Dienvidaustrumāzija, kurai raksturīgs tropisko lietusmežu klimats, biežas musonu aktivitātes un kalnains reljefs, ir viens no reģioniem, kas pasaulē ir visvairāk pakļauts kalnu plūdu katastrofām. Tradicionālā viena punkta nokrišņu monitoringa sistēma vairs nav pietiekama mūsdienu agrīnās brīdināšanas vajadzībām. Tāpēc ir svarīgi izveidot integrētu monitoringa un brīdināšanas sistēmu, kas apvieno kosmosa, debesu un zemes tehnoloģijas. Šādas sistēmas kodolu veido: hidroloģiskie radara sensori (makroskopiskai nokrišņu monitoringam), lietus mērierīces (precīzai zemes līmeņa kalibrēšanai) un pārvietojuma sensori (ģeoloģisko apstākļu monitoringam uz vietas).
Šis visaptverošais pielietojuma gadījums ilustrē, kā šie trīs sensoru veidi darbojas kopā.
I. Pielietojuma gadījums: Agrīnās brīdināšanas projekts kalnu plūdu un zemes nogruvumu gadījumā Javas salas, Indonēzijas, ūdensšķirtnē
1. Projekta pamatojums:
Kalnu ciematus Javas salas centrālajā daļā pastāvīgi ietekmē musonu lietusgāzes, kas izraisa biežus kalnu plūdus un tiem sekojošus zemes nogruvumus, kuri nopietni apdraud iedzīvotāju dzīvību, īpašumu un infrastruktūru. Vietējā pašvaldība sadarbībā ar starptautiskām organizācijām īstenoja visaptverošu uzraudzības un brīdināšanas projektu tipiskā nelielā reģiona ūdensšķirtnē.
2. Sensora konfigurācija un lomas:
- “Sky Eye” — hidroloģiskie radaru sensori (telpiskā uzraudzība)
- Loma: Makroskopisko tendenču prognozēšana un baseina platības nokrišņu novērtēšana.
- Izvietošana: Augstos punktos ap ūdensšķirtni tika izvietots mazu X joslas vai C joslas hidroloģisko radaru tīkls. Šie radari skenē atmosfēru visā ūdensšķirtnē ar augstu telplaika izšķirtspēju (piemēram, ik pēc 5 minūtēm, 500 m × 500 m režģis), novērtējot nokrišņu intensitāti, kustības virzienu un ātrumu.
- Pielietojums:
- Radars uztver intensīvu lietusgāžu mākoni, kas virzās augšupējā ūdensšķirtnē, un aprēķina, ka tas 60 minūšu laikā pārklās visu ūdensšķirtni, un paredzamā vidējā nokrišņu intensitāte apgabalā pārsniedz 40 mm/h. Sistēma automātiski izdod 1. līmeņa brīdinājumu (ieteikumu), paziņojot zemes novērošanas stacijām un vadības personālam, lai sagatavotos datu pārbaudei un ārkārtas reaģēšanai.
- Radara dati sniedz nokrišņu sadalījuma karti visā ūdensšķirtnē, precīzi identificējot “karstos punktus” ar visspēcīgākajām nokrišnēm, kas kalpo kā kritisks ievades avots turpmākajiem precīziem brīdinājumiem.
- “Zemes atskaites punkts” — lietus mērītāji (precīza uzraudzība konkrētam punktam)
- Loma: Datu vākšana no zemes patiesuma viedokļa un radara datu kalibrēšana.
- Izvietošana: Visā ūdensšķirtnē, īpaši augšpus ciematiem, dažādos augstumos un radara identificētās “karstajās vietās”, tika izvietoti desmitiem lietus mērītāju ar izgāšanas spaiņiem. Šie sensori ar augstu precizitāti (piemēram, 0,2 mm/izgājiens) reģistrē faktiskos nokrišņus zemes līmenī.
- Pielietojums:
- Kad hidroloģiskais radars izdod brīdinājumu, sistēma nekavējoties iegūst reāllaika datus no lietus mērītājiem. Ja vairāki lietus mērītāji apstiprina, ka kopējais nokrišņu daudzums pēdējās stundas laikā ir pārsniedzis 50 mm (iepriekš iestatīts slieksnis), sistēma paaugstina brīdinājuma līmeni līdz 2. līmenim (brīdinājums).
- Nokrišņu mērītāja dati tiek nepārtraukti pārsūtīti uz centrālo sistēmu salīdzināšanai un kalibrēšanai ar radara aprēķiniem, nepārtraukti uzlabojot radara nokrišņu inversijas precizitāti un samazinot viltus trauksmes signālus un neatklātos datus. Tie kalpo kā “uz zemes balstīts pamats” radara brīdinājumu validēšanai.
- “Zemes pulss” — pārvietojuma sensori (ģeoloģiskās reakcijas monitorings)
- Loma: Nogāzes faktiskās reakcijas uz nokrišņiem uzraudzība un tieša brīdināšana par zemes nogruvumiem.
- Izvietošana: Ģeoloģisko pētījumu laikā ūdensšķirtnē identificētajos augsta riska zemes nogruvumu veidos tika uzstādīti vairāki pārvietojuma sensori, tostarp:
- Urbuma inklinometri: tiek uzstādīti urbumos, lai uzraudzītu dziļo pazemes iežu un augsnes sīkas pārvietošanās.
- Plaisu mērītāji/stiepļu ekstensometri: tiek uzstādīti pāri virsmas plaisām, lai uzraudzītu plaisu platuma izmaiņas.
- GNSS (globālās navigācijas satelītu sistēmas) uzraudzības stacijas: uzrauga virsmas nobīdes milimetru līmenī.
- Pielietojums:
- Spēcīgu lietusgāžu laikā lietus mērītāji apstiprina augstu nokrišņu intensitāti. Šajā posmā pārvietojuma sensori sniedz vissvarīgāko informāciju — nogāzes stabilitāti.
- Sistēma konstatē pēkšņu pārvietojuma ātruma paātrinājumu no dziļa inklinometra uz augsta riska nogāzes, ko pavada nepārtraukta virsmas plaisu mērītāju rādījumu paplašināšanās. Tas norāda, ka nogāzē ir iesūkies lietus ūdens, veidojas slīdvirsma un zemes nogruvums ir nenovēršams.
- Pamatojoties uz šiem reāllaika pārvietošanās datiem, sistēma apiet uz nokrišņiem balstītos brīdinājumus un tieši izdod augstākā līmeņa 3. līmeņa trauksmi (ārkārtas trauksmi), paziņojot bīstamajā zonā esošajiem iedzīvotājiem, izmantojot pārraides, īsziņas un sirēnas, lai nekavējoties evakuētos.
II. Sensoru sadarbības darbplūsma
- Agrīnās brīdināšanas fāze (no pirmslietus līdz sākotnējam lietum): Hidroloģiskais radars vispirms augšpus straumes nosaka intensīvus lietus mākoņus, nodrošinot agrīnu brīdinājumu.
- Apstiprināšanas un eskalācijas fāze (lietus laikā): Lietus mērītāji apstiprina, ka piezemes nokrišņu daudzums pārsniedz robežvērtības, norādot un lokalizējot brīdinājuma līmeni.
- Kritiskās darbības fāze (pirms katastrofas): pārvietojuma sensori uztver tiešus nogāzes nestabilitātes signālus, iedarbinot augstākā līmeņa nenovēršamas katastrofas trauksmi, tādējādi iegūstot kritiskas "pēdējās minūtes" evakuācijai.
- Kalibrēšana un mācīšanās (visa procesa laikā): Lietus mērītāja dati nepārtraukti kalibrē radaru, savukārt visi sensoru dati tiek ierakstīti, lai optimizētu turpmākos brīdinājuma modeļus un sliekšņus.
III. Kopsavilkums un izaicinājumi
Šī daudzsensoru integrētā pieeja nodrošina stabilu tehnisko atbalstu kalnu plūdu un zemes nogruvumu novēršanai Dienvidaustrumāzijā.
- Hidroloģiskais radars atbild uz jautājumu "Kur būs spēcīgas lietavas?", sniedzot sagatavošanās laiku.
- Lietus mērītāji atbild uz jautājumu: "Cik daudz lietus patiesībā nolija?", sniedzot precīzus kvantitatīvus datus.
- Nobīdes sensori atbild uz jautājumu: "Vai zeme tūlīt noslīdēs?", sniedzot tiešus pierādījumus par gaidāmo katastrofu.
Izaicinājumi ietver:
- Augstas izmaksas: Radaru un blīvu sensoru tīklu izvietošana un uzturēšana ir dārga.
- Apkopes grūtības: Attālos, mitros un kalnainos apgabalos ievērojams izaicinājums ir nodrošināt elektroapgādi (bieži vien izmantojot saules enerģiju), datu pārraidi (bieži vien izmantojot radiofrekvences vai satelītu) un iekārtu fizisko apkopi.
- Tehniskā integrācija: Lai integrētu datus no vairākiem avotiem un nodrošinātu automatizētu, ātru lēmumu pieņemšanu, ir nepieciešamas jaudīgas datu platformas un algoritmi.
- Pilns serveru un programmatūras bezvadu moduļa komplekts, atbalsta RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWANlūdzu, sazinieties ar Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
Uzņēmuma tīmekļa vietne:www.hondetechco.com
Tālrunis: +86-15210548582
Publicēšanas laiks: 2025. gada 19. septembris