Жобаның фон
Тропикалық муссондық климатымен сипатталатын Оңтүстік-Шығыс Азия жыл сайын жаңбырлы маусымда қатты су тасқынына ұшырайды. Мысал ретінде өкілді елдегі «Чао-Фрайя өзені бассейнін» қолданатын болсақ, бұл бассейн елдің ең тығыз қоныстанған және экономикалық дамыған астанасы мен оған жақын аймақтар арқылы ағып өтеді. Тарихқа көз жүгіртсек, кенеттен жауған нөсер жаңбырдың, ағыстың жоғарғы жағындағы таулы аймақтардан жылдам ағынды ағынның және қаланың батпақтануының өзара әрекеттесуі дәстүрлі, қолмен және тәжірибеге негізделген гидрологиялық бақылау әдістерін жеткіліксіз етіп, жиі уақтылы ескертулерге, айтарлықтай материалдық залалға және тіпті құрбандарға әкелді.
Осы реактивті тәсілден ауысу үшін ұлттық су ресурстары департаменті халықаралық серіктестермен бірлесе отырып, «Чао-Фрая өзені бассейніндегі су тасқынын бақылау және ерте хабарлаудың кешенді жүйесі» жобасын іске қосты. Мақсат IoT, сенсорлық технология және деректер талдауын қолдана отырып, нақты уақыттағы, дәл және тиімді заманауи су тасқынын бақылау жүйесін құру болды.
Негізгі технологиялар және сенсорлық қолданбалар
Жүйе қабылдау қабатының «көздері мен құлақтарын» құрайтын әртүрлі жетілдірілген сенсорларды біріктіреді.
1. Жаңбырды өлшейтін шелек – су тасқынының шығу тегі үшін «алдыңғы күзетші»
- Орналастыру орындары: жоғары ағыстағы таулы аймақтарда, орман қорықтарында, орташа көлемді су қоймаларында және қала шетіндегі негізгі су қоймаларында кеңінен орналастырылған.
- Функция мен рөл:
- Нақты уақыттағы жауын-шашынды бақылау: 0,1 мм дәлдікпен әр минут сайын жауын-шашын деректерін жинайды. Деректер нақты уақыт режимінде GPRS/4G/спутниктік байланыс арқылы орталық басқару орталығына беріледі.
- Дауылды ескерту: жаңбыр өлшегіш қысқа мерзім ішінде өте жоғары қарқынды жауын-шашынды тіркегенде (мысалы, бір сағатта 50 мм-ден астам), жүйе автоматты түрде бастапқы ескертуді қосады, бұл аймақта су тасқыны немесе жылдам ағу қаупін көрсетеді.
- Деректерді біріктіру: жауын-шашын туралы деректер гидрологиялық модельдер үшін ең маңызды кіріс параметрлерінің бірі болып табылады, өзендерге ағынды су көлемін және су тасқыны шыңдарының келу уақытын болжау үшін пайдаланылады.
2. Радар шығын өлшегіш – өзеннің «импульстік мониторы»
- Орналастыру орындары: Өзеннің барлық негізгі арналарында, негізгі құяр сағаларында, су қоймаларының төменгі ағысында және қала кіреберісіндегі маңызды көпірлерде немесе мұнараларда орнатылады.
- Функция мен рөл:
- Байланыссыз жылдамдықты өлшеу: төмен техникалық қызмет көрсетуді қажет ететін судың сапасы немесе шөгінді құрамы әсер етпейтін жер үсті суының жылдамдығын дәл өлшеу үшін радиолокациялық толқындардың шағылысу принциптерін пайдаланады.
- Су деңгейін және көлденең қиманы өлшеу: Кірістірілген қысымды су деңгейі сенсорларымен немесе ультрадыбыстық су деңгейі өлшегіштерімен біріктірілген ол нақты уақыттағы су деңгейінің деректерін алады. Алдын ала жүктелген өзен арнасының көлденең қимасының топографиялық деректерін пайдалана отырып, ол нақты уақыттағы ағын жылдамдығын (м³/с) есептейді.
- Негізгі ескерту индикаторы: Ағын жылдамдығы су тасқынының шамасын анықтауға арналған ең тікелей көрсеткіш болып табылады. Радар өлшегіш арқылы бақыланатын ағын алдын ала орнатылған ескертуден немесе қауіп шегінен асқанда, жүйе төменгі ағынды эвакуациялау үшін маңызды уақытты сатып алып, әртүрлі деңгейлерде ескертулерді іске қосады.
3. Ауыстыру сенсоры – инфрақұрылымға арналған «Қауіпсіздік сақшысы».
- Орналастыру орындары: геотехникалық қауіп-қатерге бейім сыни бөгеттер, жағалау бөгеттері, беткейлер және өзен жағалаулары.
- Функция мен рөл:
- Құрылымдық денсаулықты бақылау: GNSS (Жаһандық навигациялық жерсерік жүйесі) ығысу датчиктерін және миллиметр деңгейіндегі жылжуды, шөгуді және бөгеттер мен еңістердің қисаюын үздіксіз бақылау үшін орнындағы инклинометрлерді пайдаланады.
- Бөгет/бұзылу туралы ескерту: Су тасқыны кезінде су деңгейінің көтерілуі гидротехникалық құрылыстарға үлкен қысым жасайды. Ауыстыру сенсорлары құрылымдық тұрақсыздықтың ерте, нәзік белгілерін анықтай алады. Егер орын ауыстырудың өзгеру қарқыны кенеттен жылдамдаса, жүйе инженерлік ақаулардан туындаған апатты су тасқынының алдын алып, құрылымдық қауіпсіздік туралы ескертуді дереу береді.
Жүйенің жұмыс барысы және қол жеткізілген нәтижелер
- Деректерді алу және беру: бассейндегі жүздеген сенсорлық түйіндер әрбір 5-10 минут сайын деректерді жинайды және оны IoT желісі арқылы бұлттық деректер орталығына пакеттер түрінде жібереді.
- Деректерді біріктіру және модельді талдау: Орталық платформа жаңбыр өлшегіштерден, радар шығын өлшегіштерінен және орын ауыстыру сенсорларынан көп дереккөзді деректерді қабылдайды және біріктіреді. Бұл деректер нақты уақыттағы су тасқынын модельдеу және болжау үшін калибрленген біріктірілген гидрометеорологиялық және гидравликалық модельге беріледі.
- Интеллектуалды ерте ескерту және шешімді қолдау:
- 1-жағдаят: Жоғары ағыстағы таулардағы жаңбыр өлшегіштер қатты дауылды анықтайды; Модель ескерту деңгейінен асатын су тасқынының шыңы 3 сағатта А қаласына жетеді деп бірден болжайды. Жүйе автоматты түрде А қаласының апаттардың алдын алу бөліміне ескерту жібереді.
- 2-сценарий: В қаласы арқылы өтетін өзендегі радар шығынын өлшегіш бір сағат ішінде ағын жылдамдығының жылдам артуын көрсетеді, бұл ретте су деңгейі өзен арнасынан асып кетеді. Жүйе қызыл дабылды қосады және мобильді қосымшалар, әлеуметтік желілер және төтенше жағдайлар туралы хабарлар арқылы өзен жағасындағы тұрғындарға шұғыл эвакуация туралы бұйрықтар береді.
- 3-сценарий: С нүктесіндегі су қоймасының ескі бөлігіндегі орын ауыстыру сенсорлары қалыптан тыс қозғалысты анықтап, жүйені құлау қаупін белгілеуге шақырады. Командалық орталық күшейту үшін инженерлік топтарды дереу жібере алады және қауіпті аймақтағы тұрғындарды алдын ала эвакуациялай алады.
- Қолдану нәтижелері:
- Ескерту уақытының артуы: Дәстүрлі әдістермен салыстырғанда су тасқыны туралы ескерту уақыты 2-4 сағаттан 6-12 сағатқа дейін жақсарды.
- Шешім қабылдаудың жақсартылған ғылыми қатаңдығы: нақты уақыттағы деректерге негізделген ғылыми модельдер тәжірибеге негізделген анық емес пайымдауды ауыстырып, резервуардың жұмысы және су тасқыны аймағын белсендіру сияқты шешімдерді дәлірек қабылдады.
- Шығындарды азайту: Жүйені іске қосқаннан кейінгі бірінші су тасқыны маусымында ол тікелей экономикалық шығындарды шамамен 30%-ға қысқартқан және нөлдік шығынға қол жеткізген екі ірі су тасқынын сәтті басқарды.
- Жақсартылған жұртшылықтың қатысуы: Қоғамдық мобильді қосымша арқылы азаматтар өздерінің маңайындағы жауын-шашын мен су деңгейі туралы ақпаратты нақты уақыт режимінде тексере алады, бұл халықтың апаттардың алдын алу туралы хабардарлығын арттырады.
Қиындықтар және болашаққа болжам
- Қиындықтар: жоғары бастапқы жүйе инвестициясы; шалғай елді мекендердегі байланыс желісін қамту проблемалы болып қалуда; сенсордың ұзақ мерзімді тұрақтылығы және вандализмге қарсы тұру тұрақты техникалық қызмет көрсетуді қажет етеді.
- Болашаққа болжам: Жоспарларға болжам дәлдігін одан әрі жақсарту үшін AI алгоритмдерін енгізу кіреді; мониторинг қамтуды кеңейту үшін жерсеріктік қашықтықтан зондтау деректерін біріктіру; және «Ақылды өзен бассейні» басқару жүйесін құру үшін қала құрылысы және ауылшаруашылық суды пайдалану жүйелерімен тереңірек байланыстарды зерттеу.
Түйіндеме:
Бұл жағдайды зерттеу «аспаннан» «жерге», «көзден» «көзге» дейін су тасқыны мониторингі мен ерте хабарлаудың жан-жақты, көпөлшемді жүйесін құруды (көзді сезіну), радар ағынын өлшеуіштерінің (процесті бақылайтын) және орын ауыстыру сенсорларының (инфрақұрылымды қорғау) синергетикалық жұмысы қалай көрсететінін көрсетеді. Бұл Оңтүстік-Шығыс Азиядағы су тасқынын бақылау технологиясын жаңғырту бағытын ғана емес, сонымен қатар ұқсас өзен бассейндеріндегі жаһандық су тасқынын басқарудың құнды практикалық тәжірибесін береді.
Серверлердің толық жиынтығы және бағдарламалық жасақтаманың сымсыз модулі, RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN қолдайды
Honde Technology Co., LTD компаниясына хабарласыңыз.
Email: info@hondetech.com
Компанияның веб-сайты:www.hondetechco.com
Тел: +86-15210548582
Жіберу уақыты: 29 қыркүйек 2025 ж