Жобаның негізі
Тропикалық муссон климатымен сипатталатын Оңтүстік-Шығыс Азия жыл сайын жаңбырлы маусымда қатты су тасқыны қаупіне тап болады. «Чао Пхрая өзені бассейнін» мысал ретінде келтірсек, бұл бассейн елдің ең тығыз қоныстанған және экономикалық тұрғыдан дамыған астанасы мен айналасындағы аймақтар арқылы ағады. Тарихи тұрғыдан алғанда, кенеттен жауған нөсер жаңбырлардың, жоғарғы ағыстағы таулы аудандардан тез ағып жатқан судың және қалалық судың жиналуының өзара әрекеттесуі дәстүрлі, қолмен және тәжірибеге негізделген гидрологиялық мониторинг әдістерін жеткіліксіз етті, бұл көбінесе уақтылы ескертулерге, елеулі мүліктік залалға және тіпті адам өліміне әкелді.
Осы реактивті тәсілден бас тарту үшін ұлттық су ресурстары департаменті халықаралық серіктестермен бірлесіп «Чао Пхрая өзені бассейні үшін су тасқынын бақылау және ерте ескертудің кешенді жүйесі» жобасын іске қосты. Мақсат - IoT, сенсорлық технологиялар және деректерді талдауды пайдаланатын нақты уақыт режиміндегі, дәл және тиімді заманауи су тасқынын бақылау жүйесін құру болды.
Негізгі технологиялар және сенсорлық қолданбалар
Жүйе қабылдау қабатының «көздері мен құлақтарын» құрайтын әртүрлі озық сенсорларды біріктіреді.
1. Шелекпен жаңбыр өлшегіш – су тасқынының шығу тегі бойынша «алдыңғы шептегі күзетші»
- Орналастыру орындары: Таулы аймақтардың жоғарғы жағында, орман қорықтарында, орташа су қоймаларында және қала шетіндегі негізгі су жинау аймақтарында кеңінен орналастырылған.
- Функциясы және рөлі:
- Нақты уақыт режиміндегі жауын-шашын мониторингі: Жауын-шашын туралы деректерді минут сайын, 0,1 мм дәлдікпен жинайды. Деректер нақты уақыт режимінде GPRS/4G/спутниктік байланыс арқылы орталық басқару орталығына жіберіледі.
- Дауыл туралы ескерту: Жаңбыр өлшегіш қысқа мерзімде өте жоғары қарқынды жауын-шашынды тіркеген кезде (мысалы, бір сағат ішінде 50 мм-ден астам), жүйе сол аймақта кенеттен су тасқыны немесе тез ағын қаупін көрсететін бастапқы дабыл сигналын автоматты түрде іске қосады.
- Деректерді біріктіру: Жауын-шашын туралы деректер гидрологиялық модельдер үшін ең маңызды кіріс параметрлерінің бірі болып табылады, ол өзендерге ағып жатқан су көлемін және су тасқыны шыңдарының келу уақытын болжау үшін қолданылады.
2. Радарлық ағын өлшегіш – өзеннің «пульс мониторы»
- Орналастыру орындары: Барлық ірі өзен арналарында, негізгі салалардың қосылыстарында, су қоймаларының төменгі ағысында және қала кіреберістеріндегі маңызды көпірлерде немесе мұнараларда орнатылады.
- Функциясы және рөлі:
- Байланыссыз жылдамдықты өлшеу: судың сапасына немесе шөгінді құрамына әсер етпейтін және аз күтімді қажет ететін беткі су жылдамдығын дәл өлшеу үшін радарлық толқындарды шағылыстыру принциптерін пайдаланады.
- Су деңгейі мен көлденең қимасын өлшеу: Кіріктірілген қысымды су деңгейінің датчиктерімен немесе ультрадыбыстық су деңгейінің өлшегіштерімен бірге ол нақты уақыт режимінде су деңгейі туралы деректер алады. Алдын ала жүктелген өзен арнасының көлденең қимасының топографиялық деректерін пайдалана отырып, ол нақты уақыт режиміндегі ағын жылдамдығын (м³/с) есептейді.
- Негізгі ескерту индикаторы: Ағын жылдамдығы су тасқынының көлемін анықтаудың ең тікелей көрсеткіші болып табылады. Радар өлшегішімен бақыланатын ағын алдын ала белгіленген ескерту немесе қауіп шегінен асып кеткенде, жүйе әртүрлі деңгейлерде дабылдарды іске қосады, бұл ағынның төменгі жағындағы эвакуация үшін маңызды уақытты алады.
3. Ығыстыру сенсоры – инфрақұрылымға арналған «қауіпсіздік күзетшісі»
- Орналастыру орындары: геотехникалық қауіптерге бейім маңызды бөгеттер, жағалау бөгеттері, беткейлер және өзен жағалаулары.
- Функциясы және рөлі:
- Құрылымдық денсаулықты бақылау: Миллиметрлік деңгейдегі ығысуды, шөгуді және дамбалар мен беткейлердің еңкеюін үздіксіз бақылау үшін GNSS (Ғаламдық навигациялық спутниктік жүйе) ығысу сенсорларын және орнында орналасқан инклинометрлерді пайдаланады.
- Бөгеттің бұзылуы/бөгеттің бұзылуы туралы ескерту: Су тасқыны кезінде су деңгейінің көтерілуі гидравликалық құрылымдарға үлкен қысым жасайды. Ығысу сенсорлары құрылымдық тұрақсыздықтың ерте, нәзік белгілерін анықтай алады. Егер ығысу жылдамдығы кенеттен жылдамдаса, жүйе дереу құрылымдық қауіпсіздік дабылын шығарады, бұл инженерлік ақаулардан туындаған апатты су тасқынының алдын алады.
Жүйелік жұмыс процесі және қол жеткізілген нәтижелер
- Деректерді жинау және беру: Бассейндегі жүздеген сенсорлық түйіндер әр 5-10 минут сайын деректерді жинайды және оны IoT желісі арқылы бұлттық деректер орталығына пакеттермен жібереді.
- Деректерді біріктіру және модельдерді талдау: Орталық платформа жаңбыр өлшегіштерден, радарлық ағын өлшегіштерден және ығысу сенсорларынан көп көзді деректерді қабылдайды және біріктіреді. Бұл деректер нақты уақыт режимінде су тасқынын модельдеу және болжау үшін калибрленген гидрометеорологиялық және гидравликалық модельге енгізіледі.
- Ақылды ерте ескерту және шешім қабылдауды қолдау:
- 1-жағдай: Таудың жоғарғы ағысындағы жаңбыр өлшегіштер қатты дауылды анықтайды; модель ескерту деңгейінен асатын су тасқыны шыңы А қаласына 3 сағат ішінде жететінін бірден болжайды. Жүйе А қаласының апаттардың алдын алу бөліміне автоматты түрде ескерту жібереді.
- 2-жағдай: В қаласынан өтетін өзендегі радарлық ағын өлшегіш бір сағат ішінде ағын жылдамдығының күрт артуын, су деңгейі бөгеттен асып кетуге жақын екенін көрсетеді. Жүйе қызыл дабыл сигналын іске қосады және мобильді қосымшалар, әлеуметтік желілер және төтенше жағдайлар туралы хабарлар арқылы өзен жағалауындағы тұрғындарға шұғыл эвакуациялау туралы бұйрықтар береді.
- 3-жағдай: С нүктесіндегі бөгеттің ескі бөлігіндегі ығысу сенсорлары қалыптан тыс қозғалысты анықтап, жүйенің құлау қаупін белгілеуіне себеп болады. Басқару орталығы дереу инженерлік топтарды күшейтуге жіберіп, қауіпті аймақтағы тұрғындарды алдын ала эвакуациялай алады.
- Өтінім нәтижелері:
- Ескерту уақытының ұзаруы: Дәстүрлі әдістермен салыстырғанда, су тасқыны туралы ескерту уақытының ұзаруы 2-4 сағаттан 6-12 сағатқа дейін қысқарды.
- Шешім қабылдаудың ғылыми дәлдігін арттыру: Нақты уақыт деректеріне негізделген ғылыми модельдер тәжірибеге негізделген анық емес пайымдауларды алмастырды, бұл су қоймасын пайдалану және су тасқынының бағытын өзгерту аймағын іске қосу сияқты шешімдерді дәлірек етеді.
- Шығындардың азаюы: Жүйе орналастырылғаннан кейінгі алғашқы су тасқыны маусымында ол екі ірі су тасқыны оқиғасын сәтті басқарды, бұл тікелей экономикалық шығындарды шамамен 30%-ға азайтты және нөлдік шығынға қол жеткізді деп есептеледі.
- Қоғамдық белсенділікті жақсарту: Қоғамдық мобильді қосымша арқылы азаматтар өз маңындағы жауын-шашын мен су деңгейі туралы ақпаратты нақты уақыт режимінде тексере алады, бұл халықтың апаттардың алдын алу туралы хабардарлығын арттырады.
Қиындықтар және болашаққа көзқарас
- Қиындықтар: Бастапқы жүйеге көп инвестиция салу; шалғай аудандардағы байланыс желісін қамту мәселесі әлі де шешілмеген; сенсорлардың ұзақ мерзімді тұрақтылығы мен вандализмге төзімділігі үздіксіз техникалық қызмет көрсетуді қажет етеді.
- Болашаққа болжам: Жоспарларға болжам дәлдігін одан әрі жақсарту үшін жасанды интеллект алгоритмдерін енгізу; мониторинг қамтуын кеңейту үшін спутниктік қашықтықтан зондтау деректерін біріктіру; және қала құрылысы мен ауылшаруашылық суды пайдалану жүйелерімен тереңірек байланысты зерттеу, «Ақылды өзен бассейнін» басқарудың тұрақты құрылымын құру кіреді.
Қысқаша мазмұны:
Бұл зерттеу Tipping Bucket жаңбыр өлшегіштерінің (көзді сезу), радарлық ағын өлшегіштердің (процесті бақылау) және ығысу сенсорларының (инфрақұрылымды қорғау) синергетикалық жұмысының «аспаннан» «жерге», «көзден» «құрылымға» дейін кешенді, көп өлшемді су тасқынын бақылау және ерте ескерту жүйесін қалай құратынын көрсетеді. Бұл Оңтүстік-Шығыс Азиядағы су тасқынын бақылау технологиясының жаңғырту бағытын ғана емес, сонымен қатар ұқсас өзен бассейндеріндегі жаһандық су тасқынын басқару үшін құнды практикалық тәжірибе береді.
Серверлердің толық жиынтығы және бағдарламалық жасақтама сымсыз модулі, RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN қолдайды
Honde Technology Co., LTD компаниясына хабарласыңыз.
Email: info@hondetech.com
Компания веб-сайты:www.hondetechco.com
Тел: +86-15210548582
Жарияланған уақыты: 2025 жылғы 29 қыркүйек