Bakgrunnur verkefnisins
Suðaustur-Asía, sem einkennist af hitabeltismonsúnloftslagi, stendur frammi fyrir miklum flóðahættum árlega á regntímanum. Sem dæmi um „Chao Phraya fljótsvatnasvæðið“ rennur þetta vatnasvæði um þéttbýlustu og efnahagslega þróaðustu höfuðborg landsins og nærliggjandi svæði. Sögulega séð hefur samspil skyndilegra úrhellisrigninga, hraðrar afrennslis frá fjöllum svæðum uppstreymis og vatnsþrengsla í þéttbýli gert hefðbundnar, handvirkar og reynslubundnar vatnsfræðilegar eftirlitsaðferðir ófullnægjandi, sem oft leiðir til ótímabærra viðvarana, verulegs eignatjóns og jafnvel mannfalls.
Til að víkja frá þessari viðbragðsnálgun hleypti vatnsauðlindadeild landsins, í samstarfi við alþjóðlega samstarfsaðila, af stokkunum verkefninu „Samþætt flóðavöktunar- og viðvörunarkerfi fyrir vatnasvið Chao Phraya-árinnar“. Markmiðið var að koma á fót rauntíma, nákvæmu og skilvirku nútímalegu flóðaeftirlitskerfi sem nýtir sér internetið á hlut, skynjaratækni og gagnagreiningar.
Kjarnatækni og skynjaraforrit
Kerfið samþættir ýmsa háþróaða skynjara og mynda „augu og eyru“ skynjunarlagsins.
1. Regnmælir sem veltir fötu – „Fyrsta víglínuvörðurinn“ fyrir uppruna flóða
- Dreifingarstaðir: Víða notað í fjöllum uppstreymis, skóglendi, meðalstórum lónum og lykilvatnssvæðum í jaðri þéttbýlis.
- Hlutverk og virkni:
- Úrkomueftirlit í rauntíma: Safnar úrkomugögnum á mínútu fresti með 0,1 mm nákvæmni. Gögnin eru send í rauntíma til stjórnstöðvarinnar í gegnum GPRS/4G/gervihnattasamskipti.
- Viðvörun um storm: Þegar úrkomumælir mælir mjög mikla úrkomu á stuttum tíma (t.d. yfir 50 mm á einni klukkustund), þá sendir kerfið sjálfkrafa frá sér viðvörun sem gefur til kynna hættu á skyndiflóðum eða hraðri afrennsli á viðkomandi svæði.
- Gagnasamruni: Úrkomugögn eru ein mikilvægasta inntaksbreytan fyrir vatnafræðileg líkön, notuð til að spá fyrir um afrennslismagn í ár og komutíma flóðatoppa.
2. Ratsjárflæðismælir – „Púlsmælir“ árinnar
- Uppsetningarstaðir: Uppsett við allar helstu árfarvegi, ármót helstu þveráa, neðarlega fyrir neðan lón og á mikilvægum brúm eða turnum við borgarinnganga.
- Hlutverk og virkni:
- Snertilaus hraðamæling: Notar meginreglur um endurspeglun ratsjárbylgna til að mæla nákvæmlega hraða yfirborðsvatns, óháð vatnsgæðum eða setmagni og krefst lítils viðhalds.
- Vatnsborðs- og þversniðsmælingar: Í samvinnu við innbyggða þrýstiskynjara fyrir vatnsborð eða ómskoðunarmæla fyrir vatnsborð fær það rauntíma gögn um vatnsborð. Með því að nota fyrirfram innsett gögn um þversnið árfarvegar reiknar það út rauntímarennslishraða (m³/s).
- Kjarnaviðvörunarvísir: Rennslishraði er beinasta vísbendingin til að ákvarða umfang flóða. Þegar rennslið sem ratsjármælirinn fylgist með fer yfir fyrirfram ákveðin viðvörunar- eða hættumörk, sendir kerfið út viðvaranir á mismunandi stigum, sem gefur mikilvægan tíma fyrir rýmingu niðurstreymis.
3. Færsluskynjari – „Öryggisvörður“ fyrir innviði
- Dreifingarstaðir: Mikilvægir varnargarðar, stíflur, brekkur og árbakkar þar sem jarðtæknileg hætta er á.
- Hlutverk og virkni:
- Eftirlit með burðarvirki: Notar GNSS (Global Navigation Satellite System) færsluskynjara og hallamæla á staðnum til að fylgjast stöðugt með færslu, sigi og halla varnargarða og halla á millimetrastigi.
- Viðvörun um stíflubilun/brot: Í flóðum veldur hækkandi vatnsborð miklum þrýstingi á vatnsmannvirki. Færsluskynjarar geta greint snemma, lúmsk merki um óstöðugleika í mannvirkjum. Ef hraði færslna eykst skyndilega, gefur kerfið strax út öryggisviðvörun um mannvirki og kemur í veg fyrir stórfelld flóð af völdum verkfræðilegra bilana.
Kerfisvinnuflæði og náð árangur
- Gagnaöflun og sending: Hundruð skynjarahnúta um allt vatnasviðið safna gögnum á 5-10 mínútna fresti og senda þau í pakka til skýjagagnaversins í gegnum IoT net.
- Gagnasamruni og líkanagreining: Miðlæga kerfið tekur við og samþættir gögn úr mörgum áttum, svo sem regnmælum, ratsjárflæðismælum og færsluskynjurum. Þessum gögnum er komið fyrir í kvörðuðu, tengt vatns-, veður- og vökvalíkani fyrir rauntíma flóðahermun og spár.
- Snjall viðvörun og ákvarðanatökustuðningur:
- Atburðarás 1: Regnmælar í fjöllunum uppstreymis greina mikinn storm; líkanið spáir strax fyrir um að flóðatoppur sem fer yfir viðvörunarstig muni ná til bæjar A eftir 3 klukkustundir. Kerfið sendir sjálfkrafa viðvörun til hamfaravarnadeildar bæjar A.
- Atburðarás 2: Ratsjárflæðismælirinn á ánni sem rennur í gegnum borg B sýnir hraða aukningu á rennsli innan klukkustundar og vatnsborðið er að fara yfir varnargarðinn. Kerfið gefur frá sér rauða viðvörun og sendir út brýnar rýmingarfyrirmæli til íbúa við árbakkann í gegnum snjallsímaforrit, samfélagsmiðla og neyðarútsendingar.
- Atburðarás 3: Færsluskynjarar á gömlum hluta varnargarðs við punkt C greina óeðlilega hreyfingu, sem veldur því að kerfið merkir hættu á hruni. Stjórnstöðin getur þegar í stað sent verkfræðiteymi til liðsauka og rýmt íbúa á hættusvæðinu fyrirbyggjandi.
- Niðurstöður umsóknar:
- Lengri viðvörunartími: Í samanburði við hefðbundnar aðferðir batnaði viðvörunartími vegna flóða úr 2-4 klukkustundum í 6-12 klukkustundir.
- Aukin vísindaleg nákvæmni í ákvarðanatöku: Vísindalíkön byggð á rauntímagögnum komu í stað reynslubundinnar óskýrrar dómgreindar, sem gerði ákvarðanir eins og rekstur lóna og virkjun flóðaleiðréttingarsvæða nákvæmari.
- Minnkað tap: Á fyrsta flóðatímabilinu eftir að kerfið var tekið í notkun tókst því að takast á við tvö stór flóð, og áætlað er að þau hafi dregið úr beinu efnahagslegu tjóni um það bil 30% og valdið engum manntjóni.
- Bætt þátttaka almennings: Í gegnum almenningsforrit geta borgarar athugað upplýsingar um úrkomu og vatnsborð í rauntíma í nágrenni sínu, sem eykur vitund almennings um forvarnir gegn náttúruhamförum.
Áskoranir og framtíðarhorfur
- Áskoranir: Mikil upphafsfjárfesting í kerfinu; þekja samskiptaneta á afskekktum svæðum er enn vandamál; langtímastöðugleiki skynjara og varnarleysi gegn skemmdarverkum krefst stöðugs viðhalds.
- Framtíðarhorfur: Áætlanir fela í sér að kynna gervigreindarreiknirit til að bæta enn frekar nákvæmni spáa; samþætta gervihnattafjarkönnunargögn til að auka eftirlitssvið; og kanna dýpri tengsl við skipulag borgarsvæða og vatnsnotkunarkerfi í landbúnaði til að byggja upp seigara stjórnunarramma fyrir „snjallt vatnasvið“.
Yfirlit:
Þessi dæmisaga sýnir fram á hvernig samverkandi virkni veltibúnaðarregnmæla (sem nema upptökin), ratsjárflæðismæla (sem fylgjast með ferlinu) og tilfærsluskynjara (sem vernda innviði) byggir upp alhliða, fjölvítt flóðaeftirlits- og viðvörunarkerfi - frá „himni“ til „jarðar“, frá „upptökum“ til „mannvirkja“. Þetta táknar ekki aðeins nútímavæðingarstefnu flóðastjórnunartækni í Suðaustur-Asíu heldur veitir einnig verðmæta hagnýta reynslu fyrir alþjóðlega flóðastjórnun í svipuðum vatnasviðum.
Heill þráðlaus netþjóna- og hugbúnaðareining, styður RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN
Vinsamlegast hafið samband við Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
Vefsíða fyrirtækisins:www.hondetechco.com
Sími: +86-15210548582
Birtingartími: 29. september 2025