Система мониторинга и раннего предупреждения о внезапных наводнениях с акустико-оптико-электронной станцией оповещения

Введение

Селевые потоки являются распространенными стихийными бедствиями в горных районах Китая, характеризующимися внезапным началом, высокой разрушительной силой и быстрым развитием. Традиционные методы мониторинга и раннего предупреждения часто страдают от проблем, таких как низкая точность, недостаточное время упреждения и трудности с получением информации. Компания BGT Hydromet, опираясь на многолетний технический опыт, инновационно разработала "Станцию акустико-оптико-электронного мониторинга и оповещения о селевых потоках". Эта система интегрирует Интернет вещей (IoT), граничные вычисления и технологии интеллектуального раннего предупреждения для создания комплексного решения "мониторинг-предупреждение-реагирование", эффективно повышая возможности предотвращения катастроф, связанных с селевыми потоками.

1. Обзор продукта

1.1 Сценарии применения

Внезапные наводнения наступают быстро и вызывают стремительные разрушения. Рельеф местности и характер осадков в горных речных бассейнах приводят к значительному и резкому повышению уровня воды, что резко сокращает время, доступное для безопасной эвакуации жителей. Это создает серьезные проблемы для предотвращения и смягчения последствий внезапных наводнений.

Система развернута на небольших водосборах для мониторинга и отображения в реальном времени уровня осадков и воды в реках. Данные передаются по беспроводной сети на облачные устройства сигнализации. Система напрямую определяет ранние предупреждения на уровне устройств, и когда данные мониторинга превышают пороговые значения, она одновременно отправляет информацию о тревоге на платформу мониторинга и раннего предупреждения, а также соответствующему персоналу, занимающемуся контролем паводков.

Акустико-оптико-электронная станция мониторинга и сигнализации может устанавливать связи между двумя или более устройствами посредством взаимодействия через IoT или программную платформу. Когда вышестоящее устройство срабатывает сигнализацию, нижестоящие устройства одновременно выдают скоординированные сигналы тревоги.


Акустико-оптико-электронная станция сигнализации	Облачное устройство оповещения

1.2 Архитектура системы

Система использует совместную архитектуру "терминал-граница-облако", обеспечивая интеллектуальное раннее предупреждение посредством сбора данных, граничных вычислений и облачной координации.

2. Техническое решение

2.1 Компоненты системы

2.1.1 Акустико-оптико-электронная станция мониторинга и оповещения

Ключевые особенности включают:

· Сбор данных из нескольких источников: одновременный сбор данных об осадках и уровне воды с поддержкой захвата изображений и видео.

· Периферийное раннее предупреждение: встроенные периферийные модели раннего предупреждения с аудиовыходами для прямого управления сигнальными сиренами, поддержка голосовых и световых сигналов тревоги, а также ручное отключение ложных срабатываний.

· Интеллектуальная связь: поддержка установления ассоциаций между несколькими станциями мониторинга и оповещения в пределах одного водосбора для скоординированного оповещения.

· Удаленное управление: мониторинг данных устройств, проверка состояния, настройка параметров и онлайн-обновления без ручного вмешательства.

2.1.2 Облачное устройство оповещения

Ключевые особенности включают:

· Многорежимное раннее предупреждение: Три рабочих режима (подсказка, напоминание, тревога) с адаптивными акустическими и визуальными эффектами в зависимости от уровня риска.

· Интеллектуальный вызов: Встроенные многоуровневые модели интеллектуального вызова, поддерживающие многоканальное целевое распространение ранних предупреждений через WeChat, SMS и телефонные звонки.

· Общественный сервис: Предоставляет напоминания о дожде для руководства повседневной жизнью и планирования поездок.

· Реагирование на чрезвычайные ситуации: Поддерживает механизмы подтверждения тревоги и отмены ложной тревоги одной кнопкой.

2.2 Ключевые технические характеристики

2.2.1 Станция акустико-оптико-электронного мониторинга и оповещения

· Основной блок управления: Рабочая температура от -10°C до 55°C, среднее время наработки на отказ (MTBF) ≥ 50 000 часов.

· Дождемер с опрокидывающимся ведром: Разрешение 0,5 мм, точность ≤ ±4%.

· Радарный датчик уровня воды: Диапазон измерения 0,1–45 м, точность ±3 мм.

· Аварийный световой и звуковой сигнал: Интенсивность света ≥ 1000 лк, мощность аудиовыхода 2x50 Вт.

2.2.2 Облачное устройство сигнализации

· Срок службы батареи: Более 24 часов работы после потери внешнего питания.

· Способы связи: Поддержка LoRaMesh и 4G.

· Технические характеристики аварийного освещения: Семицветная кольцевая аварийная лампа диаметром > 100 мм.

3. План развертывания

3.1 Принципы установки

Установка должна основываться на результатах оценки риска внезапных наводнений в ключевых административных населенных пунктах, с акцентом на малые водосборные бассейны. Станции должны располагаться в верхних частях рек и ручьев в населенных пунктах и общинах, которым угрожают внезапные наводнения, включая:

· Берега рек в верхнем течении.

· Рекреационные зоны на берегах рек.

· Наклоны ниже по течению водохранилищ и дренажных сооружений.

· Места слияния основных и приточных ручьев.

· Участки рек выше мостов, склонные к скоплению мусора.

3.2 Технические характеристики установки

3.2.1 Акустико-оптико-электронная станция мониторинга и оповещения

Требования включают:

· Высота опоры более 3000 мм, из оцинкованной стали.

· Размеры фланца: 350 мм x 350 мм x 10 мм.

· Сопротивление заземления ≤ 10 Ом.

3.2.2 Устройство облавной сигнализации

Требования включают:

· Оптимальная высота для видимости и слышимости.

· Надежное электропитание и сетевое подключение.

· Инструкции по эксплуатации, размещенные поблизости, с обучением пользователей.

4. Эксплуатационный механизм

4.1 Поток данных

Система использует стандартизированные рабочие процессы сбора, передачи и обработки данных для обеспечения своевременного и точного распространения информации.

4.2 Механизм раннего предупреждения

4.2.1 Ежедневные напоминания

Предоставляет прогнозы погоды, оповещения о метеорологических рисках и напоминания о дождях для повышения повседневной полезности и обеспечения обслуживания устройств.

4.2.2 Образование по предотвращению стихийных бедствий

Воспроизводит аудиоинформацию по предотвращению стихийных бедствий через облачные тревожные устройства, обучая жителей распознаванию опасностей и действиям в чрезвычайных ситуациях в периоды, не связанные с наводнениями.

4.2.3 Предупреждения о неминуемой опасности стихийных бедствий

Использует интеллектуальный модуль голосовых вызовов, связанный с системами предотвращения наводнений на уровне сообщества, с многоуровневыми механизмами оповещения. При срабатывании высокоуровневых сигналов тревоги система немедленно уведомляет местных сотрудников по контролю за наводнениями по телефону и отправляет уведомления через WeChat или SMS руководителям деревень и сообществ для подтверждения перед распространением предупреждений среди населения из групп риска.

4.3 Протокол связи

Платформа выполняет самодиагностику устройств для мониторинга их рабочего состояния, при этом кадры связи соответствуют "Протоколу связи данных гидрологического мониторинга" (SL651-2014).

5. Обеспечение реализации

5.1 Процесс отладки

Послеустановочная отладка обеспечивает точный сбор данных, подключение к онлайн-платформе управления, правильную настройку пороговых значений сигнализации, надлежащее назначение персонала по борьбе с наводнениями и беспрепятственную передачу ранних предупреждений.

5.2 Контрольный список конфигурации

Местная акустико-оптико-электронная станция мониторинга и сигнализации (V2)

№	Наименование оборудования	Ед. изм.	Количество	Спецификации	Цена за ед. (CNY)
1	Ведро-сито для измерения осадков	комплект	1		-
2	Радарный уровнемер	комплект	1		-
3	Основной блок управления	установить	1		-
4	Предупреждающий световой сигнал	штука	1		-
5	Громкоговоритель	штука	2	50W	-
6	Дисплей	штука	1		-
7	PTZ-камера (шаровая камера)	шт.	1		-
8	Солнечная панель	шт.	1	18V/100W	-
9	Аккумулятор	шт.	1	12V/100Ah	-
10	Интегрированный шкаф	комплект	1		-
11	Контроллер заряда от солнечных батарей	шт.	1		-
12	Устройство защиты от перенапряжения	шт.	1		-
13	SIM-карта для передачи данных	шт.	1	100 ГБ/месяц, 3-летний план	-
14	Плата за связь	предмет	1		-
15	Штанга и монтажный кронштейн	комплект	1		-
16	Кронштейн и поперечная траверса	комплект	1		-
17	Заземление молниезащиты	комплект	1		-
18	Гражданские работы и монтаж	комплект	1

6. Ценность применения

Данная система обеспечивает:

1. Точную целевую доставку информации раннего предупреждения.

2. Прямые региональные push-уведомления домохозяйствам.

3. Повышенную адаптивность оборудования для мониторинга и раннего предупреждения.

4. Улучшенную практичность продуктов раннего предупреждения.

Система мониторинга и раннего предупреждения о паводковых бедствиях была успешно развернута в нескольких регионах, это продукт, который мы наиболее часто используем в нашем текущем проекте. Система значительно укрепила возможности предотвращения паводковых бедствий, предоставляя надежную техническую поддержку для защиты жизни и имущества.

7. Технические характеристики основного устройства

7.1. Местная акустико-оптико-электронная станция мониторинга и сигнализации

7.1.1. Основной блок управления

(1) Рабочее напряжение: DC 9~24V

(2) Потребление энергии в режиме ожидания: ≤10mA

(3) Соответствует протоколу связи гидрометеорологических данных SL 651-2014

(4) Рабочая температура: -10℃~55℃

(5) Рабочая влажность: ≤95% (40℃)

(6) Среднее время наработки на отказ (MTBF): ≥50 000 часов

7.1.2. Ведро-сито для измерения осадков

(1) Диаметр входного отверстия дождеприемника: Φ200+0.6 0мм

(2) Угол кромки дождеприемника: 40°~45°

(3) Глубина дождеприемника: ≥100 мм

(4) Разрешение: 0,5 мм

(5) Точность: ≤±4%

(6) Повторяемость: ≤1%

(7) Потери на смачивание: ≤15,7 г

(8) Диапазон измерения интенсивности дождя: 0 мм/мин ~ 4 мм/мин, максимальная допустимая интенсивность дождя: 8 мм/мин

(9) Материал наружного цилиндра: Нержавеющая сталь

(10) Рабочая температура: 0℃~55℃

(11) Рабочая влажность: ≤95% относительной влажности (конденсация при 40℃)

(12) Требования к процессу: Для обеспечения того, чтобы дождь, попадающий в коллектор, не выплескивался, край коллектора должен быть острым и иметь форму лезвия, изготовленным из деформационно-стойкого материала методом токарной обработки.

7.1.3. Радарный уровнемер

(1) Диапазон измерения: 0,1~45 м

(2) Рабочая частота: 80 ГГц

(3) Точность измерения: ±3 мм

(4) Режим работы: FMCW (частотно-модулированный непрерывный сигнал)

(5) Разрешение: 1мм (полный диапазон)

(6) Тип антенны: Плоская антенна массив

(7) Угол луча антенны: ≤8°

(8) Диапазон питания: DC 6~30V

(9) Интерфейс связи: RS-485

(10) Рабочая температура: -40℃~75℃

(11) Рабочая влажность: 95% RH (конденсация при 40℃)

(12) Степень защиты: IP68

7.1.4. Световой индикатор

(1) Интенсивность света (lx): ≥1000

(2) Цвет: Красный

(3) Материал источника света: LED

7.1.5. Динамик

(1) Выходная аудио мощность: 2×50W

(2) Выходное сопротивление: 4 ома

7.1.6. Дисплей

(1) Размер панели: 440мм×800мм

(2) Площадь дисплея: 304мм×304мм

(3) Подложка панели: Алюминиевая плита

(4) Материал пленки: Пленка отражающая класса III

(5) Толщина панели: 3мм

(6) Общая толщина: <90мм

(7) Дисплейный блок: Красные светоизлучающие элементы, матрица 64×64, частота обновления 600 Гц, драйвер постоянного тока

(8) Шкаф управления: Панель со встроенным водонепроницаемым блоком управления

(9) Интерфейс связи: RS485

Диапазон питания: DC 9~18V

7.1.7. Камера

(1) Тип сенсора: 1/2.8-дюймовый CMOS

(2) Разрешение: 2MP

(3) Максимальное разрешение: 1920×1080

(4) Минимальная освещенность: Цвет: 0.005 люкс/F1.6; Ч/Б: 0.0005 люкс/F1.6; 0 люкс (с дополнительным освещением)

(5) Угол обзора: Горизонтальный: 58.0°~3.7°; Вертикальный: 33.5°~2.0°; Диагональный: 66.2°~4.0°

(6) Оптический зум: 23×; Цифровой зум: 16×

(7) Диапазон вращения: Горизонтальный: 0°~360° непрерывное вращение; Вертикальный: -15°~+90° с автопереворотом (180°) для непрерывного мониторинга

(8) Стандарты сжатия видео: Smart H.265; H.265; Smart H.264; H.264; H.264B; H.264H; MJPEG

(9) Стандарт соответствия: GB/T 28181

(10) Типы интерфейсов: RJ45, RS485

7.2. Устройство облавной сигнализации

(1) Спецификация питания: DC 5V/1A

(2) Интерфейс питания: Type-C

(3) Срок службы батареи: Встроенная высокопроизводительная батарея, работает >24 часов после потери внешнего питания

(4) Метод связи: Поддержка LoRaMesh и 4G

(5) Тип антенны: Интегрированная многорежимная многодиапазонная антенна

(6) Спецификация сигнальной лампы: Семицветная кольцевая сигнальная лампа, диаметр >100 мм

(7) Размеры устройства: ≥120мм×120мм

(8) Мощность динамика: 3 Вт

(9) Рабочая температура: 0~45℃

(10) Температура хранения: -20~60℃

Технологии расширяют возможности природы, данные определяют будущее

info@wfsmem.com

+86 18565278999

О технологии WFS

WFS Hydromet — это передовая технологическая компания, предоставляющая интеллектуальные решения для управления водными ресурсами и точного земледелия, которые позволяют правительствам, муниципалитетам и агробизнесу создавать устойчивые и жизнеспособные экосистемы. Интегрируя датчики Интернета вещей (IoT), аналитику на основе искусственного интеллекта (AI), спутниковые снимки и облачные платформы, мы преобразуем необработанные данные в практические выводы для критически важной водной инфраструктуры и сельскохозяйственных операций.

Оставьте свои данные,
и мы свяжемся с вами.

Wechat