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Sistema di monitoraggio e allarme rapido per disastri da inondazioni improvvise con stazione di allarme acustico-ottico-elettronico
Prefazione
Le inondazioni improvvise sono disastri naturali comuni nelle aree montuose della Cina, caratterizzate da insorgenza improvvisa, elevata distruttività e rapido sviluppo. I metodi tradizionali di monitoraggio e allarme rapido soffrono spesso di problemi quali bassa precisione, tempo di preavviso insufficiente e difficoltà nell'ottenere informazioni. BGT Hydromet, sfruttando anni di competenza tecnica, ha sviluppato in modo innovativo la "Stazione di Monitoraggio e Allarme Acustico-Ottico-Elettronico per Inondazioni Improvvise". Questo sistema integra l'Internet delle Cose (IoT), l'edge computing e le tecnologie intelligenti di allarme rapido per creare una soluzione integrata di "monitoraggio-allarme-risposta", migliorando efficacemente le capacità di prevenzione dei disastri da inondazioni improvvise.
1. Panoramica del prodotto
1.1 Scenari applicativi
Le inondazioni lampo colpiscono rapidamente e causano devastazione repentina. Il terreno e i modelli di precipitazione nei bacini fluviali montani portano a significativi e improvvisi aumenti dei livelli dell'acqua, riducendo drasticamente il tempo disponibile per l'evacuazione sicura dei residenti. Ciò pone notevoli sfide per la prevenzione e la mitigazione delle inondazioni lampo.
Il sistema è distribuito in piccoli bacini idrografici per monitorare e visualizzare in tempo reale i livelli di pioggia e di acqua dei fiumi. I dati vengono trasmessi in modalità wireless a dispositivi di allarme basati su cloud. Il sistema determina direttamente gli allarmi precoci a livello di dispositivo e, quando i dati di monitoraggio superano i valori di soglia, invia contemporaneamente informazioni di allarme alla piattaforma di monitoraggio e allarme precoce e al personale competente per il controllo delle inondazioni.
La Stazione di Monitoraggio e Allarme Acustico-Ottico-Elettronico può stabilire associazioni tra due o più dispositivi tramite interazioni IoT o piattaforme software. Quando un dispositivo a monte attiva un allarme, i dispositivi a valle emettono contemporaneamente allarmi coordinati.
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Stazione di Allarme Acustico-Ottico-Elettronico | Dispositivo di allarme cloud |
1.2 Architettura di sistema
Il sistema adotta un'architettura collaborativa "terminale-edge-cloud", che consente un allarme precoce intelligente attraverso la raccolta dati, l'edge computing e il coordinamento cloud.
2. Soluzione Tecnica
2.1 Componenti di Sistema
2.1.1 Stazione di Monitoraggio e Allarme Acustico-Ottico-Elettronico
Le caratteristiche principali includono:
· Raccolta dati multi-sorgente: Raccolta simultanea di dati su precipitazioni e livello dell'acqua, con supporto per l'acquisizione di immagini e video.
· Allarme precoce basato su edge: Modelli di allarme precoce integrati con interfacce di uscita audio per pilotare direttamente sirene di allarme, supportando allarmi vocali e lampeggianti, e disabilitazione manuale di falsi allarmi.
· Collegamento intelligente: Supporta la creazione di associazioni tra più stazioni di monitoraggio e allarme all'interno dello stesso bacino idrografico per allarmi coordinati.
· Gestione remota: Consente il monitoraggio dei dati dei dispositivi, il controllo dello stato, la configurazione dei parametri e gli aggiornamenti online senza intervento manuale.
2.1.2 Dispositivo di Allarme Cloud
Le caratteristiche principali includono:
· Allarme precoce multimodale: Tre modalità operative (prompt, promemoria, allerta) con effetti acustici e visivi adattivi basati sui livelli di rischio.
· Chiamata intelligente: Modelli di chiamata intelligente multilivello integrati che supportano la diffusione mirata di allarmi precoci multicanale tramite WeChat, SMS e chiamate telefoniche.
· Servizio pubblico: Fornisce promemoria sulle precipitazioni per guidare la vita quotidiana e gli spostamenti.
· Risposta alle emergenze: Supporta meccanismi di conferma allarme con un pulsante e annullamento falsi allarmi.
2.2 Specifiche tecniche chiave
2.2.1 Stazione di monitoraggio e allarme acustico-ottico-elettronico
· Unità di controllo principale: Temperatura operativa da -10°C a 55°C, MTBF ≥ 50.000 ore.
· Pluviometro a bascula: Risoluzione 0,5 mm, precisione ≤ ±4%.
· Sensore di livello dell'acqua radar: Intervallo di misurazione da 0,1 a 45 m, precisione ±3 mm.
· Luce e sirena di allarme: Intensità luminosa ≥ 1000lx, potenza di uscita audio 2x50W.
2.2.2 Dispositivo di allarme cloud
· Durata della batteria: Oltre 24 ore di funzionamento dopo la perdita dell'alimentazione esterna.
· Metodi di comunicazione: Supporta LoRaMesh e 4G.
· Specifiche della luce di allarme: Luce di allarme ad anello a sette colori con un diametro > 100 mm.
3. Piano di implementazione
3.1 Principi di installazione
Le installazioni dovrebbero basarsi sui risultati della valutazione del rischio di alluvioni lampo nei principali villaggi amministrativi, concentrandosi sui piccoli bacini idrografici. Le stazioni dovrebbero essere collocate nelle aree a monte di fiumi e torrenti nei villaggi e nelle comunità minacciate da alluvioni lampo, tra cui:
· Rive fluviali a monte.
· Aree ricreative lungo le rive fluviali.
· Pendii a valle di strutture di stoccaggio e drenaggio dell'acqua.
· Punti di confluenza di corsi d'acqua principali e affluenti.
· Ponti a monte soggetti a congestione.
3.2 Specifiche di installazione
3.2.1 Stazione di monitoraggio e allarme acustico-ottico-elettronico
I requisiti includono:
· Altezza del palo superiore a 3000 mm, in acciaio zincato.
· Dimensioni della flangia: 350 mm x 350 mm x 10 mm.
· Resistenza di messa a terra ≤ 10Ω.
3.2.2 Dispositivo di Allarme Cloud
I requisiti includono:
· Altezza ottimale per visibilità e udibilità.
· Alimentazione elettrica e connettività di rete sicure.
· Istruzioni d'uso affisse nelle vicinanze con formazione per l'utente.
4. Meccanismo Operativo
4.1 Flusso Dati
Il sistema impiega flussi di lavoro standardizzati per la raccolta, la trasmissione e l'elaborazione dei dati per garantire una diffusione tempestiva e accurata delle informazioni.
4.2 Meccanismo di Allerta Precoce
4.2.1 Promemoria Giornalieri
Fornisce previsioni meteorologiche, allerte di rischio meteorologico e promemoria sulle piogge per migliorare l'utilità quotidiana e garantire la manutenzione dei dispositivi.
4.2.2 Educazione alla Prevenzione dei Disastri
Riproduce audio di prevenzione disastri tramite dispositivi di allarme cloud, educando i residenti sull'identificazione dei pericoli e sulla risposta alle emergenze durante i periodi non di piena.
4.2.3 Allarmi Imminenti di Disastro
Utilizza un modulo di chiamata vocale intelligente collegato ai sistemi di prevenzione alluvioni basati sulla comunità, con meccanismi di allerta multilivello. Al verificarsi di allarmi di alto livello, il sistema notifica immediatamente i funzionari locali per il controllo delle alluvioni tramite telefono e invia allarmi WeChat o SMS ai leader di villaggio e comunità per conferma prima di diffondere avvisi alle popolazioni a rischio.
4.3 Protocollo di Comunicazione
La piattaforma esegue auto-controlli dei dispositivi per monitorare lo stato operativo, con frame di comunicazione conformi al "Protocollo di Comunicazione Dati di Monitoraggio Idrologico" (SL651-2014).
5. Garanzia di Implementazione
5.1 Processo di Debug
Il debug post-installazione garantisce un'accurata raccolta dati, la connettività della piattaforma di gestione online, impostazioni corrette delle soglie di allarme, l'associazione appropriata del personale di controllo delle inondazioni e la trasmissione ininterrotta degli allarmi precoci.
5.2 Lista di Controllo della Configurazione
Stazione di Monitoraggio e Allarme Acustico-Ottico-Elettronico Locale (V2)
N. | Nome Attrezzatura | Unità | Quantità | Specifiche | Prezzo Unitario (CNY) |
1 | Pluviometro a Bilancia | set | 1 | - |
|
2 | Misuratore di Livello Acqua Radar | set | 1 | - |
|
3 | Unità di Controllo Principale | set | 1 | - |
|
4 | Luce di avviso | pezzo | 1 | - |
|
5 | Altoparlante | pezzo | 2 | 50W | - |
6 | Schermo di visualizzazione | pezzo | 1 | - |
|
7 | Telecamera PTZ (Telecamera a Sfera) | pezzo | 1 | - |
|
8 | Pannello Solare | pezzo | 1 | 18V/100W | - |
9 | Batteria | pezzo | 1 | 12V/100Ah | - |
10 | Armadio Integrato | set | 1 | - |
|
11 | Regolatore di carica solare | pezzo | 1 | - |
|
12 | Protezione contro le sovratensioni | pezzo | 1 | - |
|
13 | Scheda SIM dati | pezzo | 1 | 100 GB/mese, piano triennale | - |
14 | Costo di comunicazione | articolo | 1 | - |
|
15 | Palo e Staffa di Montaggio | set | 1 | - |
|
16 | Staffa e Traversino | set | 1 | - |
|
17 | Messa a Terra per Protezione Fulmini | set | 1 | - |
|
18 | Lavori Civili e Installazione | set | 1 |
6. Valore dell'Applicazione
Questo sistema ottiene:
1. Consegna precisa e mirata delle informazioni di allerta precoce.
2. Notifiche push regionali dirette alle famiglie.
3. Maggiore adattabilità delle apparecchiature di monitoraggio e allerta precoce.
4. Miglioramento della praticità dei prodotti di allerta precoce.
Il Sistema di Monitoraggio e Allerta Precoce per Disastri da Alluvioni Lampo è stato implementato con successo in diverse regioni; questo è il prodotto che utilizziamo più frequentemente nel nostro attuale progetto. Il sistema ha notevolmente rafforzato le capacità di prevenzione dei disastri da alluvioni lampo, fornendo un solido supporto tecnico per la protezione di vite umane e beni.
7. Specifiche Tecniche del Dispositivo Principale
7.1. Stazione di Monitoraggio e Allarme Acustico-Ottico-Elettronico Locale
7.1.1. Unità di Controllo Principale
(1) Tensione operativa: CC 9~24V
(2) Consumo energetico in standby: ≤10mA
(3) Conforme al Protocollo di Comunicazione Dati Idrometeorologici SL 651-2014
(4) Temperatura operativa: -10℃~55℃
(5) Umidità operativa: ≤95% (40℃)
(6) Tempo Medio tra Guasti (MTBF): ≥50.000 ore
7.1.2. Pluviometro a Bilancia
(1) Diametro ingresso collettore pioggia: Φ200+0.6 0mm
(2) Angolo bordo collettore pioggia: 40°~45°
(3) Profondità del raccoglitore di pioggia: ≥100mm
(4) Risoluzione: 0.5mm
(5) Precisione: ≤±4%
(6) Ripetibilità: ≤1%
(7) Perdita di bagnatura: ≤15.7g
(8) Intervallo di misura dell'intensità della pioggia: 0mm/min~4mm/min, intensità massima di pioggia consentita: 8mm/min
(9) Materiale del cilindro esterno: Acciaio inossidabile
(10) Temperatura di funzionamento: 0℃~55℃
(11) Umidità di funzionamento: ≤95% RH (condensazione a 40℃)
(12) Requisiti di processo: Per garantire che la pioggia che entra nel raccoglitore non schizzi fuori, il bordo del raccoglitore deve essere affilato e a forma di lama, realizzato in materiale resistente alla deformazione tramite processo di tornitura.
7.1.3. Misuratore di livello dell'acqua radar
(1) Intervallo di misura: 0.1~45m
(2) Frequenza operativa: 80GHz
(3) Precisione di misura: ±3mm
(4) Modalità operativa: FMCW (Wave Continuo Modulato in Frequenza)
(5) Risoluzione: 1mm (gamma completa)
(6) Tipo di antenna: Antenna a matrice planare
(7) Angolo del fascio dell'antenna: ≤8°
(8) Intervallo di alimentazione: DC 6~30V
(9) Interfaccia di comunicazione: RS-485
(10) Temperatura di funzionamento: -40℃~75℃
(11) Umidità di funzionamento: 95% RH (condensazione a 40℃)
(12) Grado di protezione: IP68
7.1.4. Luce di avviso
(1) Intensità luminosa (lx): ≥1000
(2) Colore: Rosso
(3) Materiale della sorgente luminosa: LED
7.1.5. Altoparlante
(1) Potenza di uscita audio: 2×50W
(2) Impedenza di uscita: 4 ohm
7.1.6. Schermo di visualizzazione
(1) Dimensione del pannello: 440mm×800mm
(2) Area di visualizzazione: 304mm×304mm
(3) Sottostrato del pannello: Pannello a base di alluminio
(4) Materiale della pellicola: Pellicola riflettente di Classe III
(5) Spessore del pannello: 3mm
(6) Spessore totale: <90mm
(7) Unità di visualizzazione: elementi a emissione di luce rossa, matrice 64×64, frequenza di aggiornamento 600Hz, pilotaggio a corrente costante
(8) Armadio di controllo: pannello integrato con unità di controllo impermeabile
(9) Interfaccia di comunicazione: RS485
(10) Intervallo di alimentazione: DC 9~18V
7.1.7. Telecamera
(1) Tipo di sensore: CMOS da 1/2,8 pollici
(2) Risoluzione: 2MP
(3) Risoluzione massima: 1920×1080
(4) Illuminazione minima: Colore: 0,005 lux/F1,6; B/N: 0,0005 lux/F1,6; 0 Lux (con luce supplementare)
(5) Campo visivo: Orizzontale: 58,0°~3,7°; Verticale: 33,5°~2,0°; Diagonale: 66,2°~4,0°
(6) Zoom ottico: 23×; Zoom digitale: 16×
(7) Intervallo di rotazione: Orizzontale: rotazione continua 0°~360°; Verticale: -15°~+90° con auto-flip (180°) per monitoraggio continuo
(8) Standard di compressione video: Smart H.265; H.265; Smart H.264; H.264; H.264B; H.264H; MJPEG
(9) Standard di conformità: GB/T 28181
(10) Tipi di interfaccia: RJ45, RS485
7.2. Dispositivo di allarme cloud
(1) Specifiche di alimentazione: DC 5V/1A
(2) Interfaccia di alimentazione: Type-C
(3) Durata della batteria: Batteria integrata ad alte prestazioni, funziona per >24 ore dopo la perdita di alimentazione esterna
(4) Metodo di comunicazione: Supporta LoRaMesh e 4G
(5) Tipo di antenna: Antenna integrata multi-modo multi-banda
(6) Specifiche della luce di avvertimento: Luce di avvertimento ad anello a sette colori, diametro >100mm
(7) Dimensioni del dispositivo: ≥120mm×120mm
(8) Potenza altoparlante: 3W
(9) Temperatura operativa: 0~45℃
(10) Temperatura di stoccaggio: -20~60℃
La tecnologia potenzia la natura I dati guidano il futuro
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info@wfsmem.com
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+86 18565278999
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