Système de surveillance et d'alerte précoce des crues soudaines avec station d'alarme acoustique-optique-électronique

Préface

Les crues soudaines sont des catastrophes naturelles courantes dans les régions montagneuses de Chine, caractérisées par leur apparition soudaine, leur grande destructivité et leur développement rapide. Les méthodes traditionnelles de surveillance et d'alerte précoce souffrent souvent de problèmes tels qu'une faible précision, un délai d'alerte insuffisant et des difficultés d'obtention d'informations. BGT Hydromet, forte de ses années d'expertise technique, a développé de manière innovante la "Station de surveillance et d'alarme acoustique-optique-électronique pour les crues soudaines". Ce système intègre l'Internet des objets (IoT), le calcul en périphérie (edge computing) et les technologies intelligentes d'alerte précoce pour créer une solution intégrée de "surveillance-alerte-réponse", améliorant ainsi efficacement les capacités de prévention des catastrophes liées aux crues soudaines.

1. Vue d'ensemble du produit

1.1 Scénarios d'application

Les crues soudaines frappent rapidement et causent des ravages. Le relief et les régimes de précipitations dans les bassins fluviaux montagneux entraînent des augmentations significatives et abruptes du niveau de l'eau, réduisant considérablement le temps disponible pour une évacuation sûre des résidents. Cela pose des défis considérables pour la prévention et l'atténuation des crues soudaines.

Le système est déployé dans de petits bassins versants pour surveiller et afficher en temps réel les niveaux de pluie et d'eau des rivières. Les données sont transmises sans fil à des dispositifs d'alarme basés sur le cloud. Le système détermine directement les alertes précoces au niveau de l'appareil, et lorsque les données de surveillance dépassent les valeurs seuil, il envoie simultanément des informations d'alarme à la plateforme de surveillance et d'alerte précoce ainsi qu'au personnel de contrôle des inondations concerné.

La station de surveillance et d'alarme acoustique-optique-électronique peut établir des associations entre deux ou plusieurs dispositifs grâce à des interactions IoT ou à des plateformes logicielles. Lorsqu'un dispositif en amont déclenche une alarme, les dispositifs en aval émettent simultanément des alarmes coordonnées.


Station d'alarme acoustique-optique-électronique	Dispositif d'alarme Cloud

1.2 Architecture du système

Le système adopte une architecture collaborative "terminal-périphérique-cloud", permettant une alerte précoce intelligente grâce à la collecte de données, au calcul périphérique et à la coordination cloud.

2. Solution technique

2.1 Composants du système

2.1.1 Station de surveillance et d'alarme acoustique-optique-électronique

Les principales caractéristiques comprennent :

· Collecte de données multi-sources : Collecte simultanée de données de précipitations et de niveaux d'eau, avec prise en charge de la capture d'images et de vidéos.

· Alerte précoce basée sur l'edge : Modèles d'alerte précoce intégrés avec des interfaces de sortie audio pour piloter directement les sirènes d'alarme, prenant en charge les alarmes vocales et clignotantes, et la désactivation manuelle des fausses alarmes.

· Liaison intelligente : Prend en charge l'établissement d'associations entre plusieurs stations de surveillance et d'alarme au sein du même bassin hydrographique pour des alarmes coordonnées.

· Gestion à distance : Permet la surveillance des données des appareils, la vérification de l'état, la configuration des paramètres et les mises à niveau en ligne sans intervention manuelle.

2.1.2 Dispositif d'alarme cloud

Les caractéristiques clés incluent :

· Alerte précoce multi-mode : Trois modes opérationnels (avertissement, rappel, alerte) avec des effets acoustiques et visuels adaptatifs en fonction des niveaux de risque.

· Appel intelligent : Modèles d'appel intelligent multi-niveaux intégrés soutenant la diffusion ciblée d'alerte précoce via WeChat, SMS et appels téléphoniques.

· Service public : Fournit des rappels de pluie pour guider la vie quotidienne et les arrangements de voyage.

· Réponse d'urgence : Prend en charge la confirmation d'alarme par un bouton et les mécanismes d'annulation des fausses alarmes.

2.2 Spécifications techniques clés

2.2.1 Station de surveillance et d'alarme acoustique-optique-électronique

· Unité de contrôle principal : Température de fonctionnement -10°C à 55°C, MTBF ≥ 50 000 heures.

· Pluviomètre à seau basculant : Résolution 0,5 mm, précision ≤ ±4%.

· Capteur de niveau d'eau radar : plage de mesure 0,1 à 45 m, précision ±3 mm.

· Lumière d'alarme et sirène : intensité lumineuse ≥ 1000 lx, puissance de sortie audio 2x50W.

2.2.2 Dispositif d'alarme cloud

· Autonomie de la batterie : plus de 24 heures de fonctionnement après perte d'alimentation externe.

· Méthodes de communication : prend en charge LoRaMesh et 4G.

· Spécifications de la lumière d'alarme : lumière d'alarme annulaire sept couleurs avec un diamètre > 100 mm.

3. Plan de déploiement

3.1 Principes d'installation

Les installations doivent être basées sur les résultats de l'évaluation du risque d'inondation soudaine dans les villages administratifs clés, en se concentrant sur les petits bassins versants. Les stations doivent être placées dans les zones en amont des rivières et des cours d'eau dans les villages et les communautés menacés par les inondations soudaines, notamment :

· Rives en amont.

· Zones récréatives riveraines.

· Pentes en aval des installations de stockage d'eau et de drainage.

· Points de confluence des cours d'eau principaux et des affluents.

· Amont des ponts sujets à la congestion.

3.2 Spécifications d'installation

3.2.1 Station de surveillance et d'alarme acoustique-optique-électronique

Les exigences comprennent :

· Hauteur du mât supérieure à 3000 mm, en acier galvanisé.

· Dimensions de la bride : 350 mm x 350 mm x 10 mm.

· Résistance de mise à la terre ≤ 10Ω.

3.2.2 Dispositif d'alarme cloud

Les exigences comprennent :

· Hauteur optimale pour la visibilité et l'audibilité.

· Alimentation électrique et connectivité réseau sécurisées.

· Instructions d'utilisation affichées à proximité avec formation des utilisateurs.

4. Mécanisme opérationnel

4.1 Flux de données

Le système utilise des flux de travail standardisés de collecte, de transmission et de traitement des données pour garantir une diffusion d'informations rapide et précise.

4.2 Mécanisme d'alerte précoce

4.2.1 Rappels quotidiens

Fournit des prévisions météorologiques, des alertes de risque météorologique et des rappels de pluie pour améliorer l'utilité quotidienne et assurer la maintenance des appareils.

4.2.2 Éducation à la prévention des catastrophes

Diffuse des messages de prévention des catastrophes via des dispositifs d'alarme connectés au cloud, éduquant les résidents sur l'identification des dangers et les interventions d'urgence pendant les périodes hors crue.

4.2.3 Alertes de catastrophe imminente

Utilise un module d'appel vocal intelligent connecté aux systèmes de prévention des inondations communautaires, doté de mécanismes d'alerte à plusieurs niveaux. Lors du déclenchement d'alertes de haut niveau, le système informe immédiatement les responsables locaux de la lutte contre les inondations par téléphone et envoie des alertes WeChat ou SMS aux chefs de village et de communauté pour confirmation avant de diffuser les avertissements aux populations à risque.

4.3 Protocole de communication

La plateforme effectue des auto-vérifications des appareils pour surveiller leur état de fonctionnement, les trames de communication respectant le "Protocole de communication des données de surveillance hydrologique" (SL651-2014).

5. Assurance de la mise en œuvre

5.1 Processus de débogage

Le débogage post-installation garantit une collecte de données précise, la connectivité de la plateforme de gestion en ligne, des paramètres de seuil d'alarme corrects, une association appropriée du personnel de contrôle des inondations et une transmission d'alerte précoce sans entrave.

5.2 Liste de contrôle de configuration

Station locale de surveillance et d'alarme acoustique-optique-électronique (V2)

N°	Nom de l'équipement	Unité	Quantité	Spécifications	Prix unitaire (CNY)
1	Pluviomètre à augets basculants	ensemble	1		-
2	Radar de mesure de niveau d'eau	ensemble	1		-
3	Unité de contrôle principale	set	1		-
4	Voyant d'avertissement	piece	1		-
5	Haut-parleur	pièce	2	50W	-
6	Écran d'affichage	pièce	1		-
7	Caméra PTZ (Caméra dôme)	pièce	1		-
8	Panneau solaire	pièce	1	18V/100W	-
9	Batterie	pièce	1	12V/100Ah	-
10	Armoire intégrée	ensemble	1		-
11	Régulateur de charge solaire	pièce	1		-
12	Parafoudre	pièce	1		-
13	Carte SIM de données	pièce	1	100 Go/mois, forfait 3 ans	-
14	Frais de communication	article	1		-
15	Poteau et support de montage	ensemble	1		-
16	Support et traverse	ensemble	1		-
17	Mise à la terre pour la protection contre la foudre	ensemble	1		-
18	Travaux civils et installation	ensemble	1

6. Valeur d'application

Ce système réalise :

1. Livraison ciblée précise des informations d'alerte précoce.

2. Notifications régionales directes aux ménages.

3. Adaptabilité améliorée des équipements de surveillance et d'alerte précoce.

4. Praticité améliorée des produits d'alerte précoce.

Le Système de Surveillance et d'Alerte Précoce des Inondations Flash a été déployé avec succès dans plusieurs régions, c'est le produit que nous utilisons le plus fréquemment dans notre projet actuel. Le système a considérablement renforcé les capacités de prévention des catastrophes d'inondations flash, fournissant un soutien technique solide pour protéger les vies et les biens.

7. Spécifications techniques du dispositif principal

7.1. Station locale de surveillance et d'alarme acoustique-optique-électronique

7.1.1. Unité de contrôle principale

(1) Tension de fonctionnement : CC 9~24V

(2) Consommation électrique en veille : ≤10mA

(3) Conforme au protocole de communication de données hydrométéorologiques SL 651-2014

(4) Température de fonctionnement : -10℃~55℃

(5) Humidité de fonctionnement : ≤95% (40℃)

(6) Temps moyen entre pannes (MTBF) : ≥50 000 heures

7.1.2. Pluviomètre à augets basculants

(1) Diamètre d'entrée du collecteur de pluie : Φ200+0.6 0mm

(2) Angle du bord du collecteur de pluie : 40°~45°

(3) Profondeur du collecteur de pluie : ≥100mm

(4) Résolution : 0,5mm

(5) Précision : ≤±4%

(6) Répétabilité : ≤1%

(7) Perte par humidification : ≤15,7g

(8) Plage de mesure de l'intensité des précipitations : 0mm/min~4mm/min, intensité maximale admissible des précipitations : 8mm/min

(9) Matériau du cylindre extérieur : Acier inoxydable

(10) Température de fonctionnement : 0℃~55℃

(11) Humidité de fonctionnement : ≤95% HR (condensation à 40℃)

(12) Exigences de processus : Pour garantir que les précipitations entrant dans le collecteur ne s'en échappent pas par éclaboussures, le bord du collecteur doit être tranchant et en forme de lame, fabriqué dans un matériau résistant à la déformation par un procédé de tournage.

7.1.3. Radar de niveau d'eau

(1) Plage de mesure : 0,1~45m

(2) Fréquence de fonctionnement : 80GHz

(3) Précision de mesure : ±3mm

(4) Mode de fonctionnement : FMCW (Frequency-Modulated Continuous Wave)

(5) Résolution : 1 mm (plage complète)

(6) Type d'antenne : Antenne réseau planaire

(7) Angle de faisceau de l'antenne : ≤8°

(8) Plage d'alimentation : CC 6~30V

(9) Interface de communication : RS-485

(10) Température de fonctionnement : -40℃~75℃

(11) Humidité de fonctionnement : 95% HR (condensation à 40℃)

(12) Indice de protection : IP68

7.1.4. Voyant lumineux

(1) Intensité lumineuse (lx) : ≥1000

(2) Couleur : Rouge

(3) Matériau de la source lumineuse : LED

7.1.5. Haut-parleur

(1) Puissance de sortie audio : 2×50W

(2) Impédance de sortie : 4 ohms

7.1.6. Écran d'affichage

(1) Taille du panneau : 440 mm × 800 mm

(2) Zone d'affichage : 304 mm × 304 mm

(3) Substrat du panneau : Carte à base d'aluminium

(4) Matériau du film : Film réfléchissant de classe III

(5) Épaisseur du panneau : 3 mm

(6) Épaisseur totale : <90 mm

(7) Unité d'affichage : Éléments rouges à émission de lumière, matrice 64×64, fréquence de rafraîchissement 600Hz, pilotage à courant constant

(8) Armoire de commande : Panneau intégré avec unité de commande étanche

(9) Interface de communication : RS485

(10) Plage d'alimentation : CC 9~18V

7.1.7. Caméra

(1) Type de capteur : CMOS 1/2,8 pouces

(2) Résolution : 2MP

(3) Résolution maximale : 1920×1080

(4) Illumination minimale : Couleur : 0,005 lux/F1,6 ; N&B : 0,0005 lux/F1,6 ; 0 Lux (avec lumière d'appoint)

(5) Champ de vision : Horizontal : 58,0°~3,7° ; Vertical : 33,5°~2,0° ; Diagonal : 66,2°~4,0°

(6) Zoom optique : 23× ; Zoom numérique : 16×

(7) Plage de rotation : Horizontal : rotation continue 0°~360° ; Vertical : -15°~+90° avec retournement automatique (180°) pour une surveillance continue

(8) Normes de compression vidéo : Smart H.265 ; H.265 ; Smart H.264 ; H.264 ; H.264B ; H.264H ; MJPEG

(9) Norme de conformité : GB/T 28181

(10) Types d'interface : RJ45, RS485

7.2. Appareil d'alarme cloud

(1) Spécification d'alimentation : CC 5V/1A

(2) Interface d'alimentation : Type-C

(3) Autonomie de la batterie : Batterie intégrée haute performance, fonctionne pendant >24h après une perte d'alimentation externe

(4) Méthode de communication : Prend en charge LoRaMesh et 4G

(5) Type d'antenne : antenne intégrée multi-mode multi-bande

(6) Spécification de la lumière d'alerte : lumière d'alerte à anneau sept couleurs, diamètre >100mm

(7) Dimensions de l'appareil : ≥120mm×120mm

(8) Puissance du haut-parleur : 3 W

(9) Température de fonctionnement : 0~45℃

(10) Température de stockage : -20~60℃

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À propos de la technologie WFS

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