Projekta pamatinformācija
Dienvidaustrumāzija, kurai raksturīgs tropiskais musonu klimats, katru gadu lietus sezonā saskaras ar nopietniem plūdu draudiem. Izmantojot reprezentatīvas valsts "Čao Prajas upes baseinu" kā piemēru, šis baseins plūst cauri valsts blīvāk apdzīvotajai un ekonomiski attīstītākajai galvaspilsētai un apkārtējiem reģioniem. Vēsturiski pēkšņu lietusgāžu, straujas noteces no kalnu apgabaliem augštecē un pilsētu ūdens uzkrāšanās mijiedarbība ir padarījusi tradicionālās, manuālās un uz pieredzi balstītās hidroloģiskā monitoringa metodes nepietiekamas, bieži vien izraisot nelaikā brīdinājumus, ievērojamus īpašuma bojājumus un pat upurus.
Lai atteiktos no šīs reaktīvās pieejas, valsts ūdens resursu departaments sadarbībā ar starptautiskiem partneriem uzsāka projektu “Integrētā plūdu uzraudzības un agrīnās brīdināšanas sistēma Čao Prajas upes baseinam”. Mērķis bija izveidot reāllaika, precīzu un efektīvu modernu plūdu kontroles sistēmu, izmantojot lietu internetu (IoT), sensoru tehnoloģijas un datu analīzi.
Galvenās tehnoloģijas un sensoru pielietojumi
Sistēma integrē dažādus uzlabotus sensorus, veidojot uztveres slāņa “acis un ausis”.
1. Lietus mērītājs ar apgāžamu spaini — plūdu cēloņu “pirmās līnijas sargs”
- Izvietošanas vietas: Plaši izvietotas kalnu augštecēs, mežu rezervātos, vidēja lieluma ūdenskrātuvēs un galvenajās sateces baseinos pilsētu perifērijā.
- Funkcija un loma:
- Nokrišņu monitorings reāllaikā: Katru minūti apkopo nokrišņu datus ar precizitāti līdz 0,1 mm. Dati tiek pārsūtīti reāllaikā uz centrālo vadības centru, izmantojot GPRS/4G/satelīta sakarus.
- Vētras brīdinājums: Kad lietus mērītājs īsā laika periodā reģistrē ārkārtīgi augstas intensitātes lietu (piemēram, vairāk nekā 50 mm vienas stundas laikā), sistēma automātiski aktivizē sākotnējo brīdinājumu, norādot uz pēkšņu plūdu vai straujas noteces risku šajā apgabalā.
- Datu sapludināšana: Nokrišņu dati ir viens no svarīgākajiem hidroloģisko modeļu ievades parametriem, ko izmanto, lai prognozētu noteces apjomu upēs un plūdu maksimuma iestāšanās laiku.
2. Radara plūsmas mērītājs — upes “pulsa monitors”
- Izvietošanas vietas: uzstādītas visās galvenajās upju gultnēs, galveno pieteku satekās, lejpus ūdenskrātuvēm un uz kritiski svarīgiem tiltiem vai torņiem pie pilsētu ieejām.
- Funkcija un loma:
- Bezkontakta ātruma mērīšana: izmanto radara viļņu atstarošanas principus, lai precīzi izmērītu virszemes ūdens ātrumu, ko neietekmē ūdens kvalitāte vai nogulumu saturs, un tam nepieciešama neliela apkope.
- Ūdens līmeņa un šķērsgriezuma mērīšana: Apvienojumā ar iebūvētiem spiediena ūdens līmeņa sensoriem vai ultraskaņas ūdens līmeņa mērītājiem tas iegūst reāllaika ūdens līmeņa datus. Izmantojot iepriekš ielādētus upes gultnes šķērsgriezuma topogrāfijas datus, tas aprēķina reāllaika plūsmas ātrumu (m³/s).
- Galvenais brīdinājuma indikators: plūsmas ātrums ir tiešākais rādītājs plūdu apmēra noteikšanai. Kad radara mērītāja uzraudzītā plūsma pārsniedz iepriekš iestatītos brīdinājuma vai bīstamības sliekšņus, sistēma aktivizē brīdinājumus dažādos līmeņos, iegūstot izšķirošu laiku evakuācijai lejup pa straumi.
3. Nobīdes sensors — infrastruktūras “drošības sargs”
- Izvietošanas vietas: kritiski dambji, uzbērumu dambji, nogāzes un upju krasti, kas pakļauti ģeotehniskiem apdraudējumiem.
- Funkcija un loma:
- Konstrukcijas veselības uzraudzība: izmanto GNSS (globālās navigācijas satelītu sistēmas) pārvietojuma sensorus un iebūvētus slīpuma mērītājus, lai nepārtraukti uzraudzītu dambju un nogāžu pārvietojumu, nosēšanos un slīpumu milimetru līmenī.
- Brīdinājums par dambja/lūzuma atteici: Plūdu laikā ūdens līmeņa celšanās rada milzīgu spiedienu uz hidrauliskajām konstrukcijām. Nobīdes sensori var noteikt agrīnas, smalkas konstrukcijas nestabilitātes pazīmes. Ja nobīdes izmaiņu ātrums pēkšņi paātrinās, sistēma nekavējoties izdod konstrukcijas drošības brīdinājumu, novēršot katastrofālus plūdus, ko izraisa inženiertehniskas kļūmes.
Sistēmas darbplūsma un sasniegtie rezultāti
- Datu iegūšana un pārraide: simtiem sensoru mezglu visā baseinā ik pēc 5–10 minūtēm vāc datus un pārraida tos paketēs uz mākoņa datu centru, izmantojot lietu interneta tīklu.
- Datu sapludināšana un modeļu analīze: Centrālā platforma saņem un integrē datus no vairākiem avotiem no lietus mērītājiem, radara plūsmas mērītājiem un pārvietojuma sensoriem. Šie dati tiek ievadīti kalibrētā savienotā hidrometeoroloģiskajā un hidrauliskajā modelī reāllaika plūdu simulācijai un prognozēšanai.
- Inteliģenta agrīnā brīdināšana un lēmumu atbalsts:
- 1. scenārijs: Lietus mērītāji augšteces kalnos konstatē spēcīgu vētru; modelis nekavējoties prognozē, ka plūdu maksimums, kas pārsniegs brīdinājuma līmeni, sasniegs A pilsētu 3 stundu laikā. Sistēma automātiski nosūta brīdinājumu A pilsētas katastrofu novēršanas nodaļai.
- 2. scenārijs: Caur B pilsētu plūstošās upes radara plūsmas mērītājs uzrāda strauju plūsmas ātruma pieaugumu stundas laikā, ūdens līmenim drīz pārsniedzot dambja robežu. Sistēma aktivizē sarkano trauksmi un, izmantojot mobilās lietotnes, sociālos medijus un ārkārtas pārraides, izdod steidzamus evakuācijas rīkojumus upes krasta iedzīvotājiem.
- 3. scenārijs: pārvietojuma sensori uz veca dambja posma C punktā konstatē anomālu kustību, liekot sistēmai signalizēt par sabrukšanas risku. Komandcentrs var nekavējoties nosūtīt inženieru komandas pastiprinājuma saņemšanai un preventīvi evakuēt iedzīvotājus riska zonā.
- Pieteikuma rezultāti:
- Palielināts brīdinājuma sagatavošanās laiks: Salīdzinot ar tradicionālajām metodēm, plūdu brīdinājuma sagatavošanās laiks uzlabojās no 2–4 stundām līdz 6–12 stundām.
- Pastiprināta lēmumu pieņemšanas zinātniskā precizitāte: zinātniskie modeļi, kuru pamatā ir reāllaika dati, aizstāja uz pieredzi balstītus neskaidrus spriedumus, padarot precīzākus tādus lēmumus kā rezervuāra darbība un plūdu novadīšanas zonas aktivizēšana.
- Samazināti zaudējumi: Pirmajā plūdu sezonā pēc sistēmas ieviešanas tā veiksmīgi tika galā ar diviem lieliem plūdiem, un tiek lēsts, ka tiešos ekonomiskos zaudējumus ir samazinājuši par aptuveni 30 %, un cietušo skaits ir nulle.
- Uzlabota sabiedrības iesaistīšana: Izmantojot publisku mobilo lietotni, iedzīvotāji var reāllaikā pārbaudīt nokrišņu daudzumu un ūdens līmeni savā apkārtnē, tādējādi uzlabojot sabiedrības izpratni par katastrofu novēršanu.
Izaicinājumi un nākotnes perspektīvas
- Problēmas: Augstas sākotnējās investīcijas sistēmā; sakaru tīkla pārklājums attālos apgabalos joprojām ir problemātisks; sensoru ilgtermiņa stabilitāte un izturība pret vandālismu prasa pastāvīgu apkopi.
- Nākotnes perspektīvas: Plānos ietilpst mākslīgā intelekta algoritmu ieviešana, lai vēl vairāk uzlabotu prognožu precizitāti; satelītu tālizpētes datu integrēšana, lai paplašinātu monitoringa aptvērumu; un dziļākas saiknes ar pilsētplānošanu un lauksaimniecības ūdens izmantošanas sistēmām izpēte, lai izveidotu noturīgāku “viedās upes baseina” pārvaldības sistēmu.
Kopsavilkums:
Šis gadījuma pētījums parāda, kā sinerģiska darbība, ko veido apgāžamu kausu lietus mērītāji (avota noteikšana), radara plūsmas mērītāji (procesa uzraudzība) un pārvietojuma sensori (aizsardzības infrastruktūra), veido visaptverošu, daudzdimensionālu plūdu uzraudzības un agrīnās brīdināšanas sistēmu — no “debesīm” līdz “zemei”, no “avota” līdz “struktūrai”. Tas ne tikai atspoguļo plūdu kontroles tehnoloģiju modernizācijas virzienu Dienvidaustrumāzijā, bet arī sniedz vērtīgu praktisku pieredzi globālai plūdu pārvaldībai līdzīgos upju baseinos.
Pilns serveru un programmatūras bezvadu moduļa komplekts, atbalsta RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN
lūdzu, sazinieties ar Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
Uzņēmuma tīmekļa vietne:www.hondetechco.com
Tālrunis: +86-15210548582
Publicēšanas laiks: 2025. gada 29. septembris