System monitorowania i wczesnego ostrzegania przed powodziami błyskawicznymi ze stacją alarmową akustyczno-optyczno-elektroniczną

Wstęp

Błyskawiczne powodzie są powszechnymi klęskami żywiołowymi na obszarach górskich Chin, charakteryzującymi się nagłym wystąpieniem, wysoką destrukcyjnością i szybkim rozwojem. Tradycyjne metody monitorowania i wczesnego ostrzegania często cierpią z powodu problemów, takich jak niska precyzja, niewystarczający czas ostrzeżenia i trudności w uzyskaniu informacji. BGT Hydromet, wykorzystując wieloletnie doświadczenie techniczne, innowacyjnie opracował "Stację Monitorowania i Alarmowania Akustyczno-Optyczno-Elektronicznego dla Błyskawicznych Powodzi". System ten integruje Internet Rzeczy (IoT), przetwarzanie brzegowe i inteligentne technologie wczesnego ostrzegania, tworząc zintegrowane rozwiązanie do "monitorowania-ostrzegania-reagowania", skutecznie wzmacniając możliwości zapobiegania klęskom błyskawicznych powodzi.

1. Przegląd produktu

1.1 Scenariusze zastosowań

Gwałtowne powodzie uderzają szybko i powodują szybkie zniszczenia. Ukształtowanie terenu i wzorce opadów w górskich dorzeczach rzek prowadzą do znaczących i nagłych wzrostów poziomu wody, drastycznie skracając czas dostępny dla mieszkańców na bezpieczną ewakuację. Stanowi to znaczne wyzwanie dla zapobiegania powodziom i ich łagodzenia.

System jest wdrażany w małych zlewniach do monitorowania i wyświetlania w czasie rzeczywistym opadów deszczu i poziomu wody w rzekach. Dane są przesyłane bezprzewodowo do chmurowych urządzeń alarmowych. System bezpośrednio określa wczesne ostrzeżenia na poziomie urządzenia, a gdy dane monitorowania przekroczą wartości progowe, jednocześnie wysyła informacje alarmowe do platformy monitorowania i wczesnego ostrzegania oraz do odpowiedniego personelu ds. kontroli powodzi.

Akustyczno-Optyczno-Elektroniczna Stacja Monitorowania i Alarmowania może tworzyć powiązania między dwoma lub więcej urządzeniami za pośrednictwem interakcji IoT lub platformy oprogramowania. Gdy urządzenie nadrzędne wyzwoli alarm, urządzenia podrzędne jednocześnie wydają skoordynowane alarmy.


Akustyczno-Optyczno-Elektroniczna Stacja Alarmowa	Urządzenie alarmowe w chmurze

1.2 Architektura systemu

System przyjmuje architekturę "terminal-krawędź-chmura" współpracującą ze sobą, umożliwiając inteligentne wczesne ostrzeganie poprzez gromadzenie danych, przetwarzanie brzegowe i koordynację w chmurze.

2. Rozwiązanie techniczne

2.1 Komponenty systemu

2.1.1 Stacja monitorowania i alarmowania akustyczno-optyczno-elektronicznego

Kluczowe cechy obejmują:

· Zbieranie danych z wielu źródeł: Jednoczesne zbieranie danych o opadach i poziomie wody, z obsługą przechwytywania obrazu i wideo.

· Wczesne ostrzeganie oparte na brzegu: Wbudowane modele wczesnego ostrzegania na brzegu z interfejsami wyjściowymi audio do bezpośredniego sterowania syrenami alarmowymi, obsługujące alarmy głosowe i migające oraz ręczne wyłączanie fałszywych alarmów.

· Inteligentne powiązanie: Obsługuje tworzenie powiązań między wieloma stacjami monitorowania i alarmowania w tym samym dorzeczu w celu skoordynowanego alarmowania.

· Zdalne zarządzanie: Umożliwia monitorowanie danych urządzeń, sprawdzanie stanu, konfigurację parametrów i aktualizacje online bez interwencji ręcznej.

2.1.2 Urządzenie alarmowe w chmurze

Kluczowe funkcje obejmują:

· Wielomodalne wczesne ostrzeganie: Trzy tryby pracy (natychmiastowy, przypomnienie, alarm) z adaptacyjnymi efektami akustycznymi i wizualnymi w zależności od poziomu ryzyka.

· Inteligentne powiadamianie: Wbudowane wielopoziomowe inteligentne modele powiadamiania obsługujące wielokanałowe, ukierunkowane rozpowszechnianie wczesnych ostrzeżeń za pośrednictwem WeChat, SMS i połączeń telefonicznych.

· Usługi publiczne: Dostarcza przypomnienia o opadach deszczu, aby ułatwić codzienne życie i planowanie podróży.

· Reagowanie kryzysowe: Obsługuje mechanizmy potwierdzania alarmu jednym przyciskiem i anulowania fałszywych alarmów.

2.2 Kluczowe specyfikacje techniczne

2.2.1 Akustyczno-Optyczno-Elektroniczna Stacja Monitorowania i Alarmowania

· Jednostka sterująca: Temperatura pracy od -10°C do 55°C, MTBF ≥ 50 000 godzin.

· Deszczomierz typu „tipping bucket”: Rozdzielczość 0,5 mm, dokładność ≤ ±4%.

· Czujnik poziomu wody radarowy: Zakres pomiarowy 0,1 do 45 m, dokładność ±3 mm.

· Lampka alarmowa i syrena: Intensywność światła ≥ 1000lx, moc wyjściowa audio 2x50W.

2.2.2 Urządzenie alarmowe w chmurze

· Żywotność baterii: Ponad 24 godziny pracy po utracie zasilania zewnętrznego.

· Metody komunikacji: Obsługuje LoRaMesh i 4G.

· Specyfikacje lampki alarmowej: Siedmiokolorowa lampka alarmowa pierścieniowa o średnicy > 100 mm.

3. Plan wdrożenia

3.1 Zasady instalacji

Instalacje powinny opierać się na wynikach oceny ryzyka powodzi błyskawicznych w kluczowych wsiach administracyjnych, ze szczególnym uwzględnieniem małych zlewni. Stacje powinny być umieszczane w górnych odcinkach rzek i strumieni we wsiach i społecznościach zagrożonych powodziami błyskawicznymi, w tym:

· Brzegi rzek w górnym biegu.

· Rekreacyjne tereny nadbrzeżne.

· Zbocza w dolnym biegu obiektów magazynowania wody i odwodnienia.

· Punkty połączenia głównych i dopływowych strumieni.

· Górne odcinki mostów podatne na zatory.

3.2 Specyfikacje instalacji

3.2.1 Akustyczno-Optyczno-Elektroniczna Stacja Monitorowania i Alarmowania

Wymagania obejmują:

· Wysokość słupa przekraczająca 3000 mm, wykonanego ze stali ocynkowanej.

· Wymiary kołnierza: 350 mm x 350 mm x 10 mm.

· Rezystancja uziemienia ≤ 10 Ω.

3.2.2 Urządzenie alarmowe chmury

Wymagania obejmują:

· Optymalna wysokość dla widoczności i słyszalności.

· Bezpieczne zasilanie i łączność sieciowa.

· Instrukcje użytkowania wywieszone w pobliżu wraz ze szkoleniem użytkowników.

4. Mechanizm działania

4.1 Przepływ danych

System wykorzystuje znormalizowane przepływy pracy dotyczące gromadzenia, przesyłania i przetwarzania danych, aby zapewnić terminowe i dokładne rozpowszechnianie informacji.

4.2 Mechanizm wczesnego ostrzegania

4.2.1 Codzienne przypomnienia

Zapewnia prognozy pogody, alerty o ryzyku meteorologicznym i przypomnienia o opadach, aby zwiększyć codzienną użyteczność i zapewnić konserwację urządzeń.

4.2.2 Edukacja w zakresie zapobiegania klęskom żywiołowym

Odtwarza dźwięk zapobiegający klęskom żywiołowym za pomocą chmurowych urządzeń alarmowych, edukując mieszkańców w zakresie identyfikacji zagrożeń i reagowania kryzysowego poza sezonem powodziowym.

4.2.3 Ostrzeżenia o nadciągającej klęsce żywiołowej

Wykorzystuje inteligentny moduł połączeń głosowych powiązany z systemami zapobiegania powodziom opartymi na społeczności, wyposażony w wielopoziomowe mechanizmy alertów. Po uruchomieniu alertów wysokiego poziomu system natychmiast powiadamia lokalnych urzędników ds. kontroli powodzi telefonicznie i wysyła alerty WeChat lub SMS do liderów wsi i społeczności w celu potwierdzenia, zanim ostrzeżenia zostaną rozpowszechnione wśród ludności zagrożonej.

4.3 Protokół komunikacyjny

Platforma przeprowadza autodiagnostykę urządzeń w celu monitorowania stanu operacyjnego, a ramki komunikacyjne są zgodne z "Protokółem komunikacji danych monitorowania hydrologicznego" (SL651-2014).

5. Zapewnienie wdrożenia

5.1 Proces debugowania

Post-installation debugging ensures accurate data collection, online management platform connectivity, correct alarm threshold settings, proper association of flood control personnel, and unobstructed early warning transmission.

5.2 Lista kontrolna konfiguracji

Lokalna Stacja Monitorowania i Alarmowania Akustyczno-Optyczno-Elektrycznego (V2)

Nie.	Nazwa sprzętu	Jednostka	Ilość	Specyfikacje	Cena jednostkowa (CNY)
1	Deszczomierz z przechylnym wiadrem	zestaw	1		-
2	Radarowy miernik poziomu wody	zestaw	1		-
3	Główna jednostka sterująca	ustaw	1		-
4	Lampka ostrzegawcza	sztuka	1		-
5	Głośnik	sztuka	2	50W	-
6	Ekran wyświetlacza	sztuka	1		-
7	Kamera PTZ (Kamera kulowa)	sztuka	1		-
8	Panel słoneczny	sztuka	1	18V/100W	-
9	Bateria	sztuka	1	12V/100Ah	-
10	Zintegrowana szafa	zestaw	1		-
11	Kontroler ładowania słonecznego	sztuka	1		-
12	Ochronnik przeciwprzepięciowy	sztuka	1		-
13	Karta SIM do transmisji danych	sztuka	1	100 GB/miesiąc, plan 3-letni	-
14	Opłata za komunikację	pozycja	1		-
15	Słupek i wspornik montażowy	zestaw	1		-
16	Wspornik i poprzeczny wysięgnik	zestaw	1		-
17	Uziemienie odgromowe	zestaw	1		-
18	Prace budowlane i instalacja	zestaw	1

6. Wartość aplikacji

Ten system osiąga:

1. Precyzyjne dostarczanie informacji o wczesnym ostrzeganiu.

2. Bezpośrednie powiadomienia regionalne do gospodarstw domowych.

3. Zwiększona zdolność adaptacyjna sprzętu monitorującego i wczesnego ostrzegania.

4. Poprawiona praktyczność produktów wczesnego ostrzegania.

System monitorowania i wczesnego ostrzegania przed powodziami błyskawicznymi został pomyślnie wdrożony w wielu regionach, jest to produkt, którego najczęściej używamy w naszym obecnym projekcie. System znacznie wzmocnił zdolności zapobiegania katastrofom powodziowym, zapewniając solidne wsparcie techniczne dla ochrony życia i mienia.

7. Główne specyfikacje techniczne urządzenia

7.1. Lokalna Stacja Monitorowania i Alarmowania Akustyczno-Optyczno-Elektrycznego

7.1.1. Główna jednostka sterująca

(1) Napięcie robocze: DC 9~24V

(2) Zużycie energii w trybie czuwania: ≤10mA

(3) Zgodność z protokołem komunikacyjnym danych hydrometeorologicznych SL 651-2014

(4) Temperatura pracy: -10℃~55℃

(5) Wilgotność robocza: ≤95% (40℃)

(6) Średni czas między awariami (MTBF): ≥50 000 godzin

7.1.2. Deszczomierz z przechylnym wiadrem

(1) Średnica wlotu zbiornika na deszcz: Φ200+0.6 0mm

(2) Kąt krawędzi zbiornika na deszcz: 40°~45°

(3) Głębokość kolektora deszczu: ≥100mm

(4) Rozdzielczość: 0,5mm

(5) Dokładność: ≤±4%

(6) Powtarzalność: ≤1%

(7) Strata masy podczas zwilżania: ≤15,7g

(8) Zakres pomiaru intensywności opadów: 0mm/min~4mm/min, maksymalna dopuszczalna intensywność opadów: 8mm/min

(9) Materiał cylindra zewnętrznego: Stal nierdzewna

(10) Temperatura pracy: 0℃~55℃

(11) Wilgotność pracy: ≤95% RH (kondensacja przy 40℃)

(12) Wymagania procesowe: Aby zapewnić, że deszcz wpadający do kolektora nie rozpryśnie się na zewnątrz, krawędź kolektora musi być ostra i kształcie ostrza, wykonana z materiału odpornego na odkształcenia w procesie toczenia.

7.1.3. Radarowy wodowskaz

(1) Zakres pomiarowy: 0,1~45m

(2) Częstotliwość pracy: 80GHz

(3) Dokładność pomiaru: ±3mm

(4) Tryb pracy: FMCW (Frequency-Modulated Continuous Wave - Ciągła fala modulowana częstotliwością)

(5) Rozdzielczość: 1 mm (pełny zakres)

(6) Typ anteny: antena z płaską macierzą

(7) Kąt wiązki anteny: ≤8°

(8) Zakres zasilania: DC 6~30V

(9) Interfejs komunikacyjny: RS-485

(10) Temperatura pracy: -40℃~75℃

(11) Wilgotność pracy: 95% RH (kondensacja w 40℃)

(12) Stopień ochrony: IP68

7.1.4. Światło ostrzegawcze

(1) Natężenie światła (lx): ≥1000

(2) Kolor: Czerwony

(3) Materiał źródła światła: LED

7.1.5. Głośnik

(1) Moc wyjściowa audio: 2×50W

(2) Impedancja wyjściowa: 4 omy

7.1.6. Ekran wyświetlacza

(1) Rozmiar panelu: 440 mm × 800 mm

(2) Obszar wyświetlania: 304 mm × 304 mm

(3) Podłoże panelu: płyta aluminiowa

(4) Materiał folii: folia odblaskowa klasy III

(5) Grubość panelu: 3 mm

(6) Grubość całkowita: <90 mm

(7) Jednostka wyświetlacza: Czerwone elementy emitujące światło, matryca 64x64, częstotliwość odświeżania 600 Hz, sterowanie stałoprądowe

(8) Szafa sterownicza: Panel zintegrowany z wodoodporną jednostką sterującą

(9) Interfejs komunikacyjny: RS485

Zakres zasilania: DC 9~18V

7.1.7. Kamera

(1) Typ sensora: 1/2.8-calowy CMOS

(2) Rozdzielczość: 2MP

(3) Maksymalna rozdzielczość: 1920×1080

(4) Minimalne oświetlenie: Kolor: 0.005lux/F1.6; B/W: 0.0005lux/F1.6; 0Lux (z dodatkowym oświetleniem)

(5) Pole widzenia: Poziome: 58.0°~3.7°; Pionowe: 33.5°~2.0°; Przekątne: 66.2°~4.0°

(6) Zoom optyczny: 23×; Zoom cyfrowy: 16×

(7) Zakres obrotu: Poziomy: ciągły obrót 0°~360°; Pionowy: -15°~+90° z automatycznym odwracaniem (180°) do ciągłego monitorowania

(8) Standardy kompresji wideo: Smart H.265; H.265; Smart H.264; H.264; H.264B; H.264H; MJPEG

(9) Standard zgodności: GB/T 28181

(10) Typy interfejsów: RJ45, RS485

7.2. Urządzenie alarmowe w chmurze

(1) Specyfikacja zasilania: DC 5V/1A

(2) Interfejs zasilania: Type-C

(3) Żywotność baterii: Wbudowana wysokowydajna bateria, działa przez >24h po utracie zasilania zewnętrznego

(4) Metoda komunikacji: Obsługuje LoRaMesh i 4G

(5) Typ anteny: Zintegrowana antena wielotrybowo-wielopasmowa

(6) Specyfikacja lampy ostrzegawczej: Siedmiokolorowa pierścieniowa lampa ostrzegawcza, średnica >100mm

(7) Wymiary urządzenia: ≥120mm×120mm

(8) Moc głośnika: 3W

(9) Temperatura pracy: 0~45℃

(10) Temperatura przechowywania: -20~60℃

Technologia wzmacnia naturę, dane napędzają przyszłość

info@wfsmem.com

+86 18565278999

O technologii WFS

WFS Hydromet to pionierski dostawca technologii oferujący inteligentne rozwiązania w zakresie zarządzania wodą i precyzyjnego rolnictwa, które umożliwiają rządom, gminom i przedsiębiorstwom rolniczym budowanie odpornych, zrównoważonych ekosystemów. Integrując czujniki IoT, analizy oparte na sztucznej inteligencji, obrazowanie satelitarne i platformy oparte na chmurze, przekształcamy surowe dane w praktyczne spostrzeżenia dotyczące krytycznej infrastruktury wodnej i operacji rolniczych.

Zostaw swoje informacje i
skontaktujemy się z Tobą.

Wechat