Позадина на проектот
Југоисточна Азија, која се карактеризира со тропска монсунска клима, се соочува со сериозни закани од поплави секоја година за време на дождовната сезона. Користејќи го „речниот слив Чао Праја“ во репрезентативна земја како пример, овој слив тече низ најгусто населениот и економски развиен главен град на земјата и околните региони. Историски гледано, меѓусебното дејство на ненадејните поројни дождови, брзото истекување од планинските области низводно и урбаното поплавување ги направи традиционалните, рачни и хидролошки методи за следење базирани на искуство несоодветни, што често доведува до ненавремени предупредувања, значителна материјална штета, па дури и жртви.
За да се отстапи од овој реактивен пристап, националниот оддел за водни ресурси, во соработка со меѓународни партнери, го започна проектот „Интегриран систем за следење на поплави и рано предупредување за сливот на реката Чао Праја“. Целта беше да се воспостави точен и ефикасен современ систем за контрола на поплави во реално време, користејќи IoT, сензорска технологија и аналитика на податоци.
Основни технологии и сензорски апликации
Системот интегрира разни напредни сензори, формирајќи ги „очите и ушите“ на слојот за перцепција.
1. Дождомер со кофа за превртување – „првиот стражар“ за потеклото на поплавите
- Локации на распоредување: Широко распоредени во планинските области низводно, шумски резервати, акумулации со средна големина и клучни сливни подрачја на урбаната периферија.
- Функција и улога:
- Мониторинг на врнежите во реално време: Собира податоци за врнежите секоја минута, со точност од 0,1 mm. Податоците се пренесуваат во реално време до централниот контролен центар преку GPRS/4G/сателитска комуникација.
- Предупредување за бура: Кога мерачот на дожд ќе забележи врнежи од дожд со екстремно висок интензитет во краток период (на пр., над 50 mm за еден час), системот автоматски активира почетно предупредување, што укажува на ризик од ненадејни поплави или брзо истекување во таа област.
- Фузија на податоци: Податоците за врнежите од дожд се еден од најкритичните влезни параметри за хидролошки модели, кои се користат за предвидување на обемот на истекување во реките и времето на пристигнување на врвовите на поплавите.
2. Радарски мерач на проток – „Монитор на пулсот“ на реката
- Локации на распоредување: Инсталирани на сите поголеми речни канали, вливови на клучни притоки, низводно од акумулациите и на критични мостови или кули на влезовите во градот.
- Функција и улога:
- Мерење на брзина без контакт: Ги користи принципите на рефлексија на радарските бранови за прецизно мерење на брзината на површинската вода, која не е засегната од квалитетот на водата или содржината на седименти, и бара мало одржување.
- Мерење на нивото на водата и пресек: Во комбинација со вградени сензори за нивото на водата под притисок или ултразвучни мерачи на нивото на водата, добива податоци за нивото на водата во реално време. Користејќи однапред вчитани податоци за топографијата на пресек на речниот канал, пресметува брзина на проток во реално време (m³/s).
- Основен индикатор за предупредување: Стапката на проток е најдиректниот индикатор за одредување на големината на поплавата. Кога протокот што го следи радарскиот метар ги надминува претходно поставените прагови за предупредување или опасност, системот активира предупредувања на различни нивоа, со што се купува клучно време за евакуација низводно.
3. Сензор за поместување – „Чувар на безбедноста“ за инфраструктурата
- Локации на распоредување: Критични насипи, насипни брани, падини и речни брегови склони кон геотехнички опасности.
- Функција и улога:
- Мониторинг на структурното здравје: Користи сензори за поместување на GNSS (Глобален навигациски сателитски систем) и вградени инклинометри за континуирано следење на поместувањето на милиметарско ниво, слегнувањето и наклонот на насипите и падините.
- Предупредување за дефект на брана/пукнатина: За време на поплави, зголемените нивоа на водата вршат огромен притисок врз хидрауличните конструкции. Сензорите за поместување можат да детектираат рани, суптилни знаци на структурна нестабилност. Доколку стапката на промена на поместувањето одеднаш се забрза, системот веднаш издава предупредување за структурна безбедност, спречувајќи катастрофални поплави предизвикани од инженерски дефекти.
Работен тек на системот и постигнати резултати
- Собирање и пренос на податоци: Стотици сензорски јазли низ целиот базен собираат податоци на секои 5-10 минути и ги пренесуваат во пакети до центарот за податоци во облак преку IoT мрежа.
- Фузија на податоци и анализа на модели: Централната платформа прима и интегрира податоци од повеќе извори од дождомери, радарски мерачи на проток и сензори за поместување. Овие податоци се внесуваат во калибриран поврзан хидрометеоролошки и хидрауличен модел за симулација и прогнозирање на поплави во реално време.
- Интелигентно рано предупредување и поддршка за донесување одлуки:
- Сценарио 1: Дождомерните уреди во планините низводно детектираат силна бура; моделот веднаш предвидува дека врвот на поплавата што го надминува нивото на предупредување ќе го достигне градот А за 3 часа. Системот автоматски испраќа предупредување до одделот за спречување на катастрофи на градот А.
- Сценарио 2: Радарскиот мерач на проток на реката што минува низ Град Б покажува брзо зголемување на протокот во рок од еден час, при што нивото на водата е на прагот да го престигне насипот. Системот активира црвен аларм и издава итни наредби за евакуација на жителите на брегот на реката преку мобилни апликации, социјални медиуми и емитувања во итни случаи.
- Сценарио 3: Сензорите за поместување на стар дел од насипот во точката C детектираат абнормално движење, што го поттикнува системот да пријави ризик од уривање. Командниот центар може веднаш да испрати инженерски екипи за засилување и превентивно да ги евакуира жителите во ризичната зона.
- Резултати од апликацијата:
- Зголемено време за предупредување: Во споредба со традиционалните методи, времето за предупредување за поплава е подобрено од 2-4 часа на 6-12 часа.
- Подобрена научна ригорозност при донесување одлуки: Научните модели базирани на податоци во реално време ја заменија нејасната проценка базирана на искуство, правејќи ги одлуките како што се работењето на резервоарот и активирањето на областа за пренасочување на поплави попрецизни.
- Намалени загуби: Во првата сезона на поплави по распоредувањето на системот, тој успешно управуваше со два големи поплави, за кои се проценува дека ги намалија директните економски загуби за приближно 30% и постигнаа нула жртви.
- Подобрена јавна вклученост: Преку јавна мобилна апликација, граѓаните можат да проверуваат информации за врнежите од дожд и нивото на водата во реално време во нивна близина, зголемувајќи ја свеста на јавноста за спречување на катастрофи.
Предизвици и идни перспективи
- Предизвици: Висока почетна инвестиција во системот; покриеноста на комуникациската мрежа во оддалечените области останува проблематична; долгорочната стабилност на сензорите и отпорноста на вандализам бараат постојано одржување.
- Идни перспективи: Плановите вклучуваат воведување алгоритми за вештачка интелигенција за понатамошно подобрување на точноста на прогнозата; интегрирање на податоци од сателитско далечинско набљудување за проширување на покриеноста со мониторинг; и истражување на подлабоки врски со урбанистичкото планирање и системите за користење на водата во земјоделството за да се изгради поотпорна рамка за управување со „Паметен речен слив“.
Резиме:
Оваа студија на случај покажува како синергистичкото работење на мерачите за дожд Tipping Bucket (сензор за изворот), радарските мерачи на проток (следење на процесот) и сензорите за поместување (заштитна инфраструктура) гради сеопфатен, повеќедимензионален систем за следење на поплави и рано предупредување - од „небо“ до „земја“, од „извор“ до „структура“. Ова не само што ја претставува насоката на модернизација на технологијата за контрола на поплави во Југоисточна Азија, туку обезбедува и вредно практично искуство за глобално управување со поплави во слични речни сливови.
Комплетен сет на сервери и софтверски безжичен модул, поддржува RS485 GPRS /4g/WIFI/LORAWAN
ве молиме контактирајте ја Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
Веб-страница на компанијата:www.hondetechco.com
Тел: +86-15210548582
Време на објавување: 29 септември 2025 година