៅតម្លៃសមរម្យ (ឧទាហរណ៍ FLIR E8-XT) និងកុំព្យូទ័រខ្នាតតូចដែលមានសមត្ថភាព AI ដូចជា NVIDIA Jetson Xavier NX ឬត្រឹម Jetson Nano សម្រាប់បង្កើតប្រព័ន្ធពិត។
  4. ប្រមូលទិន្នន័យក្នុងស្រុក និងធ្វើគំរូសាកល្បង (Prototype): សហការជាមួយសាកលវិទ្យាល័យ ឬស្ថាប័នពាក់ព័ន្ធ ដើម្បីចុះថតរូបភាពកម្ដៅនៃទូអគ្គិសនី ឬត្រង់ស្វ័រម័រនៅកម្ពុជា រួចដំណើរការម៉ូដែលរបស់អ្នកដើម្បីផ្ទៀងផ្ទាត់ និងកែតម្រូវភាពសុក្រឹតិនៃសីតុណ្ហភាព។

៥. វាក្យសព្ទបច្ចេកទេស (Technical Glossary)

ពាក្យបច្ចេកទេស ការពន្យល់ជាខេមរភាសា (Khmer Explanation) និយមន័យសាមញ្ញ (Simple Definition)
Infrared Thermography (ទែម៉ូក្រាហ្វីអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដ ឬ ការថតរូបភាពកម្ដៅ) បច្ចេកវិទ្យាដែលប្រើប្រាស់កាមេរ៉ាពិសេសដើម្បីចាប់យករលកកម្ដៅ (អ៊ីនហ្វ្រារ៉េដ) ដែលបញ្ចេញដោយវត្ថុ ហើយបំប្លែងវាទៅជារូបភាពដែលអាចមើលឃើញពីសីតុណ្ហភាពខុសៗគ្នានៃឧបករណ៍ដោយមិនចាំបាច់មានការប៉ះផ្ទាល់។ ដូចជាការពាក់វ៉ែនតាវេទមន្តដែលអាចមើលឃើញកម្ដៅរបស់មនុស្សឬវត្ថុក្នុងទីងងឹត ដោយកន្លែងក្តៅមានពណ៌ក្រហម និងកន្លែងត្រជាក់មានពណ៌ខៀវ។
Optimal Threshold Segmentation (ការកំណត់ទីតាំងដោយកម្រិតពន្លឺប្រសើរបំផុត) ជាក្បួនគណិតវិទ្យាដែលបង្កើតឡើងដើម្បីកាត់ផ្តាច់រូបភាពដោយស្វ័យប្រវត្តិ ដោយបំបែកវត្ថុសំខាន់ៗ (ដូចជាចំណុចកម្ដៅខុសប្រក្រតី) ចេញពីផ្ទៃខាងក្រោយ តាមរយៈការរកចំណុចកាត់ (Threshold) ដែលមានភាពត្រឹមត្រូវបំផុត ដើម្បីកាត់បន្ថយការចាប់ទីតាំងខុស។ ដូចជាការប្រើម៉ាស៊ីនរែងគ្រាប់ខ្សាច់ និងគ្រាប់ក្រួស ដែលម៉ាស៊ីននេះចេះកំណត់ទំហំរន្ធរែងដោយស្វ័យប្រវត្តិ ដើម្បីបំបែករបស់ទាំងពីរចេញពីគ្នាយ៉ាងសុក្រឹត។
Otsu's threshold algorithm (ក្បួនដោះស្រាយកម្រិតពន្លឺរបស់ Otsu) ជាវិធីសាស្ត្រគណនាជាមូលដ្ឋានក្នុងការប្រែក្លាយរូបភាពប្រផេះ (Grayscale) ទៅជារូបភាពស-ខ្មៅ (Binary) ដោយស្វែងរកកម្រិតពន្លឺដែលធ្វើឲ្យភីកសែលទាំងពីរក្រុម (រូបវត្ថុ និង ផ្ទៃខាងក្រោយ) មានភាពខុសគ្នាច្រើនបំផុត។ ដូចជាការបែងចែកសិស្សក្នុងថ្នាក់ជាពីរក្រុមតាមកម្ពស់ ដោយរកមើលកម្ពស់កណ្តាលណាមួយដែលធ្វើឲ្យក្រុមអ្នកខ្ពស់ និងក្រុមអ្នកទាបដាច់ពីគ្នាច្បាស់បំផុត។
Spatial-temporal modeling (ការធ្វើគំរូលំហ-ពេលវេលា) ការវិភាគទិន្នន័យដោយរួមបញ្ចូលគ្នានូវកត្តាទីតាំង (Spatial - តើមានអ្វីកើតឡើងនៅត្រង់ណា?) និងកត្តាពេលវេលា (Temporal - តើវាប្រែប្រួលយ៉ាងណាតាមបណ្តោយពេលវេលា?) ដើម្បីរកមើលលំនាំនៃបំរែបំរួលកម្ដៅ។ ដូចជាការតាមដានចលនារបស់ព្យុះ ដោយមើលទាំងទីតាំងដែលវាស្ថិតនៅ (លំហ) និងល្បឿនដែលវាផ្លាស់ទីពីមួយថ្ងៃទៅមួយថ្ងៃ (ពេលវេលា) ជំនួសឱ្យការមើលតែរូបថតមួយសន្លឹក។
Edge computing (ការគណនាផ្ទាល់លើឧបករណ៍) ជាការដំណើរការទិន្នន័យនៅនឹងកន្លែង (លើឧបករណ៍កុំព្យូទ័រតូចៗ ឬកាមេរ៉ាផ្ទាល់) ជំនួសឱ្យការបញ្ជូនទិន្នន័យទាំងអស់ទៅកាន់ម៉ាស៊ីនមេ (Cloud server) ឆ្ងាយៗ ដែលជួយកាត់បន្ថយភាពយឺតយ៉ាវ និងសន្សំសំចៃកម្រិតបញ្ជូនអ៊ីនធឺណិត។ ដូចជាការដោះស្រាយលំហាត់គណិតវិទ្យាដោយប្រើម៉ាស៊ីនគិតលេខនៅក្នុងដៃផ្ទាល់ ជំនួសឱ្យការផ្ញើលំហាត់នោះតាមសំបុត្រទៅសួរគ្រូនៅឯសាលាឆ្ងាយ។
Joule heating (កម្ដៅស៊ូល ឬ ការកើនកម្ដៅដោយសារចរន្តអគ្គិសនី) ជាបាតុភូតរូបវិទ្យាដែលថាមពលអគ្គិសនីត្រូវបំប្លែងទៅជាថាមពលកម្ដៅ នៅពេលដែលចរន្តអគ្គិសនីរត់ឆ្លងកាត់ខ្សែចម្លង ឬឧបករណ៍ដែលមានរេស៊ីស្តង់ (Resistance) រាំងស្ទះចរន្ត។ ដូចជាការរត់កាត់ហ្វូងមនុស្សកកកុញ កាលណាអ្នករត់លឿន (ចរន្ត) ហើយមនុស្សរាំងស្ទះច្រើន (រេស៊ីស្តង់) នោះវានឹងធ្វើឱ្យមានការកកិតបញ្ចេញកម្ដៅ។
False Positive - FP (ការវិភាគវិជ្ជមានមិនពិត ឬ ការចាប់យកខុស) ជាកំហុសរបស់ប្រព័ន្ធវិភាគ នៅពេលដែលម៉ូដែលទស្សន៍ទាយថាមានបញ្ហា ឬកំហុសអគ្គិសនី ប៉ុន្តែតាមការពិតវាជាលក្ខខណ្ឌធម្មតា ឬការជះពន្លឺពីមជ្ឈដ្ឋានខាងក្រៅប៉ុណ្ណោះ។ ដូចជាសត្វឆ្កែយាមផ្ទះព្រុសខ្លាំងៗស្មានថាមានចោរចូល តែតាមពិតគ្រាន់តែជាខ្យល់បក់ប៉ះមែកឈើទម្លាក់ស្លឹក។
Over-segmentation (ការកាត់ផ្តាច់រូបភាពតូចៗហួសកម្រិត) ជាបញ្ហាក្នុងដំណើរការរូបភាព (Image Processing) ដែលក្បួនដោះស្រាយបានបំបែករូបភាពមួយទៅជាផ្នែកតូចៗច្រើនពេក ដែលធ្វើឲ្យវត្ថុតែមួយត្រូវបានបំបែកជាបំណែកៗមិនច្បាស់លាស់ ដោយសារមានកម្រិតរំខាន (Noise) ខ្ពស់។ ដូចជាការកាត់នំខេកមួយដុំ ដែលតាមពិតវាមានតែមួយស្រទាប់ តែយើងច្រឡំកាត់វាទៅជាបំណែកល្អិតៗខ្ទេចខ្ទីអស់ដោយសារកាំបិតមុតពេក។

៦. ប្រធានបទពាក់ព័ន្ធ (Further Reading)

អត្ថបទដែលបានបោះពុម្ពនៅលើ KhmerResearch ដែលទាក់ទងនឹងប្រធានបទនេះ៖

ប្រធានបទ និងសំណួរស្រាវជ្រាវដែលទាក់ទងនឹងឯកសារនេះ ដែលអ្នកអាចស្វែងរកបន្ថែម៖